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         size_t prefixlen = 0;
 172         size_t i;
 173
 174         for (i = 0; i < trie->data_size; i++) {
 175                 size_t b;
 176
 177                 b = 8 - fls(node->data[i] ^ key->data[i]);
 178                 prefixlen += b;
 179
 180                 if (prefixlen >= node->prefixlen || prefixlen >= key->prefixlen)
 181                         return min(node->prefixlen, key->prefixlen);
 182
 183                 if (b < 8)
 184                         break;
 185         }
 186
 187         return prefixlen;
 188 }
 189
 190 /* Called from syscall or from eBPF program */
 191 static void *trie_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *_key)
 192 {
 193         struct lpm_trie *trie = container_of(map, struct lpm_trie, map);
 194         struct lpm_trie_node *node, *found = NULL;
 195         struct bpf_lpm_trie_key *key = _key;
 196
 197         /* Start walking the trie from the root node ... */
 198
 199         for (node = rcu_dereference(trie->root); node;) {
 200                 unsigned int next_bit;
 201                 size_t matchlen;
 202
 203                 /* Determine the longest prefix of @node that matches @key.
 204                  * If it's the maximum possible prefix for this trie, we have
 205                  * an exact match and can return it directly.
 206                  */
 207                 matchlen = longest_prefix_match(trie, node, key);
 208                 if (matchlen == trie->max_prefixlen) {
 209                         found = node;
 210                         break;
 211                 }
 212
 213                 /* If the number of bits that match is smaller than the prefix
 214                  * length of @node, bail out and return the node we have seen
 215                  * last in the traversal (ie, the parent).
 216                  */
 217                 if (matchlen < node->prefixlen)
 218                         break;
 219
 220                 /* Consider this node as return candidate unless it is an
 221                  * artificially added intermediate one.
 222                  */
 223                 if (!(node->flags & LPM_TREE_NODE_FLAG_IM))
 224                         found = node;
 225
 226                 /* If the node match is fully satisfied, let's see if we can
 227                  * become more specific. Determine the next bit in the key and
 228                  * traverse down.
 229                  */
 230                 next_bit = extract_bit(key->data, node->prefixlen);
 231                 node = rcu_dereference(node->child[next_bit]);
 232         }
 233
 234         if (!found)
 235                 return NULL;
 236
 237         return found->data + trie->data_size;
 238 }
 239
 240 static struct lpm_trie_node *lpm_trie_node_alloc(const struct lpm_trie *trie,
 241                                                  const void *value)
 242 {
 243         struct lpm_trie_node *node;
 244         size_t size = sizeof(struct lpm_trie_node) + trie->data_size;
 245
 246         if (value)
 247                 size += trie->map.value_size;
 248
 249         node = kmalloc_node(size, GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN,
 250                             trie->map.numa_node);
 251         if (!node)
 252                 return NULL;
 253
 254         node->flags = 0;
 255
 256         if (value)
 257                 memcpy(node->data + trie->data_size, value,
 258                        trie->map.value_size);
 259
 260         return node;
 261 }
 262
 263 /* Called from syscall or from eBPF program */
 264 static int trie_update_elem(struct bpf_map *map,
 265                             void *_key, void *value, u64 flags)
 266 {
 267         struct lpm_trie *trie = container_of(map, struct lpm_trie, map);
 268         struct lpm_trie_node *node, *im_node = NULL, *new_node = NULL;
 269         struct lpm_trie_node __rcu **slot;
 270         struct bpf_lpm_trie_key *key = _key;
 271         unsigned long irq_flags;
 272         unsigned int next_bit;
 273         size_t matchlen = 0;
 274         int ret = 0;
 275
 276         if (unlikely(flags > BPF_EXIST))
 277                 return -EINVAL;
 278
 279         if (key->prefixlen > trie->max_prefixlen)
 280                 return -EINVAL;
 281
 282         raw_spin_lock_irqsave(&trie->lock, irq_flags);
 283
 284         /* Allocate and fill a new node */
 285
 286         if (trie->n_entries == trie->map.max_entries) {
 287                 ret = -ENOSPC;
 288                 goto out;
 289         }
 290
 291         new_node = lpm_trie_node_alloc(trie, value);
 292         if (!new_node) {
 293                 ret = -ENOMEM;
 294                 goto out;
 295         }
 296
 297         trie->n_entries++;
 298
 299         new_node->prefixlen = key->prefixlen;
 300         RCU_INIT_POINTER(new_node->child[0], NULL);
 301         RCU_INIT_POINTER(new_node->child[1], NULL);
 302         memcpy(new_node->data, key->data, trie->data_size);
 303
 304         /* Now find a slot to attach the new node. To do that, walk the tree
 305          * from the root and match as many bits as possible for each node until
 306          * we either find an empty slot or a slot that needs to be replaced by
 307          * an intermediate node.
 308          */
 309         slot = &trie->root;
 310
 311         while ((node = rcu_dereference_protected(*slot,
 312                                         lockdep_is_held(&trie->lock)))) {
 313                 matchlen = longest_prefix_match(trie, node, key);
 314
 315                 if (node->prefixlen != matchlen ||
 316                     node->prefixlen == key->prefixlen ||
 317                     node->prefixlen == trie->max_prefixlen)
 318                         break;
 319
 320                 next_bit = extract_bit(key->data, node->prefixlen);
 321                 slot = &node->child[next_bit];
 322         }
 323
 324         /* If the slot is empty (a free child pointer or an empty root),
 325          * simply assign the @new_node to that slot and be done.
 326          */
 327         if (!node) {
 328                 rcu_assign_pointer(*slot, new_node);
 329                 goto out;
 330         }
 331
 332         /* If the slot we picked already exists, replace it with @new_node
 333          * which already has the correct data array set.
 334          */
 335         if (node->prefixlen == matchlen) {
 336                 new_node->child[0] = node->child[0];
 337                 new_node->child[1] = node->child[1];
 338
 339                 if (!(node->flags & LPM_TREE_NODE_FLAG_IM))
 340                         trie->n_entries--;
 341
 342                 rcu_assign_pointer(*slot, new_node);
 343                 kfree_rcu(node, rcu);
 344
 345                 goto out;
 346         }
 347
 348         /* If the new node matches the prefix completely, it must be inserted
 349          * as an ancestor. Simply insert it between @node and *@slot.
 350          */
 351         if (matchlen == key->prefixlen) {
 352                 next_bit = extract_bit(node->data, matchlen);
 353                 rcu_assign_pointer(new_node->child[next_bit], node);
 354                 rcu_assign_pointer(*slot, new_node);
 355                 goto out;
 356         }
 357
 358         im_node = lpm_trie_node_alloc(trie, NULL);
 359         if (!im_node) {
 360                 ret = -ENOMEM;
 361                 goto out;
 362         }
 363
 364         im_node->prefixlen = matchlen;
 365         im_node->flags |= LPM_TREE_NODE_FLAG_IM;
 366         memcpy(im_node->data, node->data, trie->data_size);
 367
 368         /* Now determine which child to install in which slot */
 369         if (extract_bit(key->data, matchlen)) {
 370                 rcu_assign_pointer(im_node->child[0], node);
 371                 rcu_assign_pointer(im_node->child[1], new_node);
 372         } else {
 373                 rcu_assign_pointer(im_node->child[0], new_node);
 374                 rcu_assign_pointer(im_node->child[1], node);
 375         }
 376
 377         /* Finally, assign the intermediate node to the determined spot */
 378         rcu_assign_pointer(*slot, im_node);
 379
 380 out:
 381         if (ret) {
 382                 if (new_node)
 383                         trie->n_entries--;
 384
 385                 kfree(new_node);
 386                 kfree(im_node);
 387         }
 388
 389         raw_spin_unlock_irqrestore(&trie->lock, irq_flags);
 390
 391         return ret;
 392 }
 393
 394 /* Called from syscall or from eBPF program */
 395 static int trie_delete_elem(struct bpf_map *map, void *_key)
 396 {
 397         struct lpm_trie *trie = container_of(map, struct lpm_trie, map);
 398         struct bpf_lpm_trie_key *key = _key;
 399         struct lpm_trie_node __rcu **trim, **trim2;
 400         struct lpm_trie_node *node, *parent;
 401         unsigned long irq_flags;
 402         unsigned int next_bit;
 403         size_t matchlen = 0;
 404         int ret = 0;
 405
 406         if (key->prefixlen > trie->max_prefixlen)
 407                 return -EINVAL;
 408
 409         raw_spin_lock_irqsave(&trie->lock, irq_flags);
 410
 411         /* Walk the tree looking for an exact key/length match and keeping
 412          * track of the path we traverse.  We will need to know the node
 413          * we wish to delete, and the slot that points to the node we want
 414          * to delete.  We may also need to know the nodes parent and the
 415          * slot that contains it.
 416          */
 417         trim = &trie->root;
 418         trim2 = trim;
 419         parent = NULL;
 420         while ((node = rcu_dereference_protected(
 421                        *trim, lockdep_is_held(&trie->lock)))) {
 422                 matchlen = longest_prefix_match(trie, node, key);
 423
 424                 if (node->prefixlen != matchlen ||
 425                     node->prefixlen == key->prefixlen)
 426                         break;
 427
 428                 parent = node;
 429                 trim2 = trim;
 430                 next_bit = extract_bit(key->data, node->prefixlen);
 431                 trim = &node->child[next_bit];
 432         }
 433
 434         if (!node || node->prefixlen != key->prefixlen ||
 435             (node->flags & LPM_TREE_NODE_FLAG_IM)) {
 436                 ret = -ENOENT;
 437                 goto out;
 438         }
 439
 440         trie->n_entries--;
 441
 442         /* If the node we are removing has two children, simply mark it
 443          * as intermediate and we are done.
 444          */
 445         if (rcu_access_pointer(node->child[0]) &&
 446             rcu_access_pointer(node->child[1])) {
 447                 node->flags |= LPM_TREE_NODE_FLAG_IM;
 448                 goto out;
 449         }
 450
 451         /* If the parent of the node we are about to delete is an intermediate
 452          * node, and the deleted node doesn't have any children, we can delete
 453          * the intermediate parent as well and promote its other child
 454          * up the tree.  Doing this maintains the invariant that all
 455          * intermediate nodes have exactly 2 children and that there are no
 456          * unnecessary intermediate nodes in the tree.
 457          */
 458         if (parent && (parent->flags & LPM_TREE_NODE_FLAG_IM) &&
 459             !node->child[0] && !node->child[1]) {
 460                 if (node == rcu_access_pointer(parent->child[0]))
 461                         rcu_assign_pointer(
 462                                 *trim2, rcu_access_pointer(parent->child[1]));
 463                 else
 464                         rcu_assign_pointer(
 465                                 *trim2, rcu_access_pointer(parent->child[0]));
 466                 kfree_rcu(parent, rcu);
 467                 kfree_rcu(node, rcu);
 468                 goto out;
 469         }
 470
 471         /* The node we are removing has either zero or one child. If there
 472          * is a child, move it into the removed node's slot then delete
 473          * the node.  Otherwise just clear the slot and delete the node.
 474          */
 475         if (node->child[0])
 476                 rcu_assign_pointer(*trim, rcu_access_pointer(node->child[0]));
 477         else if (node->child[1])
 478                 rcu_assign_pointer(*trim, rcu_access_pointer(node->child[1]));
 479         else
 480                 RCU_INIT_POINTER(*trim, NULL);
 481         kfree_rcu(node, rcu);
 482
 483 out:
 484         raw_spin_unlock_irqrestore(&trie->lock, irq_flags);
 485
 486         return ret;
 487 }
 488
 489 #define LPM_DATA_SIZE_MAX       256
 490 #define LPM_DATA_SIZE_MIN       1
 491
 492 #define LPM_VAL_SIZE_MAX        (KMALLOC_MAX_SIZE - LPM_DATA_SIZE_MAX - \
 493                                  sizeof(struct lpm_trie_node))
 494 #define LPM_VAL_SIZE_MIN        1
 495
 496 #define LPM_KEY_SIZE(X)         (sizeof(struct bpf_lpm_trie_key) + (X))
 497 #define LPM_KEY_SIZE_MAX        LPM_KEY_SIZE(LPM_DATA_SIZE_MAX)
 498 #define LPM_KEY_SIZE_MIN        LPM_KEY_SIZE(LPM_DATA_SIZE_MIN)
 499
 500 #define LPM_CREATE_FLAG_MASK    (BPF_F_NO_PREALLOC | BPF_F_NUMA_NODE |  \
 501                                  BPF_F_RDONLY | BPF_F_WRONLY)
 502
 503 static struct bpf_map *trie_alloc(union bpf_attr *attr)
 504 {
 505         struct lpm_trie *trie;
 506         u64 cost = sizeof(*trie), cost_per_node;
 507         int ret;
 508
 509         if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
 510                 return ERR_PTR(-EPERM);
 511
 512         /* check sanity of attributes */
 513         if (attr->max_entries == 0 ||
 514             !(attr->map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC) ||
 515             attr->map_flags & ~LPM_CREATE_FLAG_MASK ||
 516             attr->key_size < LPM_KEY_SIZE_MIN ||
 517             attr->key_size > LPM_KEY_SIZE_MAX ||
 518             attr->value_size < LPM_VAL_SIZE_MIN ||
 519             attr->value_size > LPM_VAL_SIZE_MAX)
 520                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 521
 522         trie = kzalloc(sizeof(*trie), GFP_USER | __GFP_NOWARN);
 523         if (!trie)
 524                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 525
 526         /* copy mandatory map attributes */
 527         bpf_map_init_from_attr(&trie->map, attr);
 528         trie->data_size = attr->key_size -
 529                           offsetof(struct bpf_lpm_trie_key, data);
 530         trie->max_prefixlen = trie->data_size * 8;
 531
 532         cost_per_node = sizeof(struct lpm_trie_node) +
 533                         attr->value_size + trie->data_size;
 534         cost += (u64) attr->max_entries * cost_per_node;
 535         if (cost >= U32_MAX - PAGE_SIZE) {
 536                 ret = -E2BIG;
 537                 goto out_err;
 538         }
 539
 540         trie->map.pages = round_up(cost, PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
 541
 542         ret = bpf_map_precharge_memlock(trie->map.pages);
 543         if (ret)
 544                 goto out_err;
 545
 546         raw_spin_lock_init(&trie->lock);
 547
 548         return &trie->map;
 549 out_err:
 550         kfree(trie);
 551         return ERR_PTR(ret);
 552 }
 553
 554 static void trie_free(struct bpf_map *map)
 555 {
 556         struct lpm_trie *trie = container_of(map, struct lpm_trie, map);
 557         struct lpm_trie_node __rcu **slot;
 558         struct lpm_trie_node *node;
 559
 560         /* Wait for outstanding programs to complete
 561          * update/lookup/delete/get_next_key and free the trie.
 562          */
 563         synchronize_rcu();
 564
 565         /* Always start at the root and walk down to a node that has no
 566          * children. Then free that node, nullify its reference in the parent
 567          * and start over.
 568          */
 569
 570         for (;;) {
 571                 slot = &trie->root;
 572
 573                 for (;;) {
 574                         node = rcu_dereference_protected(*slot, 1);
 575                         if (!node)
 576                                 goto out;
 577
 578                         if (rcu_access_pointer(node->child[0])) {
 579                                 slot = &node->child[0];
 580                                 continue;
 581                         }
 582
 583                         if (rcu_access_pointer(node->child[1])) {
 584                                 slot = &node->child[1];
 585                                 continue;
 586                         }
 587
 588                         kfree(node);
 589                         RCU_INIT_POINTER(*slot, NULL);
 590                         break;
 591                 }
 592         }
 593
 594 out:
 595         kfree(trie);
 596 }
 597
 598 static int trie_get_next_key(struct bpf_map *map, void *_key, void *_next_key)
 599 {
 600         struct lpm_trie_node *node, *next_node = NULL, *parent, *search_root;
 601         struct lpm_trie *trie = container_of(map, struct lpm_trie, map);
 602         struct bpf_lpm_trie_key *key = _key, *next_key = _next_key;
 603         struct lpm_trie_node **node_stack = NULL;
 604         int err = 0, stack_ptr = -1;
 605         unsigned int next_bit;
 606         size_t matchlen;
 607
 608         /* The get_next_key follows postorder. For the 4 node example in
 609          * the top of this file, the trie_get_next_key() returns the following
 610          * one after another:
 611          *   192.168.0.0/24
 612          *   192.168.1.0/24
 613          *   192.168.128.0/24
 614          *   192.168.0.0/16
 615          *
 616          * The idea is to return more specific keys before less specific ones.
 617          */
 618
 619         /* Empty trie */
 620         search_root = rcu_dereference(trie->root);
 621         if (!search_root)
 622                 return -ENOENT;
 623
 624         /* For invalid key, find the leftmost node in the trie */
 625         if (!key || key->prefixlen > trie->max_prefixlen)
 626                 goto find_leftmost;
 627
 628         node_stack = kmalloc_array(trie->max_prefixlen,
 629                                    sizeof(struct lpm_trie_node *),
 630                                    GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN);
 631         if (!node_stack)
 632                 return -ENOMEM;
 633
 634         /* Try to find the exact node for the given key */
 635         for (node = search_root; node;) {
 636                 node_stack[++stack_ptr] = node;
 637                 matchlen = longest_prefix_match(trie, node, key);
 638                 if (node->prefixlen != matchlen ||
 639                     node->prefixlen == key->prefixlen)
 640                         break;
 641
 642                 next_bit = extract_bit(key->data, node->prefixlen);
 643                 node = rcu_dereference(node->child[next_bit]);
 644         }
 645         if (!node || node->prefixlen != key->prefixlen ||
 646             (node->flags & LPM_TREE_NODE_FLAG_IM))
 647                 goto find_leftmost;
 648
 649         /* The node with the exactly-matching key has been found,
 650          * find the first node in postorder after the matched node.
 651          */
 652         node = node_stack[stack_ptr];
 653         while (stack_ptr > 0) {
 654                 parent = node_stack[stack_ptr - 1];
 655                 if (rcu_dereference(parent->child[0]) == node) {
 656                         search_root = rcu_dereference(parent->child[1]);
 657                         if (search_root)
 658                                 goto find_leftmost;
 659                 }
 660                 if (!(parent->flags & LPM_TREE_NODE_FLAG_IM)) {
 661                         next_node = parent;
 662                         goto do_copy;
 663                 }
 664
 665                 node = parent;
 666                 stack_ptr--;
 667         }
 668
 669         /* did not find anything */
 670         err = -ENOENT;
 671         goto free_stack;
 672
 673 find_leftmost:
 674         /* Find the leftmost non-intermediate node, all intermediate nodes
 675          * have exact two children, so this function will never return NULL.
 676          */
 677         for (node = search_root; node;) {
 678                 if (!(node->flags & LPM_TREE_NODE_FLAG_IM))
 679                         next_node = node;
 680                 node = rcu_dereference(node->child[0]);
 681         }
 682 do_copy:
 683         next_key->prefixlen = next_node->prefixlen;
 684         memcpy((void *)next_key + offsetof(struct bpf_lpm_trie_key, data),
 685                next_node->data, trie->data_size);
 686 free_stack:
 687         kfree(node_stack);
 688         return err;
 689 }
 690
 691 static int trie_check_btf(const struct bpf_map *map,
 692                           const struct btf_type *key_type,
 693                           const struct btf_type *value_type)
 694 {
 695         /* Keys must have struct bpf_lpm_trie_key embedded. */
 696         return BTF_INFO_KIND(key_type->info) != BTF_KIND_STRUCT ?
 697                -EINVAL : 0;
 698 }
 699
 700 const struct bpf_map_ops trie_map_ops = {
 701         .map_alloc = trie_alloc,
 702         .map_free = trie_free,
 703         .map_get_next_key = trie_get_next_key,
 704         .map_lookup_elem = trie_lookup_elem,
 705         .map_update_elem = trie_update_elem,
 706         .map_delete_elem = trie_delete_elem,
 707         .map_check_btf = trie_check_btf,
 708 };