Linux 6.9-rc1
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / bpf / lpm_trie.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Longest prefix match list implementation
4  *
5  * Copyright (c) 2016,2017 Daniel Mack
6  * Copyright (c) 2016 David Herrmann
7  */
8
9 #include <linux/bpf.h>
10 #include <linux/btf.h>
11 #include <linux/err.h>
12 #include <linux/slab.h>
13 #include <linux/spinlock.h>
14 #include <linux/vmalloc.h>
15 #include <net/ipv6.h>
16 #include <uapi/linux/btf.h>
17 #include <linux/btf_ids.h>
18
19 /* Intermediate node */
20 #define LPM_TREE_NODE_FLAG_IM BIT(0)
21
22 struct lpm_trie_node;
23
24 struct lpm_trie_node {
25         struct rcu_head rcu;
26         struct lpm_trie_node __rcu      *child[2];
27         u32                             prefixlen;
28         u32                             flags;
29         u8                              data[];
30 };
31
32 struct lpm_trie {
33         struct bpf_map                  map;
34         struct lpm_trie_node __rcu      *root;
35         size_t                          n_entries;
36         size_t                          max_prefixlen;
37         size_t                          data_size;
38         spinlock_t                      lock;
39 };
40
41 /* This trie implements a longest prefix match algorithm that can be used to
42  * match IP addresses to a stored set of ranges.
43  *
44  * Data stored in @data of struct bpf_lpm_key and struct lpm_trie_node is
45  * interpreted as big endian, so data[0] stores the most significant byte.
46  *
47  * Match ranges are internally stored in instances of struct lpm_trie_node
48  * which each contain their prefix length as well as two pointers that may
49  * lead to more nodes containing more specific matches. Each node also stores
50  * a value that is defined by and returned to userspace via the update_elem
51  * and lookup functions.
52  *
53  * For instance, let's start with a trie that was created with a prefix length
54  * of 32, so it can be used for IPv4 addresses, and one single element that
55  * matches 192.168.0.0/16. The data array would hence contain
56  * [0xc0, 0xa8, 0x00, 0x00] in big-endian notation. This documentation will
57  * stick to IP-address notation for readability though.
58  *
59  * As the trie is empty initially, the new node (1) will be places as root
60  * node, denoted as (R) in the example below. As there are no other node, both
61  * child pointers are %NULL.
62  *
63  *              +----------------+
64  *              |       (1)  (R) |
65  *              | 192.168.0.0/16 |
66  *              |    value: 1    |
67  *              |   [0]    [1]   |
68  *              +----------------+
69  *
70  * Next, let's add a new node (2) matching 192.168.0.0/24. As there is already
71  * a node with the same data and a smaller prefix (ie, a less specific one),
72  * node (2) will become a child of (1). In child index depends on the next bit
73  * that is outside of what (1) matches, and that bit is 0, so (2) will be
74  * child[0] of (1):
75  *
76  *              +----------------+
77  *              |       (1)  (R) |
78  *              | 192.168.0.0/16 |
79  *              |    value: 1    |
80  *              |   [0]    [1]   |
81  *              +----------------+
82  *                   |
83  *    +----------------+
84  *    |       (2)      |
85  *    | 192.168.0.0/24 |
86  *    |    value: 2    |
87  *    |   [0]    [1]   |
88  *    +----------------+
89  *
90  * The child[1] slot of (1) could be filled with another node which has bit #17
91  * (the next bit after the ones that (1) matches on) set to 1. For instance,
92  * 192.168.128.0/24:
93  *
94  *              +----------------+
95  *              |       (1)  (R) |
96  *              | 192.168.0.0/16 |
97  *              |    value: 1    |
98  *              |   [0]    [1]   |
99  *              +----------------+
100  *                   |      |
101  *    +----------------+  +------------------+
102  *    |       (2)      |  |        (3)       |
103  *    | 192.168.0.0/24 |  | 192.168.128.0/24 |
104  *    |    value: 2    |  |     value: 3     |
105  *    |   [0]    [1]   |  |    [0]    [1]    |
106  *    +----------------+  +------------------+
107  *
108  * Let's add another node (4) to the game for 192.168.1.0/24. In order to place
109  * it, node (1) is looked at first, and because (4) of the semantics laid out
110  * above (bit #17 is 0), it would normally be attached to (1) as child[0].
111  * However, that slot is already allocated, so a new node is needed in between.
112  * That node does not have a value attached to it and it will never be
113  * returned to users as result of a lookup. It is only there to differentiate
114  * the traversal further. It will get a prefix as wide as necessary to
115  * distinguish its two children:
116  *
117  *                      +----------------+
118  *                      |       (1)  (R) |
119  *                      | 192.168.0.0/16 |
120  *                      |    value: 1    |
121  *                      |   [0]    [1]   |
122  *                      +----------------+
123  *                           |      |
124  *            +----------------+  +------------------+
125  *            |       (4)  (I) |  |        (3)       |
126  *            | 192.168.0.0/23 |  | 192.168.128.0/24 |
127  *            |    value: ---  |  |     value: 3     |
128  *            |   [0]    [1]   |  |    [0]    [1]    |
129  *            +----------------+  +------------------+
130  *                 |      |
131  *  +----------------+  +----------------+
132  *  |       (2)      |  |       (5)      |
133  *  | 192.168.0.0/24 |  | 192.168.1.0/24 |
134  *  |    value: 2    |  |     value: 5   |
135  *  |   [0]    [1]   |  |   [0]    [1]   |
136  *  +----------------+  +----------------+
137  *
138  * 192.168.1.1/32 would be a child of (5) etc.
139  *
140  * An intermediate node will be turned into a 'real' node on demand. In the
141  * example above, (4) would be re-used if 192.168.0.0/23 is added to the trie.
142  *
143  * A fully populated trie would have a height of 32 nodes, as the trie was
144  * created with a prefix length of 32.
145  *
146  * The lookup starts at the root node. If the current node matches and if there
147  * is a child that can be used to become more specific, the trie is traversed
148  * downwards. The last node in the traversal that is a non-intermediate one is
149  * returned.
150  */
151
152 static inline int extract_bit(const u8 *data, size_t index)
153 {
154         return !!(data[index / 8] & (1 << (7 - (index % 8))));
155 }
156
157 /**
158  * longest_prefix_match() - determine the longest prefix
159  * @trie:       The trie to get internal sizes from
160  * @node:       The node to operate on
161  * @key:        The key to compare to @node
162  *
163  * Determine the longest prefix of @node that matches the bits in @key.
164  */
165 static size_t longest_prefix_match(const struct lpm_trie *trie,
166                                    const struct lpm_trie_node *node,
167                                    const struct bpf_lpm_trie_key_u8 *key)
168 {
169         u32 limit = min(node->prefixlen, key->prefixlen);
170         u32 prefixlen = 0, i = 0;
171
172         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct lpm_trie_node, data) % sizeof(u32));
173         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct bpf_lpm_trie_key_u8, data) % sizeof(u32));
174
175 #if defined(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS) && defined(CONFIG_64BIT)
176
177         /* data_size >= 16 has very small probability.
178          * We do not use a loop for optimal code generation.
179          */
180         if (trie->data_size >= 8) {
181                 u64 diff = be64_to_cpu(*(__be64 *)node->data ^
182                                        *(__be64 *)key->data);
183
184                 prefixlen = 64 - fls64(diff);
185                 if (prefixlen >= limit)
186                         return limit;
187                 if (diff)
188                         return prefixlen;
189                 i = 8;
190         }
191 #endif
192
193         while (trie->data_size >= i + 4) {
194                 u32 diff = be32_to_cpu(*(__be32 *)&node->data[i] ^
195                                        *(__be32 *)&key->data[i]);
196
197                 prefixlen += 32 - fls(diff);
198                 if (prefixlen >= limit)
199                         return limit;
200                 if (diff)
201                         return prefixlen;
202                 i += 4;
203         }
204
205         if (trie->data_size >= i + 2) {
206                 u16 diff = be16_to_cpu(*(__be16 *)&node->data[i] ^
207                                        *(__be16 *)&key->data[i]);
208
209                 prefixlen += 16 - fls(diff);
210                 if (prefixlen >= limit)
211                         return limit;
212                 if (diff)
213                         return prefixlen;
214                 i += 2;
215         }
216
217         if (trie->data_size >= i + 1) {
218                 prefixlen += 8 - fls(node->data[i] ^ key->data[i]);
219
220                 if (prefixlen >= limit)
221                         return limit;
222         }
223
224         return prefixlen;
225 }
226
227 /* Called from syscall or from eBPF program */
228 static void *trie_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *_key)
229 {
230         struct lpm_trie *trie = container_of(map, struct lpm_trie, map);
231         struct lpm_trie_node *node, *found = NULL;
232         struct bpf_lpm_trie_key_u8 *key = _key;
233
234         if (key->prefixlen > trie->max_prefixlen)
235                 return NULL;
236
237         /* Start walking the trie from the root node ... */
238
239         for (node = rcu_dereference_check(trie->root, rcu_read_lock_bh_held());
240              node;) {
241                 unsigned int next_bit;
242                 size_t matchlen;
243
244                 /* Determine the longest prefix of @node that matches @key.
245                  * If it's the maximum possible prefix for this trie, we have
246                  * an exact match and can return it directly.
247                  */
248                 matchlen = longest_prefix_match(trie, node, key);
249                 if (matchlen == trie->max_prefixlen) {
250                         found = node;
251                         break;
252                 }
253
254                 /* If the number of bits that match is smaller than the prefix
255                  * length of @node, bail out and return the node we have seen
256                  * last in the traversal (ie, the parent).
257                  */
258                 if (matchlen < node->prefixlen)
259                         break;
260
261                 /* Consider this node as return candidate unless it is an
262                  * artificially added intermediate one.
263                  */
264                 if (!(node->flags & LPM_TREE_NODE_FLAG_IM))
265                         found = node;
266
267                 /* If the node match is fully satisfied, let's see if we can
268                  * become more specific. Determine the next bit in the key and
269                  * traverse down.
270                  */
271                 next_bit = extract_bit(key->data, node->prefixlen);
272                 node = rcu_dereference_check(node->child[next_bit],
273                                              rcu_read_lock_bh_held());
274         }
275
276         if (!found)
277                 return NULL;
278
279         return found->data + trie->data_size;
280 }
281
282 static struct lpm_trie_node *lpm_trie_node_alloc(const struct lpm_trie *trie,
283                                                  const void *value)
284 {
285         struct lpm_trie_node *node;
286         size_t size = sizeof(struct lpm_trie_node) + trie->data_size;
287
288         if (value)
289                 size += trie->map.value_size;
290
291         node = bpf_map_kmalloc_node(&trie->map, size, GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN,
292                                     trie->map.numa_node);
293         if (!node)
294                 return NULL;
295
296         node->flags = 0;
297
298         if (value)
299                 memcpy(node->data + trie->data_size, value,
300                        trie->map.value_size);
301
302         return node;
303 }
304
305 /* Called from syscall or from eBPF program */
306 static long trie_update_elem(struct bpf_map *map,
307                              void *_key, void *value, u64 flags)
308 {
309         struct lpm_trie *trie = container_of(map, struct lpm_trie, map);
310         struct lpm_trie_node *node, *im_node = NULL, *new_node = NULL;
311         struct lpm_trie_node __rcu **slot;
312         struct bpf_lpm_trie_key_u8 *key = _key;
313         unsigned long irq_flags;
314         unsigned int next_bit;
315         size_t matchlen = 0;
316         int ret = 0;
317
318         if (unlikely(flags > BPF_EXIST))
319                 return -EINVAL;
320
321         if (key->prefixlen > trie->max_prefixlen)
322                 return -EINVAL;
323
324         spin_lock_irqsave(&trie->lock, irq_flags);
325
326         /* Allocate and fill a new node */
327
328         if (trie->n_entries == trie->map.max_entries) {
329                 ret = -ENOSPC;
330                 goto out;
331         }
332
333         new_node = lpm_trie_node_alloc(trie, value);
334         if (!new_node) {
335                 ret = -ENOMEM;
336                 goto out;
337         }
338
339         trie->n_entries++;
340
341         new_node->prefixlen = key->prefixlen;
342         RCU_INIT_POINTER(new_node->child[0], NULL);
343         RCU_INIT_POINTER(new_node->child[1], NULL);
344         memcpy(new_node->data, key->data, trie->data_size);
345
346         /* Now find a slot to attach the new node. To do that, walk the tree
347          * from the root and match as many bits as possible for each node until
348          * we either find an empty slot or a slot that needs to be replaced by
349          * an intermediate node.
350          */
351         slot = &trie->root;
352
353         while ((node = rcu_dereference_protected(*slot,
354                                         lockdep_is_held(&trie->lock)))) {
355                 matchlen = longest_prefix_match(trie, node, key);
356
357                 if (node->prefixlen != matchlen ||
358                     node->prefixlen == key->prefixlen ||
359                     node->prefixlen == trie->max_prefixlen)
360                         break;
361
362                 next_bit = extract_bit(key->data, node->prefixlen);
363                 slot = &node->child[next_bit];
364         }
365
366         /* If the slot is empty (a free child pointer or an empty root),
367          * simply assign the @new_node to that slot and be done.
368          */
369         if (!node) {
370                 rcu_assign_pointer(*slot, new_node);
371                 goto out;
372         }
373
374         /* If the slot we picked already exists, replace it with @new_node
375          * which already has the correct data array set.
376          */
377         if (node->prefixlen == matchlen) {
378                 new_node->child[0] = node->child[0];
379                 new_node->child[1] = node->child[1];
380
381                 if (!(node->flags & LPM_TREE_NODE_FLAG_IM))
382                         trie->n_entries--;
383
384                 rcu_assign_pointer(*slot, new_node);
385                 kfree_rcu(node, rcu);
386
387                 goto out;
388         }
389
390         /* If the new node matches the prefix completely, it must be inserted
391          * as an ancestor. Simply insert it between @node and *@slot.
392          */
393         if (matchlen == key->prefixlen) {
394                 next_bit = extract_bit(node->data, matchlen);
395                 rcu_assign_pointer(new_node->child[next_bit], node);
396                 rcu_assign_pointer(*slot, new_node);
397                 goto out;
398         }
399
400         im_node = lpm_trie_node_alloc(trie, NULL);
401         if (!im_node) {
402                 ret = -ENOMEM;
403                 goto out;
404         }
405
406         im_node->prefixlen = matchlen;
407         im_node->flags |= LPM_TREE_NODE_FLAG_IM;
408         memcpy(im_node->data, node->data, trie->data_size);
409
410         /* Now determine which child to install in which slot */
411         if (extract_bit(key->data, matchlen)) {
412                 rcu_assign_pointer(im_node->child[0], node);
413                 rcu_assign_pointer(im_node->child[1], new_node);
414         } else {
415                 rcu_assign_pointer(im_node->child[0], new_node);
416                 rcu_assign_pointer(im_node->child[1], node);
417         }
418
419         /* Finally, assign the intermediate node to the determined slot */
420         rcu_assign_pointer(*slot, im_node);
421
422 out:
423         if (ret) {
424                 if (new_node)
425                         trie->n_entries--;
426
427                 kfree(new_node);
428                 kfree(im_node);
429         }
430
431         spin_unlock_irqrestore(&trie->lock, irq_flags);
432
433         return ret;
434 }
435
436 /* Called from syscall or from eBPF program */
437 static long trie_delete_elem(struct bpf_map *map, void *_key)
438 {
439         struct lpm_trie *trie = container_of(map, struct lpm_trie, map);
440         struct bpf_lpm_trie_key_u8 *key = _key;
441         struct lpm_trie_node __rcu **trim, **trim2;
442         struct lpm_trie_node *node, *parent;
443         unsigned long irq_flags;
444         unsigned int next_bit;
445         size_t matchlen = 0;
446         int ret = 0;
447
448         if (key->prefixlen > trie->max_prefixlen)
449                 return -EINVAL;
450
451         spin_lock_irqsave(&trie->lock, irq_flags);
452
453         /* Walk the tree looking for an exact key/length match and keeping
454          * track of the path we traverse.  We will need to know the node
455          * we wish to delete, and the slot that points to the node we want
456          * to delete.  We may also need to know the nodes parent and the
457          * slot that contains it.
458          */
459         trim = &trie->root;
460         trim2 = trim;
461         parent = NULL;
462         while ((node = rcu_dereference_protected(
463                        *trim, lockdep_is_held(&trie->lock)))) {
464                 matchlen = longest_prefix_match(trie, node, key);
465
466                 if (node->prefixlen != matchlen ||
467                     node->prefixlen == key->prefixlen)
468                         break;
469
470                 parent = node;
471                 trim2 = trim;
472                 next_bit = extract_bit(key->data, node->prefixlen);
473                 trim = &node->child[next_bit];
474         }
475
476         if (!node || node->prefixlen != key->prefixlen ||
477             node->prefixlen != matchlen ||
478             (node->flags & LPM_TREE_NODE_FLAG_IM)) {
479                 ret = -ENOENT;
480                 goto out;
481         }
482
483         trie->n_entries--;
484
485         /* If the node we are removing has two children, simply mark it
486          * as intermediate and we are done.
487          */
488         if (rcu_access_pointer(node->child[0]) &&
489             rcu_access_pointer(node->child[1])) {
490                 node->flags |= LPM_TREE_NODE_FLAG_IM;
491                 goto out;
492         }
493
494         /* If the parent of the node we are about to delete is an intermediate
495          * node, and the deleted node doesn't have any children, we can delete
496          * the intermediate parent as well and promote its other child
497          * up the tree.  Doing this maintains the invariant that all
498          * intermediate nodes have exactly 2 children and that there are no
499          * unnecessary intermediate nodes in the tree.
500          */
501         if (parent && (parent->flags & LPM_TREE_NODE_FLAG_IM) &&
502             !node->child[0] && !node->child[1]) {
503                 if (node == rcu_access_pointer(parent->child[0]))
504                         rcu_assign_pointer(
505                                 *trim2, rcu_access_pointer(parent->child[1]));
506                 else
507                         rcu_assign_pointer(
508                                 *trim2, rcu_access_pointer(parent->child[0]));
509                 kfree_rcu(parent, rcu);
510                 kfree_rcu(node, rcu);
511                 goto out;
512         }
513
514         /* The node we are removing has either zero or one child. If there
515          * is a child, move it into the removed node's slot then delete
516          * the node.  Otherwise just clear the slot and delete the node.
517          */
518         if (node->child[0])
519                 rcu_assign_pointer(*trim, rcu_access_pointer(node->child[0]));
520         else if (node->child[1])
521                 rcu_assign_pointer(*trim, rcu_access_pointer(node->child[1]));
522         else
523                 RCU_INIT_POINTER(*trim, NULL);
524         kfree_rcu(node, rcu);
525
526 out:
527         spin_unlock_irqrestore(&trie->lock, irq_flags);
528
529         return ret;
530 }
531
532 #define LPM_DATA_SIZE_MAX       256
533 #define LPM_DATA_SIZE_MIN       1
534
535 #define LPM_VAL_SIZE_MAX        (KMALLOC_MAX_SIZE - LPM_DATA_SIZE_MAX - \
536                                  sizeof(struct lpm_trie_node))
537 #define LPM_VAL_SIZE_MIN        1
538
539 #define LPM_KEY_SIZE(X)         (sizeof(struct bpf_lpm_trie_key_u8) + (X))
540 #define LPM_KEY_SIZE_MAX        LPM_KEY_SIZE(LPM_DATA_SIZE_MAX)
541 #define LPM_KEY_SIZE_MIN        LPM_KEY_SIZE(LPM_DATA_SIZE_MIN)
542
543 #define LPM_CREATE_FLAG_MASK    (BPF_F_NO_PREALLOC | BPF_F_NUMA_NODE |  \
544                                  BPF_F_ACCESS_MASK)
545
546 static struct bpf_map *trie_alloc(union bpf_attr *attr)
547 {
548         struct lpm_trie *trie;
549
550         /* check sanity of attributes */
551         if (attr->max_entries == 0 ||
552             !(attr->map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC) ||
553             attr->map_flags & ~LPM_CREATE_FLAG_MASK ||
554             !bpf_map_flags_access_ok(attr->map_flags) ||
555             attr->key_size < LPM_KEY_SIZE_MIN ||
556             attr->key_size > LPM_KEY_SIZE_MAX ||
557             attr->value_size < LPM_VAL_SIZE_MIN ||
558             attr->value_size > LPM_VAL_SIZE_MAX)
559                 return ERR_PTR(-EINVAL);
560
561         trie = bpf_map_area_alloc(sizeof(*trie), NUMA_NO_NODE);
562         if (!trie)
563                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
564
565         /* copy mandatory map attributes */
566         bpf_map_init_from_attr(&trie->map, attr);
567         trie->data_size = attr->key_size -
568                           offsetof(struct bpf_lpm_trie_key_u8, data);
569         trie->max_prefixlen = trie->data_size * 8;
570
571         spin_lock_init(&trie->lock);
572
573         return &trie->map;
574 }
575
576 static void trie_free(struct bpf_map *map)
577 {
578         struct lpm_trie *trie = container_of(map, struct lpm_trie, map);
579         struct lpm_trie_node __rcu **slot;
580         struct lpm_trie_node *node;
581
582         /* Always start at the root and walk down to a node that has no
583          * children. Then free that node, nullify its reference in the parent
584          * and start over.
585          */
586
587         for (;;) {
588                 slot = &trie->root;
589
590                 for (;;) {
591                         node = rcu_dereference_protected(*slot, 1);
592                         if (!node)
593                                 goto out;
594
595                         if (rcu_access_pointer(node->child[0])) {
596                                 slot = &node->child[0];
597                                 continue;
598                         }
599
600                         if (rcu_access_pointer(node->child[1])) {
601                                 slot = &node->child[1];
602                                 continue;
603                         }
604
605                         kfree(node);
606                         RCU_INIT_POINTER(*slot, NULL);
607                         break;
608                 }
609         }
610
611 out:
612         bpf_map_area_free(trie);
613 }
614
615 static int trie_get_next_key(struct bpf_map *map, void *_key, void *_next_key)
616 {
617         struct lpm_trie_node *node, *next_node = NULL, *parent, *search_root;
618         struct lpm_trie *trie = container_of(map, struct lpm_trie, map);
619         struct bpf_lpm_trie_key_u8 *key = _key, *next_key = _next_key;
620         struct lpm_trie_node **node_stack = NULL;
621         int err = 0, stack_ptr = -1;
622         unsigned int next_bit;
623         size_t matchlen;
624
625         /* The get_next_key follows postorder. For the 4 node example in
626          * the top of this file, the trie_get_next_key() returns the following
627          * one after another:
628          *   192.168.0.0/24
629          *   192.168.1.0/24
630          *   192.168.128.0/24
631          *   192.168.0.0/16
632          *
633          * The idea is to return more specific keys before less specific ones.
634          */
635
636         /* Empty trie */
637         search_root = rcu_dereference(trie->root);
638         if (!search_root)
639                 return -ENOENT;
640
641         /* For invalid key, find the leftmost node in the trie */
642         if (!key || key->prefixlen > trie->max_prefixlen)
643                 goto find_leftmost;
644
645         node_stack = kmalloc_array(trie->max_prefixlen,
646                                    sizeof(struct lpm_trie_node *),
647                                    GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN);
648         if (!node_stack)
649                 return -ENOMEM;
650
651         /* Try to find the exact node for the given key */
652         for (node = search_root; node;) {
653                 node_stack[++stack_ptr] = node;
654                 matchlen = longest_prefix_match(trie, node, key);
655                 if (node->prefixlen != matchlen ||
656                     node->prefixlen == key->prefixlen)
657                         break;
658
659                 next_bit = extract_bit(key->data, node->prefixlen);
660                 node = rcu_dereference(node->child[next_bit]);
661         }
662         if (!node || node->prefixlen != key->prefixlen ||
663             (node->flags & LPM_TREE_NODE_FLAG_IM))
664                 goto find_leftmost;
665
666         /* The node with the exactly-matching key has been found,
667          * find the first node in postorder after the matched node.
668          */
669         node = node_stack[stack_ptr];
670         while (stack_ptr > 0) {
671                 parent = node_stack[stack_ptr - 1];
672                 if (rcu_dereference(parent->child[0]) == node) {
673                         search_root = rcu_dereference(parent->child[1]);
674                         if (search_root)
675                                 goto find_leftmost;
676                 }
677                 if (!(parent->flags & LPM_TREE_NODE_FLAG_IM)) {
678                         next_node = parent;
679                         goto do_copy;
680                 }
681
682                 node = parent;
683                 stack_ptr--;
684         }
685
686         /* did not find anything */
687         err = -ENOENT;
688         goto free_stack;
689
690 find_leftmost:
691         /* Find the leftmost non-intermediate node, all intermediate nodes
692          * have exact two children, so this function will never return NULL.
693          */
694         for (node = search_root; node;) {
695                 if (node->flags & LPM_TREE_NODE_FLAG_IM) {
696                         node = rcu_dereference(node->child[0]);
697                 } else {
698                         next_node = node;
699                         node = rcu_dereference(node->child[0]);
700                         if (!node)
701                                 node = rcu_dereference(next_node->child[1]);
702                 }
703         }
704 do_copy:
705         next_key->prefixlen = next_node->prefixlen;
706         memcpy((void *)next_key + offsetof(struct bpf_lpm_trie_key_u8, data),
707                next_node->data, trie->data_size);
708 free_stack:
709         kfree(node_stack);
710         return err;
711 }
712
713 static int trie_check_btf(const struct bpf_map *map,
714                           const struct btf *btf,
715                           const struct btf_type *key_type,
716                           const struct btf_type *value_type)
717 {
718         /* Keys must have struct bpf_lpm_trie_key_u8 embedded. */
719         return BTF_INFO_KIND(key_type->info) != BTF_KIND_STRUCT ?
720                -EINVAL : 0;
721 }
722
723 static u64 trie_mem_usage(const struct bpf_map *map)
724 {
725         struct lpm_trie *trie = container_of(map, struct lpm_trie, map);
726         u64 elem_size;
727
728         elem_size = sizeof(struct lpm_trie_node) + trie->data_size +
729                             trie->map.value_size;
730         return elem_size * READ_ONCE(trie->n_entries);
731 }
732
733 BTF_ID_LIST_SINGLE(trie_map_btf_ids, struct, lpm_trie)
734 const struct bpf_map_ops trie_map_ops = {
735         .map_meta_equal = bpf_map_meta_equal,
736         .map_alloc = trie_alloc,
737         .map_free = trie_free,
738         .map_get_next_key = trie_get_next_key,
739         .map_lookup_elem = trie_lookup_elem,
740         .map_update_elem = trie_update_elem,
741         .map_delete_elem = trie_delete_elem,
742         .map_lookup_batch = generic_map_lookup_batch,
743         .map_update_batch = generic_map_update_batch,
744         .map_delete_batch = generic_map_delete_batch,
745         .map_check_btf = trie_check_btf,
746         .map_mem_usage = trie_mem_usage,
747         .map_btf_id = &trie_map_btf_ids[0],
748 };