dpif-linux: Fix bad backport in previous commit.
[cascardo/ovs.git] / ofproto / ofproto-provider.h
1 /*
2  * Copyright (c) 2009, 2010, 2011, 2012, 2013 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 #ifndef OFPROTO_OFPROTO_PROVIDER_H
18 #define OFPROTO_OFPROTO_PROVIDER_H 1
19
20 /* Definitions for use within ofproto.
21  *
22  *
23  * Thread-safety
24  * =============
25  *
26  * Lots of ofproto data structures are only accessed from a single thread.
27  * Those data structures are generally not thread-safe.
28  *
29  * The ofproto-dpif ofproto implementation accesses the flow table from
30  * multiple threads, including modifying the flow table from multiple threads
31  * via the "learn" action, so the flow table and various structures that index
32  * it have been made thread-safe.  Refer to comments on individual data
33  * structures for details.
34  */
35
36 #include "cfm.h"
37 #include "classifier.h"
38 #include "guarded-list.h"
39 #include "heap.h"
40 #include "hindex.h"
41 #include "list.h"
42 #include "ofp-errors.h"
43 #include "ofp-util.h"
44 #include "ofproto/ofproto.h"
45 #include "ovs-atomic.h"
46 #include "ovs-thread.h"
47 #include "shash.h"
48 #include "simap.h"
49 #include "timeval.h"
50
51 struct match;
52 struct ofpact;
53 struct ofputil_flow_mod;
54 struct bfd_cfg;
55 struct meter;
56
57 extern struct ovs_mutex ofproto_mutex;
58
59 /* An OpenFlow switch.
60  *
61  * With few exceptions, ofproto implementations may look at these fields but
62  * should not modify them. */
63 struct ofproto {
64     struct hmap_node hmap_node; /* In global 'all_ofprotos' hmap. */
65     const struct ofproto_class *ofproto_class;
66     char *type;                 /* Datapath type. */
67     char *name;                 /* Datapath name. */
68
69     /* Settings. */
70     uint64_t fallback_dpid;     /* Datapath ID if no better choice found. */
71     uint64_t datapath_id;       /* Datapath ID. */
72     bool forward_bpdu;          /* Option to allow forwarding of BPDU frames
73                                  * when NORMAL action is invoked. */
74     char *mfr_desc;             /* Manufacturer (NULL for default)b. */
75     char *hw_desc;              /* Hardware (NULL for default). */
76     char *sw_desc;              /* Software version (NULL for default). */
77     char *serial_desc;          /* Serial number (NULL for default). */
78     char *dp_desc;              /* Datapath description (NULL for default). */
79     enum ofp_config_flags frag_handling; /* One of OFPC_*.  */
80
81     /* Datapath. */
82     struct hmap ports;          /* Contains "struct ofport"s. */
83     struct shash port_by_name;
84     unsigned long *ofp_port_ids;/* Bitmap of used OpenFlow port numbers. */
85     struct simap ofp_requests;  /* OpenFlow port number requests. */
86     uint16_t alloc_port_no;     /* Last allocated OpenFlow port number. */
87     uint16_t max_ports;         /* Max possible OpenFlow port num, plus one. */
88
89     /* Flow tables. */
90     long long int eviction_group_timer; /* For rate limited reheapification. */
91     struct oftable *tables;
92     int n_tables;
93
94     /* Rules indexed on their cookie values, in all flow tables. */
95     struct hindex cookies OVS_GUARDED_BY(ofproto_mutex);
96
97     /* List of expirable flows, in all flow tables. */
98     struct list expirable OVS_GUARDED_BY(ofproto_mutex);
99
100     /* Meter table.
101      * OpenFlow meters start at 1.  To avoid confusion we leave the first
102      * pointer in the array un-used, and index directly with the OpenFlow
103      * meter_id. */
104     struct ofputil_meter_features meter_features;
105     struct meter **meters; /* 'meter_features.max_meter' + 1 pointers. */
106
107     /* OpenFlow connections. */
108     struct connmgr *connmgr;
109
110     /* Flow table operation tracking.
111      *
112      * 'state' is meaningful only within ofproto.c, one of the enum
113      * ofproto_state constants defined there.
114      *
115      * 'pending' is the list of "struct ofopgroup"s currently pending.
116      *
117      * 'n_pending' is the number of elements in 'pending'.
118      *
119      * 'deletions' contains pending ofoperations of type OFOPERATION_DELETE,
120      * indexed on its rule's flow.*/
121     int state;
122     struct list pending OVS_GUARDED_BY(ofproto_mutex);
123     unsigned int n_pending OVS_GUARDED_BY(ofproto_mutex);
124     struct hmap deletions OVS_GUARDED_BY(ofproto_mutex);
125
126     /* Delayed rule executions.
127      *
128      * We delay calls to ->ofproto_class->rule_execute() past releasing
129      * ofproto_mutex during a flow_mod, because otherwise a "learn" action
130      * triggered by the executing the packet would try to recursively modify
131      * the flow table and reacquire the global lock. */
132     struct guarded_list rule_executes; /* Contains "struct rule_execute"s. */
133
134     /* Flow table operation logging. */
135     int n_add, n_delete, n_modify; /* Number of unreported ops of each kind. */
136     long long int first_op, last_op; /* Range of times for unreported ops. */
137     long long int next_op_report;    /* Time to report ops, or LLONG_MAX. */
138     long long int op_backoff;        /* Earliest time to report ops again. */
139
140     /* Linux VLAN device support (e.g. "eth0.10" for VLAN 10.)
141      *
142      * This is deprecated.  It is only for compatibility with broken device
143      * drivers in old versions of Linux that do not properly support VLANs when
144      * VLAN devices are not used.  When broken device drivers are no longer in
145      * widespread use, we will delete these interfaces. */
146     unsigned long int *vlan_bitmap; /* 4096-bit bitmap of in-use VLANs. */
147     bool vlans_changed;             /* True if new VLANs are in use. */
148     int min_mtu;                    /* Current MTU of non-internal ports. */
149 };
150
151 void ofproto_init_tables(struct ofproto *, int n_tables);
152 void ofproto_init_max_ports(struct ofproto *, uint16_t max_ports);
153
154 struct ofproto *ofproto_lookup(const char *name);
155 struct ofport *ofproto_get_port(const struct ofproto *, ofp_port_t ofp_port);
156
157 /* An OpenFlow port within a "struct ofproto".
158  *
159  * With few exceptions, ofproto implementations may look at these fields but
160  * should not modify them. */
161 struct ofport {
162     struct hmap_node hmap_node; /* In struct ofproto's "ports" hmap. */
163     struct ofproto *ofproto;    /* The ofproto that contains this port. */
164     struct netdev *netdev;
165     struct ofputil_phy_port pp;
166     ofp_port_t ofp_port;        /* OpenFlow port number. */
167     unsigned int change_seq;
168     long long int created;      /* Time created, in msec. */
169     int mtu;
170 };
171
172 void ofproto_port_set_state(struct ofport *, enum ofputil_port_state);
173
174 /* OpenFlow table flags:
175  *
176  *   - "Hidden" tables are not included in OpenFlow operations that operate on
177  *     "all tables".  For example, a request for flow stats on all tables will
178  *     omit flows in hidden tables, table stats requests will omit the table
179  *     entirely, and the switch features reply will not count the hidden table.
180  *
181  *     However, operations that specifically name the particular table still
182  *     operate on it.  For example, flow_mods and flow stats requests on a
183  *     hidden table work.
184  *
185  *     To avoid gaps in table IDs (which have unclear validity in OpenFlow),
186  *     hidden tables must be the highest-numbered tables that a provider
187  *     implements.
188  *
189  *   - "Read-only" tables can't be changed through OpenFlow operations.  (At
190  *     the moment all flow table operations go effectively through OpenFlow, so
191  *     this means that read-only tables can't be changed at all after the
192  *     read-only flag is set.)
193  *
194  * The generic ofproto layer never sets these flags.  An ofproto provider can
195  * set them if it is appropriate.
196  */
197 enum oftable_flags {
198     OFTABLE_HIDDEN = 1 << 0,   /* Hide from most OpenFlow operations. */
199     OFTABLE_READONLY = 1 << 1  /* Don't allow OpenFlow to change this table. */
200 };
201
202 /* A flow table within a "struct ofproto".
203  *
204  *
205  * Thread-safety
206  * =============
207  *
208  * A cls->rwlock read-lock holder prevents rules from being added or deleted.
209  *
210  * Adding or removing rules requires holding ofproto_mutex AND the cls->rwlock
211  * write-lock.
212  *
213  * cls->rwlock should be held only briefly.  For extended access to a rule,
214  * increment its ref_count with ofproto_rule_ref().  A rule will not be freed
215  * until its ref_count reaches zero.
216  *
217  * Modifying a rule requires the rule's own mutex.  Holding cls->rwlock (for
218  * read or write) does not allow the holder to modify the rule.
219  *
220  * Freeing a rule requires ofproto_mutex and the cls->rwlock write-lock.  After
221  * removing the rule from the classifier, release a ref_count from the rule
222  * ('cls''s reference to the rule).
223  *
224  * Refer to the thread-safety notes on struct rule for more information.*/
225 struct oftable {
226     enum oftable_flags flags;
227     struct classifier cls;      /* Contains "struct rule"s. */
228     char *name;                 /* Table name exposed via OpenFlow, or NULL. */
229
230     /* Maximum number of flows or UINT_MAX if there is no limit besides any
231      * limit imposed by resource limitations. */
232     unsigned int max_flows;
233
234     /* These members determine the handling of an attempt to add a flow that
235      * would cause the table to have more than 'max_flows' flows.
236      *
237      * If 'eviction_fields' is NULL, overflows will be rejected with an error.
238      *
239      * If 'eviction_fields' is nonnull (regardless of whether n_eviction_fields
240      * is nonzero), an overflow will cause a flow to be removed.  The flow to
241      * be removed is chosen to give fairness among groups distinguished by
242      * different values for the subfields within 'groups'. */
243     struct mf_subfield *eviction_fields;
244     size_t n_eviction_fields;
245
246     /* Eviction groups.
247      *
248      * When a flow is added that would cause the table to have more than
249      * 'max_flows' flows, and 'eviction_fields' is nonnull, these groups are
250      * used to decide which rule to evict: the rule is chosen from the eviction
251      * group that contains the greatest number of rules.*/
252     uint32_t eviction_group_id_basis;
253     struct hmap eviction_groups_by_id;
254     struct heap eviction_groups_by_size;
255 };
256
257 /* Assigns TABLE to each oftable, in turn, in OFPROTO.
258  *
259  * All parameters are evaluated multiple times. */
260 #define OFPROTO_FOR_EACH_TABLE(TABLE, OFPROTO)              \
261     for ((TABLE) = (OFPROTO)->tables;                       \
262          (TABLE) < &(OFPROTO)->tables[(OFPROTO)->n_tables]; \
263          (TABLE)++)
264
265 /* An OpenFlow flow within a "struct ofproto".
266  *
267  * With few exceptions, ofproto implementations may look at these fields but
268  * should not modify them.
269  *
270  *
271  * Thread-safety
272  * =============
273  *
274  * Except near the beginning or ending of its lifespan, rule 'rule' belongs to
275  * the classifier rule->ofproto->tables[rule->table_id].cls.  The text below
276  * calls this classifier 'cls'.
277  *
278  * Motivation
279  * ----------
280  *
281  * The thread safety rules described here for "struct rule" are motivated by
282  * two goals:
283  *
284  *    - Prevent threads that read members of "struct rule" from reading bad
285  *      data due to changes by some thread concurrently modifying those
286  *      members.
287  *
288  *    - Prevent two threads making changes to members of a given "struct rule"
289  *      from interfering with each other.
290  *
291  *
292  * Rules
293  * -----
294  *
295  * A rule 'rule' may be accessed without a risk of being freed by code that
296  * holds a read-lock or write-lock on 'cls->rwlock' or that owns a reference to
297  * 'rule->ref_count' (or both).  Code that needs to hold onto a rule for a
298  * while should take 'cls->rwlock', find the rule it needs, increment
299  * 'rule->ref_count' with ofproto_rule_ref(), and drop 'cls->rwlock'.
300  *
301  * 'rule->ref_count' protects 'rule' from being freed.  It doesn't protect the
302  * rule from being deleted from 'cls' (that's 'cls->rwlock') and it doesn't
303  * protect members of 'rule' from modification (that's 'rule->rwlock').
304  *
305  * 'rule->mutex' protects the members of 'rule' from modification.  It doesn't
306  * protect the rule from being deleted from 'cls' (that's 'cls->rwlock') and it
307  * doesn't prevent the rule from being freed (that's 'rule->ref_count').
308  *
309  * Regarding thread safety, the members of a rule fall into the following
310  * categories:
311  *
312  *    - Immutable.  These members are marked 'const'.
313  *
314  *    - Members that may be safely read or written only by code holding
315  *      ofproto_mutex.  These are marked OVS_GUARDED_BY(ofproto_mutex).
316  *
317  *    - Members that may be safely read only by code holding ofproto_mutex or
318  *      'rule->mutex', and safely written only by coding holding ofproto_mutex
319  *      AND 'rule->mutex'.  These are marked OVS_GUARDED.
320  */
321 struct rule {
322     /* Where this rule resides in an OpenFlow switch.
323      *
324      * These are immutable once the rule is constructed, hence 'const'. */
325     struct ofproto *const ofproto; /* The ofproto that contains this rule. */
326     const struct cls_rule cr;      /* In owning ofproto's classifier. */
327     const uint8_t table_id;        /* Index in ofproto's 'tables' array. */
328
329     /* Protects members marked OVS_GUARDED.
330      * Readers only need to hold this mutex.
331      * Writers must hold both this mutex AND ofproto_mutex. */
332     struct ovs_mutex mutex OVS_ACQ_AFTER(ofproto_mutex);
333
334     /* Number of references.
335      * The classifier owns one reference.
336      * Any thread trying to keep a rule from being freed should hold its own
337      * reference. */
338     atomic_uint ref_count;
339
340     /* Operation now in progress, if nonnull. */
341     struct ofoperation *pending OVS_GUARDED_BY(ofproto_mutex);
342
343     /* A "flow cookie" is the OpenFlow name for a 64-bit value associated with
344      * a flow.. */
345     ovs_be64 flow_cookie OVS_GUARDED;
346     struct hindex_node cookie_node OVS_GUARDED_BY(ofproto_mutex);
347
348     /* Times. */
349     long long int created OVS_GUARDED; /* Creation time. */
350     long long int modified OVS_GUARDED; /* Time of last modification. */
351     long long int used OVS_GUARDED; /* Last use; time created if never used. */
352     bool send_flow_removed;      /* Send a flow removed message? */
353
354     /* Timeouts. */
355     uint16_t hard_timeout OVS_GUARDED; /* In seconds from ->modified. */
356     uint16_t idle_timeout OVS_GUARDED; /* In seconds from ->used. */
357
358     /* Eviction groups (see comment on struct eviction_group for explanation) .
359      *
360      * 'eviction_group' is this rule's eviction group, or NULL if it is not in
361      * any eviction group.  When 'eviction_group' is nonnull, 'evg_node' is in
362      * the ->eviction_group->rules hmap. */
363     struct eviction_group *eviction_group OVS_GUARDED_BY(ofproto_mutex);
364     struct heap_node evg_node OVS_GUARDED_BY(ofproto_mutex);
365
366     /* OpenFlow actions.  See struct rule_actions for more thread-safety
367      * notes. */
368     struct rule_actions *actions OVS_GUARDED;
369
370     /* In owning meter's 'rules' list.  An empty list if there is no meter. */
371     struct list meter_list_node OVS_GUARDED_BY(ofproto_mutex);
372
373     /* Flow monitors (e.g. for NXST_FLOW_MONITOR, related to struct ofmonitor).
374      *
375      * 'add_seqno' is the sequence number when this rule was created.
376      * 'modify_seqno' is the sequence number when this rule was last modified.
377      * See 'monitor_seqno' in connmgr.c for more information. */
378     enum nx_flow_monitor_flags monitor_flags OVS_GUARDED_BY(ofproto_mutex);
379     uint64_t add_seqno OVS_GUARDED_BY(ofproto_mutex);
380     uint64_t modify_seqno OVS_GUARDED_BY(ofproto_mutex);
381
382     /* Optimisation for flow expiry.  In ofproto's 'expirable' list if this
383      * rule is expirable, otherwise empty. */
384     struct list expirable OVS_GUARDED_BY(ofproto_mutex);
385 };
386
387 void ofproto_rule_ref(struct rule *);
388 void ofproto_rule_unref(struct rule *);
389
390 struct rule_actions *rule_get_actions(const struct rule *rule)
391     OVS_EXCLUDED(rule->mutex);
392 struct rule_actions *rule_get_actions__(const struct rule *rule)
393     OVS_REQUIRES(rule->mutex);
394
395 /* A set of actions within a "struct rule".
396  *
397  *
398  * Thread-safety
399  * =============
400  *
401  * A struct rule_actions 'actions' may be accessed without a risk of being
402  * freed by code that holds a read-lock or write-lock on 'rule->mutex' (where
403  * 'rule' is the rule for which 'rule->actions == actions') or that owns a
404  * reference to 'actions->ref_count' (or both). */
405 struct rule_actions {
406     atomic_uint ref_count;
407
408     /* These members are immutable: they do not change during the struct's
409      * lifetime.  */
410     struct ofpact *ofpacts;     /* Sequence of "struct ofpacts". */
411     unsigned int ofpacts_len;   /* Size of 'ofpacts', in bytes. */
412     uint32_t meter_id;          /* Non-zero OF meter_id, or zero. */
413 };
414
415 struct rule_actions *rule_actions_create(const struct ofpact *, size_t);
416 void rule_actions_ref(struct rule_actions *);
417 void rule_actions_unref(struct rule_actions *);
418
419 /* A set of rules to which an OpenFlow operation applies. */
420 struct rule_collection {
421     struct rule **rules;        /* The rules. */
422     size_t n;                   /* Number of rules collected. */
423
424     size_t capacity;            /* Number of rules that will fit in 'rules'. */
425     struct rule *stub[64];      /* Preallocated rules to avoid malloc(). */
426 };
427
428 void rule_collection_init(struct rule_collection *);
429 void rule_collection_add(struct rule_collection *, struct rule *);
430 void rule_collection_ref(struct rule_collection *) OVS_REQUIRES(ofproto_mutex);
431 void rule_collection_unref(struct rule_collection *);
432 void rule_collection_destroy(struct rule_collection *);
433
434 /* Threshold at which to begin flow table eviction. Only affects the
435  * ofproto-dpif implementation */
436 extern unsigned flow_eviction_threshold;
437
438 /* Maximum idle time (in ms) for flows to be cached in the datapath.
439  * This option should only be used for testing.  Each ofproto-class
440  * implementation should have its own algorithm of calculating the
441  * idle time. */
442 extern unsigned ofproto_max_idle;
443
444 /* Number of upcall handler threads. Only affects the ofproto-dpif
445  * implementation. */
446 extern unsigned n_handler_threads;
447
448 /* Determines which model to use for handling misses in the ofproto-dpif
449  * implementation */
450 extern enum ofproto_flow_miss_model flow_miss_model;
451
452 static inline struct rule *
453 rule_from_cls_rule(const struct cls_rule *cls_rule)
454 {
455     return cls_rule ? CONTAINER_OF(cls_rule, struct rule, cr) : NULL;
456 }
457
458 void ofproto_rule_expire(struct rule *rule, uint8_t reason)
459     OVS_REQUIRES(ofproto_mutex);
460 void ofproto_rule_delete(struct ofproto *, struct rule *)
461     OVS_EXCLUDED(ofproto_mutex);
462 void ofproto_rule_reduce_timeouts(struct rule *rule, uint16_t idle_timeout,
463                                   uint16_t hard_timeout)
464     OVS_EXCLUDED(ofproto_mutex);
465
466 void ofoperation_complete(struct ofoperation *, enum ofperr);
467
468 bool ofoperation_has_out_port(const struct ofoperation *, ofp_port_t out_port)
469     OVS_REQUIRES(ofproto_mutex);
470
471 /* ofproto class structure, to be defined by each ofproto implementation.
472  *
473  *
474  * Data Structures
475  * ===============
476  *
477  * These functions work primarily with three different kinds of data
478  * structures:
479  *
480  *   - "struct ofproto", which represents an OpenFlow switch.
481  *
482  *   - "struct ofport", which represents a port within an ofproto.
483  *
484  *   - "struct rule", which represents an OpenFlow flow within an ofproto.
485  *
486  * Each of these data structures contains all of the implementation-independent
487  * generic state for the respective concept, called the "base" state.  None of
488  * them contains any extra space for ofproto implementations to use.  Instead,
489  * each implementation is expected to declare its own data structure that
490  * contains an instance of the generic data structure plus additional
491  * implementation-specific members, called the "derived" state.  The
492  * implementation can use casts or (preferably) the CONTAINER_OF macro to
493  * obtain access to derived state given only a pointer to the embedded generic
494  * data structure.
495  *
496  *
497  * Life Cycle
498  * ==========
499  *
500  * Four stylized functions accompany each of these data structures:
501  *
502  *            "alloc"       "construct"       "destruct"       "dealloc"
503  *            ------------  ----------------  ---------------  --------------
504  *   ofproto  ->alloc       ->construct       ->destruct       ->dealloc
505  *   ofport   ->port_alloc  ->port_construct  ->port_destruct  ->port_dealloc
506  *   rule     ->rule_alloc  ->rule_construct  ->rule_destruct  ->rule_dealloc
507  *
508  * "ofproto" and "ofport" have this exact life cycle.  The "rule" data
509  * structure also follow this life cycle with some additional elaborations
510  * described under "Rule Life Cycle" below.
511  *
512  * Any instance of a given data structure goes through the following life
513  * cycle:
514  *
515  *   1. The client calls the "alloc" function to obtain raw memory.  If "alloc"
516  *      fails, skip all the other steps.
517  *
518  *   2. The client initializes all of the data structure's base state.  If this
519  *      fails, skip to step 7.
520  *
521  *   3. The client calls the "construct" function.  The implementation
522  *      initializes derived state.  It may refer to the already-initialized
523  *      base state.  If "construct" fails, skip to step 6.
524  *
525  *   4. The data structure is now initialized and in use.
526  *
527  *   5. When the data structure is no longer needed, the client calls the
528  *      "destruct" function.  The implementation uninitializes derived state.
529  *      The base state has not been uninitialized yet, so the implementation
530  *      may still refer to it.
531  *
532  *   6. The client uninitializes all of the data structure's base state.
533  *
534  *   7. The client calls the "dealloc" to free the raw memory.  The
535  *      implementation must not refer to base or derived state in the data
536  *      structure, because it has already been uninitialized.
537  *
538  * Each "alloc" function allocates and returns a new instance of the respective
539  * data structure.  The "alloc" function is not given any information about the
540  * use of the new data structure, so it cannot perform much initialization.
541  * Its purpose is just to ensure that the new data structure has enough room
542  * for base and derived state.  It may return a null pointer if memory is not
543  * available, in which case none of the other functions is called.
544  *
545  * Each "construct" function initializes derived state in its respective data
546  * structure.  When "construct" is called, all of the base state has already
547  * been initialized, so the "construct" function may refer to it.  The
548  * "construct" function is allowed to fail, in which case the client calls the
549  * "dealloc" function (but not the "destruct" function).
550  *
551  * Each "destruct" function uninitializes and frees derived state in its
552  * respective data structure.  When "destruct" is called, the base state has
553  * not yet been uninitialized, so the "destruct" function may refer to it.  The
554  * "destruct" function is not allowed to fail.
555  *
556  * Each "dealloc" function frees raw memory that was allocated by the the
557  * "alloc" function.  The memory's base and derived members might not have ever
558  * been initialized (but if "construct" returned successfully, then it has been
559  * "destruct"ed already).  The "dealloc" function is not allowed to fail.
560  *
561  *
562  * Conventions
563  * ===========
564  *
565  * Most of these functions return 0 if they are successful or a positive error
566  * code on failure.  Depending on the function, valid error codes are either
567  * errno values or OFPERR_* OpenFlow error codes.
568  *
569  * Most of these functions are expected to execute synchronously, that is, to
570  * block as necessary to obtain a result.  Thus, these functions may return
571  * EAGAIN (or EWOULDBLOCK or EINPROGRESS) only where the function descriptions
572  * explicitly say those errors are a possibility.  We may relax this
573  * requirement in the future if and when we encounter performance problems. */
574 struct ofproto_class {
575 /* ## ----------------- ## */
576 /* ## Factory Functions ## */
577 /* ## ----------------- ## */
578
579     /* Initializes provider.  The caller may pass in 'iface_hints',
580      * which contains an shash of "struct iface_hint" elements indexed
581      * by the interface's name.  The provider may use these hints to
582      * describe the startup configuration in order to reinitialize its
583      * state.  The caller owns the provided data, so a provider must
584      * make copies of anything required.  An ofproto provider must
585      * remove any existing state that is not described by the hint, and
586      * may choose to remove it all. */
587     void (*init)(const struct shash *iface_hints);
588
589     /* Enumerates the types of all support ofproto types into 'types'.  The
590      * caller has already initialized 'types' and other ofproto classes might
591      * already have added names to it. */
592     void (*enumerate_types)(struct sset *types);
593
594     /* Enumerates the names of all existing datapath of the specified 'type'
595      * into 'names' 'all_dps'.  The caller has already initialized 'names' as
596      * an empty sset.
597      *
598      * 'type' is one of the types enumerated by ->enumerate_types().
599      *
600      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.
601      */
602     int (*enumerate_names)(const char *type, struct sset *names);
603
604     /* Deletes the datapath with the specified 'type' and 'name'.  The caller
605      * should have closed any open ofproto with this 'type' and 'name'; this
606      * function is allowed to fail if that is not the case.
607      *
608      * 'type' is one of the types enumerated by ->enumerate_types().
609      * 'name' is one of the names enumerated by ->enumerate_names() for 'type'.
610      *
611      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.
612      */
613     int (*del)(const char *type, const char *name);
614
615     /* Returns the type to pass to netdev_open() when a datapath of type
616      * 'datapath_type' has a port of type 'port_type', for a few special
617      * cases when a netdev type differs from a port type.  For example,
618      * when using the userspace datapath, a port of type "internal"
619      * needs to be opened as "tap".
620      *
621      * Returns either 'type' itself or a string literal, which must not
622      * be freed. */
623     const char *(*port_open_type)(const char *datapath_type,
624                                   const char *port_type);
625
626 /* ## ------------------------ ## */
627 /* ## Top-Level type Functions ## */
628 /* ## ------------------------ ## */
629
630     /* Performs any periodic activity required on ofprotos of type
631      * 'type'.
632      *
633      * An ofproto provider may implement it or not, depending on whether
634      * it needs type-level maintenance.
635      *
636      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
637     int (*type_run)(const char *type);
638
639     /* Performs periodic activity required on ofprotos of type 'type'
640      * that needs to be done with the least possible latency.
641      *
642      * This is run multiple times per main loop.  An ofproto provider may
643      * implement it or not, according to whether it provides a performance
644      * boost for that ofproto implementation.
645      *
646      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
647     int (*type_run_fast)(const char *type);
648
649     /* Causes the poll loop to wake up when a type 'type''s 'run'
650      * function needs to be called, e.g. by calling the timer or fd
651      * waiting functions in poll-loop.h.
652      *
653      * An ofproto provider may implement it or not, depending on whether
654      * it needs type-level maintenance. */
655     void (*type_wait)(const char *type);
656
657 /* ## --------------------------- ## */
658 /* ## Top-Level ofproto Functions ## */
659 /* ## --------------------------- ## */
660
661     /* Life-cycle functions for an "ofproto" (see "Life Cycle" above).
662      *
663      *
664      * Construction
665      * ============
666      *
667      * ->construct() should not modify any base members of the ofproto.  The
668      * client will initialize the ofproto's 'ports' and 'tables' members after
669      * construction is complete.
670      *
671      * When ->construct() is called, the client does not yet know how many flow
672      * tables the datapath supports, so ofproto->n_tables will be 0 and
673      * ofproto->tables will be NULL.  ->construct() should call
674      * ofproto_init_tables() to allocate and initialize ofproto->n_tables and
675      * ofproto->tables.  Each flow table will be initially empty, so
676      * ->construct() should delete flows from the underlying datapath, if
677      * necessary, rather than populating the tables.
678      *
679      * If the ofproto knows the maximum port number that the datapath can have,
680      * then it can call ofproto_init_max_ports().  If it does so, then the
681      * client will ensure that the actions it allows to be used through
682      * OpenFlow do not refer to ports above that maximum number.
683      *
684      * Only one ofproto instance needs to be supported for any given datapath.
685      * If a datapath is already open as part of one "ofproto", then another
686      * attempt to "construct" the same datapath as part of another ofproto is
687      * allowed to fail with an error.
688      *
689      * ->construct() returns 0 if successful, otherwise a positive errno
690      * value.
691      *
692      *
693      * Destruction
694      * ===========
695      *
696      * If 'ofproto' has any pending asynchronous operations, ->destruct()
697      * must complete all of them by calling ofoperation_complete().
698      *
699      * ->destruct() must also destroy all remaining rules in the ofproto's
700      * tables, by passing each remaining rule to ofproto_rule_delete(), and
701      * then complete each of those deletions in turn by calling
702      * ofoperation_complete().
703      *
704      * (Thus, there is a multi-step process for any rule currently being
705      * inserted or modified at the beginning of destruction: first
706      * ofoperation_complete() that operation, then ofproto_rule_delete() the
707      * rule, then ofoperation_complete() the deletion operation.)
708      *
709      * The client will destroy the flow tables themselves after ->destruct()
710      * returns.
711      */
712     struct ofproto *(*alloc)(void);
713     int (*construct)(struct ofproto *ofproto);
714     void (*destruct)(struct ofproto *ofproto);
715     void (*dealloc)(struct ofproto *ofproto);
716
717     /* Performs any periodic activity required by 'ofproto'.  It should:
718      *
719      *   - Call connmgr_send_packet_in() for each received packet that missed
720      *     in the OpenFlow flow table or that had a OFPP_CONTROLLER output
721      *     action.
722      *
723      *   - Call ofproto_rule_expire() for each OpenFlow flow that has reached
724      *     its hard_timeout or idle_timeout, to expire the flow.
725      *
726      *     (But rules that are part of a pending operation, e.g. rules for
727      *     which ->pending is true, may not expire.)
728      *
729      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
730     int (*run)(struct ofproto *ofproto);
731
732     /* Performs periodic activity required by 'ofproto' that needs to be done
733      * with the least possible latency.
734      *
735      * This is run multiple times per main loop.  An ofproto provider may
736      * implement it or not, according to whether it provides a performance
737      * boost for that ofproto implementation. */
738     int (*run_fast)(struct ofproto *ofproto);
739
740     /* Causes the poll loop to wake up when 'ofproto''s 'run' function needs to
741      * be called, e.g. by calling the timer or fd waiting functions in
742      * poll-loop.h.  */
743     void (*wait)(struct ofproto *ofproto);
744
745     /* Adds some memory usage statistics for the implementation of 'ofproto'
746      * into 'usage', for use with memory_report().
747      *
748      * This function is optional. */
749     void (*get_memory_usage)(const struct ofproto *ofproto,
750                              struct simap *usage);
751
752     /* Every "struct rule" in 'ofproto' is about to be deleted, one by one.
753      * This function may prepare for that, for example by clearing state in
754      * advance.  It should *not* actually delete any "struct rule"s from
755      * 'ofproto', only prepare for it.
756      *
757      * This function is optional; it's really just for optimization in case
758      * it's cheaper to delete all the flows from your hardware in a single pass
759      * than to do it one by one. */
760     void (*flush)(struct ofproto *ofproto);
761
762     /* Helper for the OpenFlow OFPT_FEATURES_REQUEST request.
763      *
764      * The implementation should store true in '*arp_match_ip' if the switch
765      * supports matching IP addresses inside ARP requests and replies, false
766      * otherwise.
767      *
768      * The implementation should store in '*actions' a bitmap of the supported
769      * OpenFlow actions.  Vendor actions are not included in '*actions'. */
770     void (*get_features)(struct ofproto *ofproto,
771                          bool *arp_match_ip,
772                          enum ofputil_action_bitmap *actions);
773
774     /* Helper for the OpenFlow OFPST_TABLE statistics request.
775      *
776      * The 'ots' array contains 'ofproto->n_tables' elements.  Each element is
777      * initialized as:
778      *
779      *   - 'table_id' to the array index.
780      *
781      *   - 'name' to "table#" where # is the table ID.
782      *
783      *   - 'match' and 'wildcards' to OFPXMT12_MASK.
784      *
785      *   - 'write_actions' and 'apply_actions' to OFPAT12_OUTPUT.
786      *
787      *   - 'write_setfields' and 'apply_setfields' to OFPXMT12_MASK.
788      *
789      *   - 'metadata_match' and 'metadata_write' to UINT64_MAX.
790      *
791      *   - 'instructions' to OFPIT11_ALL.
792      *
793      *   - 'config' to OFPTC11_TABLE_MISS_MASK.
794      *
795      *   - 'max_entries' to 1,000,000.
796      *
797      *   - 'active_count' to the classifier_count() for the table.
798      *
799      *   - 'lookup_count' and 'matched_count' to 0.
800      *
801      * The implementation should update any members in each element for which
802      * it has better values:
803      *
804      *   - 'name' to a more meaningful name.
805      *
806      *   - 'wildcards' to the set of wildcards actually supported by the table
807      *     (if it doesn't support all OpenFlow wildcards).
808      *
809      *   - 'instructions' to set the instructions actually supported by
810      *     the table.
811      *
812      *   - 'write_actions' to set the write actions actually supported by
813      *     the table (if it doesn't support all OpenFlow actions).
814      *
815      *   - 'apply_actions' to set the apply actions actually supported by
816      *     the table (if it doesn't support all OpenFlow actions).
817      *
818      *   - 'write_setfields' to set the write setfields actually supported by
819      *     the table.
820      *
821      *   - 'apply_setfields' to set the apply setfields actually supported by
822      *     the table.
823      *
824      *   - 'max_entries' to the maximum number of flows actually supported by
825      *     the hardware.
826      *
827      *   - 'lookup_count' to the number of packets looked up in this flow table
828      *     so far.
829      *
830      *   - 'matched_count' to the number of packets looked up in this flow
831      *     table so far that matched one of the flow entries.
832      *
833      * All of the members of struct ofp12_table_stats are in network byte
834      * order.
835      */
836     void (*get_tables)(struct ofproto *ofproto, struct ofp12_table_stats *ots);
837
838 /* ## ---------------- ## */
839 /* ## ofport Functions ## */
840 /* ## ---------------- ## */
841
842     /* Life-cycle functions for a "struct ofport" (see "Life Cycle" above).
843      *
844      * ->port_construct() should not modify any base members of the ofport.
845      * An ofproto implementation should use the 'ofp_port' member of
846      * "struct ofport" as the OpenFlow port number.
847      *
848      * ofports are managed by the base ofproto code.  The ofproto
849      * implementation should only create and destroy them in response to calls
850      * to these functions.  The base ofproto code will create and destroy
851      * ofports in the following situations:
852      *
853      *   - Just after the ->construct() function is called, the base ofproto
854      *     iterates over all of the implementation's ports, using
855      *     ->port_dump_start() and related functions, and constructs an ofport
856      *     for each dumped port.
857      *
858      *   - If ->port_poll() reports that a specific port has changed, then the
859      *     base ofproto will query that port with ->port_query_by_name() and
860      *     construct or destruct ofports as necessary to reflect the updated
861      *     set of ports.
862      *
863      *   - If ->port_poll() returns ENOBUFS to report an unspecified port set
864      *     change, then the base ofproto will iterate over all of the
865      *     implementation's ports, in the same way as at ofproto
866      *     initialization, and construct and destruct ofports to reflect all of
867      *     the changes.
868      *
869      * ->port_construct() returns 0 if successful, otherwise a positive errno
870      * value.
871      */
872     struct ofport *(*port_alloc)(void);
873     int (*port_construct)(struct ofport *ofport);
874     void (*port_destruct)(struct ofport *ofport);
875     void (*port_dealloc)(struct ofport *ofport);
876
877     /* Called after 'ofport->netdev' is replaced by a new netdev object.  If
878      * the ofproto implementation uses the ofport's netdev internally, then it
879      * should switch to using the new one.  The old one has been closed.
880      *
881      * An ofproto implementation that doesn't need to do anything in this
882      * function may use a null pointer. */
883     void (*port_modified)(struct ofport *ofport);
884
885     /* Called after an OpenFlow request changes a port's configuration.
886      * 'ofport->pp.config' contains the new configuration.  'old_config'
887      * contains the previous configuration.
888      *
889      * The caller implements OFPUTIL_PC_PORT_DOWN using netdev functions to
890      * turn NETDEV_UP on and off, so this function doesn't have to do anything
891      * for that bit (and it won't be called if that is the only bit that
892      * changes). */
893     void (*port_reconfigured)(struct ofport *ofport,
894                               enum ofputil_port_config old_config);
895
896     /* Looks up a port named 'devname' in 'ofproto'.  On success, initializes
897      * '*port' appropriately.
898      *
899      * The caller owns the data in 'port' and must free it with
900      * ofproto_port_destroy() when it is no longer needed. */
901     int (*port_query_by_name)(const struct ofproto *ofproto,
902                               const char *devname, struct ofproto_port *port);
903
904     /* Attempts to add 'netdev' as a port on 'ofproto'.  Returns 0 if
905      * successful, otherwise a positive errno value.  The caller should
906      * inform the implementation of the OpenFlow port through the
907      * ->port_construct() method.
908      *
909      * It doesn't matter whether the new port will be returned by a later call
910      * to ->port_poll(); the implementation may do whatever is more
911      * convenient. */
912     int (*port_add)(struct ofproto *ofproto, struct netdev *netdev);
913
914     /* Deletes port number 'ofp_port' from the datapath for 'ofproto'.  Returns
915      * 0 if successful, otherwise a positive errno value.
916      *
917      * It doesn't matter whether the new port will be returned by a later call
918      * to ->port_poll(); the implementation may do whatever is more
919      * convenient. */
920     int (*port_del)(struct ofproto *ofproto, ofp_port_t ofp_port);
921
922     /* Get port stats */
923     int (*port_get_stats)(const struct ofport *port,
924                           struct netdev_stats *stats);
925
926     /* Port iteration functions.
927      *
928      * The client might not be entirely in control of the ports within an
929      * ofproto.  Some hardware implementations, for example, might have a fixed
930      * set of ports in a datapath.  For this reason, the client needs a way to
931      * iterate through all the ports that are actually in a datapath.  These
932      * functions provide that functionality.
933      *
934      * The 'state' pointer provides the implementation a place to
935      * keep track of its position.  Its format is opaque to the caller.
936      *
937      * The ofproto provider retains ownership of the data that it stores into
938      * ->port_dump_next()'s 'port' argument.  The data must remain valid until
939      * at least the next call to ->port_dump_next() or ->port_dump_done() for
940      * 'state'.  The caller will not modify or free it.
941      *
942      * Details
943      * =======
944      *
945      * ->port_dump_start() attempts to begin dumping the ports in 'ofproto'.
946      * On success, it should return 0 and initialize '*statep' with any data
947      * needed for iteration.  On failure, returns a positive errno value, and
948      * the client will not call ->port_dump_next() or ->port_dump_done().
949      *
950      * ->port_dump_next() attempts to retrieve another port from 'ofproto' for
951      * 'state'.  If there is another port, it should store the port's
952      * information into 'port' and return 0.  It should return EOF if all ports
953      * have already been iterated.  Otherwise, on error, it should return a
954      * positive errno value.  This function will not be called again once it
955      * returns nonzero once for a given iteration (but the 'port_dump_done'
956      * function will be called afterward).
957      *
958      * ->port_dump_done() allows the implementation to release resources used
959      * for iteration.  The caller might decide to stop iteration in the middle
960      * by calling this function before ->port_dump_next() returns nonzero.
961      *
962      * Usage Example
963      * =============
964      *
965      * int error;
966      * void *state;
967      *
968      * error = ofproto->ofproto_class->port_dump_start(ofproto, &state);
969      * if (!error) {
970      *     for (;;) {
971      *         struct ofproto_port port;
972      *
973      *         error = ofproto->ofproto_class->port_dump_next(
974      *                     ofproto, state, &port);
975      *         if (error) {
976      *             break;
977      *         }
978      *         // Do something with 'port' here (without modifying or freeing
979      *         // any of its data).
980      *     }
981      *     ofproto->ofproto_class->port_dump_done(ofproto, state);
982      * }
983      * // 'error' is now EOF (success) or a positive errno value (failure).
984      */
985     int (*port_dump_start)(const struct ofproto *ofproto, void **statep);
986     int (*port_dump_next)(const struct ofproto *ofproto, void *state,
987                           struct ofproto_port *port);
988     int (*port_dump_done)(const struct ofproto *ofproto, void *state);
989
990     /* Polls for changes in the set of ports in 'ofproto'.  If the set of ports
991      * in 'ofproto' has changed, then this function should do one of the
992      * following:
993      *
994      * - Preferably: store the name of the device that was added to or deleted
995      *   from 'ofproto' in '*devnamep' and return 0.  The caller is responsible
996      *   for freeing '*devnamep' (with free()) when it no longer needs it.
997      *
998      * - Alternatively: return ENOBUFS, without indicating the device that was
999      *   added or deleted.
1000      *
1001      * Occasional 'false positives', in which the function returns 0 while
1002      * indicating a device that was not actually added or deleted or returns
1003      * ENOBUFS without any change, are acceptable.
1004      *
1005      * The purpose of 'port_poll' is to let 'ofproto' know about changes made
1006      * externally to the 'ofproto' object, e.g. by a system administrator via
1007      * ovs-dpctl.  Therefore, it's OK, and even preferable, for port_poll() to
1008      * not report changes made through calls to 'port_add' or 'port_del' on the
1009      * same 'ofproto' object.  (But it's OK for it to report them too, just
1010      * slightly less efficient.)
1011      *
1012      * If the set of ports in 'ofproto' has not changed, returns EAGAIN.  May
1013      * also return other positive errno values to indicate that something has
1014      * gone wrong.
1015      *
1016      * If the set of ports in a datapath is fixed, or if the only way that the
1017      * set of ports in a datapath can change is through ->port_add() and
1018      * ->port_del(), then this function may be a null pointer.
1019      */
1020     int (*port_poll)(const struct ofproto *ofproto, char **devnamep);
1021
1022     /* Arranges for the poll loop to wake up when ->port_poll() will return a
1023      * value other than EAGAIN.
1024      *
1025      * If the set of ports in a datapath is fixed, or if the only way that the
1026      * set of ports in a datapath can change is through ->port_add() and
1027      * ->port_del(), or if the poll loop will always wake up anyway when
1028      * ->port_poll() will return a value other than EAGAIN, then this function
1029      * may be a null pointer.
1030      */
1031     void (*port_poll_wait)(const struct ofproto *ofproto);
1032
1033     /* Checks the status of LACP negotiation for 'port'.  Returns 1 if LACP
1034      * partner information for 'port' is up-to-date, 0 if LACP partner
1035      * information is not current (generally indicating a connectivity
1036      * problem), or -1 if LACP is not enabled on 'port'.
1037      *
1038      * This function may be a null pointer if the ofproto implementation does
1039      * not support LACP. */
1040     int (*port_is_lacp_current)(const struct ofport *port);
1041
1042 /* ## ----------------------- ## */
1043 /* ## OpenFlow Rule Functions ## */
1044 /* ## ----------------------- ## */
1045
1046     /* Chooses an appropriate table for 'match' within 'ofproto'.  On
1047      * success, stores the table ID into '*table_idp' and returns 0.  On
1048      * failure, returns an OpenFlow error code.
1049      *
1050      * The choice of table should be a function of 'match' and 'ofproto''s
1051      * datapath capabilities.  It should not depend on the flows already in
1052      * 'ofproto''s flow tables.  Failure implies that an OpenFlow rule with
1053      * 'match' as its matching condition can never be inserted into 'ofproto',
1054      * even starting from an empty flow table.
1055      *
1056      * If multiple tables are candidates for inserting the flow, the function
1057      * should choose one arbitrarily (but deterministically).
1058      *
1059      * If this function is NULL then table 0 is always chosen. */
1060     enum ofperr (*rule_choose_table)(const struct ofproto *ofproto,
1061                                      const struct match *match,
1062                                      uint8_t *table_idp);
1063
1064     /* Life-cycle functions for a "struct rule".
1065      *
1066      *
1067      * Rule Life Cycle
1068      * ===============
1069      *
1070      * The life cycle of a struct rule is an elaboration of the basic life
1071      * cycle described above under "Life Cycle".
1072      *
1073      * After a rule is successfully constructed, it is then inserted.  If
1074      * insertion completes successfully, then before it is later destructed, it
1075      * is deleted.
1076      *
1077      * You can think of a rule as having the following extra steps inserted
1078      * between "Life Cycle" steps 4 and 5:
1079      *
1080      *   4.1. The client inserts the rule into the flow table, making it
1081      *        visible in flow table lookups.
1082      *
1083      *   4.2. The client calls "rule_insert".  Immediately or eventually, the
1084      *        implementation calls ofoperation_complete() to indicate that the
1085      *        insertion completed.  If the operation failed, skip to step 5.
1086      *
1087      *   4.3. The rule is now installed in the flow table.  Eventually it will
1088      *        be deleted.
1089      *
1090      *   4.4. The client removes the rule from the flow table.  It is no longer
1091      *        visible in flow table lookups.
1092      *
1093      *   4.5. The client calls "rule_delete".  Immediately or eventually, the
1094      *        implementation calls ofoperation_complete() to indicate that the
1095      *        deletion completed.  Deletion is not allowed to fail, so it must
1096      *        be successful.
1097      *
1098      *
1099      * Asynchronous Operation Support
1100      * ==============================
1101      *
1102      * The "insert" and "delete" life-cycle operations on rules can operate
1103      * asynchronously, meaning that ->rule_insert() and ->rule_delete() only
1104      * need to initiate their respective operations and do not need to wait for
1105      * them to complete before they return.  ->rule_modify_actions() also
1106      * operates asynchronously.
1107      *
1108      * An ofproto implementation reports the success or failure of an
1109      * asynchronous operation on a rule using the rule's 'pending' member,
1110      * which points to a opaque "struct ofoperation" that represents the
1111      * ongoing operation.  When the operation completes, the ofproto
1112      * implementation calls ofoperation_complete(), passing the ofoperation and
1113      * an error indication.
1114      *
1115      * Only the following contexts may call ofoperation_complete():
1116      *
1117      *   - The function called to initiate the operation, e.g. ->rule_insert()
1118      *     or ->rule_delete().  This is the best choice if the operation
1119      *     completes quickly.
1120      *
1121      *   - The implementation's ->run() function.
1122      *
1123      *   - The implementation's ->destruct() function.
1124      *
1125      * The ofproto base code updates the flow table optimistically, assuming
1126      * that the operation will probably succeed:
1127      *
1128      *   - ofproto adds the rule in the flow table before calling
1129      *     ->rule_insert().
1130      *
1131      *   - ofproto updates the rule's actions and other properties before
1132      *     calling ->rule_modify_actions().
1133      *
1134      *   - ofproto removes the rule before calling ->rule_delete().
1135      *
1136      * With one exception, when an asynchronous operation completes with an
1137      * error, ofoperation_complete() backs out the already applied changes:
1138      *
1139      *   - If adding a rule in the flow table fails, ofproto removes the new
1140      *     rule.
1141      *
1142      *   - If modifying a rule fails, ofproto restores the original actions
1143      *     (and other properties).
1144      *
1145      *   - Removing a rule is not allowed to fail.  It must always succeed.
1146      *
1147      * The ofproto base code serializes operations: if any operation is in
1148      * progress on a given rule, ofproto postpones initiating any new operation
1149      * on that rule until the pending operation completes.  Therefore, every
1150      * operation must eventually complete through a call to
1151      * ofoperation_complete() to avoid delaying new operations indefinitely
1152      * (including any OpenFlow request that affects the rule in question, even
1153      * just to query its statistics).
1154      *
1155      *
1156      * Construction
1157      * ============
1158      *
1159      * When ->rule_construct() is called, 'rule' is a new rule that is not yet
1160      * inserted into a flow table.  ->rule_construct() should initialize enough
1161      * of the rule's derived state for 'rule' to be suitable for inserting into
1162      * a flow table.  ->rule_construct() should not modify any base members of
1163      * struct rule.
1164      *
1165      * If ->rule_construct() fails (as indicated by returning a nonzero
1166      * OpenFlow error code), the ofproto base code will uninitialize and
1167      * deallocate 'rule'.  See "Rule Life Cycle" above for more details.
1168      *
1169      * ->rule_construct() may also:
1170      *
1171      *   - Validate that the datapath supports the matching rule in 'rule->cr'
1172      *     datapath.  For example, if the rule's table does not support
1173      *     registers, then it is an error if 'rule->cr' does not wildcard all
1174      *     registers.
1175      *
1176      *   - Validate that the datapath can correctly implement 'rule->ofpacts'.
1177      *
1178      * Some implementations might need to defer these tasks to ->rule_insert(),
1179      * which is also acceptable.
1180      *
1181      *
1182      * Insertion
1183      * =========
1184      *
1185      * Following successful construction, the ofproto base case inserts 'rule'
1186      * into its flow table, then it calls ->rule_insert().  ->rule_insert()
1187      * should set in motion adding the new rule to the datapath flow table.  It
1188      * must act as follows:
1189      *
1190      *   - If it completes insertion, either by succeeding or failing, it must
1191      *     call ofoperation_complete()
1192      *
1193      *   - If insertion is only partially complete, then it must return without
1194      *     calling ofoperation_complete().  Later, when the insertion is
1195      *     complete, the ->run() or ->destruct() function must call
1196      *     ofoperation_complete() to report success or failure.
1197      *
1198      * If ->rule_insert() fails, the ofproto base code will remove 'rule' from
1199      * the flow table, destruct, uninitialize, and deallocate 'rule'.  See
1200      * "Rule Life Cycle" above for more details.
1201      *
1202      *
1203      * Deletion
1204      * ========
1205      *
1206      * The ofproto base code removes 'rule' from its flow table before it calls
1207      * ->rule_delete().  ->rule_delete() should set in motion removing 'rule'
1208      * from the datapath flow table.  It must act as follows:
1209      *
1210      *   - If it completes deletion, it must call ofoperation_complete().
1211      *
1212      *   - If deletion is only partially complete, then it must return without
1213      *     calling ofoperation_complete().  Later, when the deletion is
1214      *     complete, the ->run() or ->destruct() function must call
1215      *     ofoperation_complete().
1216      *
1217      * Rule deletion must not fail.
1218      *
1219      *
1220      * Destruction
1221      * ===========
1222      *
1223      * ->rule_destruct() must uninitialize derived state.
1224      *
1225      * Rule destruction must not fail. */
1226     struct rule *(*rule_alloc)(void);
1227     enum ofperr (*rule_construct)(struct rule *rule)
1228         /* OVS_REQUIRES(ofproto_mutex) */;
1229     void (*rule_insert)(struct rule *rule) /* OVS_REQUIRES(ofproto_mutex) */;
1230     void (*rule_delete)(struct rule *rule) /* OVS_REQUIRES(ofproto_mutex) */;
1231     void (*rule_destruct)(struct rule *rule);
1232     void (*rule_dealloc)(struct rule *rule);
1233
1234     /* Obtains statistics for 'rule', storing the number of packets that have
1235      * matched it in '*packet_count' and the number of bytes in those packets
1236      * in '*byte_count'.  UINT64_MAX indicates that the packet count or byte
1237      * count is unknown.  If 'push' is true, the provider may try to update
1238      * statistics for 'rule', possibly taking the 'ofproto_mutex'.*/
1239     void (*rule_get_stats)(struct rule *rule, uint64_t *packet_count,
1240                            uint64_t *byte_count, bool push)
1241         /* OVS_EXCLUDED(ofproto_mutex) */;
1242
1243     /* Applies the actions in 'rule' to 'packet'.  (This implements sending
1244      * buffered packets for OpenFlow OFPT_FLOW_MOD commands.)
1245      *
1246      * Takes ownership of 'packet' (so it should eventually free it, with
1247      * ofpbuf_delete()).
1248      *
1249      * 'flow' reflects the flow information for 'packet'.  All of the
1250      * information in 'flow' is extracted from 'packet', except for
1251      * flow->tunnel and flow->in_port, which are assigned the correct values
1252      * for the incoming packet.  The register values are zeroed.  'packet''s
1253      * header pointers (e.g. packet->l3) are appropriately initialized.
1254      * packet->l3 is aligned on a 32-bit boundary.
1255      *
1256      * The implementation should add the statistics for 'packet' into 'rule'.
1257      *
1258      * Returns 0 if successful, otherwise an OpenFlow error code. */
1259     enum ofperr (*rule_execute)(struct rule *rule, const struct flow *flow,
1260                                 struct ofpbuf *packet);
1261
1262     /* When ->rule_modify_actions() is called, the caller has already replaced
1263      * the OpenFlow actions in 'rule' by a new set.  (The original actions are
1264      * in rule->pending->actions.)
1265      *
1266      * ->rule_modify_actions() should set the following in motion:
1267      *
1268      *   - Validate that the datapath can correctly implement the actions now
1269      *     in 'rule'.
1270      *
1271      *   - Update the datapath flow table with the new actions.
1272      *
1273      *   - Only if 'reset_counters' is true, reset any packet or byte counters
1274      *     associated with the rule to zero, so that rule_get_stats() will not
1275      *     longer count those packets or bytes.
1276      *
1277      * If the operation synchronously completes, ->rule_modify_actions() may
1278      * call ofoperation_complete() before it returns.  Otherwise, ->run()
1279      * should call ofoperation_complete() later, after the operation does
1280      * complete.
1281      *
1282      * If the operation fails, then the base ofproto code will restore the
1283      * original 'actions' and 'n_actions' of 'rule'.
1284      *
1285      * ->rule_modify_actions() should not modify any base members of struct
1286      * rule. */
1287     void (*rule_modify_actions)(struct rule *rule, bool reset_counters)
1288         /* OVS_REQUIRES(ofproto_mutex) */;
1289
1290     /* Changes the OpenFlow IP fragment handling policy to 'frag_handling',
1291      * which takes one of the following values, with the corresponding
1292      * meanings:
1293      *
1294      *  - OFPC_FRAG_NORMAL: The switch should treat IP fragments the same way
1295      *    as other packets, omitting TCP and UDP port numbers (always setting
1296      *    them to 0).
1297      *
1298      *  - OFPC_FRAG_DROP: The switch should drop all IP fragments without
1299      *    passing them through the flow table.
1300      *
1301      *  - OFPC_FRAG_REASM: The switch should reassemble IP fragments before
1302      *    passing packets through the flow table.
1303      *
1304      *  - OFPC_FRAG_NX_MATCH (a Nicira extension): Similar to OFPC_FRAG_NORMAL,
1305      *    except that TCP and UDP port numbers should be included in fragments
1306      *    with offset 0.
1307      *
1308      * Implementations are not required to support every mode.
1309      * OFPC_FRAG_NORMAL is the default mode when an ofproto is created.
1310      *
1311      * At the time of the call to ->set_frag_handling(), the current mode is
1312      * available in 'ofproto->frag_handling'.  ->set_frag_handling() returns
1313      * true if the requested mode was set, false if it is not supported.
1314      *
1315      * Upon successful return, the caller changes 'ofproto->frag_handling' to
1316      * reflect the new mode.
1317      */
1318     bool (*set_frag_handling)(struct ofproto *ofproto,
1319                               enum ofp_config_flags frag_handling);
1320
1321     /* Implements the OpenFlow OFPT_PACKET_OUT command.  The datapath should
1322      * execute the 'ofpacts_len' bytes of "struct ofpacts" in 'ofpacts'.
1323      *
1324      * The caller retains ownership of 'packet' and of 'ofpacts', so
1325      * ->packet_out() should not modify or free them.
1326      *
1327      * This function must validate that it can correctly implement 'ofpacts'.
1328      * If not, then it should return an OpenFlow error code.
1329      *
1330      * 'flow' reflects the flow information for 'packet'.  All of the
1331      * information in 'flow' is extracted from 'packet', except for
1332      * flow->in_port (see below).  flow->tunnel and its register values are
1333      * zeroed.
1334      *
1335      * flow->in_port comes from the OpenFlow OFPT_PACKET_OUT message.  The
1336      * implementation should reject invalid flow->in_port values by returning
1337      * OFPERR_OFPBRC_BAD_PORT.  (If the implementation called
1338      * ofproto_init_max_ports(), then the client will reject these ports
1339      * itself.)  For consistency, the implementation should consider valid for
1340      * flow->in_port any value that could possibly be seen in a packet that it
1341      * passes to connmgr_send_packet_in().  Ideally, even an implementation
1342      * that never generates packet-ins (e.g. due to hardware limitations)
1343      * should still allow flow->in_port values for every possible physical port
1344      * and OFPP_LOCAL.  The only virtual ports (those above OFPP_MAX) that the
1345      * caller will ever pass in as flow->in_port, other than OFPP_LOCAL, are
1346      * OFPP_NONE and OFPP_CONTROLLER.  The implementation should allow both of
1347      * these, treating each of them as packets generated by the controller as
1348      * opposed to packets originating from some switch port.
1349      *
1350      * (Ordinarily the only effect of flow->in_port is on output actions that
1351      * involve the input port, such as actions that output to OFPP_IN_PORT,
1352      * OFPP_FLOOD, or OFPP_ALL.  flow->in_port can also affect Nicira extension
1353      * "resubmit" actions.)
1354      *
1355      * 'packet' is not matched against the OpenFlow flow table, so its
1356      * statistics should not be included in OpenFlow flow statistics.
1357      *
1358      * Returns 0 if successful, otherwise an OpenFlow error code. */
1359     enum ofperr (*packet_out)(struct ofproto *ofproto, struct ofpbuf *packet,
1360                               const struct flow *flow,
1361                               const struct ofpact *ofpacts,
1362                               size_t ofpacts_len);
1363
1364 /* ## ------------------------- ## */
1365 /* ## OFPP_NORMAL configuration ## */
1366 /* ## ------------------------- ## */
1367
1368     /* Configures NetFlow on 'ofproto' according to the options in
1369      * 'netflow_options', or turns off NetFlow if 'netflow_options' is NULL.
1370      *
1371      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that 'ofproto' does not support
1372      * NetFlow, as does a null pointer. */
1373     int (*set_netflow)(struct ofproto *ofproto,
1374                        const struct netflow_options *netflow_options);
1375
1376     void (*get_netflow_ids)(const struct ofproto *ofproto,
1377                             uint8_t *engine_type, uint8_t *engine_id);
1378
1379     /* Configures sFlow on 'ofproto' according to the options in
1380      * 'sflow_options', or turns off sFlow if 'sflow_options' is NULL.
1381      *
1382      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that 'ofproto' does not support
1383      * sFlow, as does a null pointer. */
1384     int (*set_sflow)(struct ofproto *ofproto,
1385                      const struct ofproto_sflow_options *sflow_options);
1386
1387     /* Configures IPFIX on 'ofproto' according to the options in
1388      * 'bridge_exporter_options' and the 'flow_exporters_options'
1389      * array, or turns off IPFIX if 'bridge_exporter_options' and
1390      * 'flow_exporters_options' is NULL.
1391      *
1392      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that 'ofproto' does not support
1393      * IPFIX, as does a null pointer. */
1394     int (*set_ipfix)(
1395         struct ofproto *ofproto,
1396         const struct ofproto_ipfix_bridge_exporter_options
1397             *bridge_exporter_options,
1398         const struct ofproto_ipfix_flow_exporter_options
1399             *flow_exporters_options, size_t n_flow_exporters_options);
1400
1401     /* Configures connectivity fault management on 'ofport'.
1402      *
1403      * If 'cfm_settings' is nonnull, configures CFM according to its members.
1404      *
1405      * If 'cfm_settings' is null, removes any connectivity fault management
1406      * configuration from 'ofport'.
1407      *
1408      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1409      * support CFM, as does a null pointer. */
1410     int (*set_cfm)(struct ofport *ofport, const struct cfm_settings *s);
1411
1412     /* Checks the status of CFM configured on 'ofport'.  Returns true if the
1413      * port's CFM status was successfully stored into '*status'.  Returns false
1414      * if the port did not have CFM configured, in which case '*status' is
1415      * indeterminate.
1416      *
1417      * The caller must provide and owns '*status', but it does not own and must
1418      * not modify or free the array returned in 'status->rmps'. */
1419     bool (*get_cfm_status)(const struct ofport *ofport,
1420                            struct ofproto_cfm_status *status);
1421
1422     /* Configures BFD on 'ofport'.
1423      *
1424      * If 'cfg' is NULL, or 'cfg' does not contain the key value pair
1425      * "enable=true", removes BFD from 'ofport'.  Otherwise, configures BFD
1426      * according to 'cfg'.
1427      *
1428      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1429      * support BFD, as does a null pointer. */
1430     int (*set_bfd)(struct ofport *ofport, const struct smap *cfg);
1431
1432     /* Populates 'smap' with the status of BFD on 'ofport'.  Returns 0 on
1433      * success, or a positive errno.  EOPNOTSUPP as a return value indicates
1434      * that this ofproto_class does not support BFD, as does a null pointer. */
1435     int (*get_bfd_status)(struct ofport *ofport, struct smap *smap);
1436
1437     /* Configures spanning tree protocol (STP) on 'ofproto' using the
1438      * settings defined in 's'.
1439      *
1440      * If 's' is nonnull, configures STP according to its members.
1441      *
1442      * If 's' is null, removes any STP configuration from 'ofproto'.
1443      *
1444      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1445      * support STP, as does a null pointer. */
1446     int (*set_stp)(struct ofproto *ofproto,
1447                    const struct ofproto_stp_settings *s);
1448
1449     /* Retrieves state of spanning tree protocol (STP) on 'ofproto'.
1450      *
1451      * Stores STP state for 'ofproto' in 's'.  If the 'enabled' member
1452      * is false, the other member values are not meaningful.
1453      *
1454      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1455      * support STP, as does a null pointer. */
1456     int (*get_stp_status)(struct ofproto *ofproto,
1457                           struct ofproto_stp_status *s);
1458
1459     /* Configures spanning tree protocol (STP) on 'ofport' using the
1460      * settings defined in 's'.
1461      *
1462      * If 's' is nonnull, configures STP according to its members.  The
1463      * caller is responsible for assigning STP port numbers (using the
1464      * 'port_num' member in the range of 1 through 255, inclusive) and
1465      * ensuring there are no duplicates.
1466      *
1467      * If 's' is null, removes any STP configuration from 'ofport'.
1468      *
1469      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1470      * support STP, as does a null pointer. */
1471     int (*set_stp_port)(struct ofport *ofport,
1472                         const struct ofproto_port_stp_settings *s);
1473
1474     /* Retrieves spanning tree protocol (STP) port status of 'ofport'.
1475      *
1476      * Stores STP state for 'ofport' in 's'.  If the 'enabled' member is
1477      * false, the other member values are not meaningful.
1478      *
1479      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1480      * support STP, as does a null pointer. */
1481     int (*get_stp_port_status)(struct ofport *ofport,
1482                                struct ofproto_port_stp_status *s);
1483
1484     /* Registers meta-data associated with the 'n_qdscp' Qualities of Service
1485      * 'queues' attached to 'ofport'.  This data is not intended to be
1486      * sufficient to implement QoS.  Instead, providers may use this
1487      * information to implement features which require knowledge of what queues
1488      * exist on a port, and some basic information about them.
1489      *
1490      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1491      * support QoS, as does a null pointer. */
1492     int (*set_queues)(struct ofport *ofport,
1493                       const struct ofproto_port_queue *queues, size_t n_qdscp);
1494
1495     /* If 's' is nonnull, this function registers a "bundle" associated with
1496      * client data pointer 'aux' in 'ofproto'.  A bundle is the same concept as
1497      * a Port in OVSDB, that is, it consists of one or more "slave" devices
1498      * (Interfaces, in OVSDB) along with VLAN and LACP configuration and, if
1499      * there is more than one slave, a bonding configuration.  If 'aux' is
1500      * already registered then this function updates its configuration to 's'.
1501      * Otherwise, this function registers a new bundle.
1502      *
1503      * If 's' is NULL, this function unregisters the bundle registered on
1504      * 'ofproto' associated with client data pointer 'aux'.  If no such bundle
1505      * has been registered, this has no effect.
1506      *
1507      * This function affects only the behavior of the NXAST_AUTOPATH action and
1508      * output to the OFPP_NORMAL port.  An implementation that does not support
1509      * it at all may set it to NULL or return EOPNOTSUPP.  An implementation
1510      * that supports only a subset of the functionality should implement what
1511      * it can and return 0. */
1512     int (*bundle_set)(struct ofproto *ofproto, void *aux,
1513                       const struct ofproto_bundle_settings *s);
1514
1515     /* If 'port' is part of any bundle, removes it from that bundle.  If the
1516      * bundle now has no ports, deletes the bundle.  If the bundle now has only
1517      * one port, deconfigures the bundle's bonding configuration. */
1518     void (*bundle_remove)(struct ofport *ofport);
1519
1520     /* If 's' is nonnull, this function registers a mirror associated with
1521      * client data pointer 'aux' in 'ofproto'.  A mirror is the same concept as
1522      * a Mirror in OVSDB.  If 'aux' is already registered then this function
1523      * updates its configuration to 's'.  Otherwise, this function registers a
1524      * new mirror.
1525      *
1526      * If 's' is NULL, this function unregisters the mirror registered on
1527      * 'ofproto' associated with client data pointer 'aux'.  If no such mirror
1528      * has been registered, this has no effect.
1529      *
1530      * An implementation that does not support mirroring at all may set
1531      * it to NULL or return EOPNOTSUPP.  An implementation that supports
1532      * only a subset of the functionality should implement what it can
1533      * and return 0. */
1534     int (*mirror_set)(struct ofproto *ofproto, void *aux,
1535                       const struct ofproto_mirror_settings *s);
1536
1537     /* Retrieves statistics from mirror associated with client data
1538      * pointer 'aux' in 'ofproto'.  Stores packet and byte counts in
1539      * 'packets' and 'bytes', respectively.  If a particular counter is
1540      * not supported, the appropriate argument is set to UINT64_MAX.
1541      *
1542      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1543      * support retrieving mirror statistics. */
1544     int (*mirror_get_stats)(struct ofproto *ofproto, void *aux,
1545                             uint64_t *packets, uint64_t *bytes);
1546
1547     /* Configures the VLANs whose bits are set to 1 in 'flood_vlans' as VLANs
1548      * on which all packets are flooded, instead of using MAC learning.  If
1549      * 'flood_vlans' is NULL, then MAC learning applies to all VLANs.
1550      *
1551      * This function affects only the behavior of the OFPP_NORMAL action.  An
1552      * implementation that does not support it may set it to NULL or return
1553      * EOPNOTSUPP. */
1554     int (*set_flood_vlans)(struct ofproto *ofproto,
1555                            unsigned long *flood_vlans);
1556
1557     /* Returns true if 'aux' is a registered bundle that is currently in use as
1558      * the output for a mirror. */
1559     bool (*is_mirror_output_bundle)(const struct ofproto *ofproto, void *aux);
1560
1561     /* When the configuration option of forward_bpdu changes, this function
1562      * will be invoked. */
1563     void (*forward_bpdu_changed)(struct ofproto *ofproto);
1564
1565     /* Sets the MAC aging timeout for the OFPP_NORMAL action to 'idle_time', in
1566      * seconds, and the maximum number of MAC table entries to
1567      * 'max_entries'.
1568      *
1569      * An implementation that doesn't support configuring these features may
1570      * set this function to NULL or implement it as a no-op. */
1571     void (*set_mac_table_config)(struct ofproto *ofproto,
1572                                  unsigned int idle_time, size_t max_entries);
1573
1574 /* Linux VLAN device support (e.g. "eth0.10" for VLAN 10.)
1575  *
1576  * This is deprecated.  It is only for compatibility with broken device drivers
1577  * in old versions of Linux that do not properly support VLANs when VLAN
1578  * devices are not used.  When broken device drivers are no longer in
1579  * widespread use, we will delete these interfaces. */
1580
1581     /* If 'realdev_ofp_port' is nonzero, then this function configures 'ofport'
1582      * as a VLAN splinter port for VLAN 'vid', associated with the real device
1583      * that has OpenFlow port number 'realdev_ofp_port'.
1584      *
1585      * If 'realdev_ofp_port' is zero, then this function deconfigures 'ofport'
1586      * as a VLAN splinter port.
1587      *
1588      * This function should be NULL if an implementation does not support it.
1589      */
1590     int (*set_realdev)(struct ofport *ofport,
1591                        ofp_port_t realdev_ofp_port, int vid);
1592
1593 /* ## ------------------------ ## */
1594 /* ## OpenFlow meter functions ## */
1595 /* ## ------------------------ ## */
1596
1597     /* These functions should be NULL if an implementation does not support
1598      * them.  They must be all null or all non-null.. */
1599
1600     /* Initializes 'features' to describe the metering features supported by
1601      * 'ofproto'. */
1602     void (*meter_get_features)(const struct ofproto *ofproto,
1603                                struct ofputil_meter_features *features);
1604
1605     /* If '*id' is UINT32_MAX, adds a new meter with the given 'config'.  On
1606      * success the function must store a provider meter ID other than
1607      * UINT32_MAX in '*id'.  All further references to the meter will be made
1608      * with the returned provider meter id rather than the OpenFlow meter id.
1609      * The caller does not try to interpret the provider meter id, giving the
1610      * implementation the freedom to either use the OpenFlow meter_id value
1611      * provided in the meter configuration, or any other value suitable for the
1612      * implementation.
1613      *
1614      * If '*id' is a value other than UINT32_MAX, modifies the existing meter
1615      * with that meter provider ID to have configuration 'config'.  On failure,
1616      * the existing meter configuration is left intact.  Regardless of success,
1617      * any change to '*id' updates the provider meter id used for this
1618      * meter. */
1619     enum ofperr (*meter_set)(struct ofproto *ofproto, ofproto_meter_id *id,
1620                              const struct ofputil_meter_config *config);
1621
1622     /* Gets the meter and meter band packet and byte counts for maximum of
1623      * 'stats->n_bands' bands for the meter with provider ID 'id' within
1624      * 'ofproto'.  The caller fills in the other stats values.  The band stats
1625      * are copied to memory at 'stats->bands' provided by the caller.  The
1626      * number of returned band stats is returned in 'stats->n_bands'. */
1627     enum ofperr (*meter_get)(const struct ofproto *ofproto,
1628                              ofproto_meter_id id,
1629                              struct ofputil_meter_stats *stats);
1630
1631     /* Deletes a meter, making the 'ofproto_meter_id' invalid for any
1632      * further calls. */
1633     void (*meter_del)(struct ofproto *, ofproto_meter_id);
1634 };
1635
1636 extern const struct ofproto_class ofproto_dpif_class;
1637
1638 int ofproto_class_register(const struct ofproto_class *);
1639 int ofproto_class_unregister(const struct ofproto_class *);
1640
1641 /* ofproto_flow_mod() returns this value if the flow_mod could not be processed
1642  * because it overlaps with an ongoing flow table operation that has not yet
1643  * completed.  The caller should retry the operation later.
1644  *
1645  * ofproto.c also uses this value internally for additional (similar) purposes.
1646  *
1647  * This particular value is a good choice because it is large, so that it does
1648  * not collide with any errno value, but not large enough to collide with an
1649  * OFPERR_* value. */
1650 enum { OFPROTO_POSTPONE = 1 << 16 };
1651 BUILD_ASSERT_DECL(OFPROTO_POSTPONE < OFPERR_OFS);
1652
1653 int ofproto_flow_mod(struct ofproto *, struct ofputil_flow_mod *)
1654     OVS_EXCLUDED(ofproto_mutex);
1655 void ofproto_add_flow(struct ofproto *, const struct match *,
1656                       unsigned int priority,
1657                       const struct ofpact *ofpacts, size_t ofpacts_len)
1658     OVS_EXCLUDED(ofproto_mutex);
1659 bool ofproto_delete_flow(struct ofproto *,
1660                          const struct match *, unsigned int priority)
1661     OVS_EXCLUDED(ofproto_mutex);
1662 void ofproto_flush_flows(struct ofproto *);
1663
1664 #endif /* ofproto/ofproto-provider.h */