dpif-netdev: Don't use metaflow to operate on userspace datapath fields.
[cascardo/ovs.git] / lib / dpif-netdev.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014 Nicira, Inc.
3  *
4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
5  * you may not use this file except in compliance with the License.
6  * You may obtain a copy of the License at:
7  *
8  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
9  *
10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
13  * See the License for the specific language governing permissions and
14  * limitations under the License.
15  */
16
17 #include <config.h>
18 #include "dpif-netdev.h"
19
20 #include <ctype.h>
21 #include <errno.h>
22 #include <fcntl.h>
23 #include <inttypes.h>
24 #include <netinet/in.h>
25 #include <sys/socket.h>
26 #include <net/if.h>
27 #include <stdint.h>
28 #include <stdlib.h>
29 #include <string.h>
30 #include <sys/ioctl.h>
31 #include <sys/stat.h>
32 #include <unistd.h>
33
34 #include "bitmap.h"
35 #include "cmap.h"
36 #include "csum.h"
37 #include "dp-packet.h"
38 #include "dpif.h"
39 #include "dpif-provider.h"
40 #include "dummy.h"
41 #include "dynamic-string.h"
42 #include "fat-rwlock.h"
43 #include "flow.h"
44 #include "cmap.h"
45 #include "latch.h"
46 #include "list.h"
47 #include "match.h"
48 #include "netdev.h"
49 #include "netdev-dpdk.h"
50 #include "netdev-vport.h"
51 #include "netlink.h"
52 #include "odp-execute.h"
53 #include "odp-util.h"
54 #include "ofp-print.h"
55 #include "ofpbuf.h"
56 #include "ovs-numa.h"
57 #include "ovs-rcu.h"
58 #include "packets.h"
59 #include "poll-loop.h"
60 #include "pvector.h"
61 #include "random.h"
62 #include "seq.h"
63 #include "shash.h"
64 #include "sset.h"
65 #include "timeval.h"
66 #include "tnl-arp-cache.h"
67 #include "unixctl.h"
68 #include "util.h"
69 #include "openvswitch/vlog.h"
70
71 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(dpif_netdev);
72
73 #define FLOW_DUMP_MAX_BATCH 50
74 /* Use per thread recirc_depth to prevent recirculation loop. */
75 #define MAX_RECIRC_DEPTH 5
76 DEFINE_STATIC_PER_THREAD_DATA(uint32_t, recirc_depth, 0)
77
78 /* Configuration parameters. */
79 enum { MAX_FLOWS = 65536 };     /* Maximum number of flows in flow table. */
80
81 /* Protects against changes to 'dp_netdevs'. */
82 static struct ovs_mutex dp_netdev_mutex = OVS_MUTEX_INITIALIZER;
83
84 /* Contains all 'struct dp_netdev's. */
85 static struct shash dp_netdevs OVS_GUARDED_BY(dp_netdev_mutex)
86     = SHASH_INITIALIZER(&dp_netdevs);
87
88 static struct vlog_rate_limit upcall_rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(600, 600);
89
90 static struct odp_support dp_netdev_support = {
91     .max_mpls_depth = SIZE_MAX,
92     .recirc = true,
93 };
94
95 /* Stores a miniflow with inline values */
96
97 struct netdev_flow_key {
98     uint32_t hash;       /* Hash function differs for different users. */
99     uint32_t len;        /* Length of the following miniflow (incl. map). */
100     struct miniflow mf;
101     uint64_t buf[FLOW_MAX_PACKET_U64S];
102 };
103
104 /* Exact match cache for frequently used flows
105  *
106  * The cache uses a 32-bit hash of the packet (which can be the RSS hash) to
107  * search its entries for a miniflow that matches exactly the miniflow of the
108  * packet. It stores the 'dpcls_rule' (rule) that matches the miniflow.
109  *
110  * A cache entry holds a reference to its 'dp_netdev_flow'.
111  *
112  * A miniflow with a given hash can be in one of EM_FLOW_HASH_SEGS different
113  * entries. The 32-bit hash is split into EM_FLOW_HASH_SEGS values (each of
114  * them is EM_FLOW_HASH_SHIFT bits wide and the remainder is thrown away). Each
115  * value is the index of a cache entry where the miniflow could be.
116  *
117  *
118  * Thread-safety
119  * =============
120  *
121  * Each pmd_thread has its own private exact match cache.
122  * If dp_netdev_input is not called from a pmd thread, a mutex is used.
123  */
124
125 #define EM_FLOW_HASH_SHIFT 13
126 #define EM_FLOW_HASH_ENTRIES (1u << EM_FLOW_HASH_SHIFT)
127 #define EM_FLOW_HASH_MASK (EM_FLOW_HASH_ENTRIES - 1)
128 #define EM_FLOW_HASH_SEGS 2
129
130 struct emc_entry {
131     struct dp_netdev_flow *flow;
132     struct netdev_flow_key key;   /* key.hash used for emc hash value. */
133 };
134
135 struct emc_cache {
136     struct emc_entry entries[EM_FLOW_HASH_ENTRIES];
137     int sweep_idx;                /* For emc_cache_slow_sweep(). */
138 };
139
140 /* Iterate in the exact match cache through every entry that might contain a
141  * miniflow with hash 'HASH'. */
142 #define EMC_FOR_EACH_POS_WITH_HASH(EMC, CURRENT_ENTRY, HASH)                 \
143     for (uint32_t i__ = 0, srch_hash__ = (HASH);                             \
144          (CURRENT_ENTRY) = &(EMC)->entries[srch_hash__ & EM_FLOW_HASH_MASK], \
145          i__ < EM_FLOW_HASH_SEGS;                                            \
146          i__++, srch_hash__ >>= EM_FLOW_HASH_SHIFT)
147 \f
148 /* Simple non-wildcarding single-priority classifier. */
149
150 struct dpcls {
151     struct cmap subtables_map;
152     struct pvector subtables;
153 };
154
155 /* A rule to be inserted to the classifier. */
156 struct dpcls_rule {
157     struct cmap_node cmap_node;   /* Within struct dpcls_subtable 'rules'. */
158     struct netdev_flow_key *mask; /* Subtable's mask. */
159     struct netdev_flow_key flow;  /* Matching key. */
160     /* 'flow' must be the last field, additional space is allocated here. */
161 };
162
163 static void dpcls_init(struct dpcls *);
164 static void dpcls_destroy(struct dpcls *);
165 static void dpcls_insert(struct dpcls *, struct dpcls_rule *,
166                          const struct netdev_flow_key *mask);
167 static void dpcls_remove(struct dpcls *, struct dpcls_rule *);
168 static bool dpcls_lookup(const struct dpcls *cls,
169                          const struct netdev_flow_key keys[],
170                          struct dpcls_rule **rules, size_t cnt);
171 \f
172 /* Datapath based on the network device interface from netdev.h.
173  *
174  *
175  * Thread-safety
176  * =============
177  *
178  * Some members, marked 'const', are immutable.  Accessing other members
179  * requires synchronization, as noted in more detail below.
180  *
181  * Acquisition order is, from outermost to innermost:
182  *
183  *    dp_netdev_mutex (global)
184  *    port_mutex
185  */
186 struct dp_netdev {
187     const struct dpif_class *const class;
188     const char *const name;
189     struct dpif *dpif;
190     struct ovs_refcount ref_cnt;
191     atomic_flag destroyed;
192
193     /* Ports.
194      *
195      * Protected by RCU.  Take the mutex to add or remove ports. */
196     struct ovs_mutex port_mutex;
197     struct cmap ports;
198     struct seq *port_seq;       /* Incremented whenever a port changes. */
199
200     /* Protects access to ofproto-dpif-upcall interface during revalidator
201      * thread synchronization. */
202     struct fat_rwlock upcall_rwlock;
203     upcall_callback *upcall_cb;  /* Callback function for executing upcalls. */
204     void *upcall_aux;
205
206     /* Stores all 'struct dp_netdev_pmd_thread's. */
207     struct cmap poll_threads;
208
209     /* Protects the access of the 'struct dp_netdev_pmd_thread'
210      * instance for non-pmd thread. */
211     struct ovs_mutex non_pmd_mutex;
212
213     /* Each pmd thread will store its pointer to
214      * 'struct dp_netdev_pmd_thread' in 'per_pmd_key'. */
215     ovsthread_key_t per_pmd_key;
216
217     /* Number of rx queues for each dpdk interface and the cpu mask
218      * for pin of pmd threads. */
219     size_t n_dpdk_rxqs;
220     char *pmd_cmask;
221     uint64_t last_tnl_conf_seq;
222 };
223
224 static struct dp_netdev_port *dp_netdev_lookup_port(const struct dp_netdev *dp,
225                                                     odp_port_t);
226
227 enum dp_stat_type {
228     DP_STAT_EXACT_HIT,          /* Packets that had an exact match (emc). */
229     DP_STAT_MASKED_HIT,         /* Packets that matched in the flow table. */
230     DP_STAT_MISS,               /* Packets that did not match. */
231     DP_STAT_LOST,               /* Packets not passed up to the client. */
232     DP_N_STATS
233 };
234
235 enum pmd_cycles_counter_type {
236     PMD_CYCLES_POLLING,         /* Cycles spent polling NICs. */
237     PMD_CYCLES_PROCESSING,      /* Cycles spent processing packets */
238     PMD_N_CYCLES
239 };
240
241 /* A port in a netdev-based datapath. */
242 struct dp_netdev_port {
243     odp_port_t port_no;
244     struct netdev *netdev;
245     struct cmap_node node;      /* Node in dp_netdev's 'ports'. */
246     struct netdev_saved_flags *sf;
247     struct netdev_rxq **rxq;
248     struct ovs_refcount ref_cnt;
249     char *type;                 /* Port type as requested by user. */
250 };
251
252 /* Contained by struct dp_netdev_flow's 'stats' member.  */
253 struct dp_netdev_flow_stats {
254     atomic_llong used;             /* Last used time, in monotonic msecs. */
255     atomic_ullong packet_count;    /* Number of packets matched. */
256     atomic_ullong byte_count;      /* Number of bytes matched. */
257     atomic_uint16_t tcp_flags;     /* Bitwise-OR of seen tcp_flags values. */
258 };
259
260 /* A flow in 'dp_netdev_pmd_thread's 'flow_table'.
261  *
262  *
263  * Thread-safety
264  * =============
265  *
266  * Except near the beginning or ending of its lifespan, rule 'rule' belongs to
267  * its pmd thread's classifier.  The text below calls this classifier 'cls'.
268  *
269  * Motivation
270  * ----------
271  *
272  * The thread safety rules described here for "struct dp_netdev_flow" are
273  * motivated by two goals:
274  *
275  *    - Prevent threads that read members of "struct dp_netdev_flow" from
276  *      reading bad data due to changes by some thread concurrently modifying
277  *      those members.
278  *
279  *    - Prevent two threads making changes to members of a given "struct
280  *      dp_netdev_flow" from interfering with each other.
281  *
282  *
283  * Rules
284  * -----
285  *
286  * A flow 'flow' may be accessed without a risk of being freed during an RCU
287  * grace period.  Code that needs to hold onto a flow for a while
288  * should try incrementing 'flow->ref_cnt' with dp_netdev_flow_ref().
289  *
290  * 'flow->ref_cnt' protects 'flow' from being freed.  It doesn't protect the
291  * flow from being deleted from 'cls' and it doesn't protect members of 'flow'
292  * from modification.
293  *
294  * Some members, marked 'const', are immutable.  Accessing other members
295  * requires synchronization, as noted in more detail below.
296  */
297 struct dp_netdev_flow {
298     const struct flow flow;      /* Unmasked flow that created this entry. */
299     /* Hash table index by unmasked flow. */
300     const struct cmap_node node; /* In owning dp_netdev_pmd_thread's */
301                                  /* 'flow_table'. */
302     const ovs_u128 ufid;         /* Unique flow identifier. */
303     const unsigned pmd_id;       /* The 'core_id' of pmd thread owning this */
304                                  /* flow. */
305
306     /* Number of references.
307      * The classifier owns one reference.
308      * Any thread trying to keep a rule from being freed should hold its own
309      * reference. */
310     struct ovs_refcount ref_cnt;
311
312     bool dead;
313
314     /* Statistics. */
315     struct dp_netdev_flow_stats stats;
316
317     /* Actions. */
318     OVSRCU_TYPE(struct dp_netdev_actions *) actions;
319
320     /* While processing a group of input packets, the datapath uses the next
321      * member to store a pointer to the output batch for the flow.  It is
322      * reset after the batch has been sent out (See dp_netdev_queue_batches(),
323      * packet_batch_init() and packet_batch_execute()). */
324     struct packet_batch *batch;
325
326     /* Packet classification. */
327     struct dpcls_rule cr;        /* In owning dp_netdev's 'cls'. */
328     /* 'cr' must be the last member. */
329 };
330
331 static void dp_netdev_flow_unref(struct dp_netdev_flow *);
332 static bool dp_netdev_flow_ref(struct dp_netdev_flow *);
333 static int dpif_netdev_flow_from_nlattrs(const struct nlattr *, uint32_t,
334                                          struct flow *);
335
336 /* A set of datapath actions within a "struct dp_netdev_flow".
337  *
338  *
339  * Thread-safety
340  * =============
341  *
342  * A struct dp_netdev_actions 'actions' is protected with RCU. */
343 struct dp_netdev_actions {
344     /* These members are immutable: they do not change during the struct's
345      * lifetime.  */
346     unsigned int size;          /* Size of 'actions', in bytes. */
347     struct nlattr actions[];    /* Sequence of OVS_ACTION_ATTR_* attributes. */
348 };
349
350 struct dp_netdev_actions *dp_netdev_actions_create(const struct nlattr *,
351                                                    size_t);
352 struct dp_netdev_actions *dp_netdev_flow_get_actions(
353     const struct dp_netdev_flow *);
354 static void dp_netdev_actions_free(struct dp_netdev_actions *);
355
356 /* Contained by struct dp_netdev_pmd_thread's 'stats' member.  */
357 struct dp_netdev_pmd_stats {
358     /* Indexed by DP_STAT_*. */
359     atomic_ullong n[DP_N_STATS];
360 };
361
362 /* Contained by struct dp_netdev_pmd_thread's 'cycle' member.  */
363 struct dp_netdev_pmd_cycles {
364     /* Indexed by PMD_CYCLES_*. */
365     atomic_ullong n[PMD_N_CYCLES];
366 };
367
368 /* PMD: Poll modes drivers.  PMD accesses devices via polling to eliminate
369  * the performance overhead of interrupt processing.  Therefore netdev can
370  * not implement rx-wait for these devices.  dpif-netdev needs to poll
371  * these device to check for recv buffer.  pmd-thread does polling for
372  * devices assigned to itself.
373  *
374  * DPDK used PMD for accessing NIC.
375  *
376  * Note, instance with cpu core id NON_PMD_CORE_ID will be reserved for
377  * I/O of all non-pmd threads.  There will be no actual thread created
378  * for the instance.
379  *
380  * Each struct has its own flow table and classifier.  Packets received
381  * from managed ports are looked up in the corresponding pmd thread's
382  * flow table, and are executed with the found actions.
383  * */
384 struct dp_netdev_pmd_thread {
385     struct dp_netdev *dp;
386     struct ovs_refcount ref_cnt;    /* Every reference must be refcount'ed. */
387     struct cmap_node node;          /* In 'dp->poll_threads'. */
388
389     pthread_cond_t cond;            /* For synchronizing pmd thread reload. */
390     struct ovs_mutex cond_mutex;    /* Mutex for condition variable. */
391
392     /* Per thread exact-match cache.  Note, the instance for cpu core
393      * NON_PMD_CORE_ID can be accessed by multiple threads, and thusly
394      * need to be protected (e.g. by 'dp_netdev_mutex').  All other
395      * instances will only be accessed by its own pmd thread. */
396     struct emc_cache flow_cache;
397
398     /* Classifier and Flow-Table.
399      *
400      * Writers of 'flow_table' must take the 'flow_mutex'.  Corresponding
401      * changes to 'cls' must be made while still holding the 'flow_mutex'.
402      */
403     struct ovs_mutex flow_mutex;
404     struct dpcls cls;
405     struct cmap flow_table OVS_GUARDED; /* Flow table. */
406
407     /* Statistics. */
408     struct dp_netdev_pmd_stats stats;
409
410     /* Cycles counters */
411     struct dp_netdev_pmd_cycles cycles;
412
413     /* Used to count cicles. See 'cycles_counter_end()' */
414     unsigned long long last_cycles;
415
416     struct latch exit_latch;        /* For terminating the pmd thread. */
417     atomic_uint change_seq;         /* For reloading pmd ports. */
418     pthread_t thread;
419     int index;                      /* Idx of this pmd thread among pmd*/
420                                     /* threads on same numa node. */
421     unsigned core_id;               /* CPU core id of this pmd thread. */
422     int numa_id;                    /* numa node id of this pmd thread. */
423     int tx_qid;                     /* Queue id used by this pmd thread to
424                                      * send packets on all netdevs */
425
426     /* Only a pmd thread can write on its own 'cycles' and 'stats'.
427      * The main thread keeps 'stats_zero' and 'cycles_zero' as base
428      * values and subtracts them from 'stats' and 'cycles' before
429      * reporting to the user */
430     unsigned long long stats_zero[DP_N_STATS];
431     uint64_t cycles_zero[PMD_N_CYCLES];
432 };
433
434 #define PMD_INITIAL_SEQ 1
435
436 /* Interface to netdev-based datapath. */
437 struct dpif_netdev {
438     struct dpif dpif;
439     struct dp_netdev *dp;
440     uint64_t last_port_seq;
441 };
442
443 static int get_port_by_number(struct dp_netdev *dp, odp_port_t port_no,
444                               struct dp_netdev_port **portp);
445 static int get_port_by_name(struct dp_netdev *dp, const char *devname,
446                             struct dp_netdev_port **portp);
447 static void dp_netdev_free(struct dp_netdev *)
448     OVS_REQUIRES(dp_netdev_mutex);
449 static int do_add_port(struct dp_netdev *dp, const char *devname,
450                        const char *type, odp_port_t port_no)
451     OVS_REQUIRES(dp->port_mutex);
452 static void do_del_port(struct dp_netdev *dp, struct dp_netdev_port *)
453     OVS_REQUIRES(dp->port_mutex);
454 static int dpif_netdev_open(const struct dpif_class *, const char *name,
455                             bool create, struct dpif **);
456 static void dp_netdev_execute_actions(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
457                                       struct dp_packet **, int c,
458                                       bool may_steal,
459                                       const struct nlattr *actions,
460                                       size_t actions_len);
461 static void dp_netdev_input(struct dp_netdev_pmd_thread *,
462                             struct dp_packet **, int cnt);
463
464 static void dp_netdev_disable_upcall(struct dp_netdev *);
465 void dp_netdev_pmd_reload_done(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd);
466 static void dp_netdev_configure_pmd(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
467                                     struct dp_netdev *dp, int index,
468                                     unsigned core_id, int numa_id);
469 static void dp_netdev_destroy_pmd(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd);
470 static void dp_netdev_set_nonpmd(struct dp_netdev *dp);
471 static struct dp_netdev_pmd_thread *dp_netdev_get_pmd(struct dp_netdev *dp,
472                                                       unsigned core_id);
473 static struct dp_netdev_pmd_thread *
474 dp_netdev_pmd_get_next(struct dp_netdev *dp, struct cmap_position *pos);
475 static void dp_netdev_destroy_all_pmds(struct dp_netdev *dp);
476 static void dp_netdev_del_pmds_on_numa(struct dp_netdev *dp, int numa_id);
477 static void dp_netdev_set_pmds_on_numa(struct dp_netdev *dp, int numa_id);
478 static void dp_netdev_reset_pmd_threads(struct dp_netdev *dp);
479 static bool dp_netdev_pmd_try_ref(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd);
480 static void dp_netdev_pmd_unref(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd);
481 static void dp_netdev_pmd_flow_flush(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd);
482
483 static inline bool emc_entry_alive(struct emc_entry *ce);
484 static void emc_clear_entry(struct emc_entry *ce);
485
486 static void
487 emc_cache_init(struct emc_cache *flow_cache)
488 {
489     int i;
490
491     BUILD_ASSERT(sizeof(struct miniflow) == 2 * sizeof(uint64_t));
492
493     flow_cache->sweep_idx = 0;
494     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flow_cache->entries); i++) {
495         flow_cache->entries[i].flow = NULL;
496         flow_cache->entries[i].key.hash = 0;
497         flow_cache->entries[i].key.len = sizeof(struct miniflow);
498         flow_cache->entries[i].key.mf.tnl_map = 0;
499         flow_cache->entries[i].key.mf.pkt_map = 0;
500     }
501 }
502
503 static void
504 emc_cache_uninit(struct emc_cache *flow_cache)
505 {
506     int i;
507
508     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flow_cache->entries); i++) {
509         emc_clear_entry(&flow_cache->entries[i]);
510     }
511 }
512
513 /* Check and clear dead flow references slowly (one entry at each
514  * invocation).  */
515 static void
516 emc_cache_slow_sweep(struct emc_cache *flow_cache)
517 {
518     struct emc_entry *entry = &flow_cache->entries[flow_cache->sweep_idx];
519
520     if (!emc_entry_alive(entry)) {
521         emc_clear_entry(entry);
522     }
523     flow_cache->sweep_idx = (flow_cache->sweep_idx + 1) & EM_FLOW_HASH_MASK;
524 }
525
526 /* Returns true if 'dpif' is a netdev or dummy dpif, false otherwise. */
527 bool
528 dpif_is_netdev(const struct dpif *dpif)
529 {
530     return dpif->dpif_class->open == dpif_netdev_open;
531 }
532
533 static struct dpif_netdev *
534 dpif_netdev_cast(const struct dpif *dpif)
535 {
536     ovs_assert(dpif_is_netdev(dpif));
537     return CONTAINER_OF(dpif, struct dpif_netdev, dpif);
538 }
539
540 static struct dp_netdev *
541 get_dp_netdev(const struct dpif *dpif)
542 {
543     return dpif_netdev_cast(dpif)->dp;
544 }
545 \f
546 enum pmd_info_type {
547     PMD_INFO_SHOW_STATS,  /* show how cpu cycles are spent */
548     PMD_INFO_CLEAR_STATS  /* set the cycles count to 0 */
549 };
550
551 static void
552 pmd_info_show_stats(struct ds *reply,
553                     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
554                     unsigned long long stats[DP_N_STATS],
555                     uint64_t cycles[PMD_N_CYCLES])
556 {
557     unsigned long long total_packets = 0;
558     uint64_t total_cycles = 0;
559     int i;
560
561     /* These loops subtracts reference values ('*_zero') from the counters.
562      * Since loads and stores are relaxed, it might be possible for a '*_zero'
563      * value to be more recent than the current value we're reading from the
564      * counter.  This is not a big problem, since these numbers are not
565      * supposed to be too accurate, but we should at least make sure that
566      * the result is not negative. */
567     for (i = 0; i < DP_N_STATS; i++) {
568         if (stats[i] > pmd->stats_zero[i]) {
569             stats[i] -= pmd->stats_zero[i];
570         } else {
571             stats[i] = 0;
572         }
573
574         if (i != DP_STAT_LOST) {
575             /* Lost packets are already included in DP_STAT_MISS */
576             total_packets += stats[i];
577         }
578     }
579
580     for (i = 0; i < PMD_N_CYCLES; i++) {
581         if (cycles[i] > pmd->cycles_zero[i]) {
582            cycles[i] -= pmd->cycles_zero[i];
583         } else {
584             cycles[i] = 0;
585         }
586
587         total_cycles += cycles[i];
588     }
589
590     ds_put_cstr(reply, (pmd->core_id == NON_PMD_CORE_ID)
591                         ? "main thread" : "pmd thread");
592
593     if (pmd->numa_id != OVS_NUMA_UNSPEC) {
594         ds_put_format(reply, " numa_id %d", pmd->numa_id);
595     }
596     if (pmd->core_id != OVS_CORE_UNSPEC && pmd->core_id != NON_PMD_CORE_ID) {
597         ds_put_format(reply, " core_id %u", pmd->core_id);
598     }
599     ds_put_cstr(reply, ":\n");
600
601     ds_put_format(reply,
602                   "\temc hits:%llu\n\tmegaflow hits:%llu\n"
603                   "\tmiss:%llu\n\tlost:%llu\n",
604                   stats[DP_STAT_EXACT_HIT], stats[DP_STAT_MASKED_HIT],
605                   stats[DP_STAT_MISS], stats[DP_STAT_LOST]);
606
607     if (total_cycles == 0) {
608         return;
609     }
610
611     ds_put_format(reply,
612                   "\tpolling cycles:%"PRIu64" (%.02f%%)\n"
613                   "\tprocessing cycles:%"PRIu64" (%.02f%%)\n",
614                   cycles[PMD_CYCLES_POLLING],
615                   cycles[PMD_CYCLES_POLLING] / (double)total_cycles * 100,
616                   cycles[PMD_CYCLES_PROCESSING],
617                   cycles[PMD_CYCLES_PROCESSING] / (double)total_cycles * 100);
618
619     if (total_packets == 0) {
620         return;
621     }
622
623     ds_put_format(reply,
624                   "\tavg cycles per packet: %.02f (%"PRIu64"/%llu)\n",
625                   total_cycles / (double)total_packets,
626                   total_cycles, total_packets);
627
628     ds_put_format(reply,
629                   "\tavg processing cycles per packet: "
630                   "%.02f (%"PRIu64"/%llu)\n",
631                   cycles[PMD_CYCLES_PROCESSING] / (double)total_packets,
632                   cycles[PMD_CYCLES_PROCESSING], total_packets);
633 }
634
635 static void
636 pmd_info_clear_stats(struct ds *reply OVS_UNUSED,
637                     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
638                     unsigned long long stats[DP_N_STATS],
639                     uint64_t cycles[PMD_N_CYCLES])
640 {
641     int i;
642
643     /* We cannot write 'stats' and 'cycles' (because they're written by other
644      * threads) and we shouldn't change 'stats' (because they're used to count
645      * datapath stats, which must not be cleared here).  Instead, we save the
646      * current values and subtract them from the values to be displayed in the
647      * future */
648     for (i = 0; i < DP_N_STATS; i++) {
649         pmd->stats_zero[i] = stats[i];
650     }
651     for (i = 0; i < PMD_N_CYCLES; i++) {
652         pmd->cycles_zero[i] = cycles[i];
653     }
654 }
655
656 static void
657 dpif_netdev_pmd_info(struct unixctl_conn *conn, int argc, const char *argv[],
658                      void *aux)
659 {
660     struct ds reply = DS_EMPTY_INITIALIZER;
661     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
662     struct dp_netdev *dp = NULL;
663     enum pmd_info_type type = *(enum pmd_info_type *) aux;
664
665     ovs_mutex_lock(&dp_netdev_mutex);
666
667     if (argc == 2) {
668         dp = shash_find_data(&dp_netdevs, argv[1]);
669     } else if (shash_count(&dp_netdevs) == 1) {
670         /* There's only one datapath */
671         dp = shash_first(&dp_netdevs)->data;
672     }
673
674     if (!dp) {
675         ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
676         unixctl_command_reply_error(conn,
677                                     "please specify an existing datapath");
678         return;
679     }
680
681     CMAP_FOR_EACH (pmd, node, &dp->poll_threads) {
682         unsigned long long stats[DP_N_STATS];
683         uint64_t cycles[PMD_N_CYCLES];
684         int i;
685
686         /* Read current stats and cycle counters */
687         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(stats); i++) {
688             atomic_read_relaxed(&pmd->stats.n[i], &stats[i]);
689         }
690         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(cycles); i++) {
691             atomic_read_relaxed(&pmd->cycles.n[i], &cycles[i]);
692         }
693
694         if (type == PMD_INFO_CLEAR_STATS) {
695             pmd_info_clear_stats(&reply, pmd, stats, cycles);
696         } else if (type == PMD_INFO_SHOW_STATS) {
697             pmd_info_show_stats(&reply, pmd, stats, cycles);
698         }
699     }
700
701     ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
702
703     unixctl_command_reply(conn, ds_cstr(&reply));
704     ds_destroy(&reply);
705 }
706 \f
707 static int
708 dpif_netdev_init(void)
709 {
710     static enum pmd_info_type show_aux = PMD_INFO_SHOW_STATS,
711                               clear_aux = PMD_INFO_CLEAR_STATS;
712
713     unixctl_command_register("dpif-netdev/pmd-stats-show", "[dp]",
714                              0, 1, dpif_netdev_pmd_info,
715                              (void *)&show_aux);
716     unixctl_command_register("dpif-netdev/pmd-stats-clear", "[dp]",
717                              0, 1, dpif_netdev_pmd_info,
718                              (void *)&clear_aux);
719     return 0;
720 }
721
722 static int
723 dpif_netdev_enumerate(struct sset *all_dps,
724                       const struct dpif_class *dpif_class)
725 {
726     struct shash_node *node;
727
728     ovs_mutex_lock(&dp_netdev_mutex);
729     SHASH_FOR_EACH(node, &dp_netdevs) {
730         struct dp_netdev *dp = node->data;
731         if (dpif_class != dp->class) {
732             /* 'dp_netdevs' contains both "netdev" and "dummy" dpifs.
733              * If the class doesn't match, skip this dpif. */
734              continue;
735         }
736         sset_add(all_dps, node->name);
737     }
738     ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
739
740     return 0;
741 }
742
743 static bool
744 dpif_netdev_class_is_dummy(const struct dpif_class *class)
745 {
746     return class != &dpif_netdev_class;
747 }
748
749 static const char *
750 dpif_netdev_port_open_type(const struct dpif_class *class, const char *type)
751 {
752     return strcmp(type, "internal") ? type
753                   : dpif_netdev_class_is_dummy(class) ? "dummy"
754                   : "tap";
755 }
756
757 static struct dpif *
758 create_dpif_netdev(struct dp_netdev *dp)
759 {
760     uint16_t netflow_id = hash_string(dp->name, 0);
761     struct dpif_netdev *dpif;
762
763     ovs_refcount_ref(&dp->ref_cnt);
764
765     dpif = xmalloc(sizeof *dpif);
766     dpif_init(&dpif->dpif, dp->class, dp->name, netflow_id >> 8, netflow_id);
767     dpif->dp = dp;
768     dpif->last_port_seq = seq_read(dp->port_seq);
769
770     return &dpif->dpif;
771 }
772
773 /* Choose an unused, non-zero port number and return it on success.
774  * Return ODPP_NONE on failure. */
775 static odp_port_t
776 choose_port(struct dp_netdev *dp, const char *name)
777     OVS_REQUIRES(dp->port_mutex)
778 {
779     uint32_t port_no;
780
781     if (dp->class != &dpif_netdev_class) {
782         const char *p;
783         int start_no = 0;
784
785         /* If the port name begins with "br", start the number search at
786          * 100 to make writing tests easier. */
787         if (!strncmp(name, "br", 2)) {
788             start_no = 100;
789         }
790
791         /* If the port name contains a number, try to assign that port number.
792          * This can make writing unit tests easier because port numbers are
793          * predictable. */
794         for (p = name; *p != '\0'; p++) {
795             if (isdigit((unsigned char) *p)) {
796                 port_no = start_no + strtol(p, NULL, 10);
797                 if (port_no > 0 && port_no != odp_to_u32(ODPP_NONE)
798                     && !dp_netdev_lookup_port(dp, u32_to_odp(port_no))) {
799                     return u32_to_odp(port_no);
800                 }
801                 break;
802             }
803         }
804     }
805
806     for (port_no = 1; port_no <= UINT16_MAX; port_no++) {
807         if (!dp_netdev_lookup_port(dp, u32_to_odp(port_no))) {
808             return u32_to_odp(port_no);
809         }
810     }
811
812     return ODPP_NONE;
813 }
814
815 static int
816 create_dp_netdev(const char *name, const struct dpif_class *class,
817                  struct dp_netdev **dpp)
818     OVS_REQUIRES(dp_netdev_mutex)
819 {
820     struct dp_netdev *dp;
821     int error;
822
823     dp = xzalloc(sizeof *dp);
824     shash_add(&dp_netdevs, name, dp);
825
826     *CONST_CAST(const struct dpif_class **, &dp->class) = class;
827     *CONST_CAST(const char **, &dp->name) = xstrdup(name);
828     ovs_refcount_init(&dp->ref_cnt);
829     atomic_flag_clear(&dp->destroyed);
830
831     ovs_mutex_init(&dp->port_mutex);
832     cmap_init(&dp->ports);
833     dp->port_seq = seq_create();
834     fat_rwlock_init(&dp->upcall_rwlock);
835
836     /* Disable upcalls by default. */
837     dp_netdev_disable_upcall(dp);
838     dp->upcall_aux = NULL;
839     dp->upcall_cb = NULL;
840
841     cmap_init(&dp->poll_threads);
842     ovs_mutex_init_recursive(&dp->non_pmd_mutex);
843     ovsthread_key_create(&dp->per_pmd_key, NULL);
844
845     dp_netdev_set_nonpmd(dp);
846     dp->n_dpdk_rxqs = NR_QUEUE;
847
848     ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
849     error = do_add_port(dp, name, "internal", ODPP_LOCAL);
850     ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
851     if (error) {
852         dp_netdev_free(dp);
853         return error;
854     }
855
856     dp->last_tnl_conf_seq = seq_read(tnl_conf_seq);
857     *dpp = dp;
858     return 0;
859 }
860
861 static int
862 dpif_netdev_open(const struct dpif_class *class, const char *name,
863                  bool create, struct dpif **dpifp)
864 {
865     struct dp_netdev *dp;
866     int error;
867
868     ovs_mutex_lock(&dp_netdev_mutex);
869     dp = shash_find_data(&dp_netdevs, name);
870     if (!dp) {
871         error = create ? create_dp_netdev(name, class, &dp) : ENODEV;
872     } else {
873         error = (dp->class != class ? EINVAL
874                  : create ? EEXIST
875                  : 0);
876     }
877     if (!error) {
878         *dpifp = create_dpif_netdev(dp);
879         dp->dpif = *dpifp;
880     }
881     ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
882
883     return error;
884 }
885
886 static void
887 dp_netdev_destroy_upcall_lock(struct dp_netdev *dp)
888     OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
889 {
890     /* Check that upcalls are disabled, i.e. that the rwlock is taken */
891     ovs_assert(fat_rwlock_tryrdlock(&dp->upcall_rwlock));
892
893     /* Before freeing a lock we should release it */
894     fat_rwlock_unlock(&dp->upcall_rwlock);
895     fat_rwlock_destroy(&dp->upcall_rwlock);
896 }
897
898 /* Requires dp_netdev_mutex so that we can't get a new reference to 'dp'
899  * through the 'dp_netdevs' shash while freeing 'dp'. */
900 static void
901 dp_netdev_free(struct dp_netdev *dp)
902     OVS_REQUIRES(dp_netdev_mutex)
903 {
904     struct dp_netdev_port *port;
905
906     shash_find_and_delete(&dp_netdevs, dp->name);
907
908     dp_netdev_destroy_all_pmds(dp);
909     cmap_destroy(&dp->poll_threads);
910     ovs_mutex_destroy(&dp->non_pmd_mutex);
911     ovsthread_key_delete(dp->per_pmd_key);
912
913     ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
914     CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
915         do_del_port(dp, port);
916     }
917     ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
918
919     seq_destroy(dp->port_seq);
920     cmap_destroy(&dp->ports);
921
922     /* Upcalls must be disabled at this point */
923     dp_netdev_destroy_upcall_lock(dp);
924
925     free(dp->pmd_cmask);
926     free(CONST_CAST(char *, dp->name));
927     free(dp);
928 }
929
930 static void
931 dp_netdev_unref(struct dp_netdev *dp)
932 {
933     if (dp) {
934         /* Take dp_netdev_mutex so that, if dp->ref_cnt falls to zero, we can't
935          * get a new reference to 'dp' through the 'dp_netdevs' shash. */
936         ovs_mutex_lock(&dp_netdev_mutex);
937         if (ovs_refcount_unref_relaxed(&dp->ref_cnt) == 1) {
938             dp_netdev_free(dp);
939         }
940         ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
941     }
942 }
943
944 static void
945 dpif_netdev_close(struct dpif *dpif)
946 {
947     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
948
949     dp_netdev_unref(dp);
950     free(dpif);
951 }
952
953 static int
954 dpif_netdev_destroy(struct dpif *dpif)
955 {
956     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
957
958     if (!atomic_flag_test_and_set(&dp->destroyed)) {
959         if (ovs_refcount_unref_relaxed(&dp->ref_cnt) == 1) {
960             /* Can't happen: 'dpif' still owns a reference to 'dp'. */
961             OVS_NOT_REACHED();
962         }
963     }
964
965     return 0;
966 }
967
968 /* Add 'n' to the atomic variable 'var' non-atomically and using relaxed
969  * load/store semantics.  While the increment is not atomic, the load and
970  * store operations are, making it impossible to read inconsistent values.
971  *
972  * This is used to update thread local stats counters. */
973 static void
974 non_atomic_ullong_add(atomic_ullong *var, unsigned long long n)
975 {
976     unsigned long long tmp;
977
978     atomic_read_relaxed(var, &tmp);
979     tmp += n;
980     atomic_store_relaxed(var, tmp);
981 }
982
983 static int
984 dpif_netdev_get_stats(const struct dpif *dpif, struct dpif_dp_stats *stats)
985 {
986     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
987     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
988
989     stats->n_flows = stats->n_hit = stats->n_missed = stats->n_lost = 0;
990     CMAP_FOR_EACH (pmd, node, &dp->poll_threads) {
991         unsigned long long n;
992         stats->n_flows += cmap_count(&pmd->flow_table);
993
994         atomic_read_relaxed(&pmd->stats.n[DP_STAT_MASKED_HIT], &n);
995         stats->n_hit += n;
996         atomic_read_relaxed(&pmd->stats.n[DP_STAT_EXACT_HIT], &n);
997         stats->n_hit += n;
998         atomic_read_relaxed(&pmd->stats.n[DP_STAT_MISS], &n);
999         stats->n_missed += n;
1000         atomic_read_relaxed(&pmd->stats.n[DP_STAT_LOST], &n);
1001         stats->n_lost += n;
1002     }
1003     stats->n_masks = UINT32_MAX;
1004     stats->n_mask_hit = UINT64_MAX;
1005
1006     return 0;
1007 }
1008
1009 static void
1010 dp_netdev_reload_pmd__(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
1011 {
1012     int old_seq;
1013
1014     if (pmd->core_id == NON_PMD_CORE_ID) {
1015         return;
1016     }
1017
1018     ovs_mutex_lock(&pmd->cond_mutex);
1019     atomic_add_relaxed(&pmd->change_seq, 1, &old_seq);
1020     ovs_mutex_cond_wait(&pmd->cond, &pmd->cond_mutex);
1021     ovs_mutex_unlock(&pmd->cond_mutex);
1022 }
1023
1024 /* Causes all pmd threads to reload its tx/rx devices.
1025  * Must be called after adding/removing ports. */
1026 static void
1027 dp_netdev_reload_pmds(struct dp_netdev *dp)
1028 {
1029     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
1030
1031     CMAP_FOR_EACH (pmd, node, &dp->poll_threads) {
1032         dp_netdev_reload_pmd__(pmd);
1033     }
1034 }
1035
1036 static uint32_t
1037 hash_port_no(odp_port_t port_no)
1038 {
1039     return hash_int(odp_to_u32(port_no), 0);
1040 }
1041
1042 static int
1043 do_add_port(struct dp_netdev *dp, const char *devname, const char *type,
1044             odp_port_t port_no)
1045     OVS_REQUIRES(dp->port_mutex)
1046 {
1047     struct netdev_saved_flags *sf;
1048     struct dp_netdev_port *port;
1049     struct netdev *netdev;
1050     enum netdev_flags flags;
1051     const char *open_type;
1052     int error;
1053     int i;
1054
1055     /* Reject devices already in 'dp'. */
1056     if (!get_port_by_name(dp, devname, &port)) {
1057         return EEXIST;
1058     }
1059
1060     /* Open and validate network device. */
1061     open_type = dpif_netdev_port_open_type(dp->class, type);
1062     error = netdev_open(devname, open_type, &netdev);
1063     if (error) {
1064         return error;
1065     }
1066     /* XXX reject non-Ethernet devices */
1067
1068     netdev_get_flags(netdev, &flags);
1069     if (flags & NETDEV_LOOPBACK) {
1070         VLOG_ERR("%s: cannot add a loopback device", devname);
1071         netdev_close(netdev);
1072         return EINVAL;
1073     }
1074
1075     if (netdev_is_pmd(netdev)) {
1076         int n_cores = ovs_numa_get_n_cores();
1077
1078         if (n_cores == OVS_CORE_UNSPEC) {
1079             VLOG_ERR("%s, cannot get cpu core info", devname);
1080             return ENOENT;
1081         }
1082         /* There can only be ovs_numa_get_n_cores() pmd threads,
1083          * so creates a txq for each, and one extra for the non
1084          * pmd threads. */
1085         error = netdev_set_multiq(netdev, n_cores + 1, dp->n_dpdk_rxqs);
1086         if (error && (error != EOPNOTSUPP)) {
1087             VLOG_ERR("%s, cannot set multiq", devname);
1088             return errno;
1089         }
1090     }
1091     port = xzalloc(sizeof *port);
1092     port->port_no = port_no;
1093     port->netdev = netdev;
1094     port->rxq = xmalloc(sizeof *port->rxq * netdev_n_rxq(netdev));
1095     port->type = xstrdup(type);
1096     for (i = 0; i < netdev_n_rxq(netdev); i++) {
1097         error = netdev_rxq_open(netdev, &port->rxq[i], i);
1098         if (error
1099             && !(error == EOPNOTSUPP && dpif_netdev_class_is_dummy(dp->class))) {
1100             VLOG_ERR("%s: cannot receive packets on this network device (%s)",
1101                      devname, ovs_strerror(errno));
1102             netdev_close(netdev);
1103             free(port->type);
1104             free(port->rxq);
1105             free(port);
1106             return error;
1107         }
1108     }
1109
1110     error = netdev_turn_flags_on(netdev, NETDEV_PROMISC, &sf);
1111     if (error) {
1112         for (i = 0; i < netdev_n_rxq(netdev); i++) {
1113             netdev_rxq_close(port->rxq[i]);
1114         }
1115         netdev_close(netdev);
1116         free(port->type);
1117         free(port->rxq);
1118         free(port);
1119         return error;
1120     }
1121     port->sf = sf;
1122
1123     ovs_refcount_init(&port->ref_cnt);
1124     cmap_insert(&dp->ports, &port->node, hash_port_no(port_no));
1125
1126     if (netdev_is_pmd(netdev)) {
1127         dp_netdev_set_pmds_on_numa(dp, netdev_get_numa_id(netdev));
1128         dp_netdev_reload_pmds(dp);
1129     }
1130     seq_change(dp->port_seq);
1131
1132     return 0;
1133 }
1134
1135 static int
1136 dpif_netdev_port_add(struct dpif *dpif, struct netdev *netdev,
1137                      odp_port_t *port_nop)
1138 {
1139     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
1140     char namebuf[NETDEV_VPORT_NAME_BUFSIZE];
1141     const char *dpif_port;
1142     odp_port_t port_no;
1143     int error;
1144
1145     ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
1146     dpif_port = netdev_vport_get_dpif_port(netdev, namebuf, sizeof namebuf);
1147     if (*port_nop != ODPP_NONE) {
1148         port_no = *port_nop;
1149         error = dp_netdev_lookup_port(dp, *port_nop) ? EBUSY : 0;
1150     } else {
1151         port_no = choose_port(dp, dpif_port);
1152         error = port_no == ODPP_NONE ? EFBIG : 0;
1153     }
1154     if (!error) {
1155         *port_nop = port_no;
1156         error = do_add_port(dp, dpif_port, netdev_get_type(netdev), port_no);
1157     }
1158     ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
1159
1160     return error;
1161 }
1162
1163 static int
1164 dpif_netdev_port_del(struct dpif *dpif, odp_port_t port_no)
1165 {
1166     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
1167     int error;
1168
1169     ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
1170     if (port_no == ODPP_LOCAL) {
1171         error = EINVAL;
1172     } else {
1173         struct dp_netdev_port *port;
1174
1175         error = get_port_by_number(dp, port_no, &port);
1176         if (!error) {
1177             do_del_port(dp, port);
1178         }
1179     }
1180     ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
1181
1182     return error;
1183 }
1184
1185 static bool
1186 is_valid_port_number(odp_port_t port_no)
1187 {
1188     return port_no != ODPP_NONE;
1189 }
1190
1191 static struct dp_netdev_port *
1192 dp_netdev_lookup_port(const struct dp_netdev *dp, odp_port_t port_no)
1193 {
1194     struct dp_netdev_port *port;
1195
1196     CMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (port, node, hash_port_no(port_no), &dp->ports) {
1197         if (port->port_no == port_no) {
1198             return port;
1199         }
1200     }
1201     return NULL;
1202 }
1203
1204 static int
1205 get_port_by_number(struct dp_netdev *dp,
1206                    odp_port_t port_no, struct dp_netdev_port **portp)
1207 {
1208     if (!is_valid_port_number(port_no)) {
1209         *portp = NULL;
1210         return EINVAL;
1211     } else {
1212         *portp = dp_netdev_lookup_port(dp, port_no);
1213         return *portp ? 0 : ENOENT;
1214     }
1215 }
1216
1217 static void
1218 port_ref(struct dp_netdev_port *port)
1219 {
1220     if (port) {
1221         ovs_refcount_ref(&port->ref_cnt);
1222     }
1223 }
1224
1225 static bool
1226 port_try_ref(struct dp_netdev_port *port)
1227 {
1228     if (port) {
1229         return ovs_refcount_try_ref_rcu(&port->ref_cnt);
1230     }
1231
1232     return false;
1233 }
1234
1235 static void
1236 port_unref(struct dp_netdev_port *port)
1237 {
1238     if (port && ovs_refcount_unref_relaxed(&port->ref_cnt) == 1) {
1239         int n_rxq = netdev_n_rxq(port->netdev);
1240         int i;
1241
1242         netdev_close(port->netdev);
1243         netdev_restore_flags(port->sf);
1244
1245         for (i = 0; i < n_rxq; i++) {
1246             netdev_rxq_close(port->rxq[i]);
1247         }
1248         free(port->rxq);
1249         free(port->type);
1250         free(port);
1251     }
1252 }
1253
1254 static int
1255 get_port_by_name(struct dp_netdev *dp,
1256                  const char *devname, struct dp_netdev_port **portp)
1257     OVS_REQUIRES(dp->port_mutex)
1258 {
1259     struct dp_netdev_port *port;
1260
1261     CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
1262         if (!strcmp(netdev_get_name(port->netdev), devname)) {
1263             *portp = port;
1264             return 0;
1265         }
1266     }
1267     return ENOENT;
1268 }
1269
1270 static int
1271 get_n_pmd_threads_on_numa(struct dp_netdev *dp, int numa_id)
1272 {
1273     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
1274     int n_pmds = 0;
1275
1276     CMAP_FOR_EACH (pmd, node, &dp->poll_threads) {
1277         if (pmd->numa_id == numa_id) {
1278             n_pmds++;
1279         }
1280     }
1281
1282     return n_pmds;
1283 }
1284
1285 /* Returns 'true' if there is a port with pmd netdev and the netdev
1286  * is on numa node 'numa_id'. */
1287 static bool
1288 has_pmd_port_for_numa(struct dp_netdev *dp, int numa_id)
1289 {
1290     struct dp_netdev_port *port;
1291
1292     CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
1293         if (netdev_is_pmd(port->netdev)
1294             && netdev_get_numa_id(port->netdev) == numa_id) {
1295             return true;
1296         }
1297     }
1298
1299     return false;
1300 }
1301
1302
1303 static void
1304 do_del_port(struct dp_netdev *dp, struct dp_netdev_port *port)
1305     OVS_REQUIRES(dp->port_mutex)
1306 {
1307     cmap_remove(&dp->ports, &port->node, hash_odp_port(port->port_no));
1308     seq_change(dp->port_seq);
1309     if (netdev_is_pmd(port->netdev)) {
1310         int numa_id = netdev_get_numa_id(port->netdev);
1311
1312         /* If there is no netdev on the numa node, deletes the pmd threads
1313          * for that numa.  Else, just reloads the queues.  */
1314         if (!has_pmd_port_for_numa(dp, numa_id)) {
1315             dp_netdev_del_pmds_on_numa(dp, numa_id);
1316         }
1317         dp_netdev_reload_pmds(dp);
1318     }
1319
1320     port_unref(port);
1321 }
1322
1323 static void
1324 answer_port_query(const struct dp_netdev_port *port,
1325                   struct dpif_port *dpif_port)
1326 {
1327     dpif_port->name = xstrdup(netdev_get_name(port->netdev));
1328     dpif_port->type = xstrdup(port->type);
1329     dpif_port->port_no = port->port_no;
1330 }
1331
1332 static int
1333 dpif_netdev_port_query_by_number(const struct dpif *dpif, odp_port_t port_no,
1334                                  struct dpif_port *dpif_port)
1335 {
1336     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
1337     struct dp_netdev_port *port;
1338     int error;
1339
1340     error = get_port_by_number(dp, port_no, &port);
1341     if (!error && dpif_port) {
1342         answer_port_query(port, dpif_port);
1343     }
1344
1345     return error;
1346 }
1347
1348 static int
1349 dpif_netdev_port_query_by_name(const struct dpif *dpif, const char *devname,
1350                                struct dpif_port *dpif_port)
1351 {
1352     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
1353     struct dp_netdev_port *port;
1354     int error;
1355
1356     ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
1357     error = get_port_by_name(dp, devname, &port);
1358     if (!error && dpif_port) {
1359         answer_port_query(port, dpif_port);
1360     }
1361     ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
1362
1363     return error;
1364 }
1365
1366 static void
1367 dp_netdev_flow_free(struct dp_netdev_flow *flow)
1368 {
1369     dp_netdev_actions_free(dp_netdev_flow_get_actions(flow));
1370     free(flow);
1371 }
1372
1373 static void dp_netdev_flow_unref(struct dp_netdev_flow *flow)
1374 {
1375     if (ovs_refcount_unref_relaxed(&flow->ref_cnt) == 1) {
1376         ovsrcu_postpone(dp_netdev_flow_free, flow);
1377     }
1378 }
1379
1380 static uint32_t
1381 dp_netdev_flow_hash(const ovs_u128 *ufid)
1382 {
1383     return ufid->u32[0];
1384 }
1385
1386 static void
1387 dp_netdev_pmd_remove_flow(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
1388                           struct dp_netdev_flow *flow)
1389     OVS_REQUIRES(pmd->flow_mutex)
1390 {
1391     struct cmap_node *node = CONST_CAST(struct cmap_node *, &flow->node);
1392
1393     dpcls_remove(&pmd->cls, &flow->cr);
1394     flow->cr.mask = NULL;   /* Accessing rule's mask after this is not safe. */
1395
1396     cmap_remove(&pmd->flow_table, node, dp_netdev_flow_hash(&flow->ufid));
1397     flow->dead = true;
1398
1399     dp_netdev_flow_unref(flow);
1400 }
1401
1402 static void
1403 dp_netdev_pmd_flow_flush(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
1404 {
1405     struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
1406
1407     ovs_mutex_lock(&pmd->flow_mutex);
1408     CMAP_FOR_EACH (netdev_flow, node, &pmd->flow_table) {
1409         dp_netdev_pmd_remove_flow(pmd, netdev_flow);
1410     }
1411     ovs_mutex_unlock(&pmd->flow_mutex);
1412 }
1413
1414 static int
1415 dpif_netdev_flow_flush(struct dpif *dpif)
1416 {
1417     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
1418     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
1419
1420     CMAP_FOR_EACH (pmd, node, &dp->poll_threads) {
1421         dp_netdev_pmd_flow_flush(pmd);
1422     }
1423
1424     return 0;
1425 }
1426
1427 struct dp_netdev_port_state {
1428     struct cmap_position position;
1429     char *name;
1430 };
1431
1432 static int
1433 dpif_netdev_port_dump_start(const struct dpif *dpif OVS_UNUSED, void **statep)
1434 {
1435     *statep = xzalloc(sizeof(struct dp_netdev_port_state));
1436     return 0;
1437 }
1438
1439 static int
1440 dpif_netdev_port_dump_next(const struct dpif *dpif, void *state_,
1441                            struct dpif_port *dpif_port)
1442 {
1443     struct dp_netdev_port_state *state = state_;
1444     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
1445     struct cmap_node *node;
1446     int retval;
1447
1448     node = cmap_next_position(&dp->ports, &state->position);
1449     if (node) {
1450         struct dp_netdev_port *port;
1451
1452         port = CONTAINER_OF(node, struct dp_netdev_port, node);
1453
1454         free(state->name);
1455         state->name = xstrdup(netdev_get_name(port->netdev));
1456         dpif_port->name = state->name;
1457         dpif_port->type = port->type;
1458         dpif_port->port_no = port->port_no;
1459
1460         retval = 0;
1461     } else {
1462         retval = EOF;
1463     }
1464
1465     return retval;
1466 }
1467
1468 static int
1469 dpif_netdev_port_dump_done(const struct dpif *dpif OVS_UNUSED, void *state_)
1470 {
1471     struct dp_netdev_port_state *state = state_;
1472     free(state->name);
1473     free(state);
1474     return 0;
1475 }
1476
1477 static int
1478 dpif_netdev_port_poll(const struct dpif *dpif_, char **devnamep OVS_UNUSED)
1479 {
1480     struct dpif_netdev *dpif = dpif_netdev_cast(dpif_);
1481     uint64_t new_port_seq;
1482     int error;
1483
1484     new_port_seq = seq_read(dpif->dp->port_seq);
1485     if (dpif->last_port_seq != new_port_seq) {
1486         dpif->last_port_seq = new_port_seq;
1487         error = ENOBUFS;
1488     } else {
1489         error = EAGAIN;
1490     }
1491
1492     return error;
1493 }
1494
1495 static void
1496 dpif_netdev_port_poll_wait(const struct dpif *dpif_)
1497 {
1498     struct dpif_netdev *dpif = dpif_netdev_cast(dpif_);
1499
1500     seq_wait(dpif->dp->port_seq, dpif->last_port_seq);
1501 }
1502
1503 static struct dp_netdev_flow *
1504 dp_netdev_flow_cast(const struct dpcls_rule *cr)
1505 {
1506     return cr ? CONTAINER_OF(cr, struct dp_netdev_flow, cr) : NULL;
1507 }
1508
1509 static bool dp_netdev_flow_ref(struct dp_netdev_flow *flow)
1510 {
1511     return ovs_refcount_try_ref_rcu(&flow->ref_cnt);
1512 }
1513
1514 /* netdev_flow_key utilities.
1515  *
1516  * netdev_flow_key is basically a miniflow.  We use these functions
1517  * (netdev_flow_key_clone, netdev_flow_key_equal, ...) instead of the miniflow
1518  * functions (miniflow_clone_inline, miniflow_equal, ...), because:
1519  *
1520  * - Since we are dealing exclusively with miniflows created by
1521  *   miniflow_extract(), if the map is different the miniflow is different.
1522  *   Therefore we can be faster by comparing the map and the miniflow in a
1523  *   single memcmp().
1524  * - These functions can be inlined by the compiler.
1525  *
1526  * The following assertions make sure that what we're doing with miniflow is
1527  * safe.
1528  */
1529 BUILD_ASSERT_DECL(sizeof(struct miniflow) == 2 * sizeof(uint64_t));
1530
1531 /* Given the number of bits set in miniflow's maps, returns the size of the
1532  * 'netdev_flow_key.mf' */
1533 static inline size_t
1534 netdev_flow_key_size(size_t flow_u64s)
1535 {
1536     return sizeof(struct miniflow) + MINIFLOW_VALUES_SIZE(flow_u64s);
1537 }
1538
1539 static inline bool
1540 netdev_flow_key_equal(const struct netdev_flow_key *a,
1541                       const struct netdev_flow_key *b)
1542 {
1543     /* 'b->len' may be not set yet. */
1544     return a->hash == b->hash && !memcmp(&a->mf, &b->mf, a->len);
1545 }
1546
1547 /* Used to compare 'netdev_flow_key' in the exact match cache to a miniflow.
1548  * The maps are compared bitwise, so both 'key->mf' 'mf' must have been
1549  * generated by miniflow_extract. */
1550 static inline bool
1551 netdev_flow_key_equal_mf(const struct netdev_flow_key *key,
1552                          const struct miniflow *mf)
1553 {
1554     return !memcmp(&key->mf, mf, key->len);
1555 }
1556
1557 static inline void
1558 netdev_flow_key_clone(struct netdev_flow_key *dst,
1559                       const struct netdev_flow_key *src)
1560 {
1561     memcpy(dst, src,
1562            offsetof(struct netdev_flow_key, mf) + src->len);
1563 }
1564
1565 /* Slow. */
1566 static void
1567 netdev_flow_key_from_flow(struct netdev_flow_key *dst,
1568                           const struct flow *src)
1569 {
1570     struct dp_packet packet;
1571     uint64_t buf_stub[512 / 8];
1572
1573     dp_packet_use_stub(&packet, buf_stub, sizeof buf_stub);
1574     pkt_metadata_from_flow(&packet.md, src);
1575     flow_compose(&packet, src);
1576     miniflow_extract(&packet, &dst->mf);
1577     dp_packet_uninit(&packet);
1578
1579     dst->len = netdev_flow_key_size(miniflow_n_values(&dst->mf));
1580     dst->hash = 0; /* Not computed yet. */
1581 }
1582
1583 /* Initialize a netdev_flow_key 'mask' from 'match'. */
1584 static inline void
1585 netdev_flow_mask_init(struct netdev_flow_key *mask,
1586                       const struct match *match)
1587 {
1588     const uint64_t *mask_u64 = (const uint64_t *) &match->wc.masks;
1589     uint64_t *dst = miniflow_values(&mask->mf);
1590     struct miniflow maps;
1591     uint64_t map;
1592     uint32_t hash = 0;
1593     int n;
1594
1595     /* Only check masks that make sense for the flow. */
1596     flow_wc_map(&match->flow, &maps);
1597     memset(&mask->mf, 0, sizeof mask->mf);   /* Clear maps. */
1598
1599     map = maps.tnl_map;
1600     while (map) {
1601         uint64_t rm1bit = rightmost_1bit(map);
1602         int i = raw_ctz(map);
1603
1604         if (mask_u64[i]) {
1605             mask->mf.tnl_map |= rm1bit;
1606             *dst++ = mask_u64[i];
1607             hash = hash_add64(hash, mask_u64[i]);
1608         }
1609         map -= rm1bit;
1610     }
1611     mask_u64 += FLOW_TNL_U64S;
1612     map = maps.pkt_map;
1613     while (map) {
1614         uint64_t rm1bit = rightmost_1bit(map);
1615         int i = raw_ctz(map);
1616
1617         if (mask_u64[i]) {
1618             mask->mf.pkt_map |= rm1bit;
1619             *dst++ = mask_u64[i];
1620             hash = hash_add64(hash, mask_u64[i]);
1621         }
1622         map -= rm1bit;
1623     }
1624
1625     hash = hash_add64(hash, mask->mf.tnl_map);
1626     hash = hash_add64(hash, mask->mf.pkt_map);
1627
1628     n = dst - miniflow_get_values(&mask->mf);
1629
1630     mask->hash = hash_finish(hash, n * 8);
1631     mask->len = netdev_flow_key_size(n);
1632 }
1633
1634 /* Initializes 'dst' as a copy of 'flow' masked with 'mask'. */
1635 static inline void
1636 netdev_flow_key_init_masked(struct netdev_flow_key *dst,
1637                             const struct flow *flow,
1638                             const struct netdev_flow_key *mask)
1639 {
1640     uint64_t *dst_u64 = miniflow_values(&dst->mf);
1641     const uint64_t *mask_u64 = miniflow_get_values(&mask->mf);
1642     uint32_t hash = 0;
1643     uint64_t value;
1644
1645     dst->len = mask->len;
1646     dst->mf = mask->mf;   /* Copy maps. */
1647
1648     FLOW_FOR_EACH_IN_MAPS(value, flow, mask->mf) {
1649         *dst_u64 = value & *mask_u64++;
1650         hash = hash_add64(hash, *dst_u64++);
1651     }
1652     dst->hash = hash_finish(hash,
1653                             (dst_u64 - miniflow_get_values(&dst->mf)) * 8);
1654 }
1655
1656 /* Iterate through netdev_flow_key TNL u64 values specified by 'MAPS'. */
1657 #define NETDEV_FLOW_KEY_FOR_EACH_IN_TNL_MAP(VALUE, KEY, MAPS)   \
1658     MINIFLOW_FOR_EACH_IN_TNL_MAP(VALUE, &(KEY)->mf, MAPS)
1659
1660 /* Iterate through netdev_flow_key PKT u64 values specified by 'MAPS'. */
1661 #define NETDEV_FLOW_KEY_FOR_EACH_IN_PKT_MAP(VALUE, KEY, MAPS)   \
1662     MINIFLOW_FOR_EACH_IN_PKT_MAP(VALUE, &(KEY)->mf, MAPS)
1663
1664 /* Returns a hash value for the bits of 'key' where there are 1-bits in
1665  * 'mask'. */
1666 static inline uint32_t
1667 netdev_flow_key_hash_in_mask(const struct netdev_flow_key *key,
1668                              const struct netdev_flow_key *mask)
1669 {
1670     const uint64_t *p = miniflow_get_values(&mask->mf);
1671     uint32_t hash = 0;
1672     uint64_t key_u64;
1673
1674     NETDEV_FLOW_KEY_FOR_EACH_IN_TNL_MAP(key_u64, key, mask->mf) {
1675         hash = hash_add64(hash, key_u64 & *p++);
1676     }
1677     NETDEV_FLOW_KEY_FOR_EACH_IN_PKT_MAP(key_u64, key, mask->mf) {
1678         hash = hash_add64(hash, key_u64 & *p++);
1679     }
1680
1681     return hash_finish(hash, (p - miniflow_get_values(&mask->mf)) * 8);
1682 }
1683
1684 static inline bool
1685 emc_entry_alive(struct emc_entry *ce)
1686 {
1687     return ce->flow && !ce->flow->dead;
1688 }
1689
1690 static void
1691 emc_clear_entry(struct emc_entry *ce)
1692 {
1693     if (ce->flow) {
1694         dp_netdev_flow_unref(ce->flow);
1695         ce->flow = NULL;
1696     }
1697 }
1698
1699 static inline void
1700 emc_change_entry(struct emc_entry *ce, struct dp_netdev_flow *flow,
1701                  const struct netdev_flow_key *key)
1702 {
1703     if (ce->flow != flow) {
1704         if (ce->flow) {
1705             dp_netdev_flow_unref(ce->flow);
1706         }
1707
1708         if (dp_netdev_flow_ref(flow)) {
1709             ce->flow = flow;
1710         } else {
1711             ce->flow = NULL;
1712         }
1713     }
1714     if (key) {
1715         netdev_flow_key_clone(&ce->key, key);
1716     }
1717 }
1718
1719 static inline void
1720 emc_insert(struct emc_cache *cache, const struct netdev_flow_key *key,
1721            struct dp_netdev_flow *flow)
1722 {
1723     struct emc_entry *to_be_replaced = NULL;
1724     struct emc_entry *current_entry;
1725
1726     EMC_FOR_EACH_POS_WITH_HASH(cache, current_entry, key->hash) {
1727         if (netdev_flow_key_equal(&current_entry->key, key)) {
1728             /* We found the entry with the 'mf' miniflow */
1729             emc_change_entry(current_entry, flow, NULL);
1730             return;
1731         }
1732
1733         /* Replacement policy: put the flow in an empty (not alive) entry, or
1734          * in the first entry where it can be */
1735         if (!to_be_replaced
1736             || (emc_entry_alive(to_be_replaced)
1737                 && !emc_entry_alive(current_entry))
1738             || current_entry->key.hash < to_be_replaced->key.hash) {
1739             to_be_replaced = current_entry;
1740         }
1741     }
1742     /* We didn't find the miniflow in the cache.
1743      * The 'to_be_replaced' entry is where the new flow will be stored */
1744
1745     emc_change_entry(to_be_replaced, flow, key);
1746 }
1747
1748 static inline struct dp_netdev_flow *
1749 emc_lookup(struct emc_cache *cache, const struct netdev_flow_key *key)
1750 {
1751     struct emc_entry *current_entry;
1752
1753     EMC_FOR_EACH_POS_WITH_HASH(cache, current_entry, key->hash) {
1754         if (current_entry->key.hash == key->hash
1755             && emc_entry_alive(current_entry)
1756             && netdev_flow_key_equal_mf(&current_entry->key, &key->mf)) {
1757
1758             /* We found the entry with the 'key->mf' miniflow */
1759             return current_entry->flow;
1760         }
1761     }
1762
1763     return NULL;
1764 }
1765
1766 static struct dp_netdev_flow *
1767 dp_netdev_pmd_lookup_flow(const struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
1768                           const struct netdev_flow_key *key)
1769 {
1770     struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
1771     struct dpcls_rule *rule;
1772
1773     dpcls_lookup(&pmd->cls, key, &rule, 1);
1774     netdev_flow = dp_netdev_flow_cast(rule);
1775
1776     return netdev_flow;
1777 }
1778
1779 static struct dp_netdev_flow *
1780 dp_netdev_pmd_find_flow(const struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
1781                         const ovs_u128 *ufidp, const struct nlattr *key,
1782                         size_t key_len)
1783 {
1784     struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
1785     struct flow flow;
1786     ovs_u128 ufid;
1787
1788     /* If a UFID is not provided, determine one based on the key. */
1789     if (!ufidp && key && key_len
1790         && !dpif_netdev_flow_from_nlattrs(key, key_len, &flow)) {
1791         dpif_flow_hash(pmd->dp->dpif, &flow, sizeof flow, &ufid);
1792         ufidp = &ufid;
1793     }
1794
1795     if (ufidp) {
1796         CMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (netdev_flow, node, dp_netdev_flow_hash(ufidp),
1797                                  &pmd->flow_table) {
1798             if (ovs_u128_equals(&netdev_flow->ufid, ufidp)) {
1799                 return netdev_flow;
1800             }
1801         }
1802     }
1803
1804     return NULL;
1805 }
1806
1807 static void
1808 get_dpif_flow_stats(const struct dp_netdev_flow *netdev_flow_,
1809                     struct dpif_flow_stats *stats)
1810 {
1811     struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
1812     unsigned long long n;
1813     long long used;
1814     uint16_t flags;
1815
1816     netdev_flow = CONST_CAST(struct dp_netdev_flow *, netdev_flow_);
1817
1818     atomic_read_relaxed(&netdev_flow->stats.packet_count, &n);
1819     stats->n_packets = n;
1820     atomic_read_relaxed(&netdev_flow->stats.byte_count, &n);
1821     stats->n_bytes = n;
1822     atomic_read_relaxed(&netdev_flow->stats.used, &used);
1823     stats->used = used;
1824     atomic_read_relaxed(&netdev_flow->stats.tcp_flags, &flags);
1825     stats->tcp_flags = flags;
1826 }
1827
1828 /* Converts to the dpif_flow format, using 'key_buf' and 'mask_buf' for
1829  * storing the netlink-formatted key/mask. 'key_buf' may be the same as
1830  * 'mask_buf'. Actions will be returned without copying, by relying on RCU to
1831  * protect them. */
1832 static void
1833 dp_netdev_flow_to_dpif_flow(const struct dp_netdev_flow *netdev_flow,
1834                             struct ofpbuf *key_buf, struct ofpbuf *mask_buf,
1835                             struct dpif_flow *flow, bool terse)
1836 {
1837     if (terse) {
1838         memset(flow, 0, sizeof *flow);
1839     } else {
1840         struct flow_wildcards wc;
1841         struct dp_netdev_actions *actions;
1842         size_t offset;
1843         struct odp_flow_key_parms odp_parms = {
1844             .flow = &netdev_flow->flow,
1845             .mask = &wc.masks,
1846             .support = dp_netdev_support,
1847         };
1848
1849         miniflow_expand(&netdev_flow->cr.mask->mf, &wc.masks);
1850
1851         /* Key */
1852         offset = key_buf->size;
1853         flow->key = ofpbuf_tail(key_buf);
1854         odp_parms.odp_in_port = netdev_flow->flow.in_port.odp_port;
1855         odp_flow_key_from_flow(&odp_parms, key_buf);
1856         flow->key_len = key_buf->size - offset;
1857
1858         /* Mask */
1859         offset = mask_buf->size;
1860         flow->mask = ofpbuf_tail(mask_buf);
1861         odp_parms.odp_in_port = wc.masks.in_port.odp_port;
1862         odp_parms.key_buf = key_buf;
1863         odp_flow_key_from_mask(&odp_parms, mask_buf);
1864         flow->mask_len = mask_buf->size - offset;
1865
1866         /* Actions */
1867         actions = dp_netdev_flow_get_actions(netdev_flow);
1868         flow->actions = actions->actions;
1869         flow->actions_len = actions->size;
1870     }
1871
1872     flow->ufid = netdev_flow->ufid;
1873     flow->ufid_present = true;
1874     flow->pmd_id = netdev_flow->pmd_id;
1875     get_dpif_flow_stats(netdev_flow, &flow->stats);
1876 }
1877
1878 static int
1879 dpif_netdev_mask_from_nlattrs(const struct nlattr *key, uint32_t key_len,
1880                               const struct nlattr *mask_key,
1881                               uint32_t mask_key_len, const struct flow *flow,
1882                               struct flow_wildcards *wc)
1883 {
1884     if (mask_key_len) {
1885         enum odp_key_fitness fitness;
1886
1887         fitness = odp_flow_key_to_mask(mask_key, mask_key_len, key, key_len,
1888                                        &wc->masks, flow);
1889         if (fitness) {
1890             /* This should not happen: it indicates that
1891              * odp_flow_key_from_mask() and odp_flow_key_to_mask()
1892              * disagree on the acceptable form of a mask.  Log the problem
1893              * as an error, with enough details to enable debugging. */
1894             static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
1895
1896             if (!VLOG_DROP_ERR(&rl)) {
1897                 struct ds s;
1898
1899                 ds_init(&s);
1900                 odp_flow_format(key, key_len, mask_key, mask_key_len, NULL, &s,
1901                                 true);
1902                 VLOG_ERR("internal error parsing flow mask %s (%s)",
1903                          ds_cstr(&s), odp_key_fitness_to_string(fitness));
1904                 ds_destroy(&s);
1905             }
1906
1907             return EINVAL;
1908         }
1909     } else {
1910         flow_wildcards_init_for_packet(wc, flow);
1911     }
1912
1913     return 0;
1914 }
1915
1916 static int
1917 dpif_netdev_flow_from_nlattrs(const struct nlattr *key, uint32_t key_len,
1918                               struct flow *flow)
1919 {
1920     odp_port_t in_port;
1921
1922     if (odp_flow_key_to_flow(key, key_len, flow)) {
1923         /* This should not happen: it indicates that odp_flow_key_from_flow()
1924          * and odp_flow_key_to_flow() disagree on the acceptable form of a
1925          * flow.  Log the problem as an error, with enough details to enable
1926          * debugging. */
1927         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
1928
1929         if (!VLOG_DROP_ERR(&rl)) {
1930             struct ds s;
1931
1932             ds_init(&s);
1933             odp_flow_format(key, key_len, NULL, 0, NULL, &s, true);
1934             VLOG_ERR("internal error parsing flow key %s", ds_cstr(&s));
1935             ds_destroy(&s);
1936         }
1937
1938         return EINVAL;
1939     }
1940
1941     in_port = flow->in_port.odp_port;
1942     if (!is_valid_port_number(in_port) && in_port != ODPP_NONE) {
1943         return EINVAL;
1944     }
1945
1946     return 0;
1947 }
1948
1949 static int
1950 dpif_netdev_flow_get(const struct dpif *dpif, const struct dpif_flow_get *get)
1951 {
1952     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
1953     struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
1954     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
1955     unsigned pmd_id = get->pmd_id == PMD_ID_NULL
1956                       ? NON_PMD_CORE_ID : get->pmd_id;
1957     int error = 0;
1958
1959     pmd = dp_netdev_get_pmd(dp, pmd_id);
1960     if (!pmd) {
1961         return EINVAL;
1962     }
1963
1964     netdev_flow = dp_netdev_pmd_find_flow(pmd, get->ufid, get->key,
1965                                           get->key_len);
1966     if (netdev_flow) {
1967         dp_netdev_flow_to_dpif_flow(netdev_flow, get->buffer, get->buffer,
1968                                     get->flow, false);
1969     } else {
1970         error = ENOENT;
1971     }
1972     dp_netdev_pmd_unref(pmd);
1973
1974
1975     return error;
1976 }
1977
1978 static struct dp_netdev_flow *
1979 dp_netdev_flow_add(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
1980                    struct match *match, const ovs_u128 *ufid,
1981                    const struct nlattr *actions, size_t actions_len)
1982     OVS_REQUIRES(pmd->flow_mutex)
1983 {
1984     struct dp_netdev_flow *flow;
1985     struct netdev_flow_key mask;
1986
1987     netdev_flow_mask_init(&mask, match);
1988     /* Make sure wc does not have metadata. */
1989     ovs_assert(!(mask.mf.pkt_map
1990                  & (MINIFLOW_PKT_MAP(metadata) | MINIFLOW_PKT_MAP(regs))));
1991
1992     /* Do not allocate extra space. */
1993     flow = xmalloc(sizeof *flow - sizeof flow->cr.flow.mf + mask.len);
1994     memset(&flow->stats, 0, sizeof flow->stats);
1995     flow->dead = false;
1996     flow->batch = NULL;
1997     *CONST_CAST(unsigned *, &flow->pmd_id) = pmd->core_id;
1998     *CONST_CAST(struct flow *, &flow->flow) = match->flow;
1999     *CONST_CAST(ovs_u128 *, &flow->ufid) = *ufid;
2000     ovs_refcount_init(&flow->ref_cnt);
2001     ovsrcu_set(&flow->actions, dp_netdev_actions_create(actions, actions_len));
2002
2003     netdev_flow_key_init_masked(&flow->cr.flow, &match->flow, &mask);
2004     dpcls_insert(&pmd->cls, &flow->cr, &mask);
2005
2006     cmap_insert(&pmd->flow_table, CONST_CAST(struct cmap_node *, &flow->node),
2007                 dp_netdev_flow_hash(&flow->ufid));
2008
2009     if (OVS_UNLIKELY(VLOG_IS_DBG_ENABLED())) {
2010         struct match match;
2011         struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
2012
2013         match.flow = flow->flow;
2014         miniflow_expand(&flow->cr.mask->mf, &match.wc.masks);
2015
2016         ds_put_cstr(&ds, "flow_add: ");
2017         odp_format_ufid(ufid, &ds);
2018         ds_put_cstr(&ds, " ");
2019         match_format(&match, &ds, OFP_DEFAULT_PRIORITY);
2020         ds_put_cstr(&ds, ", actions:");
2021         format_odp_actions(&ds, actions, actions_len);
2022
2023         VLOG_DBG_RL(&upcall_rl, "%s", ds_cstr(&ds));
2024
2025         ds_destroy(&ds);
2026     }
2027
2028     return flow;
2029 }
2030
2031 static int
2032 dpif_netdev_flow_put(struct dpif *dpif, const struct dpif_flow_put *put)
2033 {
2034     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
2035     struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
2036     struct netdev_flow_key key;
2037     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
2038     struct match match;
2039     ovs_u128 ufid;
2040     unsigned pmd_id = put->pmd_id == PMD_ID_NULL
2041                       ? NON_PMD_CORE_ID : put->pmd_id;
2042     int error;
2043
2044     error = dpif_netdev_flow_from_nlattrs(put->key, put->key_len, &match.flow);
2045     if (error) {
2046         return error;
2047     }
2048     error = dpif_netdev_mask_from_nlattrs(put->key, put->key_len,
2049                                           put->mask, put->mask_len,
2050                                           &match.flow, &match.wc);
2051     if (error) {
2052         return error;
2053     }
2054
2055     pmd = dp_netdev_get_pmd(dp, pmd_id);
2056     if (!pmd) {
2057         return EINVAL;
2058     }
2059
2060     /* Must produce a netdev_flow_key for lookup.
2061      * This interface is no longer performance critical, since it is not used
2062      * for upcall processing any more. */
2063     netdev_flow_key_from_flow(&key, &match.flow);
2064
2065     if (put->ufid) {
2066         ufid = *put->ufid;
2067     } else {
2068         dpif_flow_hash(dpif, &match.flow, sizeof match.flow, &ufid);
2069     }
2070
2071     ovs_mutex_lock(&pmd->flow_mutex);
2072     netdev_flow = dp_netdev_pmd_lookup_flow(pmd, &key);
2073     if (!netdev_flow) {
2074         if (put->flags & DPIF_FP_CREATE) {
2075             if (cmap_count(&pmd->flow_table) < MAX_FLOWS) {
2076                 if (put->stats) {
2077                     memset(put->stats, 0, sizeof *put->stats);
2078                 }
2079                 dp_netdev_flow_add(pmd, &match, &ufid, put->actions,
2080                                    put->actions_len);
2081                 error = 0;
2082             } else {
2083                 error = EFBIG;
2084             }
2085         } else {
2086             error = ENOENT;
2087         }
2088     } else {
2089         if (put->flags & DPIF_FP_MODIFY
2090             && flow_equal(&match.flow, &netdev_flow->flow)) {
2091             struct dp_netdev_actions *new_actions;
2092             struct dp_netdev_actions *old_actions;
2093
2094             new_actions = dp_netdev_actions_create(put->actions,
2095                                                    put->actions_len);
2096
2097             old_actions = dp_netdev_flow_get_actions(netdev_flow);
2098             ovsrcu_set(&netdev_flow->actions, new_actions);
2099
2100             if (put->stats) {
2101                 get_dpif_flow_stats(netdev_flow, put->stats);
2102             }
2103             if (put->flags & DPIF_FP_ZERO_STATS) {
2104                 /* XXX: The userspace datapath uses thread local statistics
2105                  * (for flows), which should be updated only by the owning
2106                  * thread.  Since we cannot write on stats memory here,
2107                  * we choose not to support this flag.  Please note:
2108                  * - This feature is currently used only by dpctl commands with
2109                  *   option --clear.
2110                  * - Should the need arise, this operation can be implemented
2111                  *   by keeping a base value (to be update here) for each
2112                  *   counter, and subtracting it before outputting the stats */
2113                 error = EOPNOTSUPP;
2114             }
2115
2116             ovsrcu_postpone(dp_netdev_actions_free, old_actions);
2117         } else if (put->flags & DPIF_FP_CREATE) {
2118             error = EEXIST;
2119         } else {
2120             /* Overlapping flow. */
2121             error = EINVAL;
2122         }
2123     }
2124     ovs_mutex_unlock(&pmd->flow_mutex);
2125     dp_netdev_pmd_unref(pmd);
2126
2127     return error;
2128 }
2129
2130 static int
2131 dpif_netdev_flow_del(struct dpif *dpif, const struct dpif_flow_del *del)
2132 {
2133     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
2134     struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
2135     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
2136     unsigned pmd_id = del->pmd_id == PMD_ID_NULL
2137                       ? NON_PMD_CORE_ID : del->pmd_id;
2138     int error = 0;
2139
2140     pmd = dp_netdev_get_pmd(dp, pmd_id);
2141     if (!pmd) {
2142         return EINVAL;
2143     }
2144
2145     ovs_mutex_lock(&pmd->flow_mutex);
2146     netdev_flow = dp_netdev_pmd_find_flow(pmd, del->ufid, del->key,
2147                                           del->key_len);
2148     if (netdev_flow) {
2149         if (del->stats) {
2150             get_dpif_flow_stats(netdev_flow, del->stats);
2151         }
2152         dp_netdev_pmd_remove_flow(pmd, netdev_flow);
2153     } else {
2154         error = ENOENT;
2155     }
2156     ovs_mutex_unlock(&pmd->flow_mutex);
2157     dp_netdev_pmd_unref(pmd);
2158
2159     return error;
2160 }
2161
2162 struct dpif_netdev_flow_dump {
2163     struct dpif_flow_dump up;
2164     struct cmap_position poll_thread_pos;
2165     struct cmap_position flow_pos;
2166     struct dp_netdev_pmd_thread *cur_pmd;
2167     int status;
2168     struct ovs_mutex mutex;
2169 };
2170
2171 static struct dpif_netdev_flow_dump *
2172 dpif_netdev_flow_dump_cast(struct dpif_flow_dump *dump)
2173 {
2174     return CONTAINER_OF(dump, struct dpif_netdev_flow_dump, up);
2175 }
2176
2177 static struct dpif_flow_dump *
2178 dpif_netdev_flow_dump_create(const struct dpif *dpif_, bool terse)
2179 {
2180     struct dpif_netdev_flow_dump *dump;
2181
2182     dump = xzalloc(sizeof *dump);
2183     dpif_flow_dump_init(&dump->up, dpif_);
2184     dump->up.terse = terse;
2185     ovs_mutex_init(&dump->mutex);
2186
2187     return &dump->up;
2188 }
2189
2190 static int
2191 dpif_netdev_flow_dump_destroy(struct dpif_flow_dump *dump_)
2192 {
2193     struct dpif_netdev_flow_dump *dump = dpif_netdev_flow_dump_cast(dump_);
2194
2195     ovs_mutex_destroy(&dump->mutex);
2196     free(dump);
2197     return 0;
2198 }
2199
2200 struct dpif_netdev_flow_dump_thread {
2201     struct dpif_flow_dump_thread up;
2202     struct dpif_netdev_flow_dump *dump;
2203     struct odputil_keybuf keybuf[FLOW_DUMP_MAX_BATCH];
2204     struct odputil_keybuf maskbuf[FLOW_DUMP_MAX_BATCH];
2205 };
2206
2207 static struct dpif_netdev_flow_dump_thread *
2208 dpif_netdev_flow_dump_thread_cast(struct dpif_flow_dump_thread *thread)
2209 {
2210     return CONTAINER_OF(thread, struct dpif_netdev_flow_dump_thread, up);
2211 }
2212
2213 static struct dpif_flow_dump_thread *
2214 dpif_netdev_flow_dump_thread_create(struct dpif_flow_dump *dump_)
2215 {
2216     struct dpif_netdev_flow_dump *dump = dpif_netdev_flow_dump_cast(dump_);
2217     struct dpif_netdev_flow_dump_thread *thread;
2218
2219     thread = xmalloc(sizeof *thread);
2220     dpif_flow_dump_thread_init(&thread->up, &dump->up);
2221     thread->dump = dump;
2222     return &thread->up;
2223 }
2224
2225 static void
2226 dpif_netdev_flow_dump_thread_destroy(struct dpif_flow_dump_thread *thread_)
2227 {
2228     struct dpif_netdev_flow_dump_thread *thread
2229         = dpif_netdev_flow_dump_thread_cast(thread_);
2230
2231     free(thread);
2232 }
2233
2234 static int
2235 dpif_netdev_flow_dump_next(struct dpif_flow_dump_thread *thread_,
2236                            struct dpif_flow *flows, int max_flows)
2237 {
2238     struct dpif_netdev_flow_dump_thread *thread
2239         = dpif_netdev_flow_dump_thread_cast(thread_);
2240     struct dpif_netdev_flow_dump *dump = thread->dump;
2241     struct dp_netdev_flow *netdev_flows[FLOW_DUMP_MAX_BATCH];
2242     int n_flows = 0;
2243     int i;
2244
2245     ovs_mutex_lock(&dump->mutex);
2246     if (!dump->status) {
2247         struct dpif_netdev *dpif = dpif_netdev_cast(thread->up.dpif);
2248         struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(&dpif->dpif);
2249         struct dp_netdev_pmd_thread *pmd = dump->cur_pmd;
2250         int flow_limit = MIN(max_flows, FLOW_DUMP_MAX_BATCH);
2251
2252         /* First call to dump_next(), extracts the first pmd thread.
2253          * If there is no pmd thread, returns immediately. */
2254         if (!pmd) {
2255             pmd = dp_netdev_pmd_get_next(dp, &dump->poll_thread_pos);
2256             if (!pmd) {
2257                 ovs_mutex_unlock(&dump->mutex);
2258                 return n_flows;
2259
2260             }
2261         }
2262
2263         do {
2264             for (n_flows = 0; n_flows < flow_limit; n_flows++) {
2265                 struct cmap_node *node;
2266
2267                 node = cmap_next_position(&pmd->flow_table, &dump->flow_pos);
2268                 if (!node) {
2269                     break;
2270                 }
2271                 netdev_flows[n_flows] = CONTAINER_OF(node,
2272                                                      struct dp_netdev_flow,
2273                                                      node);
2274             }
2275             /* When finishing dumping the current pmd thread, moves to
2276              * the next. */
2277             if (n_flows < flow_limit) {
2278                 memset(&dump->flow_pos, 0, sizeof dump->flow_pos);
2279                 dp_netdev_pmd_unref(pmd);
2280                 pmd = dp_netdev_pmd_get_next(dp, &dump->poll_thread_pos);
2281                 if (!pmd) {
2282                     dump->status = EOF;
2283                     break;
2284                 }
2285             }
2286             /* Keeps the reference to next caller. */
2287             dump->cur_pmd = pmd;
2288
2289             /* If the current dump is empty, do not exit the loop, since the
2290              * remaining pmds could have flows to be dumped.  Just dumps again
2291              * on the new 'pmd'. */
2292         } while (!n_flows);
2293     }
2294     ovs_mutex_unlock(&dump->mutex);
2295
2296     for (i = 0; i < n_flows; i++) {
2297         struct odputil_keybuf *maskbuf = &thread->maskbuf[i];
2298         struct odputil_keybuf *keybuf = &thread->keybuf[i];
2299         struct dp_netdev_flow *netdev_flow = netdev_flows[i];
2300         struct dpif_flow *f = &flows[i];
2301         struct ofpbuf key, mask;
2302
2303         ofpbuf_use_stack(&key, keybuf, sizeof *keybuf);
2304         ofpbuf_use_stack(&mask, maskbuf, sizeof *maskbuf);
2305         dp_netdev_flow_to_dpif_flow(netdev_flow, &key, &mask, f,
2306                                     dump->up.terse);
2307     }
2308
2309     return n_flows;
2310 }
2311
2312 static int
2313 dpif_netdev_execute(struct dpif *dpif, struct dpif_execute *execute)
2314     OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
2315 {
2316     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
2317     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
2318     struct dp_packet *pp;
2319
2320     if (dp_packet_size(execute->packet) < ETH_HEADER_LEN ||
2321         dp_packet_size(execute->packet) > UINT16_MAX) {
2322         return EINVAL;
2323     }
2324
2325     /* Tries finding the 'pmd'.  If NULL is returned, that means
2326      * the current thread is a non-pmd thread and should use
2327      * dp_netdev_get_pmd(dp, NON_PMD_CORE_ID). */
2328     pmd = ovsthread_getspecific(dp->per_pmd_key);
2329     if (!pmd) {
2330         pmd = dp_netdev_get_pmd(dp, NON_PMD_CORE_ID);
2331     }
2332
2333     /* If the current thread is non-pmd thread, acquires
2334      * the 'non_pmd_mutex'. */
2335     if (pmd->core_id == NON_PMD_CORE_ID) {
2336         ovs_mutex_lock(&dp->non_pmd_mutex);
2337         ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
2338     }
2339
2340     pp = execute->packet;
2341     dp_netdev_execute_actions(pmd, &pp, 1, false, execute->actions,
2342                               execute->actions_len);
2343     if (pmd->core_id == NON_PMD_CORE_ID) {
2344         dp_netdev_pmd_unref(pmd);
2345         ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
2346         ovs_mutex_unlock(&dp->non_pmd_mutex);
2347     }
2348
2349     return 0;
2350 }
2351
2352 static void
2353 dpif_netdev_operate(struct dpif *dpif, struct dpif_op **ops, size_t n_ops)
2354 {
2355     size_t i;
2356
2357     for (i = 0; i < n_ops; i++) {
2358         struct dpif_op *op = ops[i];
2359
2360         switch (op->type) {
2361         case DPIF_OP_FLOW_PUT:
2362             op->error = dpif_netdev_flow_put(dpif, &op->u.flow_put);
2363             break;
2364
2365         case DPIF_OP_FLOW_DEL:
2366             op->error = dpif_netdev_flow_del(dpif, &op->u.flow_del);
2367             break;
2368
2369         case DPIF_OP_EXECUTE:
2370             op->error = dpif_netdev_execute(dpif, &op->u.execute);
2371             break;
2372
2373         case DPIF_OP_FLOW_GET:
2374             op->error = dpif_netdev_flow_get(dpif, &op->u.flow_get);
2375             break;
2376         }
2377     }
2378 }
2379
2380 /* Returns true if the configuration for rx queues or cpu mask
2381  * is changed. */
2382 static bool
2383 pmd_config_changed(const struct dp_netdev *dp, size_t rxqs, const char *cmask)
2384 {
2385     if (dp->n_dpdk_rxqs != rxqs) {
2386         return true;
2387     } else {
2388         if (dp->pmd_cmask != NULL && cmask != NULL) {
2389             return strcmp(dp->pmd_cmask, cmask);
2390         } else {
2391             return (dp->pmd_cmask != NULL || cmask != NULL);
2392         }
2393     }
2394 }
2395
2396 /* Resets pmd threads if the configuration for 'rxq's or cpu mask changes. */
2397 static int
2398 dpif_netdev_pmd_set(struct dpif *dpif, unsigned int n_rxqs, const char *cmask)
2399 {
2400     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
2401
2402     if (pmd_config_changed(dp, n_rxqs, cmask)) {
2403         struct dp_netdev_port *port;
2404
2405         dp_netdev_destroy_all_pmds(dp);
2406
2407         CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
2408             if (netdev_is_pmd(port->netdev)) {
2409                 int i, err;
2410
2411                 /* Closes the existing 'rxq's. */
2412                 for (i = 0; i < netdev_n_rxq(port->netdev); i++) {
2413                     netdev_rxq_close(port->rxq[i]);
2414                     port->rxq[i] = NULL;
2415                 }
2416
2417                 /* Sets the new rx queue config.  */
2418                 err = netdev_set_multiq(port->netdev,
2419                                         ovs_numa_get_n_cores() + 1,
2420                                         n_rxqs);
2421                 if (err && (err != EOPNOTSUPP)) {
2422                     VLOG_ERR("Failed to set dpdk interface %s rx_queue to:"
2423                              " %u", netdev_get_name(port->netdev),
2424                              n_rxqs);
2425                     return err;
2426                 }
2427
2428                 /* If the set_multiq() above succeeds, reopens the 'rxq's. */
2429                 port->rxq = xrealloc(port->rxq, sizeof *port->rxq
2430                                      * netdev_n_rxq(port->netdev));
2431                 for (i = 0; i < netdev_n_rxq(port->netdev); i++) {
2432                     netdev_rxq_open(port->netdev, &port->rxq[i], i);
2433                 }
2434             }
2435         }
2436         dp->n_dpdk_rxqs = n_rxqs;
2437
2438         /* Reconfigures the cpu mask. */
2439         ovs_numa_set_cpu_mask(cmask);
2440         free(dp->pmd_cmask);
2441         dp->pmd_cmask = cmask ? xstrdup(cmask) : NULL;
2442
2443         /* Restores the non-pmd. */
2444         dp_netdev_set_nonpmd(dp);
2445         /* Restores all pmd threads. */
2446         dp_netdev_reset_pmd_threads(dp);
2447     }
2448
2449     return 0;
2450 }
2451
2452 static int
2453 dpif_netdev_queue_to_priority(const struct dpif *dpif OVS_UNUSED,
2454                               uint32_t queue_id, uint32_t *priority)
2455 {
2456     *priority = queue_id;
2457     return 0;
2458 }
2459
2460 \f
2461 /* Creates and returns a new 'struct dp_netdev_actions', whose actions are
2462  * a copy of the 'ofpacts_len' bytes of 'ofpacts'. */
2463 struct dp_netdev_actions *
2464 dp_netdev_actions_create(const struct nlattr *actions, size_t size)
2465 {
2466     struct dp_netdev_actions *netdev_actions;
2467
2468     netdev_actions = xmalloc(sizeof *netdev_actions + size);
2469     memcpy(netdev_actions->actions, actions, size);
2470     netdev_actions->size = size;
2471
2472     return netdev_actions;
2473 }
2474
2475 struct dp_netdev_actions *
2476 dp_netdev_flow_get_actions(const struct dp_netdev_flow *flow)
2477 {
2478     return ovsrcu_get(struct dp_netdev_actions *, &flow->actions);
2479 }
2480
2481 static void
2482 dp_netdev_actions_free(struct dp_netdev_actions *actions)
2483 {
2484     free(actions);
2485 }
2486 \f
2487 static inline unsigned long long
2488 cycles_counter(void)
2489 {
2490 #ifdef DPDK_NETDEV
2491     return rte_get_tsc_cycles();
2492 #else
2493     return 0;
2494 #endif
2495 }
2496
2497 /* Fake mutex to make sure that the calls to cycles_count_* are balanced */
2498 extern struct ovs_mutex cycles_counter_fake_mutex;
2499
2500 /* Start counting cycles.  Must be followed by 'cycles_count_end()' */
2501 static inline void
2502 cycles_count_start(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
2503     OVS_ACQUIRES(&cycles_counter_fake_mutex)
2504     OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
2505 {
2506     pmd->last_cycles = cycles_counter();
2507 }
2508
2509 /* Stop counting cycles and add them to the counter 'type' */
2510 static inline void
2511 cycles_count_end(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
2512                  enum pmd_cycles_counter_type type)
2513     OVS_RELEASES(&cycles_counter_fake_mutex)
2514     OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
2515 {
2516     unsigned long long interval = cycles_counter() - pmd->last_cycles;
2517
2518     non_atomic_ullong_add(&pmd->cycles.n[type], interval);
2519 }
2520
2521 static void
2522 dp_netdev_process_rxq_port(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
2523                            struct dp_netdev_port *port,
2524                            struct netdev_rxq *rxq)
2525 {
2526     struct dp_packet *packets[NETDEV_MAX_BURST];
2527     int error, cnt;
2528
2529     cycles_count_start(pmd);
2530     error = netdev_rxq_recv(rxq, packets, &cnt);
2531     cycles_count_end(pmd, PMD_CYCLES_POLLING);
2532     if (!error) {
2533         int i;
2534
2535         *recirc_depth_get() = 0;
2536
2537         /* XXX: initialize md in netdev implementation. */
2538         for (i = 0; i < cnt; i++) {
2539             pkt_metadata_init(&packets[i]->md, port->port_no);
2540         }
2541         cycles_count_start(pmd);
2542         dp_netdev_input(pmd, packets, cnt);
2543         cycles_count_end(pmd, PMD_CYCLES_PROCESSING);
2544     } else if (error != EAGAIN && error != EOPNOTSUPP) {
2545         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
2546
2547         VLOG_ERR_RL(&rl, "error receiving data from %s: %s",
2548                     netdev_get_name(port->netdev), ovs_strerror(error));
2549     }
2550 }
2551
2552 /* Return true if needs to revalidate datapath flows. */
2553 static bool
2554 dpif_netdev_run(struct dpif *dpif)
2555 {
2556     struct dp_netdev_port *port;
2557     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
2558     struct dp_netdev_pmd_thread *non_pmd = dp_netdev_get_pmd(dp,
2559                                                              NON_PMD_CORE_ID);
2560     uint64_t new_tnl_seq;
2561
2562     ovs_mutex_lock(&dp->non_pmd_mutex);
2563     CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
2564         if (!netdev_is_pmd(port->netdev)) {
2565             int i;
2566
2567             for (i = 0; i < netdev_n_rxq(port->netdev); i++) {
2568                 dp_netdev_process_rxq_port(non_pmd, port, port->rxq[i]);
2569             }
2570         }
2571     }
2572     ovs_mutex_unlock(&dp->non_pmd_mutex);
2573     dp_netdev_pmd_unref(non_pmd);
2574
2575     tnl_arp_cache_run();
2576     new_tnl_seq = seq_read(tnl_conf_seq);
2577
2578     if (dp->last_tnl_conf_seq != new_tnl_seq) {
2579         dp->last_tnl_conf_seq = new_tnl_seq;
2580         return true;
2581     }
2582     return false;
2583 }
2584
2585 static void
2586 dpif_netdev_wait(struct dpif *dpif)
2587 {
2588     struct dp_netdev_port *port;
2589     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
2590
2591     ovs_mutex_lock(&dp_netdev_mutex);
2592     CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
2593         if (!netdev_is_pmd(port->netdev)) {
2594             int i;
2595
2596             for (i = 0; i < netdev_n_rxq(port->netdev); i++) {
2597                 netdev_rxq_wait(port->rxq[i]);
2598             }
2599         }
2600     }
2601     ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
2602     seq_wait(tnl_conf_seq, dp->last_tnl_conf_seq);
2603 }
2604
2605 struct rxq_poll {
2606     struct dp_netdev_port *port;
2607     struct netdev_rxq *rx;
2608 };
2609
2610 static int
2611 pmd_load_queues(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
2612                 struct rxq_poll **ppoll_list, int poll_cnt)
2613 {
2614     struct rxq_poll *poll_list = *ppoll_list;
2615     struct dp_netdev_port *port;
2616     int n_pmds_on_numa, index, i;
2617
2618     /* Simple scheduler for netdev rx polling. */
2619     for (i = 0; i < poll_cnt; i++) {
2620         port_unref(poll_list[i].port);
2621     }
2622
2623     poll_cnt = 0;
2624     n_pmds_on_numa = get_n_pmd_threads_on_numa(pmd->dp, pmd->numa_id);
2625     index = 0;
2626
2627     CMAP_FOR_EACH (port, node, &pmd->dp->ports) {
2628         /* Calls port_try_ref() to prevent the main thread
2629          * from deleting the port. */
2630         if (port_try_ref(port)) {
2631             if (netdev_is_pmd(port->netdev)
2632                 && netdev_get_numa_id(port->netdev) == pmd->numa_id) {
2633                 int i;
2634
2635                 for (i = 0; i < netdev_n_rxq(port->netdev); i++) {
2636                     if ((index % n_pmds_on_numa) == pmd->index) {
2637                         poll_list = xrealloc(poll_list,
2638                                         sizeof *poll_list * (poll_cnt + 1));
2639
2640                         port_ref(port);
2641                         poll_list[poll_cnt].port = port;
2642                         poll_list[poll_cnt].rx = port->rxq[i];
2643                         poll_cnt++;
2644                     }
2645                     index++;
2646                 }
2647             }
2648             /* Unrefs the port_try_ref(). */
2649             port_unref(port);
2650         }
2651     }
2652
2653     *ppoll_list = poll_list;
2654     return poll_cnt;
2655 }
2656
2657 static void *
2658 pmd_thread_main(void *f_)
2659 {
2660     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd = f_;
2661     unsigned int lc = 0;
2662     struct rxq_poll *poll_list;
2663     unsigned int port_seq = PMD_INITIAL_SEQ;
2664     int poll_cnt;
2665     int i;
2666
2667     poll_cnt = 0;
2668     poll_list = NULL;
2669
2670     /* Stores the pmd thread's 'pmd' to 'per_pmd_key'. */
2671     ovsthread_setspecific(pmd->dp->per_pmd_key, pmd);
2672     pmd_thread_setaffinity_cpu(pmd->core_id);
2673 reload:
2674     emc_cache_init(&pmd->flow_cache);
2675     poll_cnt = pmd_load_queues(pmd, &poll_list, poll_cnt);
2676
2677     /* List port/core affinity */
2678     for (i = 0; i < poll_cnt; i++) {
2679        VLOG_INFO("Core %d processing port \'%s\'\n", pmd->core_id, netdev_get_name(poll_list[i].port->netdev));
2680     }
2681
2682     /* Signal here to make sure the pmd finishes
2683      * reloading the updated configuration. */
2684     dp_netdev_pmd_reload_done(pmd);
2685
2686     for (;;) {
2687         int i;
2688
2689         for (i = 0; i < poll_cnt; i++) {
2690             dp_netdev_process_rxq_port(pmd, poll_list[i].port, poll_list[i].rx);
2691         }
2692
2693         if (lc++ > 1024) {
2694             unsigned int seq;
2695
2696             lc = 0;
2697
2698             emc_cache_slow_sweep(&pmd->flow_cache);
2699             ovsrcu_quiesce();
2700
2701             atomic_read_relaxed(&pmd->change_seq, &seq);
2702             if (seq != port_seq) {
2703                 port_seq = seq;
2704                 break;
2705             }
2706         }
2707     }
2708
2709     emc_cache_uninit(&pmd->flow_cache);
2710
2711     if (!latch_is_set(&pmd->exit_latch)){
2712         goto reload;
2713     }
2714
2715     for (i = 0; i < poll_cnt; i++) {
2716          port_unref(poll_list[i].port);
2717     }
2718
2719     dp_netdev_pmd_reload_done(pmd);
2720
2721     free(poll_list);
2722     return NULL;
2723 }
2724
2725 static void
2726 dp_netdev_disable_upcall(struct dp_netdev *dp)
2727     OVS_ACQUIRES(dp->upcall_rwlock)
2728 {
2729     fat_rwlock_wrlock(&dp->upcall_rwlock);
2730 }
2731
2732 static void
2733 dpif_netdev_disable_upcall(struct dpif *dpif)
2734     OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
2735 {
2736     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
2737     dp_netdev_disable_upcall(dp);
2738 }
2739
2740 static void
2741 dp_netdev_enable_upcall(struct dp_netdev *dp)
2742     OVS_RELEASES(dp->upcall_rwlock)
2743 {
2744     fat_rwlock_unlock(&dp->upcall_rwlock);
2745 }
2746
2747 static void
2748 dpif_netdev_enable_upcall(struct dpif *dpif)
2749     OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
2750 {
2751     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
2752     dp_netdev_enable_upcall(dp);
2753 }
2754
2755 void
2756 dp_netdev_pmd_reload_done(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
2757 {
2758     ovs_mutex_lock(&pmd->cond_mutex);
2759     xpthread_cond_signal(&pmd->cond);
2760     ovs_mutex_unlock(&pmd->cond_mutex);
2761 }
2762
2763 /* Finds and refs the dp_netdev_pmd_thread on core 'core_id'.  Returns
2764  * the pointer if succeeds, otherwise, NULL.
2765  *
2766  * Caller must unrefs the returned reference.  */
2767 static struct dp_netdev_pmd_thread *
2768 dp_netdev_get_pmd(struct dp_netdev *dp, unsigned core_id)
2769 {
2770     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
2771     const struct cmap_node *pnode;
2772
2773     pnode = cmap_find(&dp->poll_threads, hash_int(core_id, 0));
2774     if (!pnode) {
2775         return NULL;
2776     }
2777     pmd = CONTAINER_OF(pnode, struct dp_netdev_pmd_thread, node);
2778
2779     return dp_netdev_pmd_try_ref(pmd) ? pmd : NULL;
2780 }
2781
2782 /* Sets the 'struct dp_netdev_pmd_thread' for non-pmd threads. */
2783 static void
2784 dp_netdev_set_nonpmd(struct dp_netdev *dp)
2785 {
2786     struct dp_netdev_pmd_thread *non_pmd;
2787
2788     non_pmd = xzalloc(sizeof *non_pmd);
2789     dp_netdev_configure_pmd(non_pmd, dp, 0, NON_PMD_CORE_ID,
2790                             OVS_NUMA_UNSPEC);
2791 }
2792
2793 /* Caller must have valid pointer to 'pmd'. */
2794 static bool
2795 dp_netdev_pmd_try_ref(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
2796 {
2797     return ovs_refcount_try_ref_rcu(&pmd->ref_cnt);
2798 }
2799
2800 static void
2801 dp_netdev_pmd_unref(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
2802 {
2803     if (pmd && ovs_refcount_unref(&pmd->ref_cnt) == 1) {
2804         ovsrcu_postpone(dp_netdev_destroy_pmd, pmd);
2805     }
2806 }
2807
2808 /* Given cmap position 'pos', tries to ref the next node.  If try_ref()
2809  * fails, keeps checking for next node until reaching the end of cmap.
2810  *
2811  * Caller must unrefs the returned reference. */
2812 static struct dp_netdev_pmd_thread *
2813 dp_netdev_pmd_get_next(struct dp_netdev *dp, struct cmap_position *pos)
2814 {
2815     struct dp_netdev_pmd_thread *next;
2816
2817     do {
2818         struct cmap_node *node;
2819
2820         node = cmap_next_position(&dp->poll_threads, pos);
2821         next = node ? CONTAINER_OF(node, struct dp_netdev_pmd_thread, node)
2822             : NULL;
2823     } while (next && !dp_netdev_pmd_try_ref(next));
2824
2825     return next;
2826 }
2827
2828 static int
2829 core_id_to_qid(unsigned core_id)
2830 {
2831     if (core_id != NON_PMD_CORE_ID) {
2832         return core_id;
2833     } else {
2834         return ovs_numa_get_n_cores();
2835     }
2836 }
2837
2838 /* Configures the 'pmd' based on the input argument. */
2839 static void
2840 dp_netdev_configure_pmd(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd, struct dp_netdev *dp,
2841                         int index, unsigned core_id, int numa_id)
2842 {
2843     pmd->dp = dp;
2844     pmd->index = index;
2845     pmd->core_id = core_id;
2846     pmd->tx_qid = core_id_to_qid(core_id);
2847     pmd->numa_id = numa_id;
2848
2849     ovs_refcount_init(&pmd->ref_cnt);
2850     latch_init(&pmd->exit_latch);
2851     atomic_init(&pmd->change_seq, PMD_INITIAL_SEQ);
2852     xpthread_cond_init(&pmd->cond, NULL);
2853     ovs_mutex_init(&pmd->cond_mutex);
2854     ovs_mutex_init(&pmd->flow_mutex);
2855     dpcls_init(&pmd->cls);
2856     cmap_init(&pmd->flow_table);
2857     /* init the 'flow_cache' since there is no
2858      * actual thread created for NON_PMD_CORE_ID. */
2859     if (core_id == NON_PMD_CORE_ID) {
2860         emc_cache_init(&pmd->flow_cache);
2861     }
2862     cmap_insert(&dp->poll_threads, CONST_CAST(struct cmap_node *, &pmd->node),
2863                 hash_int(core_id, 0));
2864 }
2865
2866 static void
2867 dp_netdev_destroy_pmd(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
2868 {
2869     dp_netdev_pmd_flow_flush(pmd);
2870     dpcls_destroy(&pmd->cls);
2871     cmap_destroy(&pmd->flow_table);
2872     ovs_mutex_destroy(&pmd->flow_mutex);
2873     latch_destroy(&pmd->exit_latch);
2874     xpthread_cond_destroy(&pmd->cond);
2875     ovs_mutex_destroy(&pmd->cond_mutex);
2876     free(pmd);
2877 }
2878
2879 /* Stops the pmd thread, removes it from the 'dp->poll_threads',
2880  * and unrefs the struct. */
2881 static void
2882 dp_netdev_del_pmd(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
2883 {
2884     /* Uninit the 'flow_cache' since there is
2885      * no actual thread uninit it for NON_PMD_CORE_ID. */
2886     if (pmd->core_id == NON_PMD_CORE_ID) {
2887         emc_cache_uninit(&pmd->flow_cache);
2888     } else {
2889         latch_set(&pmd->exit_latch);
2890         dp_netdev_reload_pmd__(pmd);
2891         ovs_numa_unpin_core(pmd->core_id);
2892         xpthread_join(pmd->thread, NULL);
2893     }
2894     cmap_remove(&pmd->dp->poll_threads, &pmd->node, hash_int(pmd->core_id, 0));
2895     dp_netdev_pmd_unref(pmd);
2896 }
2897
2898 /* Destroys all pmd threads. */
2899 static void
2900 dp_netdev_destroy_all_pmds(struct dp_netdev *dp)
2901 {
2902     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
2903
2904     CMAP_FOR_EACH (pmd, node, &dp->poll_threads) {
2905         dp_netdev_del_pmd(pmd);
2906     }
2907 }
2908
2909 /* Deletes all pmd threads on numa node 'numa_id'. */
2910 static void
2911 dp_netdev_del_pmds_on_numa(struct dp_netdev *dp, int numa_id)
2912 {
2913     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
2914
2915     CMAP_FOR_EACH (pmd, node, &dp->poll_threads) {
2916         if (pmd->numa_id == numa_id) {
2917             dp_netdev_del_pmd(pmd);
2918         }
2919     }
2920 }
2921
2922 /* Checks the numa node id of 'netdev' and starts pmd threads for
2923  * the numa node. */
2924 static void
2925 dp_netdev_set_pmds_on_numa(struct dp_netdev *dp, int numa_id)
2926 {
2927     int n_pmds;
2928
2929     if (!ovs_numa_numa_id_is_valid(numa_id)) {
2930         VLOG_ERR("Cannot create pmd threads due to numa id (%d)"
2931                  "invalid", numa_id);
2932         return ;
2933     }
2934
2935     n_pmds = get_n_pmd_threads_on_numa(dp, numa_id);
2936
2937     /* If there are already pmd threads created for the numa node
2938      * in which 'netdev' is on, do nothing.  Else, creates the
2939      * pmd threads for the numa node. */
2940     if (!n_pmds) {
2941         int can_have, n_unpinned, i;
2942         struct dp_netdev_pmd_thread **pmds;
2943
2944         n_unpinned = ovs_numa_get_n_unpinned_cores_on_numa(numa_id);
2945         if (!n_unpinned) {
2946             VLOG_ERR("Cannot create pmd threads due to out of unpinned "
2947                      "cores on numa node");
2948             return;
2949         }
2950
2951         /* If cpu mask is specified, uses all unpinned cores, otherwise
2952          * tries creating NR_PMD_THREADS pmd threads. */
2953         can_have = dp->pmd_cmask ? n_unpinned : MIN(n_unpinned, NR_PMD_THREADS);
2954         pmds = xzalloc(can_have * sizeof *pmds);
2955         for (i = 0; i < can_have; i++) {
2956             unsigned core_id = ovs_numa_get_unpinned_core_on_numa(numa_id);
2957             pmds[i] = xzalloc(sizeof **pmds);
2958             dp_netdev_configure_pmd(pmds[i], dp, i, core_id, numa_id);
2959         }
2960         /* The pmd thread code needs to see all the others configured pmd
2961          * threads on the same numa node.  That's why we call
2962          * 'dp_netdev_configure_pmd()' on all the threads and then we actually
2963          * start them. */
2964         for (i = 0; i < can_have; i++) {
2965             /* Each thread will distribute all devices rx-queues among
2966              * themselves. */
2967             pmds[i]->thread = ovs_thread_create("pmd", pmd_thread_main, pmds[i]);
2968         }
2969         free(pmds);
2970         VLOG_INFO("Created %d pmd threads on numa node %d", can_have, numa_id);
2971     }
2972 }
2973
2974 \f
2975 /* Called after pmd threads config change.  Restarts pmd threads with
2976  * new configuration. */
2977 static void
2978 dp_netdev_reset_pmd_threads(struct dp_netdev *dp)
2979 {
2980     struct dp_netdev_port *port;
2981
2982     CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
2983         if (netdev_is_pmd(port->netdev)) {
2984             int numa_id = netdev_get_numa_id(port->netdev);
2985
2986             dp_netdev_set_pmds_on_numa(dp, numa_id);
2987         }
2988     }
2989 }
2990
2991 static char *
2992 dpif_netdev_get_datapath_version(void)
2993 {
2994      return xstrdup("<built-in>");
2995 }
2996
2997 static void
2998 dp_netdev_flow_used(struct dp_netdev_flow *netdev_flow, int cnt, int size,
2999                     uint16_t tcp_flags, long long now)
3000 {
3001     uint16_t flags;
3002
3003     atomic_store_relaxed(&netdev_flow->stats.used, now);
3004     non_atomic_ullong_add(&netdev_flow->stats.packet_count, cnt);
3005     non_atomic_ullong_add(&netdev_flow->stats.byte_count, size);
3006     atomic_read_relaxed(&netdev_flow->stats.tcp_flags, &flags);
3007     flags |= tcp_flags;
3008     atomic_store_relaxed(&netdev_flow->stats.tcp_flags, flags);
3009 }
3010
3011 static void
3012 dp_netdev_count_packet(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
3013                        enum dp_stat_type type, int cnt)
3014 {
3015     non_atomic_ullong_add(&pmd->stats.n[type], cnt);
3016 }
3017
3018 static int
3019 dp_netdev_upcall(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd, struct dp_packet *packet_,
3020                  struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc, ovs_u128 *ufid,
3021                  enum dpif_upcall_type type, const struct nlattr *userdata,
3022                  struct ofpbuf *actions, struct ofpbuf *put_actions)
3023 {
3024     struct dp_netdev *dp = pmd->dp;
3025
3026     if (OVS_UNLIKELY(!dp->upcall_cb)) {
3027         return ENODEV;
3028     }
3029
3030     if (OVS_UNLIKELY(!VLOG_DROP_DBG(&upcall_rl))) {
3031         struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
3032         char *packet_str;
3033         struct ofpbuf key;
3034         struct odp_flow_key_parms odp_parms = {
3035             .flow = flow,
3036             .mask = &wc->masks,
3037             .odp_in_port = flow->in_port.odp_port,
3038             .support = dp_netdev_support,
3039         };
3040
3041         ofpbuf_init(&key, 0);
3042         odp_flow_key_from_flow(&odp_parms, &key);
3043         packet_str = ofp_packet_to_string(dp_packet_data(packet_),
3044                                           dp_packet_size(packet_));
3045
3046         odp_flow_key_format(key.data, key.size, &ds);
3047
3048         VLOG_DBG("%s: %s upcall:\n%s\n%s", dp->name,
3049                  dpif_upcall_type_to_string(type), ds_cstr(&ds), packet_str);
3050
3051         ofpbuf_uninit(&key);
3052         free(packet_str);
3053
3054         ds_destroy(&ds);
3055     }
3056
3057     return dp->upcall_cb(packet_, flow, ufid, pmd->core_id, type, userdata,
3058                          actions, wc, put_actions, dp->upcall_aux);
3059 }
3060
3061 static inline uint32_t
3062 dpif_netdev_packet_get_rss_hash(struct dp_packet *packet,
3063                                 const struct miniflow *mf)
3064 {
3065     uint32_t hash, recirc_depth;
3066
3067     hash = dp_packet_get_rss_hash(packet);
3068     if (OVS_UNLIKELY(!hash)) {
3069         hash = miniflow_hash_5tuple(mf, 0);
3070         dp_packet_set_rss_hash(packet, hash);
3071     }
3072
3073     /* The RSS hash must account for the recirculation depth to avoid
3074      * collisions in the exact match cache */
3075     recirc_depth = *recirc_depth_get_unsafe();
3076     if (OVS_UNLIKELY(recirc_depth)) {
3077         hash = hash_finish(hash, recirc_depth);
3078         dp_packet_set_rss_hash(packet, hash);
3079     }
3080     return hash;
3081 }
3082
3083 struct packet_batch {
3084     unsigned int packet_count;
3085     unsigned int byte_count;
3086     uint16_t tcp_flags;
3087
3088     struct dp_netdev_flow *flow;
3089
3090     struct dp_packet *packets[NETDEV_MAX_BURST];
3091 };
3092
3093 static inline void
3094 packet_batch_update(struct packet_batch *batch, struct dp_packet *packet,
3095                     const struct miniflow *mf)
3096 {
3097     batch->tcp_flags |= miniflow_get_tcp_flags(mf);
3098     batch->packets[batch->packet_count++] = packet;
3099     batch->byte_count += dp_packet_size(packet);
3100 }
3101
3102 static inline void
3103 packet_batch_init(struct packet_batch *batch, struct dp_netdev_flow *flow)
3104 {
3105     flow->batch = batch;
3106
3107     batch->flow = flow;
3108     batch->packet_count = 0;
3109     batch->byte_count = 0;
3110     batch->tcp_flags = 0;
3111 }
3112
3113 static inline void
3114 packet_batch_execute(struct packet_batch *batch,
3115                      struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
3116                      long long now)
3117 {
3118     struct dp_netdev_actions *actions;
3119     struct dp_netdev_flow *flow = batch->flow;
3120
3121     dp_netdev_flow_used(flow, batch->packet_count, batch->byte_count,
3122                         batch->tcp_flags, now);
3123
3124     actions = dp_netdev_flow_get_actions(flow);
3125
3126     dp_netdev_execute_actions(pmd, batch->packets, batch->packet_count, true,
3127                               actions->actions, actions->size);
3128 }
3129
3130 static inline void
3131 dp_netdev_queue_batches(struct dp_packet *pkt,
3132                         struct dp_netdev_flow *flow, const struct miniflow *mf,
3133                         struct packet_batch *batches, size_t *n_batches)
3134 {
3135     struct packet_batch *batch = flow->batch;
3136
3137     if (OVS_LIKELY(batch)) {
3138         packet_batch_update(batch, pkt, mf);
3139         return;
3140     }
3141
3142     batch = &batches[(*n_batches)++];
3143     packet_batch_init(batch, flow);
3144     packet_batch_update(batch, pkt, mf);
3145 }
3146
3147 static inline void
3148 dp_packet_swap(struct dp_packet **a, struct dp_packet **b)
3149 {
3150     struct dp_packet *tmp = *a;
3151     *a = *b;
3152     *b = tmp;
3153 }
3154
3155 /* Try to process all ('cnt') the 'packets' using only the exact match cache
3156  * 'flow_cache'. If a flow is not found for a packet 'packets[i]', the
3157  * miniflow is copied into 'keys' and the packet pointer is moved at the
3158  * beginning of the 'packets' array.
3159  *
3160  * The function returns the number of packets that needs to be processed in the
3161  * 'packets' array (they have been moved to the beginning of the vector).
3162  */
3163 static inline size_t
3164 emc_processing(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd, struct dp_packet **packets,
3165                size_t cnt, struct netdev_flow_key *keys,
3166                struct packet_batch batches[], size_t *n_batches)
3167 {
3168     struct emc_cache *flow_cache = &pmd->flow_cache;
3169     struct netdev_flow_key key;
3170     size_t i, notfound_cnt = 0;
3171
3172     for (i = 0; i < cnt; i++) {
3173         struct dp_netdev_flow *flow;
3174
3175         if (OVS_UNLIKELY(dp_packet_size(packets[i]) < ETH_HEADER_LEN)) {
3176             dp_packet_delete(packets[i]);
3177             continue;
3178         }
3179
3180         if (i != cnt - 1) {
3181             /* Prefetch next packet data */
3182             OVS_PREFETCH(dp_packet_data(packets[i+1]));
3183         }
3184
3185         miniflow_extract(packets[i], &key.mf);
3186         key.len = 0; /* Not computed yet. */
3187         key.hash = dpif_netdev_packet_get_rss_hash(packets[i], &key.mf);
3188
3189         flow = emc_lookup(flow_cache, &key);
3190         if (OVS_LIKELY(flow)) {
3191             dp_netdev_queue_batches(packets[i], flow, &key.mf, batches,
3192                                     n_batches);
3193         } else {
3194             if (i != notfound_cnt) {
3195                 dp_packet_swap(&packets[i], &packets[notfound_cnt]);
3196             }
3197
3198             keys[notfound_cnt++] = key;
3199         }
3200     }
3201
3202     dp_netdev_count_packet(pmd, DP_STAT_EXACT_HIT, cnt - notfound_cnt);
3203
3204     return notfound_cnt;
3205 }
3206
3207 static inline void
3208 fast_path_processing(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
3209                      struct dp_packet **packets, size_t cnt,
3210                      struct netdev_flow_key *keys,
3211                      struct packet_batch batches[], size_t *n_batches)
3212 {
3213 #if !defined(__CHECKER__) && !defined(_WIN32)
3214     const size_t PKT_ARRAY_SIZE = cnt;
3215 #else
3216     /* Sparse or MSVC doesn't like variable length array. */
3217     enum { PKT_ARRAY_SIZE = NETDEV_MAX_BURST };
3218 #endif
3219     struct dpcls_rule *rules[PKT_ARRAY_SIZE];
3220     struct dp_netdev *dp = pmd->dp;
3221     struct emc_cache *flow_cache = &pmd->flow_cache;
3222     int miss_cnt = 0, lost_cnt = 0;
3223     bool any_miss;
3224     size_t i;
3225
3226     for (i = 0; i < cnt; i++) {
3227         /* Key length is needed in all the cases, hash computed on demand. */
3228         keys[i].len = netdev_flow_key_size(miniflow_n_values(&keys[i].mf));
3229     }
3230     any_miss = !dpcls_lookup(&pmd->cls, keys, rules, cnt);
3231     if (OVS_UNLIKELY(any_miss) && !fat_rwlock_tryrdlock(&dp->upcall_rwlock)) {
3232         uint64_t actions_stub[512 / 8], slow_stub[512 / 8];
3233         struct ofpbuf actions, put_actions;
3234         ovs_u128 ufid;
3235
3236         ofpbuf_use_stub(&actions, actions_stub, sizeof actions_stub);
3237         ofpbuf_use_stub(&put_actions, slow_stub, sizeof slow_stub);
3238
3239         for (i = 0; i < cnt; i++) {
3240             struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
3241             struct ofpbuf *add_actions;
3242             struct match match;
3243             int error;
3244
3245             if (OVS_LIKELY(rules[i])) {
3246                 continue;
3247             }
3248
3249             /* It's possible that an earlier slow path execution installed
3250              * a rule covering this flow.  In this case, it's a lot cheaper
3251              * to catch it here than execute a miss. */
3252             netdev_flow = dp_netdev_pmd_lookup_flow(pmd, &keys[i]);
3253             if (netdev_flow) {
3254                 rules[i] = &netdev_flow->cr;
3255                 continue;
3256             }
3257
3258             miss_cnt++;
3259
3260             miniflow_expand(&keys[i].mf, &match.flow);
3261
3262             ofpbuf_clear(&actions);
3263             ofpbuf_clear(&put_actions);
3264
3265             dpif_flow_hash(dp->dpif, &match.flow, sizeof match.flow, &ufid);
3266             error = dp_netdev_upcall(pmd, packets[i], &match.flow, &match.wc,
3267                                      &ufid, DPIF_UC_MISS, NULL, &actions,
3268                                      &put_actions);
3269             if (OVS_UNLIKELY(error && error != ENOSPC)) {
3270                 dp_packet_delete(packets[i]);
3271                 lost_cnt++;
3272                 continue;
3273             }
3274
3275             /* We can't allow the packet batching in the next loop to execute
3276              * the actions.  Otherwise, if there are any slow path actions,
3277              * we'll send the packet up twice. */
3278             dp_netdev_execute_actions(pmd, &packets[i], 1, true,
3279                                       actions.data, actions.size);
3280
3281             add_actions = put_actions.size ? &put_actions : &actions;
3282             if (OVS_LIKELY(error != ENOSPC)) {
3283                 /* XXX: There's a race window where a flow covering this packet
3284                  * could have already been installed since we last did the flow
3285                  * lookup before upcall.  This could be solved by moving the
3286                  * mutex lock outside the loop, but that's an awful long time
3287                  * to be locking everyone out of making flow installs.  If we
3288                  * move to a per-core classifier, it would be reasonable. */
3289                 ovs_mutex_lock(&pmd->flow_mutex);
3290                 netdev_flow = dp_netdev_pmd_lookup_flow(pmd, &keys[i]);
3291                 if (OVS_LIKELY(!netdev_flow)) {
3292                     netdev_flow = dp_netdev_flow_add(pmd, &match, &ufid,
3293                                                      add_actions->data,
3294                                                      add_actions->size);
3295                 }
3296                 ovs_mutex_unlock(&pmd->flow_mutex);
3297
3298                 emc_insert(flow_cache, &keys[i], netdev_flow);
3299             }
3300         }
3301
3302         ofpbuf_uninit(&actions);
3303         ofpbuf_uninit(&put_actions);
3304         fat_rwlock_unlock(&dp->upcall_rwlock);
3305         dp_netdev_count_packet(pmd, DP_STAT_LOST, lost_cnt);
3306     } else if (OVS_UNLIKELY(any_miss)) {
3307         for (i = 0; i < cnt; i++) {
3308             if (OVS_UNLIKELY(!rules[i])) {
3309                 dp_packet_delete(packets[i]);
3310                 lost_cnt++;
3311                 miss_cnt++;
3312             }
3313         }
3314     }
3315
3316     for (i = 0; i < cnt; i++) {
3317         struct dp_packet *packet = packets[i];
3318         struct dp_netdev_flow *flow;
3319
3320         if (OVS_UNLIKELY(!rules[i])) {
3321             continue;
3322         }
3323
3324         flow = dp_netdev_flow_cast(rules[i]);
3325
3326         emc_insert(flow_cache, &keys[i], flow);
3327         dp_netdev_queue_batches(packet, flow, &keys[i].mf, batches, n_batches);
3328     }
3329
3330     dp_netdev_count_packet(pmd, DP_STAT_MASKED_HIT, cnt - miss_cnt);
3331     dp_netdev_count_packet(pmd, DP_STAT_MISS, miss_cnt);
3332     dp_netdev_count_packet(pmd, DP_STAT_LOST, lost_cnt);
3333 }
3334
3335 static void
3336 dp_netdev_input(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
3337                 struct dp_packet **packets, int cnt)
3338 {
3339 #if !defined(__CHECKER__) && !defined(_WIN32)
3340     const size_t PKT_ARRAY_SIZE = cnt;
3341 #else
3342     /* Sparse or MSVC doesn't like variable length array. */
3343     enum { PKT_ARRAY_SIZE = NETDEV_MAX_BURST };
3344 #endif
3345     struct netdev_flow_key keys[PKT_ARRAY_SIZE];
3346     struct packet_batch batches[PKT_ARRAY_SIZE];
3347     long long now = time_msec();
3348     size_t newcnt, n_batches, i;
3349
3350     n_batches = 0;
3351     newcnt = emc_processing(pmd, packets, cnt, keys, batches, &n_batches);
3352     if (OVS_UNLIKELY(newcnt)) {
3353         fast_path_processing(pmd, packets, newcnt, keys, batches, &n_batches);
3354     }
3355
3356     for (i = 0; i < n_batches; i++) {
3357         batches[i].flow->batch = NULL;
3358     }
3359
3360     for (i = 0; i < n_batches; i++) {
3361         packet_batch_execute(&batches[i], pmd, now);
3362     }
3363 }
3364
3365 struct dp_netdev_execute_aux {
3366     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
3367 };
3368
3369 static void
3370 dpif_netdev_register_upcall_cb(struct dpif *dpif, upcall_callback *cb,
3371                                void *aux)
3372 {
3373     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
3374     dp->upcall_aux = aux;
3375     dp->upcall_cb = cb;
3376 }
3377
3378 static void
3379 dp_netdev_drop_packets(struct dp_packet **packets, int cnt, bool may_steal)
3380 {
3381     if (may_steal) {
3382         int i;
3383
3384         for (i = 0; i < cnt; i++) {
3385             dp_packet_delete(packets[i]);
3386         }
3387     }
3388 }
3389
3390 static int
3391 push_tnl_action(const struct dp_netdev *dp,
3392                    const struct nlattr *attr,
3393                    struct dp_packet **packets, int cnt)
3394 {
3395     struct dp_netdev_port *tun_port;
3396     const struct ovs_action_push_tnl *data;
3397
3398     data = nl_attr_get(attr);
3399
3400     tun_port = dp_netdev_lookup_port(dp, u32_to_odp(data->tnl_port));
3401     if (!tun_port) {
3402         return -EINVAL;
3403     }
3404     netdev_push_header(tun_port->netdev, packets, cnt, data);
3405
3406     return 0;
3407 }
3408
3409 static void
3410 dp_netdev_clone_pkt_batch(struct dp_packet **dst_pkts,
3411                           struct dp_packet **src_pkts, int cnt)
3412 {
3413     int i;
3414
3415     for (i = 0; i < cnt; i++) {
3416         dst_pkts[i] = dp_packet_clone(src_pkts[i]);
3417     }
3418 }
3419
3420 static void
3421 dp_execute_cb(void *aux_, struct dp_packet **packets, int cnt,
3422               const struct nlattr *a, bool may_steal)
3423     OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
3424 {
3425     struct dp_netdev_execute_aux *aux = aux_;
3426     uint32_t *depth = recirc_depth_get();
3427     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd = aux->pmd;
3428     struct dp_netdev *dp = pmd->dp;
3429     int type = nl_attr_type(a);
3430     struct dp_netdev_port *p;
3431     int i;
3432
3433     switch ((enum ovs_action_attr)type) {
3434     case OVS_ACTION_ATTR_OUTPUT:
3435         p = dp_netdev_lookup_port(dp, u32_to_odp(nl_attr_get_u32(a)));
3436         if (OVS_LIKELY(p)) {
3437             netdev_send(p->netdev, pmd->tx_qid, packets, cnt, may_steal);
3438             return;
3439         }
3440         break;
3441
3442     case OVS_ACTION_ATTR_TUNNEL_PUSH:
3443         if (*depth < MAX_RECIRC_DEPTH) {
3444             struct dp_packet *tnl_pkt[NETDEV_MAX_BURST];
3445             int err;
3446
3447             if (!may_steal) {
3448                 dp_netdev_clone_pkt_batch(tnl_pkt, packets, cnt);
3449                 packets = tnl_pkt;
3450             }
3451
3452             err = push_tnl_action(dp, a, packets, cnt);
3453             if (!err) {
3454                 (*depth)++;
3455                 dp_netdev_input(pmd, packets, cnt);
3456                 (*depth)--;
3457             } else {
3458                 dp_netdev_drop_packets(tnl_pkt, cnt, !may_steal);
3459             }
3460             return;
3461         }
3462         break;
3463
3464     case OVS_ACTION_ATTR_TUNNEL_POP:
3465         if (*depth < MAX_RECIRC_DEPTH) {
3466             odp_port_t portno = u32_to_odp(nl_attr_get_u32(a));
3467
3468             p = dp_netdev_lookup_port(dp, portno);
3469             if (p) {
3470                 struct dp_packet *tnl_pkt[NETDEV_MAX_BURST];
3471                 int err;
3472
3473                 if (!may_steal) {
3474                    dp_netdev_clone_pkt_batch(tnl_pkt, packets, cnt);
3475                    packets = tnl_pkt;
3476                 }
3477
3478                 err = netdev_pop_header(p->netdev, packets, cnt);
3479                 if (!err) {
3480
3481                     for (i = 0; i < cnt; i++) {
3482                         packets[i]->md.in_port.odp_port = portno;
3483                     }
3484
3485                     (*depth)++;
3486                     dp_netdev_input(pmd, packets, cnt);
3487                     (*depth)--;
3488                 } else {
3489                     dp_netdev_drop_packets(tnl_pkt, cnt, !may_steal);
3490                 }
3491                 return;
3492             }
3493         }
3494         break;
3495
3496     case OVS_ACTION_ATTR_USERSPACE:
3497         if (!fat_rwlock_tryrdlock(&dp->upcall_rwlock)) {
3498             const struct nlattr *userdata;
3499             struct ofpbuf actions;
3500             struct flow flow;
3501             ovs_u128 ufid;
3502
3503             userdata = nl_attr_find_nested(a, OVS_USERSPACE_ATTR_USERDATA);
3504             ofpbuf_init(&actions, 0);
3505
3506             for (i = 0; i < cnt; i++) {
3507                 int error;
3508
3509                 ofpbuf_clear(&actions);
3510
3511                 flow_extract(packets[i], &flow);
3512                 dpif_flow_hash(dp->dpif, &flow, sizeof flow, &ufid);
3513                 error = dp_netdev_upcall(pmd, packets[i], &flow, NULL, &ufid,
3514                                          DPIF_UC_ACTION, userdata,&actions,
3515                                          NULL);
3516                 if (!error || error == ENOSPC) {
3517                     dp_netdev_execute_actions(pmd, &packets[i], 1, may_steal,
3518                                               actions.data, actions.size);
3519                 } else if (may_steal) {
3520                     dp_packet_delete(packets[i]);
3521                 }
3522             }
3523             ofpbuf_uninit(&actions);
3524             fat_rwlock_unlock(&dp->upcall_rwlock);
3525
3526             return;
3527         }
3528         break;
3529
3530     case OVS_ACTION_ATTR_RECIRC:
3531         if (*depth < MAX_RECIRC_DEPTH) {
3532             struct dp_packet *recirc_pkts[NETDEV_MAX_BURST];
3533
3534             if (!may_steal) {
3535                dp_netdev_clone_pkt_batch(recirc_pkts, packets, cnt);
3536                packets = recirc_pkts;
3537             }
3538
3539             for (i = 0; i < cnt; i++) {
3540                 packets[i]->md.recirc_id = nl_attr_get_u32(a);
3541             }
3542
3543             (*depth)++;
3544             dp_netdev_input(pmd, packets, cnt);
3545             (*depth)--;
3546
3547             return;
3548         }
3549
3550         VLOG_WARN("Packet dropped. Max recirculation depth exceeded.");
3551         break;
3552
3553     case OVS_ACTION_ATTR_PUSH_VLAN:
3554     case OVS_ACTION_ATTR_POP_VLAN:
3555     case OVS_ACTION_ATTR_PUSH_MPLS:
3556     case OVS_ACTION_ATTR_POP_MPLS:
3557     case OVS_ACTION_ATTR_SET:
3558     case OVS_ACTION_ATTR_SET_MASKED:
3559     case OVS_ACTION_ATTR_SAMPLE:
3560     case OVS_ACTION_ATTR_HASH:
3561     case OVS_ACTION_ATTR_UNSPEC:
3562     case __OVS_ACTION_ATTR_MAX:
3563         OVS_NOT_REACHED();
3564     }
3565
3566     dp_netdev_drop_packets(packets, cnt, may_steal);
3567 }
3568
3569 static void
3570 dp_netdev_execute_actions(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
3571                           struct dp_packet **packets, int cnt,
3572                           bool may_steal,
3573                           const struct nlattr *actions, size_t actions_len)
3574 {
3575     struct dp_netdev_execute_aux aux = { pmd };
3576
3577     odp_execute_actions(&aux, packets, cnt, may_steal, actions,
3578                         actions_len, dp_execute_cb);
3579 }
3580
3581 const struct dpif_class dpif_netdev_class = {
3582     "netdev",
3583     dpif_netdev_init,
3584     dpif_netdev_enumerate,
3585     dpif_netdev_port_open_type,
3586     dpif_netdev_open,
3587     dpif_netdev_close,
3588     dpif_netdev_destroy,
3589     dpif_netdev_run,
3590     dpif_netdev_wait,
3591     dpif_netdev_get_stats,
3592     dpif_netdev_port_add,
3593     dpif_netdev_port_del,
3594     dpif_netdev_port_query_by_number,
3595     dpif_netdev_port_query_by_name,
3596     NULL,                       /* port_get_pid */
3597     dpif_netdev_port_dump_start,
3598     dpif_netdev_port_dump_next,
3599     dpif_netdev_port_dump_done,
3600     dpif_netdev_port_poll,
3601     dpif_netdev_port_poll_wait,
3602     dpif_netdev_flow_flush,
3603     dpif_netdev_flow_dump_create,
3604     dpif_netdev_flow_dump_destroy,
3605     dpif_netdev_flow_dump_thread_create,
3606     dpif_netdev_flow_dump_thread_destroy,
3607     dpif_netdev_flow_dump_next,
3608     dpif_netdev_operate,
3609     NULL,                       /* recv_set */
3610     NULL,                       /* handlers_set */
3611     dpif_netdev_pmd_set,
3612     dpif_netdev_queue_to_priority,
3613     NULL,                       /* recv */
3614     NULL,                       /* recv_wait */
3615     NULL,                       /* recv_purge */
3616     dpif_netdev_register_upcall_cb,
3617     dpif_netdev_enable_upcall,
3618     dpif_netdev_disable_upcall,
3619     dpif_netdev_get_datapath_version,
3620 };
3621
3622 static void
3623 dpif_dummy_change_port_number(struct unixctl_conn *conn, int argc OVS_UNUSED,
3624                               const char *argv[], void *aux OVS_UNUSED)
3625 {
3626     struct dp_netdev_port *old_port;
3627     struct dp_netdev_port *new_port;
3628     struct dp_netdev *dp;
3629     odp_port_t port_no;
3630
3631     ovs_mutex_lock(&dp_netdev_mutex);
3632     dp = shash_find_data(&dp_netdevs, argv[1]);
3633     if (!dp || !dpif_netdev_class_is_dummy(dp->class)) {
3634         ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
3635         unixctl_command_reply_error(conn, "unknown datapath or not a dummy");
3636         return;
3637     }
3638     ovs_refcount_ref(&dp->ref_cnt);
3639     ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
3640
3641     ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
3642     if (get_port_by_name(dp, argv[2], &old_port)) {
3643         unixctl_command_reply_error(conn, "unknown port");
3644         goto exit;
3645     }
3646
3647     port_no = u32_to_odp(atoi(argv[3]));
3648     if (!port_no || port_no == ODPP_NONE) {
3649         unixctl_command_reply_error(conn, "bad port number");
3650         goto exit;
3651     }
3652     if (dp_netdev_lookup_port(dp, port_no)) {
3653         unixctl_command_reply_error(conn, "port number already in use");
3654         goto exit;
3655     }
3656
3657     /* Remove old port. */
3658     cmap_remove(&dp->ports, &old_port->node, hash_port_no(old_port->port_no));
3659     ovsrcu_postpone(free, old_port);
3660
3661     /* Insert new port (cmap semantics mean we cannot re-insert 'old_port'). */
3662     new_port = xmemdup(old_port, sizeof *old_port);
3663     new_port->port_no = port_no;
3664     cmap_insert(&dp->ports, &new_port->node, hash_port_no(port_no));
3665
3666     seq_change(dp->port_seq);
3667     unixctl_command_reply(conn, NULL);
3668
3669 exit:
3670     ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
3671     dp_netdev_unref(dp);
3672 }
3673
3674 static void
3675 dpif_dummy_delete_port(struct unixctl_conn *conn, int argc OVS_UNUSED,
3676                        const char *argv[], void *aux OVS_UNUSED)
3677 {
3678     struct dp_netdev_port *port;
3679     struct dp_netdev *dp;
3680
3681     ovs_mutex_lock(&dp_netdev_mutex);
3682     dp = shash_find_data(&dp_netdevs, argv[1]);
3683     if (!dp || !dpif_netdev_class_is_dummy(dp->class)) {
3684         ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
3685         unixctl_command_reply_error(conn, "unknown datapath or not a dummy");
3686         return;
3687     }
3688     ovs_refcount_ref(&dp->ref_cnt);
3689     ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
3690
3691     ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
3692     if (get_port_by_name(dp, argv[2], &port)) {
3693         unixctl_command_reply_error(conn, "unknown port");
3694     } else if (port->port_no == ODPP_LOCAL) {
3695         unixctl_command_reply_error(conn, "can't delete local port");
3696     } else {
3697         do_del_port(dp, port);
3698         unixctl_command_reply(conn, NULL);
3699     }
3700     ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
3701
3702     dp_netdev_unref(dp);
3703 }
3704
3705 static void
3706 dpif_dummy_register__(const char *type)
3707 {
3708     struct dpif_class *class;
3709
3710     class = xmalloc(sizeof *class);
3711     *class = dpif_netdev_class;
3712     class->type = xstrdup(type);
3713     dp_register_provider(class);
3714 }
3715
3716 static void
3717 dpif_dummy_override(const char *type)
3718 {
3719     if (!dp_unregister_provider(type)) {
3720         dpif_dummy_register__(type);
3721     }
3722 }
3723
3724 void
3725 dpif_dummy_register(enum dummy_level level)
3726 {
3727     if (level == DUMMY_OVERRIDE_ALL) {
3728         struct sset types;
3729         const char *type;
3730
3731         sset_init(&types);
3732         dp_enumerate_types(&types);
3733         SSET_FOR_EACH (type, &types) {
3734             dpif_dummy_override(type);
3735         }
3736         sset_destroy(&types);
3737     } else if (level == DUMMY_OVERRIDE_SYSTEM) {
3738         dpif_dummy_override("system");
3739     }
3740
3741     dpif_dummy_register__("dummy");
3742
3743     unixctl_command_register("dpif-dummy/change-port-number",
3744                              "dp port new-number",
3745                              3, 3, dpif_dummy_change_port_number, NULL);
3746     unixctl_command_register("dpif-dummy/delete-port", "dp port",
3747                              2, 2, dpif_dummy_delete_port, NULL);
3748 }
3749 \f
3750 /* Datapath Classifier. */
3751
3752 /* A set of rules that all have the same fields wildcarded. */
3753 struct dpcls_subtable {
3754     /* The fields are only used by writers. */
3755     struct cmap_node cmap_node OVS_GUARDED; /* Within dpcls 'subtables_map'. */
3756
3757     /* These fields are accessed by readers. */
3758     struct cmap rules;           /* Contains "struct dpcls_rule"s. */
3759     struct netdev_flow_key mask; /* Wildcards for fields (const). */
3760     /* 'mask' must be the last field, additional space is allocated here. */
3761 };
3762
3763 /* Initializes 'cls' as a classifier that initially contains no classification
3764  * rules. */
3765 static void
3766 dpcls_init(struct dpcls *cls)
3767 {
3768     cmap_init(&cls->subtables_map);
3769     pvector_init(&cls->subtables);
3770 }
3771
3772 static void
3773 dpcls_destroy_subtable(struct dpcls *cls, struct dpcls_subtable *subtable)
3774 {
3775     pvector_remove(&cls->subtables, subtable);
3776     cmap_remove(&cls->subtables_map, &subtable->cmap_node,
3777                 subtable->mask.hash);
3778     cmap_destroy(&subtable->rules);
3779     ovsrcu_postpone(free, subtable);
3780 }
3781
3782 /* Destroys 'cls'.  Rules within 'cls', if any, are not freed; this is the
3783  * caller's responsibility.
3784  * May only be called after all the readers have been terminated. */
3785 static void
3786 dpcls_destroy(struct dpcls *cls)
3787 {
3788     if (cls) {
3789         struct dpcls_subtable *subtable;
3790
3791         CMAP_FOR_EACH (subtable, cmap_node, &cls->subtables_map) {
3792             ovs_assert(cmap_count(&subtable->rules) == 0);
3793             dpcls_destroy_subtable(cls, subtable);
3794         }
3795         cmap_destroy(&cls->subtables_map);
3796         pvector_destroy(&cls->subtables);
3797     }
3798 }
3799
3800 static struct dpcls_subtable *
3801 dpcls_create_subtable(struct dpcls *cls, const struct netdev_flow_key *mask)
3802 {
3803     struct dpcls_subtable *subtable;
3804
3805     /* Need to add one. */
3806     subtable = xmalloc(sizeof *subtable
3807                        - sizeof subtable->mask.mf + mask->len);
3808     cmap_init(&subtable->rules);
3809     netdev_flow_key_clone(&subtable->mask, mask);
3810     cmap_insert(&cls->subtables_map, &subtable->cmap_node, mask->hash);
3811     pvector_insert(&cls->subtables, subtable, 0);
3812     pvector_publish(&cls->subtables);
3813
3814     return subtable;
3815 }
3816
3817 static inline struct dpcls_subtable *
3818 dpcls_find_subtable(struct dpcls *cls, const struct netdev_flow_key *mask)
3819 {
3820     struct dpcls_subtable *subtable;
3821
3822     CMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (subtable, cmap_node, mask->hash,
3823                              &cls->subtables_map) {
3824         if (netdev_flow_key_equal(&subtable->mask, mask)) {
3825             return subtable;
3826         }
3827     }
3828     return dpcls_create_subtable(cls, mask);
3829 }
3830
3831 /* Insert 'rule' into 'cls'. */
3832 static void
3833 dpcls_insert(struct dpcls *cls, struct dpcls_rule *rule,
3834              const struct netdev_flow_key *mask)
3835 {
3836     struct dpcls_subtable *subtable = dpcls_find_subtable(cls, mask);
3837
3838     rule->mask = &subtable->mask;
3839     cmap_insert(&subtable->rules, &rule->cmap_node, rule->flow.hash);
3840 }
3841
3842 /* Removes 'rule' from 'cls', also destructing the 'rule'. */
3843 static void
3844 dpcls_remove(struct dpcls *cls, struct dpcls_rule *rule)
3845 {
3846     struct dpcls_subtable *subtable;
3847
3848     ovs_assert(rule->mask);
3849
3850     INIT_CONTAINER(subtable, rule->mask, mask);
3851
3852     if (cmap_remove(&subtable->rules, &rule->cmap_node, rule->flow.hash)
3853         == 0) {
3854         dpcls_destroy_subtable(cls, subtable);
3855         pvector_publish(&cls->subtables);
3856     }
3857 }
3858
3859 /* Returns true if 'target' satisfies 'key' in 'mask', that is, if each 1-bit
3860  * in 'mask' the values in 'key' and 'target' are the same. */
3861 static inline bool
3862 dpcls_rule_matches_key(const struct dpcls_rule *rule,
3863                        const struct netdev_flow_key *target)
3864 {
3865     const uint64_t *keyp = miniflow_get_values(&rule->flow.mf);
3866     const uint64_t *maskp = miniflow_get_values(&rule->mask->mf);
3867     uint64_t target_u64;
3868
3869     NETDEV_FLOW_KEY_FOR_EACH_IN_TNL_MAP(target_u64, target, rule->flow.mf) {
3870         if (OVS_UNLIKELY((target_u64 & *maskp++) != *keyp++)) {
3871             return false;
3872         }
3873     }
3874     NETDEV_FLOW_KEY_FOR_EACH_IN_PKT_MAP(target_u64, target, rule->flow.mf) {
3875         if (OVS_UNLIKELY((target_u64 & *maskp++) != *keyp++)) {
3876             return false;
3877         }
3878     }
3879     return true;
3880 }
3881
3882 /* For each miniflow in 'flows' performs a classifier lookup writing the result
3883  * into the corresponding slot in 'rules'.  If a particular entry in 'flows' is
3884  * NULL it is skipped.
3885  *
3886  * This function is optimized for use in the userspace datapath and therefore
3887  * does not implement a lot of features available in the standard
3888  * classifier_lookup() function.  Specifically, it does not implement
3889  * priorities, instead returning any rule which matches the flow.
3890  *
3891  * Returns true if all flows found a corresponding rule. */
3892 static bool
3893 dpcls_lookup(const struct dpcls *cls, const struct netdev_flow_key keys[],
3894              struct dpcls_rule **rules, const size_t cnt)
3895 {
3896     /* The batch size 16 was experimentally found faster than 8 or 32. */
3897     typedef uint16_t map_type;
3898 #define MAP_BITS (sizeof(map_type) * CHAR_BIT)
3899
3900 #if !defined(__CHECKER__) && !defined(_WIN32)
3901     const int N_MAPS = DIV_ROUND_UP(cnt, MAP_BITS);
3902 #else
3903     enum { N_MAPS = DIV_ROUND_UP(NETDEV_MAX_BURST, MAP_BITS) };
3904 #endif
3905     map_type maps[N_MAPS];
3906     struct dpcls_subtable *subtable;
3907
3908     memset(maps, 0xff, sizeof maps);
3909     if (cnt % MAP_BITS) {
3910         maps[N_MAPS - 1] >>= MAP_BITS - cnt % MAP_BITS; /* Clear extra bits. */
3911     }
3912     memset(rules, 0, cnt * sizeof *rules);
3913
3914     PVECTOR_FOR_EACH (subtable, &cls->subtables) {
3915         const struct netdev_flow_key *mkeys = keys;
3916         struct dpcls_rule **mrules = rules;
3917         map_type remains = 0;
3918         int m;
3919
3920         BUILD_ASSERT_DECL(sizeof remains == sizeof *maps);
3921
3922         for (m = 0; m < N_MAPS; m++, mkeys += MAP_BITS, mrules += MAP_BITS) {
3923             uint32_t hashes[MAP_BITS];
3924             const struct cmap_node *nodes[MAP_BITS];
3925             unsigned long map = maps[m];
3926             int i;
3927
3928             if (!map) {
3929                 continue; /* Skip empty maps. */
3930             }
3931
3932             /* Compute hashes for the remaining keys. */
3933             ULLONG_FOR_EACH_1(i, map) {
3934                 hashes[i] = netdev_flow_key_hash_in_mask(&mkeys[i],
3935                                                          &subtable->mask);
3936             }
3937             /* Lookup. */
3938             map = cmap_find_batch(&subtable->rules, map, hashes, nodes);
3939             /* Check results. */
3940             ULLONG_FOR_EACH_1(i, map) {
3941                 struct dpcls_rule *rule;
3942
3943                 CMAP_NODE_FOR_EACH (rule, cmap_node, nodes[i]) {
3944                     if (OVS_LIKELY(dpcls_rule_matches_key(rule, &mkeys[i]))) {
3945                         mrules[i] = rule;
3946                         goto next;
3947                     }
3948                 }
3949                 ULLONG_SET0(map, i);  /* Did not match. */
3950             next:
3951                 ;                     /* Keep Sparse happy. */
3952             }
3953             maps[m] &= ~map;          /* Clear the found rules. */
3954             remains |= maps[m];
3955         }
3956         if (!remains) {
3957             return true;              /* All found. */
3958         }
3959     }
3960     return false;                     /* Some misses. */
3961 }