c6459738d2e62d6701918a0cdb224e3fa1bde7d1
[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 #include "cfm.h"
23 #include "classifier.h"
24 #include "guarded-list.h"
25 #include "heap.h"
26 #include "hindex.h"
27 #include "list.h"
28 #include "ofp-errors.h"
29 #include "ofp-util.h"
30 #include "ofproto/ofproto.h"
31 #include "ovs-atomic.h"
32 #include "ovs-thread.h"
33 #include "shash.h"
34 #include "simap.h"
35 #include "timeval.h"
36
37 struct match;
38 struct ofpact;
39 struct ofputil_flow_mod;
40 struct bfd_cfg;
41 struct meter;
42
43 extern struct ovs_mutex ofproto_mutex;
44
45 /* An OpenFlow switch.
46  *
47  * With few exceptions, ofproto implementations may look at these fields but
48  * should not modify them. */
49 struct ofproto {
50     struct hmap_node hmap_node; /* In global 'all_ofprotos' hmap. */
51     const struct ofproto_class *ofproto_class;
52     char *type;                 /* Datapath type. */
53     char *name;                 /* Datapath name. */
54
55     /* Settings. */
56     uint64_t fallback_dpid;     /* Datapath ID if no better choice found. */
57     uint64_t datapath_id;       /* Datapath ID. */
58     bool forward_bpdu;          /* Option to allow forwarding of BPDU frames
59                                  * when NORMAL action is invoked. */
60     char *mfr_desc;             /* Manufacturer (NULL for default)b. */
61     char *hw_desc;              /* Hardware (NULL for default). */
62     char *sw_desc;              /* Software version (NULL for default). */
63     char *serial_desc;          /* Serial number (NULL for default). */
64     char *dp_desc;              /* Datapath description (NULL for default). */
65     enum ofp_config_flags frag_handling; /* One of OFPC_*.  */
66
67     /* Datapath. */
68     struct hmap ports;          /* Contains "struct ofport"s. */
69     struct shash port_by_name;
70     unsigned long *ofp_port_ids;/* Bitmap of used OpenFlow port numbers. */
71     struct simap ofp_requests;  /* OpenFlow port number requests. */
72     uint16_t alloc_port_no;     /* Last allocated OpenFlow port number. */
73     uint16_t max_ports;         /* Max possible OpenFlow port num, plus one. */
74
75     /* Flow tables. */
76     long long int eviction_group_timer; /* For rate limited reheapification. */
77     struct oftable *tables;
78     int n_tables;
79
80     /* Rules indexed on their cookie values, in all flow tables. */
81     struct hindex cookies OVS_GUARDED_BY(ofproto_mutex);
82
83     /* List of expirable flows, in all flow tables. */
84     struct list expirable OVS_GUARDED_BY(ofproto_mutex);
85
86     /* Meter table.
87      * OpenFlow meters start at 1.  To avoid confusion we leave the first
88      * pointer in the array un-used, and index directly with the OpenFlow
89      * meter_id. */
90     struct ofputil_meter_features meter_features;
91     struct meter **meters; /* 'meter_features.max_meter' + 1 pointers. */
92
93     /* OpenFlow connections. */
94     struct connmgr *connmgr;
95
96     /* Flow table operation tracking. */
97     int state;                  /* Internal state. */
98     struct list pending;        /* List of "struct ofopgroup"s. */
99     unsigned int n_pending;     /* list_size(&pending). */
100     struct hmap deletions;      /* All OFOPERATION_DELETE "ofoperation"s. */
101
102     /* Delayed rule executions.
103      *
104      * We delay calls to ->ofproto_class->rule_execute() past releasing
105      * ofproto_mutex during a flow_mod, because otherwise a "learn" action
106      * triggered by the executing the packet would try to recursively modify
107      * the flow table and reacquire the global lock. */
108     struct guarded_list rule_executes;
109
110     /* Flow table operation logging. */
111     int n_add, n_delete, n_modify; /* Number of unreported ops of each kind. */
112     long long int first_op, last_op; /* Range of times for unreported ops. */
113     long long int next_op_report;    /* Time to report ops, or LLONG_MAX. */
114     long long int op_backoff;        /* Earliest time to report ops again. */
115
116     /* Linux VLAN device support (e.g. "eth0.10" for VLAN 10.)
117      *
118      * This is deprecated.  It is only for compatibility with broken device
119      * drivers in old versions of Linux that do not properly support VLANs when
120      * VLAN devices are not used.  When broken device drivers are no longer in
121      * widespread use, we will delete these interfaces. */
122     unsigned long int *vlan_bitmap; /* 4096-bit bitmap of in-use VLANs. */
123     bool vlans_changed;             /* True if new VLANs are in use. */
124     int min_mtu;                    /* Current MTU of non-internal ports. */
125 };
126
127 void ofproto_init_tables(struct ofproto *, int n_tables);
128 void ofproto_init_max_ports(struct ofproto *, uint16_t max_ports);
129
130 struct ofproto *ofproto_lookup(const char *name);
131 struct ofport *ofproto_get_port(const struct ofproto *, ofp_port_t ofp_port);
132
133 /* An OpenFlow port within a "struct ofproto".
134  *
135  * With few exceptions, ofproto implementations may look at these fields but
136  * should not modify them. */
137 struct ofport {
138     struct hmap_node hmap_node; /* In struct ofproto's "ports" hmap. */
139     struct ofproto *ofproto;    /* The ofproto that contains this port. */
140     struct netdev *netdev;
141     struct ofputil_phy_port pp;
142     ofp_port_t ofp_port;        /* OpenFlow port number. */
143     unsigned int change_seq;
144     long long int created;      /* Time created, in msec. */
145     int mtu;
146 };
147
148 void ofproto_port_set_state(struct ofport *, enum ofputil_port_state);
149
150 /* OpenFlow table flags:
151  *
152  *   - "Hidden" tables are not included in OpenFlow operations that operate on
153  *     "all tables".  For example, a request for flow stats on all tables will
154  *     omit flows in hidden tables, table stats requests will omit the table
155  *     entirely, and the switch features reply will not count the hidden table.
156  *
157  *     However, operations that specifically name the particular table still
158  *     operate on it.  For example, flow_mods and flow stats requests on a
159  *     hidden table work.
160  *
161  *     To avoid gaps in table IDs (which have unclear validity in OpenFlow),
162  *     hidden tables must be the highest-numbered tables that a provider
163  *     implements.
164  *
165  *   - "Read-only" tables can't be changed through OpenFlow operations.  (At
166  *     the moment all flow table operations go effectively through OpenFlow, so
167  *     this means that read-only tables can't be changed at all after the
168  *     read-only flag is set.)
169  *
170  * The generic ofproto layer never sets these flags.  An ofproto provider can
171  * set them if it is appropriate.
172  */
173 enum oftable_flags {
174     OFTABLE_HIDDEN = 1 << 0,   /* Hide from most OpenFlow operations. */
175     OFTABLE_READONLY = 1 << 1  /* Don't allow OpenFlow to change this table. */
176 };
177
178 /* A flow table within a "struct ofproto". */
179 struct oftable {
180     enum oftable_flags flags;
181     struct classifier cls;      /* Contains "struct rule"s. */
182     char *name;                 /* Table name exposed via OpenFlow, or NULL. */
183
184     /* Maximum number of flows or UINT_MAX if there is no limit besides any
185      * limit imposed by resource limitations. */
186     unsigned int max_flows;
187
188     /* These members determine the handling of an attempt to add a flow that
189      * would cause the table to have more than 'max_flows' flows.
190      *
191      * If 'eviction_fields' is NULL, overflows will be rejected with an error.
192      *
193      * If 'eviction_fields' is nonnull (regardless of whether n_eviction_fields
194      * is nonzero), an overflow will cause a flow to be removed.  The flow to
195      * be removed is chosen to give fairness among groups distinguished by
196      * different values for the subfields within 'groups'. */
197     struct mf_subfield *eviction_fields;
198     size_t n_eviction_fields;
199
200     /* Eviction groups.
201      *
202      * When a flow is added that would cause the table to have more than
203      * 'max_flows' flows, and 'eviction_fields' is nonnull, these groups are
204      * used to decide which rule to evict: the rule is chosen from the eviction
205      * group that contains the greatest number of rules.*/
206     uint32_t eviction_group_id_basis;
207     struct hmap eviction_groups_by_id;
208     struct heap eviction_groups_by_size;
209 };
210
211 /* Assigns TABLE to each oftable, in turn, in OFPROTO.
212  *
213  * All parameters are evaluated multiple times. */
214 #define OFPROTO_FOR_EACH_TABLE(TABLE, OFPROTO)              \
215     for ((TABLE) = (OFPROTO)->tables;                       \
216          (TABLE) < &(OFPROTO)->tables[(OFPROTO)->n_tables]; \
217          (TABLE)++)
218
219 /* An OpenFlow flow within a "struct ofproto".
220  *
221  * With few exceptions, ofproto implementations may look at these fields but
222  * should not modify them. */
223 struct rule {
224     struct ofproto *ofproto;     /* The ofproto that contains this rule. */
225     struct cls_rule cr;          /* In owning ofproto's classifier. */
226     atomic_uint ref_count;
227
228     struct ofoperation *pending; /* Operation now in progress, if nonnull. */
229
230     ovs_be64 flow_cookie;        /* Controller-issued identifier. Guarded by
231                                     mutex. */
232     struct hindex_node cookie_node OVS_GUARDED_BY(ofproto_mutex);
233
234     long long int created;       /* Creation time. */
235     long long int modified;      /* Time of last modification. */
236     long long int used;          /* Last use; time created if never used. */
237     uint8_t table_id;            /* Index in ofproto's 'tables' array. */
238     bool send_flow_removed;      /* Send a flow removed message? */
239
240     uint16_t hard_timeout OVS_GUARDED; /* In seconds from ->modified. */
241     uint16_t idle_timeout OVS_GUARDED; /* In seconds from ->used. */
242
243     /* Eviction groups. */
244     struct heap_node evg_node;   /* In eviction_group's "rules" heap. */
245     struct eviction_group *eviction_group; /* NULL if not in any group. */
246
247     /* The mutex is used to protect those elements in struct rule which are
248      * accessed by multiple threads.  The main ofproto code is guaranteed not
249      * to change any of the elements "Guarded by mutex" without holding the
250      * lock.
251      *
252      * While maintaining a pointer to struct rule, threads are required to hold
253      * a readlock on the classifier that holds the rule or increment the rule's
254      * ref_count.
255      *
256      * A rule will not be evicted unless its classifier's write lock is
257      * held. */
258     struct ovs_mutex mutex;
259
260     /* Guarded by mutex. */
261     struct rule_actions *actions;
262
263     struct list meter_list_node; /* In owning meter's 'rules' list. */
264
265     /* Flow monitors. */
266     enum nx_flow_monitor_flags monitor_flags;
267     uint64_t add_seqno;         /* Sequence number when added. */
268     uint64_t modify_seqno;      /* Sequence number when changed. */
269
270     /* Optimisation for flow expiry.  In ofproto's 'expirable' list if this
271      * rule is expirable, otherwise empty. */
272     struct list expirable OVS_GUARDED_BY(ofproto_mutex);
273 };
274
275 void ofproto_rule_ref(struct rule *);
276 void ofproto_rule_unref(struct rule *);
277
278 /* A set of actions within a "struct rule".
279  *
280  *
281  * Thread-safety
282  * =============
283  *
284  * A struct rule_actions 'actions' may be accessed without a risk of being
285  * freed by code that holds a read-lock or write-lock on 'rule->mutex' (where
286  * 'rule' is the rule for which 'rule->actions == actions') or that owns a
287  * reference to 'actions->ref_count' (or both). */
288 struct rule_actions {
289     atomic_uint ref_count;
290
291     /* These members are immutable: they do not change during the struct's
292      * lifetime.  */
293     struct ofpact *ofpacts;     /* Sequence of "struct ofpacts". */
294     unsigned int ofpacts_len;   /* Size of 'ofpacts', in bytes. */
295     uint32_t meter_id;          /* Non-zero OF meter_id, or zero. */
296 };
297
298 struct rule_actions *rule_actions_create(const struct ofpact *, size_t);
299 void rule_actions_ref(struct rule_actions *);
300 void rule_actions_unref(struct rule_actions *);
301
302 /* A set of rules to which an OpenFlow operation applies. */
303 struct rule_collection {
304     struct rule **rules;        /* The rules. */
305     size_t n;                   /* Number of rules collected. */
306
307     size_t capacity;            /* Number of rules that will fit in 'rules'. */
308     struct rule *stub[64];      /* Preallocated rules to avoid malloc(). */
309 };
310
311 void rule_collection_init(struct rule_collection *);
312 void rule_collection_add(struct rule_collection *, struct rule *);
313 void rule_collection_destroy(struct rule_collection *);
314
315 /* Threshold at which to begin flow table eviction. Only affects the
316  * ofproto-dpif implementation */
317 extern unsigned flow_eviction_threshold;
318
319 /* Number of upcall handler threads. Only affects the ofproto-dpif
320  * implementation. */
321 extern unsigned n_handler_threads;
322
323 /* Determines which model to use for handling misses in the ofproto-dpif
324  * implementation */
325 extern enum ofproto_flow_miss_model flow_miss_model;
326
327 static inline struct rule *
328 rule_from_cls_rule(const struct cls_rule *cls_rule)
329 {
330     return cls_rule ? CONTAINER_OF(cls_rule, struct rule, cr) : NULL;
331 }
332
333 void ofproto_rule_expire(struct rule *rule, uint8_t reason);
334 void ofproto_rule_delete(struct ofproto *, struct classifier *cls,
335                          struct rule *) OVS_REQ_WRLOCK(cls->rwlock);
336 void ofproto_rule_reduce_timeouts(struct rule *rule, uint16_t idle_timeout,
337                                   uint16_t hard_timeout)
338     OVS_EXCLUDED(ofproto_mutex, rule->mutex);
339
340 bool ofproto_rule_has_out_port(const struct rule *, ofp_port_t out_port);
341
342 void ofoperation_complete(struct ofoperation *, enum ofperr);
343
344 bool ofoperation_has_out_port(const struct ofoperation *, ofp_port_t out_port);
345
346 bool ofproto_rule_is_hidden(const struct rule *);
347
348 /* ofproto class structure, to be defined by each ofproto implementation.
349  *
350  *
351  * Data Structures
352  * ===============
353  *
354  * These functions work primarily with three different kinds of data
355  * structures:
356  *
357  *   - "struct ofproto", which represents an OpenFlow switch.
358  *
359  *   - "struct ofport", which represents a port within an ofproto.
360  *
361  *   - "struct rule", which represents an OpenFlow flow within an ofproto.
362  *
363  * Each of these data structures contains all of the implementation-independent
364  * generic state for the respective concept, called the "base" state.  None of
365  * them contains any extra space for ofproto implementations to use.  Instead,
366  * each implementation is expected to declare its own data structure that
367  * contains an instance of the generic data structure plus additional
368  * implementation-specific members, called the "derived" state.  The
369  * implementation can use casts or (preferably) the CONTAINER_OF macro to
370  * obtain access to derived state given only a pointer to the embedded generic
371  * data structure.
372  *
373  *
374  * Life Cycle
375  * ==========
376  *
377  * Four stylized functions accompany each of these data structures:
378  *
379  *            "alloc"       "construct"       "destruct"       "dealloc"
380  *            ------------  ----------------  ---------------  --------------
381  *   ofproto  ->alloc       ->construct       ->destruct       ->dealloc
382  *   ofport   ->port_alloc  ->port_construct  ->port_destruct  ->port_dealloc
383  *   rule     ->rule_alloc  ->rule_construct  ->rule_destruct  ->rule_dealloc
384  *
385  * "ofproto" and "ofport" have this exact life cycle.  The "rule" data
386  * structure also follow this life cycle with some additional elaborations
387  * described under "Rule Life Cycle" below.
388  *
389  * Any instance of a given data structure goes through the following life
390  * cycle:
391  *
392  *   1. The client calls the "alloc" function to obtain raw memory.  If "alloc"
393  *      fails, skip all the other steps.
394  *
395  *   2. The client initializes all of the data structure's base state.  If this
396  *      fails, skip to step 7.
397  *
398  *   3. The client calls the "construct" function.  The implementation
399  *      initializes derived state.  It may refer to the already-initialized
400  *      base state.  If "construct" fails, skip to step 6.
401  *
402  *   4. The data structure is now initialized and in use.
403  *
404  *   5. When the data structure is no longer needed, the client calls the
405  *      "destruct" function.  The implementation uninitializes derived state.
406  *      The base state has not been uninitialized yet, so the implementation
407  *      may still refer to it.
408  *
409  *   6. The client uninitializes all of the data structure's base state.
410  *
411  *   7. The client calls the "dealloc" to free the raw memory.  The
412  *      implementation must not refer to base or derived state in the data
413  *      structure, because it has already been uninitialized.
414  *
415  * Each "alloc" function allocates and returns a new instance of the respective
416  * data structure.  The "alloc" function is not given any information about the
417  * use of the new data structure, so it cannot perform much initialization.
418  * Its purpose is just to ensure that the new data structure has enough room
419  * for base and derived state.  It may return a null pointer if memory is not
420  * available, in which case none of the other functions is called.
421  *
422  * Each "construct" function initializes derived state in its respective data
423  * structure.  When "construct" is called, all of the base state has already
424  * been initialized, so the "construct" function may refer to it.  The
425  * "construct" function is allowed to fail, in which case the client calls the
426  * "dealloc" function (but not the "destruct" function).
427  *
428  * Each "destruct" function uninitializes and frees derived state in its
429  * respective data structure.  When "destruct" is called, the base state has
430  * not yet been uninitialized, so the "destruct" function may refer to it.  The
431  * "destruct" function is not allowed to fail.
432  *
433  * Each "dealloc" function frees raw memory that was allocated by the the
434  * "alloc" function.  The memory's base and derived members might not have ever
435  * been initialized (but if "construct" returned successfully, then it has been
436  * "destruct"ed already).  The "dealloc" function is not allowed to fail.
437  *
438  *
439  * Conventions
440  * ===========
441  *
442  * Most of these functions return 0 if they are successful or a positive error
443  * code on failure.  Depending on the function, valid error codes are either
444  * errno values or OFPERR_* OpenFlow error codes.
445  *
446  * Most of these functions are expected to execute synchronously, that is, to
447  * block as necessary to obtain a result.  Thus, these functions may return
448  * EAGAIN (or EWOULDBLOCK or EINPROGRESS) only where the function descriptions
449  * explicitly say those errors are a possibility.  We may relax this
450  * requirement in the future if and when we encounter performance problems. */
451 struct ofproto_class {
452 /* ## ----------------- ## */
453 /* ## Factory Functions ## */
454 /* ## ----------------- ## */
455
456     /* Initializes provider.  The caller may pass in 'iface_hints',
457      * which contains an shash of "struct iface_hint" elements indexed
458      * by the interface's name.  The provider may use these hints to
459      * describe the startup configuration in order to reinitialize its
460      * state.  The caller owns the provided data, so a provider must
461      * make copies of anything required.  An ofproto provider must
462      * remove any existing state that is not described by the hint, and
463      * may choose to remove it all. */
464     void (*init)(const struct shash *iface_hints);
465
466     /* Enumerates the types of all support ofproto types into 'types'.  The
467      * caller has already initialized 'types' and other ofproto classes might
468      * already have added names to it. */
469     void (*enumerate_types)(struct sset *types);
470
471     /* Enumerates the names of all existing datapath of the specified 'type'
472      * into 'names' 'all_dps'.  The caller has already initialized 'names' as
473      * an empty sset.
474      *
475      * 'type' is one of the types enumerated by ->enumerate_types().
476      *
477      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.
478      */
479     int (*enumerate_names)(const char *type, struct sset *names);
480
481     /* Deletes the datapath with the specified 'type' and 'name'.  The caller
482      * should have closed any open ofproto with this 'type' and 'name'; this
483      * function is allowed to fail if that is not the case.
484      *
485      * 'type' is one of the types enumerated by ->enumerate_types().
486      * 'name' is one of the names enumerated by ->enumerate_names() for 'type'.
487      *
488      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.
489      */
490     int (*del)(const char *type, const char *name);
491
492     /* Returns the type to pass to netdev_open() when a datapath of type
493      * 'datapath_type' has a port of type 'port_type', for a few special
494      * cases when a netdev type differs from a port type.  For example,
495      * when using the userspace datapath, a port of type "internal"
496      * needs to be opened as "tap".
497      *
498      * Returns either 'type' itself or a string literal, which must not
499      * be freed. */
500     const char *(*port_open_type)(const char *datapath_type,
501                                   const char *port_type);
502
503 /* ## ------------------------ ## */
504 /* ## Top-Level type Functions ## */
505 /* ## ------------------------ ## */
506
507     /* Performs any periodic activity required on ofprotos of type
508      * 'type'.
509      *
510      * An ofproto provider may implement it or not, depending on whether
511      * it needs type-level maintenance.
512      *
513      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
514     int (*type_run)(const char *type);
515
516     /* Performs periodic activity required on ofprotos of type 'type'
517      * that needs to be done with the least possible latency.
518      *
519      * This is run multiple times per main loop.  An ofproto provider may
520      * implement it or not, according to whether it provides a performance
521      * boost for that ofproto implementation.
522      *
523      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
524     int (*type_run_fast)(const char *type);
525
526     /* Causes the poll loop to wake up when a type 'type''s 'run'
527      * function needs to be called, e.g. by calling the timer or fd
528      * waiting functions in poll-loop.h.
529      *
530      * An ofproto provider may implement it or not, depending on whether
531      * it needs type-level maintenance. */
532     void (*type_wait)(const char *type);
533
534 /* ## --------------------------- ## */
535 /* ## Top-Level ofproto Functions ## */
536 /* ## --------------------------- ## */
537
538     /* Life-cycle functions for an "ofproto" (see "Life Cycle" above).
539      *
540      *
541      * Construction
542      * ============
543      *
544      * ->construct() should not modify any base members of the ofproto.  The
545      * client will initialize the ofproto's 'ports' and 'tables' members after
546      * construction is complete.
547      *
548      * When ->construct() is called, the client does not yet know how many flow
549      * tables the datapath supports, so ofproto->n_tables will be 0 and
550      * ofproto->tables will be NULL.  ->construct() should call
551      * ofproto_init_tables() to allocate and initialize ofproto->n_tables and
552      * ofproto->tables.  Each flow table will be initially empty, so
553      * ->construct() should delete flows from the underlying datapath, if
554      * necessary, rather than populating the tables.
555      *
556      * If the ofproto knows the maximum port number that the datapath can have,
557      * then it can call ofproto_init_max_ports().  If it does so, then the
558      * client will ensure that the actions it allows to be used through
559      * OpenFlow do not refer to ports above that maximum number.
560      *
561      * Only one ofproto instance needs to be supported for any given datapath.
562      * If a datapath is already open as part of one "ofproto", then another
563      * attempt to "construct" the same datapath as part of another ofproto is
564      * allowed to fail with an error.
565      *
566      * ->construct() returns 0 if successful, otherwise a positive errno
567      * value.
568      *
569      *
570      * Destruction
571      * ===========
572      *
573      * If 'ofproto' has any pending asynchronous operations, ->destruct()
574      * must complete all of them by calling ofoperation_complete().
575      *
576      * ->destruct() must also destroy all remaining rules in the ofproto's
577      * tables, by passing each remaining rule to ofproto_rule_delete(), and
578      * then complete each of those deletions in turn by calling
579      * ofoperation_complete().
580      *
581      * (Thus, there is a multi-step process for any rule currently being
582      * inserted or modified at the beginning of destruction: first
583      * ofoperation_complete() that operation, then ofproto_rule_delete() the
584      * rule, then ofoperation_complete() the deletion operation.)
585      *
586      * The client will destroy the flow tables themselves after ->destruct()
587      * returns.
588      */
589     struct ofproto *(*alloc)(void);
590     int (*construct)(struct ofproto *ofproto);
591     void (*destruct)(struct ofproto *ofproto);
592     void (*dealloc)(struct ofproto *ofproto);
593
594     /* Performs any periodic activity required by 'ofproto'.  It should:
595      *
596      *   - Call connmgr_send_packet_in() for each received packet that missed
597      *     in the OpenFlow flow table or that had a OFPP_CONTROLLER output
598      *     action.
599      *
600      *   - Call ofproto_rule_expire() for each OpenFlow flow that has reached
601      *     its hard_timeout or idle_timeout, to expire the flow.
602      *
603      *     (But rules that are part of a pending operation, e.g. rules for
604      *     which ->pending is true, may not expire.)
605      *
606      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
607     int (*run)(struct ofproto *ofproto);
608
609     /* Performs periodic activity required by 'ofproto' that needs to be done
610      * with the least possible latency.
611      *
612      * This is run multiple times per main loop.  An ofproto provider may
613      * implement it or not, according to whether it provides a performance
614      * boost for that ofproto implementation. */
615     int (*run_fast)(struct ofproto *ofproto);
616
617     /* Causes the poll loop to wake up when 'ofproto''s 'run' function needs to
618      * be called, e.g. by calling the timer or fd waiting functions in
619      * poll-loop.h.  */
620     void (*wait)(struct ofproto *ofproto);
621
622     /* Adds some memory usage statistics for the implementation of 'ofproto'
623      * into 'usage', for use with memory_report().
624      *
625      * This function is optional. */
626     void (*get_memory_usage)(const struct ofproto *ofproto,
627                              struct simap *usage);
628
629     /* Every "struct rule" in 'ofproto' is about to be deleted, one by one.
630      * This function may prepare for that, for example by clearing state in
631      * advance.  It should *not* actually delete any "struct rule"s from
632      * 'ofproto', only prepare for it.
633      *
634      * This function is optional; it's really just for optimization in case
635      * it's cheaper to delete all the flows from your hardware in a single pass
636      * than to do it one by one. */
637     void (*flush)(struct ofproto *ofproto);
638
639     /* Helper for the OpenFlow OFPT_FEATURES_REQUEST request.
640      *
641      * The implementation should store true in '*arp_match_ip' if the switch
642      * supports matching IP addresses inside ARP requests and replies, false
643      * otherwise.
644      *
645      * The implementation should store in '*actions' a bitmap of the supported
646      * OpenFlow actions.  Vendor actions are not included in '*actions'. */
647     void (*get_features)(struct ofproto *ofproto,
648                          bool *arp_match_ip,
649                          enum ofputil_action_bitmap *actions);
650
651     /* Helper for the OpenFlow OFPST_TABLE statistics request.
652      *
653      * The 'ots' array contains 'ofproto->n_tables' elements.  Each element is
654      * initialized as:
655      *
656      *   - 'table_id' to the array index.
657      *
658      *   - 'name' to "table#" where # is the table ID.
659      *
660      *   - 'match' and 'wildcards' to OFPXMT12_MASK.
661      *
662      *   - 'write_actions' and 'apply_actions' to OFPAT12_OUTPUT.
663      *
664      *   - 'write_setfields' and 'apply_setfields' to OFPXMT12_MASK.
665      *
666      *   - 'metadata_match' and 'metadata_write' to UINT64_MAX.
667      *
668      *   - 'instructions' to OFPIT11_ALL.
669      *
670      *   - 'config' to OFPTC11_TABLE_MISS_MASK.
671      *
672      *   - 'max_entries' to 1,000,000.
673      *
674      *   - 'active_count' to the classifier_count() for the table.
675      *
676      *   - 'lookup_count' and 'matched_count' to 0.
677      *
678      * The implementation should update any members in each element for which
679      * it has better values:
680      *
681      *   - 'name' to a more meaningful name.
682      *
683      *   - 'wildcards' to the set of wildcards actually supported by the table
684      *     (if it doesn't support all OpenFlow wildcards).
685      *
686      *   - 'instructions' to set the instructions actually supported by
687      *     the table.
688      *
689      *   - 'write_actions' to set the write actions actually supported by
690      *     the table (if it doesn't support all OpenFlow actions).
691      *
692      *   - 'apply_actions' to set the apply actions actually supported by
693      *     the table (if it doesn't support all OpenFlow actions).
694      *
695      *   - 'write_setfields' to set the write setfields actually supported by
696      *     the table.
697      *
698      *   - 'apply_setfields' to set the apply setfields actually supported by
699      *     the table.
700      *
701      *   - 'max_entries' to the maximum number of flows actually supported by
702      *     the hardware.
703      *
704      *   - 'lookup_count' to the number of packets looked up in this flow table
705      *     so far.
706      *
707      *   - 'matched_count' to the number of packets looked up in this flow
708      *     table so far that matched one of the flow entries.
709      *
710      * All of the members of struct ofp12_table_stats are in network byte
711      * order.
712      */
713     void (*get_tables)(struct ofproto *ofproto, struct ofp12_table_stats *ots);
714
715 /* ## ---------------- ## */
716 /* ## ofport Functions ## */
717 /* ## ---------------- ## */
718
719     /* Life-cycle functions for a "struct ofport" (see "Life Cycle" above).
720      *
721      * ->port_construct() should not modify any base members of the ofport.
722      * An ofproto implementation should use the 'ofp_port' member of
723      * "struct ofport" as the OpenFlow port number.
724      *
725      * ofports are managed by the base ofproto code.  The ofproto
726      * implementation should only create and destroy them in response to calls
727      * to these functions.  The base ofproto code will create and destroy
728      * ofports in the following situations:
729      *
730      *   - Just after the ->construct() function is called, the base ofproto
731      *     iterates over all of the implementation's ports, using
732      *     ->port_dump_start() and related functions, and constructs an ofport
733      *     for each dumped port.
734      *
735      *   - If ->port_poll() reports that a specific port has changed, then the
736      *     base ofproto will query that port with ->port_query_by_name() and
737      *     construct or destruct ofports as necessary to reflect the updated
738      *     set of ports.
739      *
740      *   - If ->port_poll() returns ENOBUFS to report an unspecified port set
741      *     change, then the base ofproto will iterate over all of the
742      *     implementation's ports, in the same way as at ofproto
743      *     initialization, and construct and destruct ofports to reflect all of
744      *     the changes.
745      *
746      * ->port_construct() returns 0 if successful, otherwise a positive errno
747      * value.
748      */
749     struct ofport *(*port_alloc)(void);
750     int (*port_construct)(struct ofport *ofport);
751     void (*port_destruct)(struct ofport *ofport);
752     void (*port_dealloc)(struct ofport *ofport);
753
754     /* Called after 'ofport->netdev' is replaced by a new netdev object.  If
755      * the ofproto implementation uses the ofport's netdev internally, then it
756      * should switch to using the new one.  The old one has been closed.
757      *
758      * An ofproto implementation that doesn't need to do anything in this
759      * function may use a null pointer. */
760     void (*port_modified)(struct ofport *ofport);
761
762     /* Called after an OpenFlow request changes a port's configuration.
763      * 'ofport->pp.config' contains the new configuration.  'old_config'
764      * contains the previous configuration.
765      *
766      * The caller implements OFPUTIL_PC_PORT_DOWN using netdev functions to
767      * turn NETDEV_UP on and off, so this function doesn't have to do anything
768      * for that bit (and it won't be called if that is the only bit that
769      * changes). */
770     void (*port_reconfigured)(struct ofport *ofport,
771                               enum ofputil_port_config old_config);
772
773     /* Looks up a port named 'devname' in 'ofproto'.  On success, initializes
774      * '*port' appropriately.
775      *
776      * The caller owns the data in 'port' and must free it with
777      * ofproto_port_destroy() when it is no longer needed. */
778     int (*port_query_by_name)(const struct ofproto *ofproto,
779                               const char *devname, struct ofproto_port *port);
780
781     /* Attempts to add 'netdev' as a port on 'ofproto'.  Returns 0 if
782      * successful, otherwise a positive errno value.  The caller should
783      * inform the implementation of the OpenFlow port through the
784      * ->port_construct() method.
785      *
786      * It doesn't matter whether the new port will be returned by a later call
787      * to ->port_poll(); the implementation may do whatever is more
788      * convenient. */
789     int (*port_add)(struct ofproto *ofproto, struct netdev *netdev);
790
791     /* Deletes port number 'ofp_port' from the datapath for 'ofproto'.  Returns
792      * 0 if successful, otherwise a positive errno value.
793      *
794      * It doesn't matter whether the new port will be returned by a later call
795      * to ->port_poll(); the implementation may do whatever is more
796      * convenient. */
797     int (*port_del)(struct ofproto *ofproto, ofp_port_t ofp_port);
798
799     /* Get port stats */
800     int (*port_get_stats)(const struct ofport *port,
801                           struct netdev_stats *stats);
802
803     /* Port iteration functions.
804      *
805      * The client might not be entirely in control of the ports within an
806      * ofproto.  Some hardware implementations, for example, might have a fixed
807      * set of ports in a datapath.  For this reason, the client needs a way to
808      * iterate through all the ports that are actually in a datapath.  These
809      * functions provide that functionality.
810      *
811      * The 'state' pointer provides the implementation a place to
812      * keep track of its position.  Its format is opaque to the caller.
813      *
814      * The ofproto provider retains ownership of the data that it stores into
815      * ->port_dump_next()'s 'port' argument.  The data must remain valid until
816      * at least the next call to ->port_dump_next() or ->port_dump_done() for
817      * 'state'.  The caller will not modify or free it.
818      *
819      * Details
820      * =======
821      *
822      * ->port_dump_start() attempts to begin dumping the ports in 'ofproto'.
823      * On success, it should return 0 and initialize '*statep' with any data
824      * needed for iteration.  On failure, returns a positive errno value, and
825      * the client will not call ->port_dump_next() or ->port_dump_done().
826      *
827      * ->port_dump_next() attempts to retrieve another port from 'ofproto' for
828      * 'state'.  If there is another port, it should store the port's
829      * information into 'port' and return 0.  It should return EOF if all ports
830      * have already been iterated.  Otherwise, on error, it should return a
831      * positive errno value.  This function will not be called again once it
832      * returns nonzero once for a given iteration (but the 'port_dump_done'
833      * function will be called afterward).
834      *
835      * ->port_dump_done() allows the implementation to release resources used
836      * for iteration.  The caller might decide to stop iteration in the middle
837      * by calling this function before ->port_dump_next() returns nonzero.
838      *
839      * Usage Example
840      * =============
841      *
842      * int error;
843      * void *state;
844      *
845      * error = ofproto->ofproto_class->port_dump_start(ofproto, &state);
846      * if (!error) {
847      *     for (;;) {
848      *         struct ofproto_port port;
849      *
850      *         error = ofproto->ofproto_class->port_dump_next(
851      *                     ofproto, state, &port);
852      *         if (error) {
853      *             break;
854      *         }
855      *         // Do something with 'port' here (without modifying or freeing
856      *         // any of its data).
857      *     }
858      *     ofproto->ofproto_class->port_dump_done(ofproto, state);
859      * }
860      * // 'error' is now EOF (success) or a positive errno value (failure).
861      */
862     int (*port_dump_start)(const struct ofproto *ofproto, void **statep);
863     int (*port_dump_next)(const struct ofproto *ofproto, void *state,
864                           struct ofproto_port *port);
865     int (*port_dump_done)(const struct ofproto *ofproto, void *state);
866
867     /* Polls for changes in the set of ports in 'ofproto'.  If the set of ports
868      * in 'ofproto' has changed, then this function should do one of the
869      * following:
870      *
871      * - Preferably: store the name of the device that was added to or deleted
872      *   from 'ofproto' in '*devnamep' and return 0.  The caller is responsible
873      *   for freeing '*devnamep' (with free()) when it no longer needs it.
874      *
875      * - Alternatively: return ENOBUFS, without indicating the device that was
876      *   added or deleted.
877      *
878      * Occasional 'false positives', in which the function returns 0 while
879      * indicating a device that was not actually added or deleted or returns
880      * ENOBUFS without any change, are acceptable.
881      *
882      * The purpose of 'port_poll' is to let 'ofproto' know about changes made
883      * externally to the 'ofproto' object, e.g. by a system administrator via
884      * ovs-dpctl.  Therefore, it's OK, and even preferable, for port_poll() to
885      * not report changes made through calls to 'port_add' or 'port_del' on the
886      * same 'ofproto' object.  (But it's OK for it to report them too, just
887      * slightly less efficient.)
888      *
889      * If the set of ports in 'ofproto' has not changed, returns EAGAIN.  May
890      * also return other positive errno values to indicate that something has
891      * gone wrong.
892      *
893      * If the set of ports in a datapath is fixed, or if the only way that the
894      * set of ports in a datapath can change is through ->port_add() and
895      * ->port_del(), then this function may be a null pointer.
896      */
897     int (*port_poll)(const struct ofproto *ofproto, char **devnamep);
898
899     /* Arranges for the poll loop to wake up when ->port_poll() will return a
900      * value other than EAGAIN.
901      *
902      * If the set of ports in a datapath is fixed, or if the only way that the
903      * set of ports in a datapath can change is through ->port_add() and
904      * ->port_del(), or if the poll loop will always wake up anyway when
905      * ->port_poll() will return a value other than EAGAIN, then this function
906      * may be a null pointer.
907      */
908     void (*port_poll_wait)(const struct ofproto *ofproto);
909
910     /* Checks the status of LACP negotiation for 'port'.  Returns 1 if LACP
911      * partner information for 'port' is up-to-date, 0 if LACP partner
912      * information is not current (generally indicating a connectivity
913      * problem), or -1 if LACP is not enabled on 'port'.
914      *
915      * This function may be a null pointer if the ofproto implementation does
916      * not support LACP. */
917     int (*port_is_lacp_current)(const struct ofport *port);
918
919 /* ## ----------------------- ## */
920 /* ## OpenFlow Rule Functions ## */
921 /* ## ----------------------- ## */
922
923     /* Chooses an appropriate table for 'match' within 'ofproto'.  On
924      * success, stores the table ID into '*table_idp' and returns 0.  On
925      * failure, returns an OpenFlow error code.
926      *
927      * The choice of table should be a function of 'match' and 'ofproto''s
928      * datapath capabilities.  It should not depend on the flows already in
929      * 'ofproto''s flow tables.  Failure implies that an OpenFlow rule with
930      * 'match' as its matching condition can never be inserted into 'ofproto',
931      * even starting from an empty flow table.
932      *
933      * If multiple tables are candidates for inserting the flow, the function
934      * should choose one arbitrarily (but deterministically).
935      *
936      * If this function is NULL then table 0 is always chosen. */
937     enum ofperr (*rule_choose_table)(const struct ofproto *ofproto,
938                                      const struct match *match,
939                                      uint8_t *table_idp);
940
941     /* Life-cycle functions for a "struct rule".
942      *
943      *
944      * Rule Life Cycle
945      * ===============
946      *
947      * The life cycle of a struct rule is an elaboration of the basic life
948      * cycle described above under "Life Cycle".
949      *
950      * After a rule is successfully constructed, it is then inserted.  If
951      * insertion completes successfully, then before it is later destructed, it
952      * is deleted.
953      *
954      * You can think of a rule as having the following extra steps inserted
955      * between "Life Cycle" steps 4 and 5:
956      *
957      *   4.1. The client inserts the rule into the flow table, making it
958      *        visible in flow table lookups.
959      *
960      *   4.2. The client calls "rule_insert".  Immediately or eventually, the
961      *        implementation calls ofoperation_complete() to indicate that the
962      *        insertion completed.  If the operation failed, skip to step 5.
963      *
964      *   4.3. The rule is now installed in the flow table.  Eventually it will
965      *        be deleted.
966      *
967      *   4.4. The client removes the rule from the flow table.  It is no longer
968      *        visible in flow table lookups.
969      *
970      *   4.5. The client calls "rule_delete".  Immediately or eventually, the
971      *        implementation calls ofoperation_complete() to indicate that the
972      *        deletion completed.  Deletion is not allowed to fail, so it must
973      *        be successful.
974      *
975      *
976      * Asynchronous Operation Support
977      * ==============================
978      *
979      * The "insert" and "delete" life-cycle operations on rules can operate
980      * asynchronously, meaning that ->rule_insert() and ->rule_delete() only
981      * need to initiate their respective operations and do not need to wait for
982      * them to complete before they return.  ->rule_modify_actions() also
983      * operates asynchronously.
984      *
985      * An ofproto implementation reports the success or failure of an
986      * asynchronous operation on a rule using the rule's 'pending' member,
987      * which points to a opaque "struct ofoperation" that represents the
988      * ongoing operation.  When the operation completes, the ofproto
989      * implementation calls ofoperation_complete(), passing the ofoperation and
990      * an error indication.
991      *
992      * Only the following contexts may call ofoperation_complete():
993      *
994      *   - The function called to initiate the operation, e.g. ->rule_insert()
995      *     or ->rule_delete().  This is the best choice if the operation
996      *     completes quickly.
997      *
998      *   - The implementation's ->run() function.
999      *
1000      *   - The implementation's ->destruct() function.
1001      *
1002      * The ofproto base code updates the flow table optimistically, assuming
1003      * that the operation will probably succeed:
1004      *
1005      *   - ofproto adds the rule in the flow table before calling
1006      *     ->rule_insert().
1007      *
1008      *   - ofproto updates the rule's actions and other properties before
1009      *     calling ->rule_modify_actions().
1010      *
1011      *   - ofproto removes the rule before calling ->rule_delete().
1012      *
1013      * With one exception, when an asynchronous operation completes with an
1014      * error, ofoperation_complete() backs out the already applied changes:
1015      *
1016      *   - If adding a rule in the flow table fails, ofproto removes the new
1017      *     rule.
1018      *
1019      *   - If modifying a rule fails, ofproto restores the original actions
1020      *     (and other properties).
1021      *
1022      *   - Removing a rule is not allowed to fail.  It must always succeed.
1023      *
1024      * The ofproto base code serializes operations: if any operation is in
1025      * progress on a given rule, ofproto postpones initiating any new operation
1026      * on that rule until the pending operation completes.  Therefore, every
1027      * operation must eventually complete through a call to
1028      * ofoperation_complete() to avoid delaying new operations indefinitely
1029      * (including any OpenFlow request that affects the rule in question, even
1030      * just to query its statistics).
1031      *
1032      *
1033      * Construction
1034      * ============
1035      *
1036      * When ->rule_construct() is called, 'rule' is a new rule that is not yet
1037      * inserted into a flow table.  ->rule_construct() should initialize enough
1038      * of the rule's derived state for 'rule' to be suitable for inserting into
1039      * a flow table.  ->rule_construct() should not modify any base members of
1040      * struct rule.
1041      *
1042      * If ->rule_construct() fails (as indicated by returning a nonzero
1043      * OpenFlow error code), the ofproto base code will uninitialize and
1044      * deallocate 'rule'.  See "Rule Life Cycle" above for more details.
1045      *
1046      * ->rule_construct() may also:
1047      *
1048      *   - Validate that the datapath supports the matching rule in 'rule->cr'
1049      *     datapath.  For example, if the rule's table does not support
1050      *     registers, then it is an error if 'rule->cr' does not wildcard all
1051      *     registers.
1052      *
1053      *   - Validate that the datapath can correctly implement 'rule->ofpacts'.
1054      *
1055      * Some implementations might need to defer these tasks to ->rule_insert(),
1056      * which is also acceptable.
1057      *
1058      *
1059      * Insertion
1060      * =========
1061      *
1062      * Following successful construction, the ofproto base case inserts 'rule'
1063      * into its flow table, then it calls ->rule_insert().  ->rule_insert()
1064      * should set in motion adding the new rule to the datapath flow table.  It
1065      * must act as follows:
1066      *
1067      *   - If it completes insertion, either by succeeding or failing, it must
1068      *     call ofoperation_complete()
1069      *
1070      *   - If insertion is only partially complete, then it must return without
1071      *     calling ofoperation_complete().  Later, when the insertion is
1072      *     complete, the ->run() or ->destruct() function must call
1073      *     ofoperation_complete() to report success or failure.
1074      *
1075      * If ->rule_insert() fails, the ofproto base code will remove 'rule' from
1076      * the flow table, destruct, uninitialize, and deallocate 'rule'.  See
1077      * "Rule Life Cycle" above for more details.
1078      *
1079      *
1080      * Deletion
1081      * ========
1082      *
1083      * The ofproto base code removes 'rule' from its flow table before it calls
1084      * ->rule_delete().  ->rule_delete() should set in motion removing 'rule'
1085      * from the datapath flow table.  It must act as follows:
1086      *
1087      *   - If it completes deletion, it must call ofoperation_complete().
1088      *
1089      *   - If deletion is only partially complete, then it must return without
1090      *     calling ofoperation_complete().  Later, when the deletion is
1091      *     complete, the ->run() or ->destruct() function must call
1092      *     ofoperation_complete().
1093      *
1094      * Rule deletion must not fail.
1095      *
1096      *
1097      * Destruction
1098      * ===========
1099      *
1100      * ->rule_destruct() must uninitialize derived state.
1101      *
1102      * Rule destruction must not fail. */
1103     struct rule *(*rule_alloc)(void);
1104     enum ofperr (*rule_construct)(struct rule *rule);
1105     void (*rule_insert)(struct rule *rule);
1106     void (*rule_delete)(struct rule *rule);
1107     void (*rule_destruct)(struct rule *rule);
1108     void (*rule_dealloc)(struct rule *rule);
1109
1110     /* Obtains statistics for 'rule', storing the number of packets that have
1111      * matched it in '*packet_count' and the number of bytes in those packets
1112      * in '*byte_count'.  UINT64_MAX indicates that the packet count or byte
1113      * count is unknown. */
1114     void (*rule_get_stats)(struct rule *rule, uint64_t *packet_count,
1115                            uint64_t *byte_count);
1116
1117     /* Applies the actions in 'rule' to 'packet'.  (This implements sending
1118      * buffered packets for OpenFlow OFPT_FLOW_MOD commands.)
1119      *
1120      * Takes ownership of 'packet' (so it should eventually free it, with
1121      * ofpbuf_delete()).
1122      *
1123      * 'flow' reflects the flow information for 'packet'.  All of the
1124      * information in 'flow' is extracted from 'packet', except for
1125      * flow->tunnel and flow->in_port, which are assigned the correct values
1126      * for the incoming packet.  The register values are zeroed.  'packet''s
1127      * header pointers (e.g. packet->l3) are appropriately initialized.
1128      * packet->l3 is aligned on a 32-bit boundary.
1129      *
1130      * The implementation should add the statistics for 'packet' into 'rule'.
1131      *
1132      * Returns 0 if successful, otherwise an OpenFlow error code. */
1133     enum ofperr (*rule_execute)(struct rule *rule, const struct flow *flow,
1134                                 struct ofpbuf *packet);
1135
1136     /* When ->rule_modify_actions() is called, the caller has already replaced
1137      * the OpenFlow actions in 'rule' by a new set.  (The original actions are
1138      * in rule->pending->actions.)
1139      *
1140      * ->rule_modify_actions() should set the following in motion:
1141      *
1142      *   - Validate that the datapath can correctly implement the actions now
1143      *     in 'rule'.
1144      *
1145      *   - Update the datapath flow table with the new actions.
1146      *
1147      *   - Only if 'reset_counters' is true, reset any packet or byte counters
1148      *     associated with the rule to zero, so that rule_get_stats() will not
1149      *     longer count those packets or bytes.
1150      *
1151      * If the operation synchronously completes, ->rule_modify_actions() may
1152      * call ofoperation_complete() before it returns.  Otherwise, ->run()
1153      * should call ofoperation_complete() later, after the operation does
1154      * complete.
1155      *
1156      * If the operation fails, then the base ofproto code will restore the
1157      * original 'actions' and 'n_actions' of 'rule'.
1158      *
1159      * ->rule_modify_actions() should not modify any base members of struct
1160      * rule. */
1161     void (*rule_modify_actions)(struct rule *rule, bool reset_counters);
1162
1163     /* Changes the OpenFlow IP fragment handling policy to 'frag_handling',
1164      * which takes one of the following values, with the corresponding
1165      * meanings:
1166      *
1167      *  - OFPC_FRAG_NORMAL: The switch should treat IP fragments the same way
1168      *    as other packets, omitting TCP and UDP port numbers (always setting
1169      *    them to 0).
1170      *
1171      *  - OFPC_FRAG_DROP: The switch should drop all IP fragments without
1172      *    passing them through the flow table.
1173      *
1174      *  - OFPC_FRAG_REASM: The switch should reassemble IP fragments before
1175      *    passing packets through the flow table.
1176      *
1177      *  - OFPC_FRAG_NX_MATCH (a Nicira extension): Similar to OFPC_FRAG_NORMAL,
1178      *    except that TCP and UDP port numbers should be included in fragments
1179      *    with offset 0.
1180      *
1181      * Implementations are not required to support every mode.
1182      * OFPC_FRAG_NORMAL is the default mode when an ofproto is created.
1183      *
1184      * At the time of the call to ->set_frag_handling(), the current mode is
1185      * available in 'ofproto->frag_handling'.  ->set_frag_handling() returns
1186      * true if the requested mode was set, false if it is not supported.
1187      *
1188      * Upon successful return, the caller changes 'ofproto->frag_handling' to
1189      * reflect the new mode.
1190      */
1191     bool (*set_frag_handling)(struct ofproto *ofproto,
1192                               enum ofp_config_flags frag_handling);
1193
1194     /* Implements the OpenFlow OFPT_PACKET_OUT command.  The datapath should
1195      * execute the 'ofpacts_len' bytes of "struct ofpacts" in 'ofpacts'.
1196      *
1197      * The caller retains ownership of 'packet' and of 'ofpacts', so
1198      * ->packet_out() should not modify or free them.
1199      *
1200      * This function must validate that it can correctly implement 'ofpacts'.
1201      * If not, then it should return an OpenFlow error code.
1202      *
1203      * 'flow' reflects the flow information for 'packet'.  All of the
1204      * information in 'flow' is extracted from 'packet', except for
1205      * flow->in_port (see below).  flow->tunnel and its register values are
1206      * zeroed.
1207      *
1208      * flow->in_port comes from the OpenFlow OFPT_PACKET_OUT message.  The
1209      * implementation should reject invalid flow->in_port values by returning
1210      * OFPERR_OFPBRC_BAD_PORT.  (If the implementation called
1211      * ofproto_init_max_ports(), then the client will reject these ports
1212      * itself.)  For consistency, the implementation should consider valid for
1213      * flow->in_port any value that could possibly be seen in a packet that it
1214      * passes to connmgr_send_packet_in().  Ideally, even an implementation
1215      * that never generates packet-ins (e.g. due to hardware limitations)
1216      * should still allow flow->in_port values for every possible physical port
1217      * and OFPP_LOCAL.  The only virtual ports (those above OFPP_MAX) that the
1218      * caller will ever pass in as flow->in_port, other than OFPP_LOCAL, are
1219      * OFPP_NONE and OFPP_CONTROLLER.  The implementation should allow both of
1220      * these, treating each of them as packets generated by the controller as
1221      * opposed to packets originating from some switch port.
1222      *
1223      * (Ordinarily the only effect of flow->in_port is on output actions that
1224      * involve the input port, such as actions that output to OFPP_IN_PORT,
1225      * OFPP_FLOOD, or OFPP_ALL.  flow->in_port can also affect Nicira extension
1226      * "resubmit" actions.)
1227      *
1228      * 'packet' is not matched against the OpenFlow flow table, so its
1229      * statistics should not be included in OpenFlow flow statistics.
1230      *
1231      * Returns 0 if successful, otherwise an OpenFlow error code. */
1232     enum ofperr (*packet_out)(struct ofproto *ofproto, struct ofpbuf *packet,
1233                               const struct flow *flow,
1234                               const struct ofpact *ofpacts,
1235                               size_t ofpacts_len);
1236
1237 /* ## ------------------------- ## */
1238 /* ## OFPP_NORMAL configuration ## */
1239 /* ## ------------------------- ## */
1240
1241     /* Configures NetFlow on 'ofproto' according to the options in
1242      * 'netflow_options', or turns off NetFlow if 'netflow_options' is NULL.
1243      *
1244      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that 'ofproto' does not support
1245      * NetFlow, as does a null pointer. */
1246     int (*set_netflow)(struct ofproto *ofproto,
1247                        const struct netflow_options *netflow_options);
1248
1249     void (*get_netflow_ids)(const struct ofproto *ofproto,
1250                             uint8_t *engine_type, uint8_t *engine_id);
1251
1252     /* Configures sFlow on 'ofproto' according to the options in
1253      * 'sflow_options', or turns off sFlow if 'sflow_options' is NULL.
1254      *
1255      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that 'ofproto' does not support
1256      * sFlow, as does a null pointer. */
1257     int (*set_sflow)(struct ofproto *ofproto,
1258                      const struct ofproto_sflow_options *sflow_options);
1259
1260     /* Configures IPFIX on 'ofproto' according to the options in
1261      * 'bridge_exporter_options' and the 'flow_exporters_options'
1262      * array, or turns off IPFIX if 'bridge_exporter_options' and
1263      * 'flow_exporters_options' is NULL.
1264      *
1265      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that 'ofproto' does not support
1266      * IPFIX, as does a null pointer. */
1267     int (*set_ipfix)(
1268         struct ofproto *ofproto,
1269         const struct ofproto_ipfix_bridge_exporter_options
1270             *bridge_exporter_options,
1271         const struct ofproto_ipfix_flow_exporter_options
1272             *flow_exporters_options, size_t n_flow_exporters_options);
1273
1274     /* Configures connectivity fault management on 'ofport'.
1275      *
1276      * If 'cfm_settings' is nonnull, configures CFM according to its members.
1277      *
1278      * If 'cfm_settings' is null, removes any connectivity fault management
1279      * configuration from 'ofport'.
1280      *
1281      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1282      * support CFM, as does a null pointer. */
1283     int (*set_cfm)(struct ofport *ofport, const struct cfm_settings *s);
1284
1285     /* Checks the status of CFM configured on 'ofport'.  Returns true if the
1286      * port's CFM status was successfully stored into '*status'.  Returns false
1287      * if the port did not have CFM configured, in which case '*status' is
1288      * indeterminate.
1289      *
1290      * The caller must provide and owns '*status', but it does not own and must
1291      * not modify or free the array returned in 'status->rmps'. */
1292     bool (*get_cfm_status)(const struct ofport *ofport,
1293                            struct ofproto_cfm_status *status);
1294
1295     /* Configures BFD on 'ofport'.
1296      *
1297      * If 'cfg' is NULL, or 'cfg' does not contain the key value pair
1298      * "enable=true", removes BFD from 'ofport'.  Otherwise, configures BFD
1299      * according to 'cfg'.
1300      *
1301      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1302      * support BFD, as does a null pointer. */
1303     int (*set_bfd)(struct ofport *ofport, const struct smap *cfg);
1304
1305     /* Populates 'smap' with the status of BFD on 'ofport'.  Returns 0 on
1306      * success, or a positive errno.  EOPNOTSUPP as a return value indicates
1307      * that this ofproto_class does not support BFD, as does a null pointer. */
1308     int (*get_bfd_status)(struct ofport *ofport, struct smap *smap);
1309
1310     /* Configures spanning tree protocol (STP) on 'ofproto' using the
1311      * settings defined in 's'.
1312      *
1313      * If 's' is nonnull, configures STP according to its members.
1314      *
1315      * If 's' is null, removes any STP configuration from 'ofproto'.
1316      *
1317      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1318      * support STP, as does a null pointer. */
1319     int (*set_stp)(struct ofproto *ofproto,
1320                    const struct ofproto_stp_settings *s);
1321
1322     /* Retrieves state of spanning tree protocol (STP) on 'ofproto'.
1323      *
1324      * Stores STP state for 'ofproto' in 's'.  If the 'enabled' member
1325      * is false, the other member values are not meaningful.
1326      *
1327      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1328      * support STP, as does a null pointer. */
1329     int (*get_stp_status)(struct ofproto *ofproto,
1330                           struct ofproto_stp_status *s);
1331
1332     /* Configures spanning tree protocol (STP) on 'ofport' using the
1333      * settings defined in 's'.
1334      *
1335      * If 's' is nonnull, configures STP according to its members.  The
1336      * caller is responsible for assigning STP port numbers (using the
1337      * 'port_num' member in the range of 1 through 255, inclusive) and
1338      * ensuring there are no duplicates.
1339      *
1340      * If 's' is null, removes any STP configuration from 'ofport'.
1341      *
1342      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1343      * support STP, as does a null pointer. */
1344     int (*set_stp_port)(struct ofport *ofport,
1345                         const struct ofproto_port_stp_settings *s);
1346
1347     /* Retrieves spanning tree protocol (STP) port status of 'ofport'.
1348      *
1349      * Stores STP state for 'ofport' in 's'.  If the 'enabled' member is
1350      * false, the other member values are not meaningful.
1351      *
1352      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1353      * support STP, as does a null pointer. */
1354     int (*get_stp_port_status)(struct ofport *ofport,
1355                                struct ofproto_port_stp_status *s);
1356
1357     /* Registers meta-data associated with the 'n_qdscp' Qualities of Service
1358      * 'queues' attached to 'ofport'.  This data is not intended to be
1359      * sufficient to implement QoS.  Instead, providers may use this
1360      * information to implement features which require knowledge of what queues
1361      * exist on a port, and some basic information about them.
1362      *
1363      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1364      * support QoS, as does a null pointer. */
1365     int (*set_queues)(struct ofport *ofport,
1366                       const struct ofproto_port_queue *queues, size_t n_qdscp);
1367
1368     /* If 's' is nonnull, this function registers a "bundle" associated with
1369      * client data pointer 'aux' in 'ofproto'.  A bundle is the same concept as
1370      * a Port in OVSDB, that is, it consists of one or more "slave" devices
1371      * (Interfaces, in OVSDB) along with VLAN and LACP configuration and, if
1372      * there is more than one slave, a bonding configuration.  If 'aux' is
1373      * already registered then this function updates its configuration to 's'.
1374      * Otherwise, this function registers a new bundle.
1375      *
1376      * If 's' is NULL, this function unregisters the bundle registered on
1377      * 'ofproto' associated with client data pointer 'aux'.  If no such bundle
1378      * has been registered, this has no effect.
1379      *
1380      * This function affects only the behavior of the NXAST_AUTOPATH action and
1381      * output to the OFPP_NORMAL port.  An implementation that does not support
1382      * it at all may set it to NULL or return EOPNOTSUPP.  An implementation
1383      * that supports only a subset of the functionality should implement what
1384      * it can and return 0. */
1385     int (*bundle_set)(struct ofproto *ofproto, void *aux,
1386                       const struct ofproto_bundle_settings *s);
1387
1388     /* If 'port' is part of any bundle, removes it from that bundle.  If the
1389      * bundle now has no ports, deletes the bundle.  If the bundle now has only
1390      * one port, deconfigures the bundle's bonding configuration. */
1391     void (*bundle_remove)(struct ofport *ofport);
1392
1393     /* If 's' is nonnull, this function registers a mirror associated with
1394      * client data pointer 'aux' in 'ofproto'.  A mirror is the same concept as
1395      * a Mirror in OVSDB.  If 'aux' is already registered then this function
1396      * updates its configuration to 's'.  Otherwise, this function registers a
1397      * new mirror.
1398      *
1399      * If 's' is NULL, this function unregisters the mirror registered on
1400      * 'ofproto' associated with client data pointer 'aux'.  If no such mirror
1401      * has been registered, this has no effect.
1402      *
1403      * An implementation that does not support mirroring at all may set
1404      * it to NULL or return EOPNOTSUPP.  An implementation that supports
1405      * only a subset of the functionality should implement what it can
1406      * and return 0. */
1407     int (*mirror_set)(struct ofproto *ofproto, void *aux,
1408                       const struct ofproto_mirror_settings *s);
1409
1410     /* Retrieves statistics from mirror associated with client data
1411      * pointer 'aux' in 'ofproto'.  Stores packet and byte counts in
1412      * 'packets' and 'bytes', respectively.  If a particular counter is
1413      * not supported, the appropriate argument is set to UINT64_MAX.
1414      *
1415      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1416      * support retrieving mirror statistics. */
1417     int (*mirror_get_stats)(struct ofproto *ofproto, void *aux,
1418                             uint64_t *packets, uint64_t *bytes);
1419
1420     /* Configures the VLANs whose bits are set to 1 in 'flood_vlans' as VLANs
1421      * on which all packets are flooded, instead of using MAC learning.  If
1422      * 'flood_vlans' is NULL, then MAC learning applies to all VLANs.
1423      *
1424      * This function affects only the behavior of the OFPP_NORMAL action.  An
1425      * implementation that does not support it may set it to NULL or return
1426      * EOPNOTSUPP. */
1427     int (*set_flood_vlans)(struct ofproto *ofproto,
1428                            unsigned long *flood_vlans);
1429
1430     /* Returns true if 'aux' is a registered bundle that is currently in use as
1431      * the output for a mirror. */
1432     bool (*is_mirror_output_bundle)(const struct ofproto *ofproto, void *aux);
1433
1434     /* When the configuration option of forward_bpdu changes, this function
1435      * will be invoked. */
1436     void (*forward_bpdu_changed)(struct ofproto *ofproto);
1437
1438     /* Sets the MAC aging timeout for the OFPP_NORMAL action to 'idle_time', in
1439      * seconds, and the maximum number of MAC table entries to
1440      * 'max_entries'.
1441      *
1442      * An implementation that doesn't support configuring these features may
1443      * set this function to NULL or implement it as a no-op. */
1444     void (*set_mac_table_config)(struct ofproto *ofproto,
1445                                  unsigned int idle_time, size_t max_entries);
1446
1447 /* Linux VLAN device support (e.g. "eth0.10" for VLAN 10.)
1448  *
1449  * This is deprecated.  It is only for compatibility with broken device drivers
1450  * in old versions of Linux that do not properly support VLANs when VLAN
1451  * devices are not used.  When broken device drivers are no longer in
1452  * widespread use, we will delete these interfaces. */
1453
1454     /* If 'realdev_ofp_port' is nonzero, then this function configures 'ofport'
1455      * as a VLAN splinter port for VLAN 'vid', associated with the real device
1456      * that has OpenFlow port number 'realdev_ofp_port'.
1457      *
1458      * If 'realdev_ofp_port' is zero, then this function deconfigures 'ofport'
1459      * as a VLAN splinter port.
1460      *
1461      * This function should be NULL if an implementation does not support it.
1462      */
1463     int (*set_realdev)(struct ofport *ofport,
1464                        ofp_port_t realdev_ofp_port, int vid);
1465
1466 /* ## ------------------------ ## */
1467 /* ## OpenFlow meter functions ## */
1468 /* ## ------------------------ ## */
1469
1470     /* These functions should be NULL if an implementation does not support
1471      * them.  They must be all null or all non-null.. */
1472
1473     /* Initializes 'features' to describe the metering features supported by
1474      * 'ofproto'. */
1475     void (*meter_get_features)(const struct ofproto *ofproto,
1476                                struct ofputil_meter_features *features);
1477
1478     /* If '*id' is UINT32_MAX, adds a new meter with the given 'config'.  On
1479      * success the function must store a provider meter ID other than
1480      * UINT32_MAX in '*id'.  All further references to the meter will be made
1481      * with the returned provider meter id rather than the OpenFlow meter id.
1482      * The caller does not try to interpret the provider meter id, giving the
1483      * implementation the freedom to either use the OpenFlow meter_id value
1484      * provided in the meter configuration, or any other value suitable for the
1485      * implementation.
1486      *
1487      * If '*id' is a value other than UINT32_MAX, modifies the existing meter
1488      * with that meter provider ID to have configuration 'config'.  On failure,
1489      * the existing meter configuration is left intact.  Regardless of success,
1490      * any change to '*id' updates the provider meter id used for this
1491      * meter. */
1492     enum ofperr (*meter_set)(struct ofproto *ofproto, ofproto_meter_id *id,
1493                              const struct ofputil_meter_config *config);
1494
1495     /* Gets the meter and meter band packet and byte counts for maximum of
1496      * 'stats->n_bands' bands for the meter with provider ID 'id' within
1497      * 'ofproto'.  The caller fills in the other stats values.  The band stats
1498      * are copied to memory at 'stats->bands' provided by the caller.  The
1499      * number of returned band stats is returned in 'stats->n_bands'. */
1500     enum ofperr (*meter_get)(const struct ofproto *ofproto,
1501                              ofproto_meter_id id,
1502                              struct ofputil_meter_stats *stats);
1503
1504     /* Deletes a meter, making the 'ofproto_meter_id' invalid for any
1505      * further calls. */
1506     void (*meter_del)(struct ofproto *, ofproto_meter_id);
1507 };
1508
1509 extern const struct ofproto_class ofproto_dpif_class;
1510
1511 int ofproto_class_register(const struct ofproto_class *);
1512 int ofproto_class_unregister(const struct ofproto_class *);
1513
1514 /* ofproto_flow_mod() returns this value if the flow_mod could not be processed
1515  * because it overlaps with an ongoing flow table operation that has not yet
1516  * completed.  The caller should retry the operation later.
1517  *
1518  * ofproto.c also uses this value internally for additional (similar) purposes.
1519  *
1520  * This particular value is a good choice because it is large, so that it does
1521  * not collide with any errno value, but not large enough to collide with an
1522  * OFPERR_* value. */
1523 enum { OFPROTO_POSTPONE = 1 << 16 };
1524 BUILD_ASSERT_DECL(OFPROTO_POSTPONE < OFPERR_OFS);
1525
1526 int ofproto_flow_mod(struct ofproto *, struct ofputil_flow_mod *);
1527 void ofproto_add_flow(struct ofproto *, const struct match *,
1528                       unsigned int priority,
1529                       const struct ofpact *ofpacts, size_t ofpacts_len);
1530 bool ofproto_delete_flow(struct ofproto *,
1531                          const struct match *, unsigned int priority);
1532 void ofproto_flush_flows(struct ofproto *);
1533
1534 #endif /* ofproto/ofproto-provider.h */