// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only 
 | 
/* 
 | 
 * Longest prefix match list implementation 
 | 
 * 
 | 
 * Copyright (c) 2016,2017 Daniel Mack 
 | 
 * Copyright (c) 2016 David Herrmann 
 | 
 */ 
 | 
  
 | 
#include <linux/bpf.h> 
 | 
#include <linux/btf.h> 
 | 
#include <linux/err.h> 
 | 
#include <linux/slab.h> 
 | 
#include <linux/spinlock.h> 
 | 
#include <linux/vmalloc.h> 
 | 
#include <net/ipv6.h> 
 | 
#include <uapi/linux/btf.h> 
 | 
  
 | 
/* Intermediate node */ 
 | 
#define LPM_TREE_NODE_FLAG_IM BIT(0) 
 | 
  
 | 
struct lpm_trie_node; 
 | 
  
 | 
struct lpm_trie_node { 
 | 
    struct rcu_head rcu; 
 | 
    struct lpm_trie_node __rcu    *child[2]; 
 | 
    u32                prefixlen; 
 | 
    u32                flags; 
 | 
    u8                data[]; 
 | 
}; 
 | 
  
 | 
struct lpm_trie { 
 | 
    struct bpf_map            map; 
 | 
    struct lpm_trie_node __rcu    *root; 
 | 
    size_t                n_entries; 
 | 
    size_t                max_prefixlen; 
 | 
    size_t                data_size; 
 | 
    spinlock_t            lock; 
 | 
}; 
 | 
  
 | 
/* This trie implements a longest prefix match algorithm that can be used to 
 | 
 * match IP addresses to a stored set of ranges. 
 | 
 * 
 | 
 * Data stored in @data of struct bpf_lpm_key and struct lpm_trie_node is 
 | 
 * interpreted as big endian, so data[0] stores the most significant byte. 
 | 
 * 
 | 
 * Match ranges are internally stored in instances of struct lpm_trie_node 
 | 
 * which each contain their prefix length as well as two pointers that may 
 | 
 * lead to more nodes containing more specific matches. Each node also stores 
 | 
 * a value that is defined by and returned to userspace via the update_elem 
 | 
 * and lookup functions. 
 | 
 * 
 | 
 * For instance, let's start with a trie that was created with a prefix length 
 | 
 * of 32, so it can be used for IPv4 addresses, and one single element that 
 | 
 * matches 192.168.0.0/16. The data array would hence contain 
 | 
 * [0xc0, 0xa8, 0x00, 0x00] in big-endian notation. This documentation will 
 | 
 * stick to IP-address notation for readability though. 
 | 
 * 
 | 
 * As the trie is empty initially, the new node (1) will be places as root 
 | 
 * node, denoted as (R) in the example below. As there are no other node, both 
 | 
 * child pointers are %NULL. 
 | 
 * 
 | 
 *              +----------------+ 
 | 
 *              |       (1)  (R) | 
 | 
 *              | 192.168.0.0/16 | 
 | 
 *              |    value: 1    | 
 | 
 *              |   [0]    [1]   | 
 | 
 *              +----------------+ 
 | 
 * 
 | 
 * Next, let's add a new node (2) matching 192.168.0.0/24. As there is already 
 | 
 * a node with the same data and a smaller prefix (ie, a less specific one), 
 | 
 * node (2) will become a child of (1). In child index depends on the next bit 
 | 
 * that is outside of what (1) matches, and that bit is 0, so (2) will be 
 | 
 * child[0] of (1): 
 | 
 * 
 | 
 *              +----------------+ 
 | 
 *              |       (1)  (R) | 
 | 
 *              | 192.168.0.0/16 | 
 | 
 *              |    value: 1    | 
 | 
 *              |   [0]    [1]   | 
 | 
 *              +----------------+ 
 | 
 *                   | 
 | 
 *    +----------------+ 
 | 
 *    |       (2)      | 
 | 
 *    | 192.168.0.0/24 | 
 | 
 *    |    value: 2    | 
 | 
 *    |   [0]    [1]   | 
 | 
 *    +----------------+ 
 | 
 * 
 | 
 * The child[1] slot of (1) could be filled with another node which has bit #17 
 | 
 * (the next bit after the ones that (1) matches on) set to 1. For instance, 
 | 
 * 192.168.128.0/24: 
 | 
 * 
 | 
 *              +----------------+ 
 | 
 *              |       (1)  (R) | 
 | 
 *              | 192.168.0.0/16 | 
 | 
 *              |    value: 1    | 
 | 
 *              |   [0]    [1]   | 
 | 
 *              +----------------+ 
 | 
 *                   |      | 
 | 
 *    +----------------+  +------------------+ 
 | 
 *    |       (2)      |  |        (3)       | 
 | 
 *    | 192.168.0.0/24 |  | 192.168.128.0/24 | 
 | 
 *    |    value: 2    |  |     value: 3     | 
 | 
 *    |   [0]    [1]   |  |    [0]    [1]    | 
 | 
 *    +----------------+  +------------------+ 
 | 
 * 
 | 
 * Let's add another node (4) to the game for 192.168.1.0/24. In order to place 
 | 
 * it, node (1) is looked at first, and because (4) of the semantics laid out 
 | 
 * above (bit #17 is 0), it would normally be attached to (1) as child[0]. 
 | 
 * However, that slot is already allocated, so a new node is needed in between. 
 | 
 * That node does not have a value attached to it and it will never be 
 | 
 * returned to users as result of a lookup. It is only there to differentiate 
 | 
 * the traversal further. It will get a prefix as wide as necessary to 
 | 
 * distinguish its two children: 
 | 
 * 
 | 
 *                      +----------------+ 
 | 
 *                      |       (1)  (R) | 
 | 
 *                      | 192.168.0.0/16 | 
 | 
 *                      |    value: 1    | 
 | 
 *                      |   [0]    [1]   | 
 | 
 *                      +----------------+ 
 | 
 *                           |      | 
 | 
 *            +----------------+  +------------------+ 
 | 
 *            |       (4)  (I) |  |        (3)       | 
 | 
 *            | 192.168.0.0/23 |  | 192.168.128.0/24 | 
 | 
 *            |    value: ---  |  |     value: 3     | 
 | 
 *            |   [0]    [1]   |  |    [0]    [1]    | 
 | 
 *            +----------------+  +------------------+ 
 | 
 *                 |      | 
 | 
 *  +----------------+  +----------------+ 
 | 
 *  |       (2)      |  |       (5)      | 
 | 
 *  | 192.168.0.0/24 |  | 192.168.1.0/24 | 
 | 
 *  |    value: 2    |  |     value: 5   | 
 | 
 *  |   [0]    [1]   |  |   [0]    [1]   | 
 | 
 *  +----------------+  +----------------+ 
 | 
 * 
 | 
 * 192.168.1.1/32 would be a child of (5) etc. 
 | 
 * 
 | 
 * An intermediate node will be turned into a 'real' node on demand. In the 
 | 
 * example above, (4) would be re-used if 192.168.0.0/23 is added to the trie. 
 | 
 * 
 | 
 * A fully populated trie would have a height of 32 nodes, as the trie was 
 | 
 * created with a prefix length of 32. 
 | 
 * 
 | 
 * The lookup starts at the root node. If the current node matches and if there 
 | 
 * is a child that can be used to become more specific, the trie is traversed 
 | 
 * downwards. The last node in the traversal that is a non-intermediate one is 
 | 
 * returned. 
 | 
 */ 
 | 
  
 | 
static inline int extract_bit(const u8 *data, size_t index) 
 | 
{ 
 | 
    return !!(data[index / 8] & (1 << (7 - (index % 8)))); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
/** 
 | 
 * longest_prefix_match() - determine the longest prefix 
 | 
 * @trie:    The trie to get internal sizes from 
 | 
 * @node:    The node to operate on 
 | 
 * @key:    The key to compare to @node 
 | 
 * 
 | 
 * Determine the longest prefix of @node that matches the bits in @key. 
 | 
 */ 
 | 
static size_t longest_prefix_match(const struct lpm_trie *trie, 
 | 
                   const struct lpm_trie_node *node, 
 | 
                   const struct bpf_lpm_trie_key *key) 
 | 
{ 
 | 
    u32 limit = min(node->prefixlen, key->prefixlen); 
 | 
    u32 prefixlen = 0, i = 0; 
 | 
  
 | 
    BUILD_BUG_ON(offsetof(struct lpm_trie_node, data) % sizeof(u32)); 
 | 
    BUILD_BUG_ON(offsetof(struct bpf_lpm_trie_key, data) % sizeof(u32)); 
 | 
  
 | 
#if defined(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS) && defined(CONFIG_64BIT) 
 | 
  
 | 
    /* data_size >= 16 has very small probability. 
 | 
     * We do not use a loop for optimal code generation. 
 | 
     */ 
 | 
    if (trie->data_size >= 8) { 
 | 
        u64 diff = be64_to_cpu(*(__be64 *)node->data ^ 
 | 
                       *(__be64 *)key->data); 
 | 
  
 | 
        prefixlen = 64 - fls64(diff); 
 | 
        if (prefixlen >= limit) 
 | 
            return limit; 
 | 
        if (diff) 
 | 
            return prefixlen; 
 | 
        i = 8; 
 | 
    } 
 | 
#endif 
 | 
  
 | 
    while (trie->data_size >= i + 4) { 
 | 
        u32 diff = be32_to_cpu(*(__be32 *)&node->data[i] ^ 
 | 
                       *(__be32 *)&key->data[i]); 
 | 
  
 | 
        prefixlen += 32 - fls(diff); 
 | 
        if (prefixlen >= limit) 
 | 
            return limit; 
 | 
        if (diff) 
 | 
            return prefixlen; 
 | 
        i += 4; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    if (trie->data_size >= i + 2) { 
 | 
        u16 diff = be16_to_cpu(*(__be16 *)&node->data[i] ^ 
 | 
                       *(__be16 *)&key->data[i]); 
 | 
  
 | 
        prefixlen += 16 - fls(diff); 
 | 
        if (prefixlen >= limit) 
 | 
            return limit; 
 | 
        if (diff) 
 | 
            return prefixlen; 
 | 
        i += 2; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    if (trie->data_size >= i + 1) { 
 | 
        prefixlen += 8 - fls(node->data[i] ^ key->data[i]); 
 | 
  
 | 
        if (prefixlen >= limit) 
 | 
            return limit; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    return prefixlen; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
/* Called from syscall or from eBPF program */ 
 | 
static void *trie_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *_key) 
 | 
{ 
 | 
    struct lpm_trie *trie = container_of(map, struct lpm_trie, map); 
 | 
    struct lpm_trie_node *node, *found = NULL; 
 | 
    struct bpf_lpm_trie_key *key = _key; 
 | 
  
 | 
    /* Start walking the trie from the root node ... */ 
 | 
  
 | 
    for (node = rcu_dereference(trie->root); node;) { 
 | 
        unsigned int next_bit; 
 | 
        size_t matchlen; 
 | 
  
 | 
        /* Determine the longest prefix of @node that matches @key. 
 | 
         * If it's the maximum possible prefix for this trie, we have 
 | 
         * an exact match and can return it directly. 
 | 
         */ 
 | 
        matchlen = longest_prefix_match(trie, node, key); 
 | 
        if (matchlen == trie->max_prefixlen) { 
 | 
            found = node; 
 | 
            break; 
 | 
        } 
 | 
  
 | 
        /* If the number of bits that match is smaller than the prefix 
 | 
         * length of @node, bail out and return the node we have seen 
 | 
         * last in the traversal (ie, the parent). 
 | 
         */ 
 | 
        if (matchlen < node->prefixlen) 
 | 
            break; 
 | 
  
 | 
        /* Consider this node as return candidate unless it is an 
 | 
         * artificially added intermediate one. 
 | 
         */ 
 | 
        if (!(node->flags & LPM_TREE_NODE_FLAG_IM)) 
 | 
            found = node; 
 | 
  
 | 
        /* If the node match is fully satisfied, let's see if we can 
 | 
         * become more specific. Determine the next bit in the key and 
 | 
         * traverse down. 
 | 
         */ 
 | 
        next_bit = extract_bit(key->data, node->prefixlen); 
 | 
        node = rcu_dereference(node->child[next_bit]); 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    if (!found) 
 | 
        return NULL; 
 | 
  
 | 
    return found->data + trie->data_size; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static struct lpm_trie_node *lpm_trie_node_alloc(const struct lpm_trie *trie, 
 | 
                         const void *value) 
 | 
{ 
 | 
    struct lpm_trie_node *node; 
 | 
    size_t size = sizeof(struct lpm_trie_node) + trie->data_size; 
 | 
  
 | 
    if (value) 
 | 
        size += trie->map.value_size; 
 | 
  
 | 
    node = kmalloc_node(size, GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN, 
 | 
                trie->map.numa_node); 
 | 
    if (!node) 
 | 
        return NULL; 
 | 
  
 | 
    node->flags = 0; 
 | 
  
 | 
    if (value) 
 | 
        memcpy(node->data + trie->data_size, value, 
 | 
               trie->map.value_size); 
 | 
  
 | 
    return node; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
/* Called from syscall or from eBPF program */ 
 | 
static int trie_update_elem(struct bpf_map *map, 
 | 
                void *_key, void *value, u64 flags) 
 | 
{ 
 | 
    struct lpm_trie *trie = container_of(map, struct lpm_trie, map); 
 | 
    struct lpm_trie_node *node, *im_node = NULL, *new_node = NULL; 
 | 
    struct lpm_trie_node __rcu **slot; 
 | 
    struct bpf_lpm_trie_key *key = _key; 
 | 
    unsigned long irq_flags; 
 | 
    unsigned int next_bit; 
 | 
    size_t matchlen = 0; 
 | 
    int ret = 0; 
 | 
  
 | 
    if (unlikely(flags > BPF_EXIST)) 
 | 
        return -EINVAL; 
 | 
  
 | 
    if (key->prefixlen > trie->max_prefixlen) 
 | 
        return -EINVAL; 
 | 
  
 | 
    spin_lock_irqsave(&trie->lock, irq_flags); 
 | 
  
 | 
    /* Allocate and fill a new node */ 
 | 
  
 | 
    if (trie->n_entries == trie->map.max_entries) { 
 | 
        ret = -ENOSPC; 
 | 
        goto out; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    new_node = lpm_trie_node_alloc(trie, value); 
 | 
    if (!new_node) { 
 | 
        ret = -ENOMEM; 
 | 
        goto out; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    trie->n_entries++; 
 | 
  
 | 
    new_node->prefixlen = key->prefixlen; 
 | 
    RCU_INIT_POINTER(new_node->child[0], NULL); 
 | 
    RCU_INIT_POINTER(new_node->child[1], NULL); 
 | 
    memcpy(new_node->data, key->data, trie->data_size); 
 | 
  
 | 
    /* Now find a slot to attach the new node. To do that, walk the tree 
 | 
     * from the root and match as many bits as possible for each node until 
 | 
     * we either find an empty slot or a slot that needs to be replaced by 
 | 
     * an intermediate node. 
 | 
     */ 
 | 
    slot = &trie->root; 
 | 
  
 | 
    while ((node = rcu_dereference_protected(*slot, 
 | 
                    lockdep_is_held(&trie->lock)))) { 
 | 
        matchlen = longest_prefix_match(trie, node, key); 
 | 
  
 | 
        if (node->prefixlen != matchlen || 
 | 
            node->prefixlen == key->prefixlen || 
 | 
            node->prefixlen == trie->max_prefixlen) 
 | 
            break; 
 | 
  
 | 
        next_bit = extract_bit(key->data, node->prefixlen); 
 | 
        slot = &node->child[next_bit]; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    /* If the slot is empty (a free child pointer or an empty root), 
 | 
     * simply assign the @new_node to that slot and be done. 
 | 
     */ 
 | 
    if (!node) { 
 | 
        rcu_assign_pointer(*slot, new_node); 
 | 
        goto out; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    /* If the slot we picked already exists, replace it with @new_node 
 | 
     * which already has the correct data array set. 
 | 
     */ 
 | 
    if (node->prefixlen == matchlen) { 
 | 
        new_node->child[0] = node->child[0]; 
 | 
        new_node->child[1] = node->child[1]; 
 | 
  
 | 
        if (!(node->flags & LPM_TREE_NODE_FLAG_IM)) 
 | 
            trie->n_entries--; 
 | 
  
 | 
        rcu_assign_pointer(*slot, new_node); 
 | 
        kfree_rcu(node, rcu); 
 | 
  
 | 
        goto out; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    /* If the new node matches the prefix completely, it must be inserted 
 | 
     * as an ancestor. Simply insert it between @node and *@slot. 
 | 
     */ 
 | 
    if (matchlen == key->prefixlen) { 
 | 
        next_bit = extract_bit(node->data, matchlen); 
 | 
        rcu_assign_pointer(new_node->child[next_bit], node); 
 | 
        rcu_assign_pointer(*slot, new_node); 
 | 
        goto out; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    im_node = lpm_trie_node_alloc(trie, NULL); 
 | 
    if (!im_node) { 
 | 
        ret = -ENOMEM; 
 | 
        goto out; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    im_node->prefixlen = matchlen; 
 | 
    im_node->flags |= LPM_TREE_NODE_FLAG_IM; 
 | 
    memcpy(im_node->data, node->data, trie->data_size); 
 | 
  
 | 
    /* Now determine which child to install in which slot */ 
 | 
    if (extract_bit(key->data, matchlen)) { 
 | 
        rcu_assign_pointer(im_node->child[0], node); 
 | 
        rcu_assign_pointer(im_node->child[1], new_node); 
 | 
    } else { 
 | 
        rcu_assign_pointer(im_node->child[0], new_node); 
 | 
        rcu_assign_pointer(im_node->child[1], node); 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    /* Finally, assign the intermediate node to the determined spot */ 
 | 
    rcu_assign_pointer(*slot, im_node); 
 | 
  
 | 
out: 
 | 
    if (ret) { 
 | 
        if (new_node) 
 | 
            trie->n_entries--; 
 | 
  
 | 
        kfree(new_node); 
 | 
        kfree(im_node); 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    spin_unlock_irqrestore(&trie->lock, irq_flags); 
 | 
  
 | 
    return ret; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
/* Called from syscall or from eBPF program */ 
 | 
static int trie_delete_elem(struct bpf_map *map, void *_key) 
 | 
{ 
 | 
    struct lpm_trie *trie = container_of(map, struct lpm_trie, map); 
 | 
    struct bpf_lpm_trie_key *key = _key; 
 | 
    struct lpm_trie_node __rcu **trim, **trim2; 
 | 
    struct lpm_trie_node *node, *parent; 
 | 
    unsigned long irq_flags; 
 | 
    unsigned int next_bit; 
 | 
    size_t matchlen = 0; 
 | 
    int ret = 0; 
 | 
  
 | 
    if (key->prefixlen > trie->max_prefixlen) 
 | 
        return -EINVAL; 
 | 
  
 | 
    spin_lock_irqsave(&trie->lock, irq_flags); 
 | 
  
 | 
    /* Walk the tree looking for an exact key/length match and keeping 
 | 
     * track of the path we traverse.  We will need to know the node 
 | 
     * we wish to delete, and the slot that points to the node we want 
 | 
     * to delete.  We may also need to know the nodes parent and the 
 | 
     * slot that contains it. 
 | 
     */ 
 | 
    trim = &trie->root; 
 | 
    trim2 = trim; 
 | 
    parent = NULL; 
 | 
    while ((node = rcu_dereference_protected( 
 | 
               *trim, lockdep_is_held(&trie->lock)))) { 
 | 
        matchlen = longest_prefix_match(trie, node, key); 
 | 
  
 | 
        if (node->prefixlen != matchlen || 
 | 
            node->prefixlen == key->prefixlen) 
 | 
            break; 
 | 
  
 | 
        parent = node; 
 | 
        trim2 = trim; 
 | 
        next_bit = extract_bit(key->data, node->prefixlen); 
 | 
        trim = &node->child[next_bit]; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    if (!node || node->prefixlen != key->prefixlen || 
 | 
        node->prefixlen != matchlen || 
 | 
        (node->flags & LPM_TREE_NODE_FLAG_IM)) { 
 | 
        ret = -ENOENT; 
 | 
        goto out; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    trie->n_entries--; 
 | 
  
 | 
    /* If the node we are removing has two children, simply mark it 
 | 
     * as intermediate and we are done. 
 | 
     */ 
 | 
    if (rcu_access_pointer(node->child[0]) && 
 | 
        rcu_access_pointer(node->child[1])) { 
 | 
        node->flags |= LPM_TREE_NODE_FLAG_IM; 
 | 
        goto out; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    /* If the parent of the node we are about to delete is an intermediate 
 | 
     * node, and the deleted node doesn't have any children, we can delete 
 | 
     * the intermediate parent as well and promote its other child 
 | 
     * up the tree.  Doing this maintains the invariant that all 
 | 
     * intermediate nodes have exactly 2 children and that there are no 
 | 
     * unnecessary intermediate nodes in the tree. 
 | 
     */ 
 | 
    if (parent && (parent->flags & LPM_TREE_NODE_FLAG_IM) && 
 | 
        !node->child[0] && !node->child[1]) { 
 | 
        if (node == rcu_access_pointer(parent->child[0])) 
 | 
            rcu_assign_pointer( 
 | 
                *trim2, rcu_access_pointer(parent->child[1])); 
 | 
        else 
 | 
            rcu_assign_pointer( 
 | 
                *trim2, rcu_access_pointer(parent->child[0])); 
 | 
        kfree_rcu(parent, rcu); 
 | 
        kfree_rcu(node, rcu); 
 | 
        goto out; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    /* The node we are removing has either zero or one child. If there 
 | 
     * is a child, move it into the removed node's slot then delete 
 | 
     * the node.  Otherwise just clear the slot and delete the node. 
 | 
     */ 
 | 
    if (node->child[0]) 
 | 
        rcu_assign_pointer(*trim, rcu_access_pointer(node->child[0])); 
 | 
    else if (node->child[1]) 
 | 
        rcu_assign_pointer(*trim, rcu_access_pointer(node->child[1])); 
 | 
    else 
 | 
        RCU_INIT_POINTER(*trim, NULL); 
 | 
    kfree_rcu(node, rcu); 
 | 
  
 | 
out: 
 | 
    spin_unlock_irqrestore(&trie->lock, irq_flags); 
 | 
  
 | 
    return ret; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
#define LPM_DATA_SIZE_MAX    256 
 | 
#define LPM_DATA_SIZE_MIN    1 
 | 
  
 | 
#define LPM_VAL_SIZE_MAX    (KMALLOC_MAX_SIZE - LPM_DATA_SIZE_MAX - \ 
 | 
                 sizeof(struct lpm_trie_node)) 
 | 
#define LPM_VAL_SIZE_MIN    1 
 | 
  
 | 
#define LPM_KEY_SIZE(X)        (sizeof(struct bpf_lpm_trie_key) + (X)) 
 | 
#define LPM_KEY_SIZE_MAX    LPM_KEY_SIZE(LPM_DATA_SIZE_MAX) 
 | 
#define LPM_KEY_SIZE_MIN    LPM_KEY_SIZE(LPM_DATA_SIZE_MIN) 
 | 
  
 | 
#define LPM_CREATE_FLAG_MASK    (BPF_F_NO_PREALLOC | BPF_F_NUMA_NODE |    \ 
 | 
                 BPF_F_ACCESS_MASK) 
 | 
  
 | 
static struct bpf_map *trie_alloc(union bpf_attr *attr) 
 | 
{ 
 | 
    struct lpm_trie *trie; 
 | 
    u64 cost = sizeof(*trie), cost_per_node; 
 | 
    int ret; 
 | 
  
 | 
    if (!bpf_capable()) 
 | 
        return ERR_PTR(-EPERM); 
 | 
  
 | 
    /* check sanity of attributes */ 
 | 
    if (attr->max_entries == 0 || 
 | 
        !(attr->map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC) || 
 | 
        attr->map_flags & ~LPM_CREATE_FLAG_MASK || 
 | 
        !bpf_map_flags_access_ok(attr->map_flags) || 
 | 
        attr->key_size < LPM_KEY_SIZE_MIN || 
 | 
        attr->key_size > LPM_KEY_SIZE_MAX || 
 | 
        attr->value_size < LPM_VAL_SIZE_MIN || 
 | 
        attr->value_size > LPM_VAL_SIZE_MAX) 
 | 
        return ERR_PTR(-EINVAL); 
 | 
  
 | 
    trie = kzalloc(sizeof(*trie), GFP_USER | __GFP_NOWARN); 
 | 
    if (!trie) 
 | 
        return ERR_PTR(-ENOMEM); 
 | 
  
 | 
    /* copy mandatory map attributes */ 
 | 
    bpf_map_init_from_attr(&trie->map, attr); 
 | 
    trie->data_size = attr->key_size - 
 | 
              offsetof(struct bpf_lpm_trie_key, data); 
 | 
    trie->max_prefixlen = trie->data_size * 8; 
 | 
  
 | 
    cost_per_node = sizeof(struct lpm_trie_node) + 
 | 
            attr->value_size + trie->data_size; 
 | 
    cost += (u64) attr->max_entries * cost_per_node; 
 | 
  
 | 
    ret = bpf_map_charge_init(&trie->map.memory, cost); 
 | 
    if (ret) 
 | 
        goto out_err; 
 | 
  
 | 
    spin_lock_init(&trie->lock); 
 | 
  
 | 
    return &trie->map; 
 | 
out_err: 
 | 
    kfree(trie); 
 | 
    return ERR_PTR(ret); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static void trie_free(struct bpf_map *map) 
 | 
{ 
 | 
    struct lpm_trie *trie = container_of(map, struct lpm_trie, map); 
 | 
    struct lpm_trie_node __rcu **slot; 
 | 
    struct lpm_trie_node *node; 
 | 
  
 | 
    /* Always start at the root and walk down to a node that has no 
 | 
     * children. Then free that node, nullify its reference in the parent 
 | 
     * and start over. 
 | 
     */ 
 | 
  
 | 
    for (;;) { 
 | 
        slot = &trie->root; 
 | 
  
 | 
        for (;;) { 
 | 
            node = rcu_dereference_protected(*slot, 1); 
 | 
            if (!node) 
 | 
                goto out; 
 | 
  
 | 
            if (rcu_access_pointer(node->child[0])) { 
 | 
                slot = &node->child[0]; 
 | 
                continue; 
 | 
            } 
 | 
  
 | 
            if (rcu_access_pointer(node->child[1])) { 
 | 
                slot = &node->child[1]; 
 | 
                continue; 
 | 
            } 
 | 
  
 | 
            kfree(node); 
 | 
            RCU_INIT_POINTER(*slot, NULL); 
 | 
            break; 
 | 
        } 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
out: 
 | 
    kfree(trie); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static int trie_get_next_key(struct bpf_map *map, void *_key, void *_next_key) 
 | 
{ 
 | 
    struct lpm_trie_node *node, *next_node = NULL, *parent, *search_root; 
 | 
    struct lpm_trie *trie = container_of(map, struct lpm_trie, map); 
 | 
    struct bpf_lpm_trie_key *key = _key, *next_key = _next_key; 
 | 
    struct lpm_trie_node **node_stack = NULL; 
 | 
    int err = 0, stack_ptr = -1; 
 | 
    unsigned int next_bit; 
 | 
    size_t matchlen; 
 | 
  
 | 
    /* The get_next_key follows postorder. For the 4 node example in 
 | 
     * the top of this file, the trie_get_next_key() returns the following 
 | 
     * one after another: 
 | 
     *   192.168.0.0/24 
 | 
     *   192.168.1.0/24 
 | 
     *   192.168.128.0/24 
 | 
     *   192.168.0.0/16 
 | 
     * 
 | 
     * The idea is to return more specific keys before less specific ones. 
 | 
     */ 
 | 
  
 | 
    /* Empty trie */ 
 | 
    search_root = rcu_dereference(trie->root); 
 | 
    if (!search_root) 
 | 
        return -ENOENT; 
 | 
  
 | 
    /* For invalid key, find the leftmost node in the trie */ 
 | 
    if (!key || key->prefixlen > trie->max_prefixlen) 
 | 
        goto find_leftmost; 
 | 
  
 | 
    node_stack = kmalloc_array(trie->max_prefixlen, 
 | 
                   sizeof(struct lpm_trie_node *), 
 | 
                   GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN); 
 | 
    if (!node_stack) 
 | 
        return -ENOMEM; 
 | 
  
 | 
    /* Try to find the exact node for the given key */ 
 | 
    for (node = search_root; node;) { 
 | 
        node_stack[++stack_ptr] = node; 
 | 
        matchlen = longest_prefix_match(trie, node, key); 
 | 
        if (node->prefixlen != matchlen || 
 | 
            node->prefixlen == key->prefixlen) 
 | 
            break; 
 | 
  
 | 
        next_bit = extract_bit(key->data, node->prefixlen); 
 | 
        node = rcu_dereference(node->child[next_bit]); 
 | 
    } 
 | 
    if (!node || node->prefixlen != key->prefixlen || 
 | 
        (node->flags & LPM_TREE_NODE_FLAG_IM)) 
 | 
        goto find_leftmost; 
 | 
  
 | 
    /* The node with the exactly-matching key has been found, 
 | 
     * find the first node in postorder after the matched node. 
 | 
     */ 
 | 
    node = node_stack[stack_ptr]; 
 | 
    while (stack_ptr > 0) { 
 | 
        parent = node_stack[stack_ptr - 1]; 
 | 
        if (rcu_dereference(parent->child[0]) == node) { 
 | 
            search_root = rcu_dereference(parent->child[1]); 
 | 
            if (search_root) 
 | 
                goto find_leftmost; 
 | 
        } 
 | 
        if (!(parent->flags & LPM_TREE_NODE_FLAG_IM)) { 
 | 
            next_node = parent; 
 | 
            goto do_copy; 
 | 
        } 
 | 
  
 | 
        node = parent; 
 | 
        stack_ptr--; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    /* did not find anything */ 
 | 
    err = -ENOENT; 
 | 
    goto free_stack; 
 | 
  
 | 
find_leftmost: 
 | 
    /* Find the leftmost non-intermediate node, all intermediate nodes 
 | 
     * have exact two children, so this function will never return NULL. 
 | 
     */ 
 | 
    for (node = search_root; node;) { 
 | 
        if (node->flags & LPM_TREE_NODE_FLAG_IM) { 
 | 
            node = rcu_dereference(node->child[0]); 
 | 
        } else { 
 | 
            next_node = node; 
 | 
            node = rcu_dereference(node->child[0]); 
 | 
            if (!node) 
 | 
                node = rcu_dereference(next_node->child[1]); 
 | 
        } 
 | 
    } 
 | 
do_copy: 
 | 
    next_key->prefixlen = next_node->prefixlen; 
 | 
    memcpy((void *)next_key + offsetof(struct bpf_lpm_trie_key, data), 
 | 
           next_node->data, trie->data_size); 
 | 
free_stack: 
 | 
    kfree(node_stack); 
 | 
    return err; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static int trie_check_btf(const struct bpf_map *map, 
 | 
              const struct btf *btf, 
 | 
              const struct btf_type *key_type, 
 | 
              const struct btf_type *value_type) 
 | 
{ 
 | 
    /* Keys must have struct bpf_lpm_trie_key embedded. */ 
 | 
    return BTF_INFO_KIND(key_type->info) != BTF_KIND_STRUCT ? 
 | 
           -EINVAL : 0; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static int trie_map_btf_id; 
 | 
const struct bpf_map_ops trie_map_ops = { 
 | 
    .map_meta_equal = bpf_map_meta_equal, 
 | 
    .map_alloc = trie_alloc, 
 | 
    .map_free = trie_free, 
 | 
    .map_get_next_key = trie_get_next_key, 
 | 
    .map_lookup_elem = trie_lookup_elem, 
 | 
    .map_update_elem = trie_update_elem, 
 | 
    .map_delete_elem = trie_delete_elem, 
 | 
    .map_check_btf = trie_check_btf, 
 | 
    .map_btf_name = "lpm_trie", 
 | 
    .map_btf_id = &trie_map_btf_id, 
 | 
}; 
 |