OSDN Git Service

bpf: move memory size checks to bpf_map_charge_init()
[tomoyo/tomoyo-test1.git] / kernel / bpf / lpm_trie.c
1 /*
2  * Longest prefix match list implementation
3  *
4  * Copyright (c) 2016,2017 Daniel Mack
5  * Copyright (c) 2016 David Herrmann
6  *
7  * This file is subject to the terms and conditions of version 2 of the GNU
8  * General Public License.  See the file COPYING in the main directory of the
9  * Linux distribution for more details.
10  */
11
12 #include <linux/bpf.h>
13 #include <linux/btf.h>
14 #include <linux/err.h>
15 #include <linux/slab.h>
16 #include <linux/spinlock.h>
17 #include <linux/vmalloc.h>
18 #include <net/ipv6.h>
19 #include <uapi/linux/btf.h>
20
21 /* Intermediate node */
22 #define LPM_TREE_NODE_FLAG_IM BIT(0)
23
24 struct lpm_trie_node;
25
26 struct lpm_trie_node {
27         struct rcu_head rcu;
28         struct lpm_trie_node __rcu      *child[2];
29         u32                             prefixlen;
30         u32                             flags;
31         u8                              data[0];
32 };
33
34 struct lpm_trie {
35         struct bpf_map                  map;
36         struct lpm_trie_node __rcu      *root;
37         size_t                          n_entries;
38         size_t                          max_prefixlen;
39         size_t                          data_size;
40         raw_spinlock_t                  lock;
41 };
42
43 /* This trie implements a longest prefix match algorithm that can be used to
44  * match IP addresses to a stored set of ranges.
45  *
46  * Data stored in @data of struct bpf_lpm_key and struct lpm_trie_node is
47  * interpreted as big endian, so data[0] stores the most significant byte.
48  *
49  * Match ranges are internally stored in instances of struct lpm_trie_node
50  * which each contain their prefix length as well as two pointers that may
51  * lead to more nodes containing more specific matches. Each node also stores
52  * a value that is defined by and returned to userspace via the update_elem
53  * and lookup functions.
54  *
55  * For instance, let's start with a trie that was created with a prefix length
56  * of 32, so it can be used for IPv4 addresses, and one single element that
57  * matches 192.168.0.0/16. The data array would hence contain
58  * [0xc0, 0xa8, 0x00, 0x00] in big-endian notation. This documentation will
59  * stick to IP-address notation for readability though.
60  *
61  * As the trie is empty initially, the new node (1) will be places as root
62  * node, denoted as (R) in the example below. As there are no other node, both
63  * child pointers are %NULL.
64  *
65  *              +----------------+
66  *              |       (1)  (R) |
67  *              | 192.168.0.0/16 |
68  *              |    value: 1    |
69  *              |   [0]    [1]   |
70  *              +----------------+
71  *
72  * Next, let's add a new node (2) matching 192.168.0.0/24. As there is already
73  * a node with the same data and a smaller prefix (ie, a less specific one),
74  * node (2) will become a child of (1). In child index depends on the next bit
75  * that is outside of what (1) matches, and that bit is 0, so (2) will be
76  * child[0] of (1):
77  *
78  *              +----------------+
79  *              |       (1)  (R) |
80  *              | 192.168.0.0/16 |
81  *              |    value: 1    |
82  *              |   [0]    [1]   |
83  *              +----------------+
84  *                   |
85  *    +----------------+
86  *    |       (2)      |
87  *    | 192.168.0.0/24 |
88  *    |    value: 2    |
89  *    |   [0]    [1]   |
90  *    +----------------+
91  *
92  * The child[1] slot of (1) could be filled with another node which has bit #17
93  * (the next bit after the ones that (1) matches on) set to 1. For instance,
94  * 192.168.128.0/24:
95  *
96  *              +----------------+
97  *              |       (1)  (R) |
98  *              | 192.168.0.0/16 |
99  *              |    value: 1    |
100  *              |   [0]    [1]   |
101  *              +----------------+
102  *                   |      |
103  *    +----------------+  +------------------+
104  *    |       (2)      |  |        (3)       |
105  *    | 192.168.0.0/24 |  | 192.168.128.0/24 |
106  *    |    value: 2    |  |     value: 3     |
107  *    |   [0]    [1]   |  |    [0]    [1]    |
108  *    +----------------+  +------------------+
109  *
110  * Let's add another node (4) to the game for 192.168.1.0/24. In order to place
111  * it, node (1) is looked at first, and because (4) of the semantics laid out
112  * above (bit #17 is 0), it would normally be attached to (1) as child[0].
113  * However, that slot is already allocated, so a new node is needed in between.
114  * That node does not have a value attached to it and it will never be
115  * returned to users as result of a lookup. It is only there to differentiate
116  * the traversal further. It will get a prefix as wide as necessary to
117  * distinguish its two children:
118  *
119  *                      +----------------+
120  *                      |       (1)  (R) |
121  *                      | 192.168.0.0/16 |
122  *                      |    value: 1    |
123  *                      |   [0]    [1]   |
124  *                      +----------------+
125  *                           |      |
126  *            +----------------+  +------------------+
127  *            |       (4)  (I) |  |        (3)       |
128  *            | 192.168.0.0/23 |  | 192.168.128.0/24 |
129  *            |    value: ---  |  |     value: 3     |
130  *            |   [0]    [1]   |  |    [0]    [1]    |
131  *            +----------------+  +------------------+
132  *                 |      |
133  *  +----------------+  +----------------+
134  *  |       (2)      |  |       (5)      |
135  *  | 192.168.0.0/24 |  | 192.168.1.0/24 |
136  *  |    value: 2    |  |     value: 5   |
137  *  |   [0]    [1]   |  |   [0]    [1]   |
138  *  +----------------+  +----------------+
139  *
140  * 192.168.1.1/32 would be a child of (5) etc.
141  *
142  * An intermediate node will be turned into a 'real' node on demand. In the
143  * example above, (4) would be re-used if 192.168.0.0/23 is added to the trie.
144  *
145  * A fully populated trie would have a height of 32 nodes, as the trie was
146  * created with a prefix length of 32.
147  *
148  * The lookup starts at the root node. If the current node matches and if there
149  * is a child that can be used to become more specific, the trie is traversed
150  * downwards. The last node in the traversal that is a non-intermediate one is
151  * returned.
152  */
153
154 static inline int extract_bit(const u8 *data, size_t index)
155 {
156         return !!(data[index / 8] & (1 << (7 - (index % 8))));
157 }
158
159 /**
160  * longest_prefix_match() - determine the longest prefix
161  * @trie:       The trie to get internal sizes from
162  * @node:       The node to operate on
163  * @key:        The key to compare to @node
164  *
165  * Determine the longest prefix of @node that matches the bits in @key.
166  */
167 static size_t longest_prefix_match(const struct lpm_trie *trie,
168                                    const struct lpm_trie_node *node,
169                                    const struct bpf_lpm_trie_key *key)
170 {
171         u32 limit = min(node->prefixlen, key->prefixlen);
172         u32 prefixlen = 0, i = 0;
173
174         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct lpm_trie_node, data) % sizeof(u32));
175         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct bpf_lpm_trie_key, data) % sizeof(u32));
176
177 #if defined(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS) && defined(CONFIG_64BIT)
178
179         /* data_size >= 16 has very small probability.
180          * We do not use a loop for optimal code generation.
181          */
182         if (trie->data_size >= 8) {
183                 u64 diff = be64_to_cpu(*(__be64 *)node->data ^
184                                        *(__be64 *)key->data);
185
186                 prefixlen = 64 - fls64(diff);
187                 if (prefixlen >= limit)
188                         return limit;
189                 if (diff)
190                         return prefixlen;
191                 i = 8;
192         }
193 #endif
194
195         while (trie->data_size >= i + 4) {
196                 u32 diff = be32_to_cpu(*(__be32 *)&node->data[i] ^
197                                        *(__be32 *)&key->data[i]);
198
199                 prefixlen += 32 - fls(diff);
200                 if (prefixlen >= limit)
201                         return limit;
202                 if (diff)
203                         return prefixlen;
204                 i += 4;
205         }
206
207         if (trie->data_size >= i + 2) {
208                 u16 diff = be16_to_cpu(*(__be16 *)&node->data[i] ^
209                                        *(__be16 *)&key->data[i]);
210
211                 prefixlen += 16 - fls(diff);
212                 if (prefixlen >= limit)
213                         return limit;
214                 if (diff)
215                         return prefixlen;
216                 i += 2;
217         }
218
219         if (trie->data_size >= i + 1) {
220                 prefixlen += 8 - fls(node->data[i] ^ key->data[i]);
221
222                 if (prefixlen >= limit)
223                         return limit;
224         }
225
226         return prefixlen;
227 }
228
229 /* Called from syscall or from eBPF program */
230 static void *trie_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *_key)
231 {
232         struct lpm_trie *trie = container_of(map, struct lpm_trie, map);
233         struct lpm_trie_node *node, *found = NULL;
234         struct bpf_lpm_trie_key *key = _key;
235
236         /* Start walking the trie from the root node ... */
237
238         for (node = rcu_dereference(trie->root); node;) {
239                 unsigned int next_bit;
240                 size_t matchlen;
241
242                 /* Determine the longest prefix of @node that matches @key.
243                  * If it's the maximum possible prefix for this trie, we have
244                  * an exact match and can return it directly.
245                  */
246                 matchlen = longest_prefix_match(trie, node, key);
247                 if (matchlen == trie->max_prefixlen) {
248                         found = node;
249                         break;
250                 }
251
252                 /* If the number of bits that match is smaller than the prefix
253                  * length of @node, bail out and return the node we have seen
254                  * last in the traversal (ie, the parent).
255                  */
256                 if (matchlen < node->prefixlen)
257                         break;
258
259                 /* Consider this node as return candidate unless it is an
260                  * artificially added intermediate one.
261                  */
262                 if (!(node->flags & LPM_TREE_NODE_FLAG_IM))
263                         found = node;
264
265                 /* If the node match is fully satisfied, let's see if we can
266                  * become more specific. Determine the next bit in the key and
267                  * traverse down.
268                  */
269                 next_bit = extract_bit(key->data, node->prefixlen);
270                 node = rcu_dereference(node->child[next_bit]);
271         }
272
273         if (!found)
274                 return NULL;
275
276         return found->data + trie->data_size;
277 }
278
279 static struct lpm_trie_node *lpm_trie_node_alloc(const struct lpm_trie *trie,
280                                                  const void *value)
281 {
282         struct lpm_trie_node *node;
283         size_t size = sizeof(struct lpm_trie_node) + trie->data_size;
284
285         if (value)
286                 size += trie->map.value_size;
287
288         node = kmalloc_node(size, GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN,
289                             trie->map.numa_node);
290         if (!node)
291                 return NULL;
292
293         node->flags = 0;
294
295         if (value)
296                 memcpy(node->data + trie->data_size, value,
297                        trie->map.value_size);
298
299         return node;
300 }
301
302 /* Called from syscall or from eBPF program */
303 static int trie_update_elem(struct bpf_map *map,
304                             void *_key, void *value, u64 flags)
305 {
306         struct lpm_trie *trie = container_of(map, struct lpm_trie, map);
307         struct lpm_trie_node *node, *im_node = NULL, *new_node = NULL;
308         struct lpm_trie_node __rcu **slot;
309         struct bpf_lpm_trie_key *key = _key;
310         unsigned long irq_flags;
311         unsigned int next_bit;
312         size_t matchlen = 0;
313         int ret = 0;
314
315         if (unlikely(flags > BPF_EXIST))
316                 return -EINVAL;
317
318         if (key->prefixlen > trie->max_prefixlen)
319                 return -EINVAL;
320
321         raw_spin_lock_irqsave(&trie->lock, irq_flags);
322
323         /* Allocate and fill a new node */
324
325         if (trie->n_entries == trie->map.max_entries) {
326                 ret = -ENOSPC;
327                 goto out;
328         }
329
330         new_node = lpm_trie_node_alloc(trie, value);
331         if (!new_node) {
332                 ret = -ENOMEM;
333                 goto out;
334         }
335
336         trie->n_entries++;
337
338         new_node->prefixlen = key->prefixlen;
339         RCU_INIT_POINTER(new_node->child[0], NULL);
340         RCU_INIT_POINTER(new_node->child[1], NULL);
341         memcpy(new_node->data, key->data, trie->data_size);
342
343         /* Now find a slot to attach the new node. To do that, walk the tree
344          * from the root and match as many bits as possible for each node until
345          * we either find an empty slot or a slot that needs to be replaced by
346          * an intermediate node.
347          */
348         slot = &trie->root;
349
350         while ((node = rcu_dereference_protected(*slot,
351                                         lockdep_is_held(&trie->lock)))) {
352                 matchlen = longest_prefix_match(trie, node, key);
353
354                 if (node->prefixlen != matchlen ||
355                     node->prefixlen == key->prefixlen ||
356                     node->prefixlen == trie->max_prefixlen)
357                         break;
358
359                 next_bit = extract_bit(key->data, node->prefixlen);
360                 slot = &node->child[next_bit];
361         }
362
363         /* If the slot is empty (a free child pointer or an empty root),
364          * simply assign the @new_node to that slot and be done.
365          */
366         if (!node) {
367                 rcu_assign_pointer(*slot, new_node);
368                 goto out;
369         }
370
371         /* If the slot we picked already exists, replace it with @new_node
372          * which already has the correct data array set.
373          */
374         if (node->prefixlen == matchlen) {
375                 new_node->child[0] = node->child[0];
376                 new_node->child[1] = node->child[1];
377
378                 if (!(node->flags & LPM_TREE_NODE_FLAG_IM))
379                         trie->n_entries--;
380
381                 rcu_assign_pointer(*slot, new_node);
382                 kfree_rcu(node, rcu);
383
384                 goto out;
385         }
386
387         /* If the new node matches the prefix completely, it must be inserted
388          * as an ancestor. Simply insert it between @node and *@slot.
389          */
390         if (matchlen == key->prefixlen) {
391                 next_bit = extract_bit(node->data, matchlen);
392                 rcu_assign_pointer(new_node->child[next_bit], node);
393                 rcu_assign_pointer(*slot, new_node);
394                 goto out;
395         }
396
397         im_node = lpm_trie_node_alloc(trie, NULL);
398         if (!im_node) {
399                 ret = -ENOMEM;
400                 goto out;
401         }
402
403         im_node->prefixlen = matchlen;
404         im_node->flags |= LPM_TREE_NODE_FLAG_IM;
405         memcpy(im_node->data, node->data, trie->data_size);
406
407         /* Now determine which child to install in which slot */
408         if (extract_bit(key->data, matchlen)) {
409                 rcu_assign_pointer(im_node->child[0], node);
410                 rcu_assign_pointer(im_node->child[1], new_node);
411         } else {
412                 rcu_assign_pointer(im_node->child[0], new_node);
413                 rcu_assign_pointer(im_node->child[1], node);
414         }
415
416         /* Finally, assign the intermediate node to the determined spot */
417         rcu_assign_pointer(*slot, im_node);
418
419 out:
420         if (ret) {
421                 if (new_node)
422                         trie->n_entries--;
423
424                 kfree(new_node);
425                 kfree(im_node);
426         }
427
428         raw_spin_unlock_irqrestore(&trie->lock, irq_flags);
429
430         return ret;
431 }
432
433 /* Called from syscall or from eBPF program */
434 static int trie_delete_elem(struct bpf_map *map, void *_key)
435 {
436         struct lpm_trie *trie = container_of(map, struct lpm_trie, map);
437         struct bpf_lpm_trie_key *key = _key;
438         struct lpm_trie_node __rcu **trim, **trim2;
439         struct lpm_trie_node *node, *parent;
440         unsigned long irq_flags;
441         unsigned int next_bit;
442         size_t matchlen = 0;
443         int ret = 0;
444
445         if (key->prefixlen > trie->max_prefixlen)
446                 return -EINVAL;
447
448         raw_spin_lock_irqsave(&trie->lock, irq_flags);
449
450         /* Walk the tree looking for an exact key/length match and keeping
451          * track of the path we traverse.  We will need to know the node
452          * we wish to delete, and the slot that points to the node we want
453          * to delete.  We may also need to know the nodes parent and the
454          * slot that contains it.
455          */
456         trim = &trie->root;
457         trim2 = trim;
458         parent = NULL;
459         while ((node = rcu_dereference_protected(
460                        *trim, lockdep_is_held(&trie->lock)))) {
461                 matchlen = longest_prefix_match(trie, node, key);
462
463                 if (node->prefixlen != matchlen ||
464                     node->prefixlen == key->prefixlen)
465                         break;
466
467                 parent = node;
468                 trim2 = trim;
469                 next_bit = extract_bit(key->data, node->prefixlen);
470                 trim = &node->child[next_bit];
471         }
472
473         if (!node || node->prefixlen != key->prefixlen ||
474             node->prefixlen != matchlen ||
475             (node->flags & LPM_TREE_NODE_FLAG_IM)) {
476                 ret = -ENOENT;
477                 goto out;
478         }
479
480         trie->n_entries--;
481
482         /* If the node we are removing has two children, simply mark it
483          * as intermediate and we are done.
484          */
485         if (rcu_access_pointer(node->child[0]) &&
486             rcu_access_pointer(node->child[1])) {
487                 node->flags |= LPM_TREE_NODE_FLAG_IM;
488                 goto out;
489         }
490
491         /* If the parent of the node we are about to delete is an intermediate
492          * node, and the deleted node doesn't have any children, we can delete
493          * the intermediate parent as well and promote its other child
494          * up the tree.  Doing this maintains the invariant that all
495          * intermediate nodes have exactly 2 children and that there are no
496          * unnecessary intermediate nodes in the tree.
497          */
498         if (parent && (parent->flags & LPM_TREE_NODE_FLAG_IM) &&
499             !node->child[0] && !node->child[1]) {
500                 if (node == rcu_access_pointer(parent->child[0]))
501                         rcu_assign_pointer(
502                                 *trim2, rcu_access_pointer(parent->child[1]));
503                 else
504                         rcu_assign_pointer(
505                                 *trim2, rcu_access_pointer(parent->child[0]));
506                 kfree_rcu(parent, rcu);
507                 kfree_rcu(node, rcu);
508                 goto out;
509         }
510
511         /* The node we are removing has either zero or one child. If there
512          * is a child, move it into the removed node's slot then delete
513          * the node.  Otherwise just clear the slot and delete the node.
514          */
515         if (node->child[0])
516                 rcu_assign_pointer(*trim, rcu_access_pointer(node->child[0]));
517         else if (node->child[1])
518                 rcu_assign_pointer(*trim, rcu_access_pointer(node->child[1]));
519         else
520                 RCU_INIT_POINTER(*trim, NULL);
521         kfree_rcu(node, rcu);
522
523 out:
524         raw_spin_unlock_irqrestore(&trie->lock, irq_flags);
525
526         return ret;
527 }
528
529 #define LPM_DATA_SIZE_MAX       256
530 #define LPM_DATA_SIZE_MIN       1
531
532 #define LPM_VAL_SIZE_MAX        (KMALLOC_MAX_SIZE - LPM_DATA_SIZE_MAX - \
533                                  sizeof(struct lpm_trie_node))
534 #define LPM_VAL_SIZE_MIN        1
535
536 #define LPM_KEY_SIZE(X)         (sizeof(struct bpf_lpm_trie_key) + (X))
537 #define LPM_KEY_SIZE_MAX        LPM_KEY_SIZE(LPM_DATA_SIZE_MAX)
538 #define LPM_KEY_SIZE_MIN        LPM_KEY_SIZE(LPM_DATA_SIZE_MIN)
539
540 #define LPM_CREATE_FLAG_MASK    (BPF_F_NO_PREALLOC | BPF_F_NUMA_NODE |  \
541                                  BPF_F_ACCESS_MASK)
542
543 static struct bpf_map *trie_alloc(union bpf_attr *attr)
544 {
545         struct lpm_trie *trie;
546         u64 cost = sizeof(*trie), cost_per_node;
547         int ret;
548
549         if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
550                 return ERR_PTR(-EPERM);
551
552         /* check sanity of attributes */
553         if (attr->max_entries == 0 ||
554             !(attr->map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC) ||
555             attr->map_flags & ~LPM_CREATE_FLAG_MASK ||
556             !bpf_map_flags_access_ok(attr->map_flags) ||
557             attr->key_size < LPM_KEY_SIZE_MIN ||
558             attr->key_size > LPM_KEY_SIZE_MAX ||
559             attr->value_size < LPM_VAL_SIZE_MIN ||
560             attr->value_size > LPM_VAL_SIZE_MAX)
561                 return ERR_PTR(-EINVAL);
562
563         trie = kzalloc(sizeof(*trie), GFP_USER | __GFP_NOWARN);
564         if (!trie)
565                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
566
567         /* copy mandatory map attributes */
568         bpf_map_init_from_attr(&trie->map, attr);
569         trie->data_size = attr->key_size -
570                           offsetof(struct bpf_lpm_trie_key, data);
571         trie->max_prefixlen = trie->data_size * 8;
572
573         cost_per_node = sizeof(struct lpm_trie_node) +
574                         attr->value_size + trie->data_size;
575         cost += (u64) attr->max_entries * cost_per_node;
576
577         ret = bpf_map_charge_init(&trie->map.memory, cost);
578         if (ret)
579                 goto out_err;
580
581         raw_spin_lock_init(&trie->lock);
582
583         return &trie->map;
584 out_err:
585         kfree(trie);
586         return ERR_PTR(ret);
587 }
588
589 static void trie_free(struct bpf_map *map)
590 {
591         struct lpm_trie *trie = container_of(map, struct lpm_trie, map);
592         struct lpm_trie_node __rcu **slot;
593         struct lpm_trie_node *node;
594
595         /* Wait for outstanding programs to complete
596          * update/lookup/delete/get_next_key and free the trie.
597          */
598         synchronize_rcu();
599
600         /* Always start at the root and walk down to a node that has no
601          * children. Then free that node, nullify its reference in the parent
602          * and start over.
603          */
604
605         for (;;) {
606                 slot = &trie->root;
607
608                 for (;;) {
609                         node = rcu_dereference_protected(*slot, 1);
610                         if (!node)
611                                 goto out;
612
613                         if (rcu_access_pointer(node->child[0])) {
614                                 slot = &node->child[0];
615                                 continue;
616                         }
617
618                         if (rcu_access_pointer(node->child[1])) {
619                                 slot = &node->child[1];
620                                 continue;
621                         }
622
623                         kfree(node);
624                         RCU_INIT_POINTER(*slot, NULL);
625                         break;
626                 }
627         }
628
629 out:
630         kfree(trie);
631 }
632
633 static int trie_get_next_key(struct bpf_map *map, void *_key, void *_next_key)
634 {
635         struct lpm_trie_node *node, *next_node = NULL, *parent, *search_root;
636         struct lpm_trie *trie = container_of(map, struct lpm_trie, map);
637         struct bpf_lpm_trie_key *key = _key, *next_key = _next_key;
638         struct lpm_trie_node **node_stack = NULL;
639         int err = 0, stack_ptr = -1;
640         unsigned int next_bit;
641         size_t matchlen;
642
643         /* The get_next_key follows postorder. For the 4 node example in
644          * the top of this file, the trie_get_next_key() returns the following
645          * one after another:
646          *   192.168.0.0/24
647          *   192.168.1.0/24
648          *   192.168.128.0/24
649          *   192.168.0.0/16
650          *
651          * The idea is to return more specific keys before less specific ones.
652          */
653
654         /* Empty trie */
655         search_root = rcu_dereference(trie->root);
656         if (!search_root)
657                 return -ENOENT;
658
659         /* For invalid key, find the leftmost node in the trie */
660         if (!key || key->prefixlen > trie->max_prefixlen)
661                 goto find_leftmost;
662
663         node_stack = kmalloc_array(trie->max_prefixlen,
664                                    sizeof(struct lpm_trie_node *),
665                                    GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN);
666         if (!node_stack)
667                 return -ENOMEM;
668
669         /* Try to find the exact node for the given key */
670         for (node = search_root; node;) {
671                 node_stack[++stack_ptr] = node;
672                 matchlen = longest_prefix_match(trie, node, key);
673                 if (node->prefixlen != matchlen ||
674                     node->prefixlen == key->prefixlen)
675                         break;
676
677                 next_bit = extract_bit(key->data, node->prefixlen);
678                 node = rcu_dereference(node->child[next_bit]);
679         }
680         if (!node || node->prefixlen != key->prefixlen ||
681             (node->flags & LPM_TREE_NODE_FLAG_IM))
682                 goto find_leftmost;
683
684         /* The node with the exactly-matching key has been found,
685          * find the first node in postorder after the matched node.
686          */
687         node = node_stack[stack_ptr];
688         while (stack_ptr > 0) {
689                 parent = node_stack[stack_ptr - 1];
690                 if (rcu_dereference(parent->child[0]) == node) {
691                         search_root = rcu_dereference(parent->child[1]);
692                         if (search_root)
693                                 goto find_leftmost;
694                 }
695                 if (!(parent->flags & LPM_TREE_NODE_FLAG_IM)) {
696                         next_node = parent;
697                         goto do_copy;
698                 }
699
700                 node = parent;
701                 stack_ptr--;
702         }
703
704         /* did not find anything */
705         err = -ENOENT;
706         goto free_stack;
707
708 find_leftmost:
709         /* Find the leftmost non-intermediate node, all intermediate nodes
710          * have exact two children, so this function will never return NULL.
711          */
712         for (node = search_root; node;) {
713                 if (!(node->flags & LPM_TREE_NODE_FLAG_IM))
714                         next_node = node;
715                 node = rcu_dereference(node->child[0]);
716         }
717 do_copy:
718         next_key->prefixlen = next_node->prefixlen;
719         memcpy((void *)next_key + offsetof(struct bpf_lpm_trie_key, data),
720                next_node->data, trie->data_size);
721 free_stack:
722         kfree(node_stack);
723         return err;
724 }
725
726 static int trie_check_btf(const struct bpf_map *map,
727                           const struct btf *btf,
728                           const struct btf_type *key_type,
729                           const struct btf_type *value_type)
730 {
731         /* Keys must have struct bpf_lpm_trie_key embedded. */
732         return BTF_INFO_KIND(key_type->info) != BTF_KIND_STRUCT ?
733                -EINVAL : 0;
734 }
735
736 const struct bpf_map_ops trie_map_ops = {
737         .map_alloc = trie_alloc,
738         .map_free = trie_free,
739         .map_get_next_key = trie_get_next_key,
740         .map_lookup_elem = trie_lookup_elem,
741         .map_update_elem = trie_update_elem,
742         .map_delete_elem = trie_delete_elem,
743         .map_check_btf = trie_check_btf,
744 };