lib/dpif-netdev: Fix EMC lookup.
[cascardo/ovs.git] / lib / dpif-netdev.c
index 2476435..2009206 100644 (file)
@@ -31,7 +31,6 @@
 #include <sys/stat.h>
 #include <unistd.h>
 
-#include "classifier.h"
 #include "cmap.h"
 #include "csum.h"
 #include "dpif.h"
@@ -43,6 +42,7 @@
 #include "cmap.h"
 #include "latch.h"
 #include "list.h"
+#include "match.h"
 #include "meta-flow.h"
 #include "netdev.h"
 #include "netdev-dpdk.h"
 #include "odp-util.h"
 #include "ofp-print.h"
 #include "ofpbuf.h"
+#include "ovs-numa.h"
 #include "ovs-rcu.h"
 #include "packet-dpif.h"
 #include "packets.h"
 #include "poll-loop.h"
+#include "pvector.h"
 #include "random.h"
 #include "seq.h"
 #include "shash.h"
@@ -67,9 +69,6 @@
 
 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(dpif_netdev);
 
-/* By default, choose a priority in the middle. */
-#define NETDEV_RULE_PRIORITY 0x8000
-
 #define FLOW_DUMP_MAX_BATCH 50
 /* Use per thread recirc_depth to prevent recirculation loop. */
 #define MAX_RECIRC_DEPTH 5
@@ -87,25 +86,20 @@ static struct shash dp_netdevs OVS_GUARDED_BY(dp_netdev_mutex)
 
 static struct vlog_rate_limit upcall_rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(600, 600);
 
-/* Stores a miniflow */
+/* Stores a miniflow with inline values */
 
-/* There are fields in the flow structure that we never use. Therefore we can
- * save a few words of memory */
-#define NETDEV_KEY_BUF_SIZE_U32 (FLOW_U32S                 \
-                                 - MINI_N_INLINE           \
-                                 - FLOW_U32_SIZE(regs)     \
-                                 - FLOW_U32_SIZE(metadata) \
-                                )
 struct netdev_flow_key {
-    struct miniflow flow;
-    uint32_t buf[NETDEV_KEY_BUF_SIZE_U32];
+    uint32_t hash;       /* Hash function differs for different users. */
+    uint32_t len;        /* Length of the following miniflow (incl. map). */
+    struct miniflow mf;
+    uint32_t buf[FLOW_MAX_PACKET_U32S - MINI_N_INLINE];
 };
 
 /* Exact match cache for frequently used flows
  *
  * The cache uses a 32-bit hash of the packet (which can be the RSS hash) to
  * search its entries for a miniflow that matches exactly the miniflow of the
- * packet. It stores the 'cls_rule'(rule) that matches the miniflow.
+ * packet. It stores the 'dpcls_rule' (rule) that matches the miniflow.
  *
  * A cache entry holds a reference to its 'dp_netdev_flow'.
  *
@@ -128,9 +122,8 @@ struct netdev_flow_key {
 #define EM_FLOW_HASH_SEGS 2
 
 struct emc_entry {
-    uint32_t hash;
-    struct netdev_flow_key mf;
     struct dp_netdev_flow *flow;
+    struct netdev_flow_key key;   /* key.hash used for emc hash value. */
 };
 
 struct emc_cache {
@@ -144,7 +137,31 @@ struct emc_cache {
          (CURRENT_ENTRY) = &(EMC)->entries[srch_hash__ & EM_FLOW_HASH_MASK], \
          i__ < EM_FLOW_HASH_SEGS;                                            \
          i__++, srch_hash__ >>= EM_FLOW_HASH_SHIFT)
+\f
+/* Simple non-wildcarding single-priority classifier. */
 
+struct dpcls {
+    struct cmap subtables_map;
+    struct pvector subtables;
+};
+
+/* A rule to be inserted to the classifier. */
+struct dpcls_rule {
+    struct cmap_node cmap_node;   /* Within struct dpcls_subtable 'rules'. */
+    struct netdev_flow_key *mask; /* Subtable's mask. */
+    struct netdev_flow_key flow;  /* Matching key. */
+    /* 'flow' must be the last field, additional space is allocated here. */
+};
+
+static void dpcls_init(struct dpcls *);
+static void dpcls_destroy(struct dpcls *);
+static void dpcls_insert(struct dpcls *, struct dpcls_rule *,
+                         const struct netdev_flow_key *mask);
+static void dpcls_remove(struct dpcls *, struct dpcls_rule *);
+static bool dpcls_lookup(const struct dpcls *cls,
+                         const struct netdev_flow_key keys[],
+                         struct dpcls_rule **rules, size_t cnt);
+\f
 /* Datapath based on the network device interface from netdev.h.
  *
  *
@@ -158,7 +175,6 @@ struct emc_cache {
  *
  *    dp_netdev_mutex (global)
  *    port_mutex
- *    emc_mutex
  *    flow_mutex
  */
 struct dp_netdev {
@@ -174,7 +190,7 @@ struct dp_netdev {
      * changes to 'cls' must be made while still holding the 'flow_mutex'.
      */
     struct ovs_mutex flow_mutex;
-    struct classifier cls;
+    struct dpcls cls;
     struct cmap flow_table OVS_GUARDED; /* Flow table. */
 
     /* Statistics.
@@ -195,17 +211,21 @@ struct dp_netdev {
     upcall_callback *upcall_cb;  /* Callback function for executing upcalls. */
     void *upcall_aux;
 
-    /* Forwarding threads. */
-    struct latch exit_latch;
-    struct pmd_thread *pmd_threads;
-    size_t n_pmd_threads;
-    int pmd_count;
-
-    /* Exact match cache for non-pmd devices.
-     * Pmd devices use instead each thread's flow_cache for this purpose.
-     * Protected by emc_mutex */
-    struct emc_cache flow_cache OVS_GUARDED;
-    struct ovs_mutex emc_mutex;
+    /* Stores all 'struct dp_netdev_pmd_thread's. */
+    struct cmap poll_threads;
+
+    /* Protects the access of the 'struct dp_netdev_pmd_thread'
+     * instance for non-pmd thread. */
+    struct ovs_mutex non_pmd_mutex;
+
+    /* Each pmd thread will store its pointer to
+     * 'struct dp_netdev_pmd_thread' in 'per_pmd_key'. */
+    ovsthread_key_t per_pmd_key;
+
+    /* Number of rx queues for each dpdk interface and the cpu mask
+     * for pin of pmd threads. */
+    size_t n_dpdk_rxqs;
+    char *pmd_cmask;
 };
 
 static struct dp_netdev_port *dp_netdev_lookup_port(const struct dp_netdev *dp,
@@ -238,6 +258,7 @@ struct dp_netdev_port {
     char *type;                 /* Port type as requested by user. */
 };
 
+\f
 /* A flow in dp_netdev's 'flow_table'.
  *
  *
@@ -277,12 +298,10 @@ struct dp_netdev_port {
  */
 struct dp_netdev_flow {
     bool dead;
-    /* Packet classification. */
-    const struct cls_rule cr;   /* In owning dp_netdev's 'cls'. */
 
     /* Hash table index by unmasked flow. */
     const struct cmap_node node; /* In owning dp_netdev's 'flow_table'. */
-    const struct flow flow;      /* The flow that created this entry. */
+    const struct flow flow;      /* Unmasked flow that created this entry. */
 
     /* Number of references.
      * The classifier owns one reference.
@@ -297,6 +316,10 @@ struct dp_netdev_flow {
 
     /* Actions. */
     OVSRCU_TYPE(struct dp_netdev_actions *) actions;
+
+    /* Packet classification. */
+    struct dpcls_rule cr;        /* In owning dp_netdev's 'cls'. */
+    /* 'cr' must be the last member. */
 };
 
 static void dp_netdev_flow_unref(struct dp_netdev_flow *);
@@ -340,15 +363,25 @@ static void dp_netdev_actions_free(struct dp_netdev_actions *);
  *
  * DPDK used PMD for accessing NIC.
  *
- * A thread that receives packets from PMD ports, looks them up in the flow
- * table, and executes the actions it finds.
+ * Note, instance with cpu core id NON_PMD_CORE_ID will be reserved for
+ * I/O of all non-pmd threads.  There will be no actual thread created
+ * for the instance.
  **/
-struct pmd_thread {
+struct dp_netdev_pmd_thread {
     struct dp_netdev *dp;
+    struct cmap_node node;          /* In 'dp->poll_threads'. */
+    /* Per thread exact-match cache.  Note, the instance for cpu core
+     * NON_PMD_CORE_ID can be accessed by multiple threads, and thusly
+     * need to be protected (e.g. by 'dp_netdev_mutex').  All other
+     * instances will only be accessed by its own pmd thread. */
     struct emc_cache flow_cache;
+    struct latch exit_latch;        /* For terminating the pmd thread. */
+    atomic_uint change_seq;         /* For reloading pmd ports. */
     pthread_t thread;
-    int id;
-    atomic_uint change_seq;
+    int index;                      /* Idx of this pmd thread among pmd*/
+                                    /* threads on same numa node. */
+    int core_id;                    /* CPU core id of this pmd thread. */
+    int numa_id;                    /* numa node id of this pmd thread. */
 };
 
 #define PMD_INITIAL_SEQ 1
@@ -374,19 +407,24 @@ static void do_del_port(struct dp_netdev *dp, struct dp_netdev_port *)
     OVS_REQUIRES(dp->port_mutex);
 static int dpif_netdev_open(const struct dpif_class *, const char *name,
                             bool create, struct dpif **);
-static void dp_netdev_execute_actions(struct dp_netdev *dp,
+static void dp_netdev_execute_actions(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
                                       struct dpif_packet **, int c,
-                                      bool may_steal, struct pkt_metadata *,
-                                      struct emc_cache *flow_cache,
+                                      bool may_steal,
                                       const struct nlattr *actions,
                                       size_t actions_len);
-static void dp_netdev_port_input(struct dp_netdev *dp,
-                                 struct emc_cache *flow_cache,
-                                 struct dpif_packet **packets, int cnt,
-                                 odp_port_t port_no);
+static void dp_netdev_input(struct dp_netdev_pmd_thread *,
+                            struct dpif_packet **, int cnt);
 
-static void dp_netdev_set_pmd_threads(struct dp_netdev *, int n);
 static void dp_netdev_disable_upcall(struct dp_netdev *);
+static void dp_netdev_configure_pmd(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
+                                    struct dp_netdev *dp, int index,
+                                    int core_id, int numa_id);
+static void dp_netdev_set_nonpmd(struct dp_netdev *dp);
+static struct dp_netdev_pmd_thread *dp_netdev_get_nonpmd(struct dp_netdev *dp);
+static void dp_netdev_destroy_all_pmds(struct dp_netdev *dp);
+static void dp_netdev_del_pmds_on_numa(struct dp_netdev *dp, int numa_id);
+static void dp_netdev_set_pmds_on_numa(struct dp_netdev *dp, int numa_id);
+static void dp_netdev_reset_pmd_threads(struct dp_netdev *dp);
 
 static void emc_clear_entry(struct emc_entry *ce);
 
@@ -395,11 +433,15 @@ emc_cache_init(struct emc_cache *flow_cache)
 {
     int i;
 
+    BUILD_ASSERT(offsetof(struct miniflow, inline_values) == sizeof(uint64_t));
+
     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flow_cache->entries); i++) {
         flow_cache->entries[i].flow = NULL;
-        flow_cache->entries[i].hash = 0;
-        miniflow_initialize(&flow_cache->entries[i].mf.flow,
-                            flow_cache->entries[i].mf.buf);
+        flow_cache->entries[i].key.hash = 0;
+        flow_cache->entries[i].key.len
+            = offsetof(struct miniflow, inline_values);
+        miniflow_initialize(&flow_cache->entries[i].key.mf,
+                            flow_cache->entries[i].key.buf);
     }
 }
 
@@ -536,7 +578,7 @@ create_dp_netdev(const char *name, const struct dpif_class *class,
     atomic_flag_clear(&dp->destroyed);
 
     ovs_mutex_init(&dp->flow_mutex);
-    classifier_init(&dp->cls, NULL);
+    dpcls_init(&dp->cls);
     cmap_init(&dp->flow_table);
 
     ovsthread_stats_init(&dp->stats);
@@ -544,7 +586,6 @@ create_dp_netdev(const char *name, const struct dpif_class *class,
     ovs_mutex_init(&dp->port_mutex);
     cmap_init(&dp->ports);
     dp->port_seq = seq_create();
-    latch_init(&dp->exit_latch);
     fat_rwlock_init(&dp->upcall_rwlock);
 
     /* Disable upcalls by default. */
@@ -552,6 +593,15 @@ create_dp_netdev(const char *name, const struct dpif_class *class,
     dp->upcall_aux = NULL;
     dp->upcall_cb = NULL;
 
+    cmap_init(&dp->poll_threads);
+    ovs_mutex_init_recursive(&dp->non_pmd_mutex);
+    ovsthread_key_create(&dp->per_pmd_key, NULL);
+
+    /* Reserves the core NON_PMD_CORE_ID for all non-pmd threads. */
+    ovs_numa_try_pin_core_specific(NON_PMD_CORE_ID);
+    dp_netdev_set_nonpmd(dp);
+    dp->n_dpdk_rxqs = NR_QUEUE;
+
     ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
     error = do_add_port(dp, name, "internal", ODPP_LOCAL);
     ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
@@ -560,9 +610,6 @@ create_dp_netdev(const char *name, const struct dpif_class *class,
         return error;
     }
 
-    ovs_mutex_init(&dp->emc_mutex);
-    emc_cache_init(&dp->flow_cache);
-
     *dpp = dp;
     return 0;
 }
@@ -592,6 +639,18 @@ dpif_netdev_open(const struct dpif_class *class, const char *name,
     return error;
 }
 
+static void
+dp_netdev_destroy_upcall_lock(struct dp_netdev *dp)
+    OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
+{
+    /* Check that upcalls are disabled, i.e. that the rwlock is taken */
+    ovs_assert(fat_rwlock_tryrdlock(&dp->upcall_rwlock));
+
+    /* Before freeing a lock we should release it */
+    fat_rwlock_unlock(&dp->upcall_rwlock);
+    fat_rwlock_destroy(&dp->upcall_rwlock);
+}
+
 /* Requires dp_netdev_mutex so that we can't get a new reference to 'dp'
  * through the 'dp_netdevs' shash while freeing 'dp'. */
 static void
@@ -604,8 +663,10 @@ dp_netdev_free(struct dp_netdev *dp)
 
     shash_find_and_delete(&dp_netdevs, dp->name);
 
-    dp_netdev_set_pmd_threads(dp, 0);
-    free(dp->pmd_threads);
+    dp_netdev_destroy_all_pmds(dp);
+    cmap_destroy(&dp->poll_threads);
+    ovs_mutex_destroy(&dp->non_pmd_mutex);
+    ovsthread_key_delete(dp->per_pmd_key);
 
     dp_netdev_flow_flush(dp);
     ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
@@ -620,17 +681,16 @@ dp_netdev_free(struct dp_netdev *dp)
     }
     ovsthread_stats_destroy(&dp->stats);
 
-    classifier_destroy(&dp->cls);
+    dpcls_destroy(&dp->cls);
     cmap_destroy(&dp->flow_table);
     ovs_mutex_destroy(&dp->flow_mutex);
     seq_destroy(dp->port_seq);
     cmap_destroy(&dp->ports);
-    fat_rwlock_destroy(&dp->upcall_rwlock);
-    latch_destroy(&dp->exit_latch);
 
-    emc_cache_uninit(&dp->flow_cache);
-    ovs_mutex_destroy(&dp->emc_mutex);
+    /* Upcalls must be disabled at this point */
+    dp_netdev_destroy_upcall_lock(dp);
 
+    free(dp->pmd_cmask);
     free(CONST_CAST(char *, dp->name));
     free(dp);
 }
@@ -697,15 +757,22 @@ dpif_netdev_get_stats(const struct dpif *dpif, struct dpif_dp_stats *stats)
 }
 
 static void
-dp_netdev_reload_pmd_threads(struct dp_netdev *dp)
+dp_netdev_reload_pmd__(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
 {
-    int i;
+    int old_seq;
+
+    atomic_add_relaxed(&pmd->change_seq, 1, &old_seq);
+}
 
-    for (i = 0; i < dp->n_pmd_threads; i++) {
-        struct pmd_thread *f = &dp->pmd_threads[i];
-        int old_seq;
+/* Causes all pmd threads to reload its tx/rx devices.
+ * Must be called after adding/removing ports. */
+static void
+dp_netdev_reload_pmds(struct dp_netdev *dp)
+{
+    struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
 
-        atomic_add_relaxed(&f->change_seq, 1, &old_seq);
+    CMAP_FOR_EACH (pmd, node, &dp->poll_threads) {
+        dp_netdev_reload_pmd__(pmd);
     }
 }
 
@@ -745,6 +812,21 @@ do_add_port(struct dp_netdev *dp, const char *devname, const char *type,
         return EINVAL;
     }
 
+    if (netdev_is_pmd(netdev)) {
+        int n_cores = ovs_numa_get_n_cores();
+
+        if (n_cores == OVS_CORE_UNSPEC) {
+            VLOG_ERR("%s, cannot get cpu core info", devname);
+            return ENOENT;
+        }
+        /* There can only be ovs_numa_get_n_cores() pmd threads,
+         * so creates a txq for each. */
+        error = netdev_set_multiq(netdev, n_cores, dp->n_dpdk_rxqs);
+        if (error) {
+            VLOG_ERR("%s, cannot set multiq", devname);
+            return errno;
+        }
+    }
     port = xzalloc(sizeof *port);
     port->port_no = port_no;
     port->netdev = netdev;
@@ -778,9 +860,8 @@ do_add_port(struct dp_netdev *dp, const char *devname, const char *type,
     port->sf = sf;
 
     if (netdev_is_pmd(netdev)) {
-        dp->pmd_count++;
-        dp_netdev_set_pmd_threads(dp, NR_PMD_THREADS);
-        dp_netdev_reload_pmd_threads(dp);
+        dp_netdev_set_pmds_on_numa(dp, netdev_get_numa_id(netdev));
+        dp_netdev_reload_pmds(dp);
     }
     ovs_refcount_init(&port->ref_cnt);
 
@@ -880,6 +961,16 @@ port_ref(struct dp_netdev_port *port)
     }
 }
 
+static bool
+port_try_ref(struct dp_netdev_port *port)
+{
+    if (port) {
+        return ovs_refcount_try_ref_rcu(&port->ref_cnt);
+    }
+
+    return false;
+}
+
 static void
 port_destroy__(struct dp_netdev_port *port)
 {
@@ -921,6 +1012,39 @@ get_port_by_name(struct dp_netdev *dp,
     return ENOENT;
 }
 
+static int
+get_n_pmd_threads_on_numa(struct dp_netdev *dp, int numa_id)
+{
+    struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
+    int n_pmds = 0;
+
+    CMAP_FOR_EACH (pmd, node, &dp->poll_threads) {
+        if (pmd->numa_id == numa_id) {
+            n_pmds++;
+        }
+    }
+
+    return n_pmds;
+}
+
+/* Returns 'true' if there is a port with pmd netdev and the netdev
+ * is on numa node 'numa_id'. */
+static bool
+has_pmd_port_for_numa(struct dp_netdev *dp, int numa_id)
+{
+    struct dp_netdev_port *port;
+
+    CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
+        if (netdev_is_pmd(port->netdev)
+            && netdev_get_numa_id(port->netdev) == numa_id) {
+            return true;
+        }
+    }
+
+    return false;
+}
+
+
 static void
 do_del_port(struct dp_netdev *dp, struct dp_netdev_port *port)
     OVS_REQUIRES(dp->port_mutex)
@@ -928,7 +1052,14 @@ do_del_port(struct dp_netdev *dp, struct dp_netdev_port *port)
     cmap_remove(&dp->ports, &port->node, hash_odp_port(port->port_no));
     seq_change(dp->port_seq);
     if (netdev_is_pmd(port->netdev)) {
-        dp_netdev_reload_pmd_threads(dp);
+        int numa_id = netdev_get_numa_id(port->netdev);
+
+        /* If there is no netdev on the numa node, deletes the pmd threads
+         * for that numa.  Else, just reloads the queues.  */
+        if (!has_pmd_port_for_numa(dp, numa_id)) {
+            dp_netdev_del_pmds_on_numa(dp, numa_id);
+        }
+        dp_netdev_reload_pmds(dp);
     }
 
     port_unref(port);
@@ -989,7 +1120,6 @@ dp_netdev_flow_free(struct dp_netdev_flow *flow)
     }
     ovsthread_stats_destroy(&flow->stats);
 
-    cls_rule_destroy(CONST_CAST(struct cls_rule *, &flow->cr));
     dp_netdev_actions_free(dp_netdev_flow_get_actions(flow));
     free(flow);
 }
@@ -1005,10 +1135,9 @@ static void
 dp_netdev_remove_flow(struct dp_netdev *dp, struct dp_netdev_flow *flow)
     OVS_REQUIRES(dp->flow_mutex)
 {
-    struct cls_rule *cr = CONST_CAST(struct cls_rule *, &flow->cr);
     struct cmap_node *node = CONST_CAST(struct cmap_node *, &flow->node);
 
-    classifier_remove(&dp->cls, cr);
+    dpcls_remove(&dp->cls, &flow->cr);
     cmap_remove(&dp->flow_table, node, flow_hash(&flow->flow, 0));
     flow->dead = true;
 
@@ -1113,7 +1242,7 @@ dpif_netdev_port_poll_wait(const struct dpif *dpif_)
 }
 
 static struct dp_netdev_flow *
-dp_netdev_flow_cast(const struct cls_rule *cr)
+dp_netdev_flow_cast(const struct dpcls_rule *cr)
 {
     return cr ? CONTAINER_OF(cr, struct dp_netdev_flow, cr) : NULL;
 }
@@ -1123,6 +1252,164 @@ static bool dp_netdev_flow_ref(struct dp_netdev_flow *flow)
     return ovs_refcount_try_ref_rcu(&flow->ref_cnt);
 }
 
+/* netdev_flow_key utilities.
+ *
+ * netdev_flow_key is basically a miniflow.  We use these functions
+ * (netdev_flow_key_clone, netdev_flow_key_equal, ...) instead of the miniflow
+ * functions (miniflow_clone_inline, miniflow_equal, ...), because:
+ *
+ * - Since we are dealing exclusively with miniflows created by
+ *   miniflow_extract(), if the map is different the miniflow is different.
+ *   Therefore we can be faster by comparing the map and the miniflow in a
+ *   single memcmp().
+ * _ netdev_flow_key's miniflow has always inline values.
+ * - These functions can be inlined by the compiler.
+ *
+ * The following assertions make sure that what we're doing with miniflow is
+ * safe
+ */
+BUILD_ASSERT_DECL(offsetof(struct miniflow, inline_values)
+                  == sizeof(uint64_t));
+
+/* Given the number of bits set in the miniflow map, returns the size of the
+ * 'netdev_flow_key.mf' */
+static inline uint32_t
+netdev_flow_key_size(uint32_t flow_u32s)
+{
+    return offsetof(struct miniflow, inline_values) +
+        MINIFLOW_VALUES_SIZE(flow_u32s);
+}
+
+static inline bool
+netdev_flow_key_equal(const struct netdev_flow_key *a,
+                      const struct netdev_flow_key *b)
+{
+    /* 'b->len' may be not set yet. */
+    return a->hash == b->hash && !memcmp(&a->mf, &b->mf, a->len);
+}
+
+/* Used to compare 'netdev_flow_key' in the exact match cache to a miniflow.
+ * The maps are compared bitwise, so both 'key->mf' 'mf' must have been
+ * generated by miniflow_extract. */
+static inline bool
+netdev_flow_key_equal_mf(const struct netdev_flow_key *key,
+                         const struct miniflow *mf)
+{
+    return !memcmp(&key->mf, mf, key->len);
+}
+
+static inline void
+netdev_flow_key_clone(struct netdev_flow_key *dst,
+                      const struct netdev_flow_key *src)
+{
+    memcpy(dst, src,
+           offsetof(struct netdev_flow_key, mf) + src->len);
+}
+
+/* Slow. */
+static void
+netdev_flow_key_from_flow(struct netdev_flow_key *dst,
+                          const struct flow *src)
+{
+    struct ofpbuf packet;
+    uint64_t buf_stub[512 / 8];
+    struct pkt_metadata md = pkt_metadata_from_flow(src);
+
+    miniflow_initialize(&dst->mf, dst->buf);
+
+    ofpbuf_use_stub(&packet, buf_stub, sizeof buf_stub);
+    flow_compose(&packet, src);
+    miniflow_extract(&packet, &md, &dst->mf);
+    ofpbuf_uninit(&packet);
+
+    dst->len = netdev_flow_key_size(count_1bits(dst->mf.map));
+    dst->hash = 0; /* Not computed yet. */
+}
+
+/* Initialize a netdev_flow_key 'mask' from 'match'. */
+static inline void
+netdev_flow_mask_init(struct netdev_flow_key *mask,
+                      const struct match *match)
+{
+    const uint32_t *mask_u32 = (const uint32_t *) &match->wc.masks;
+    uint32_t *dst = mask->mf.inline_values;
+    uint64_t map, mask_map = 0;
+    uint32_t hash = 0;
+    int n;
+
+    /* Only check masks that make sense for the flow. */
+    map = flow_wc_map(&match->flow);
+
+    while (map) {
+        uint64_t rm1bit = rightmost_1bit(map);
+        int i = raw_ctz(map);
+
+        if (mask_u32[i]) {
+            mask_map |= rm1bit;
+            *dst++ = mask_u32[i];
+            hash = hash_add(hash, mask_u32[i]);
+        }
+        map -= rm1bit;
+    }
+
+    mask->mf.values_inline = true;
+    mask->mf.map = mask_map;
+
+    hash = hash_add(hash, mask_map);
+    hash = hash_add(hash, mask_map >> 32);
+
+    n = dst - mask->mf.inline_values;
+
+    mask->hash = hash_finish(hash, n * 4);
+    mask->len = netdev_flow_key_size(n);
+}
+
+/* Initializes 'dst' as a copy of 'src' masked with 'mask'. */
+static inline void
+netdev_flow_key_init_masked(struct netdev_flow_key *dst,
+                            const struct flow *flow,
+                            const struct netdev_flow_key *mask)
+{
+    uint32_t *dst_u32 = dst->mf.inline_values;
+    const uint32_t *mask_u32 = mask->mf.inline_values;
+    uint32_t hash = 0;
+    uint32_t value;
+
+    dst->len = mask->len;
+    dst->mf.values_inline = true;
+    dst->mf.map = mask->mf.map;
+
+    FLOW_FOR_EACH_IN_MAP(value, flow, mask->mf.map) {
+        *dst_u32 = value & *mask_u32++;
+        hash = hash_add(hash, *dst_u32++);
+    }
+    dst->hash = hash_finish(hash, (dst_u32 - dst->mf.inline_values) * 4);
+}
+
+/* Iterate through all netdev_flow_key u32 values specified by 'MAP' */
+#define NETDEV_FLOW_KEY_FOR_EACH_IN_MAP(VALUE, KEY, MAP)           \
+    for (struct mf_for_each_in_map_aux aux__                       \
+             = { (KEY)->mf.inline_values, (KEY)->mf.map, MAP };    \
+         mf_get_next_in_map(&aux__, &(VALUE));                     \
+        )
+
+/* Returns a hash value for the bits of 'key' where there are 1-bits in
+ * 'mask'. */
+static inline uint32_t
+netdev_flow_key_hash_in_mask(const struct netdev_flow_key *key,
+                             const struct netdev_flow_key *mask)
+{
+    const uint32_t *p = mask->mf.inline_values;
+    uint32_t hash = 0;
+    uint32_t key_u32;
+
+    NETDEV_FLOW_KEY_FOR_EACH_IN_MAP(key_u32, key, mask->mf.map) {
+        hash = hash_add(hash, key_u32 & *p++);
+    }
+
+    return hash_finish(hash, (p - mask->mf.inline_values) * 4);
+}
+
 static inline bool
 emc_entry_alive(struct emc_entry *ce)
 {
@@ -1140,7 +1427,7 @@ emc_clear_entry(struct emc_entry *ce)
 
 static inline void
 emc_change_entry(struct emc_entry *ce, struct dp_netdev_flow *flow,
-                 const struct miniflow *mf, uint32_t hash)
+                 const struct netdev_flow_key *key)
 {
     if (ce->flow != flow) {
         if (ce->flow) {
@@ -1153,25 +1440,22 @@ emc_change_entry(struct emc_entry *ce, struct dp_netdev_flow *flow,
             ce->flow = NULL;
         }
     }
-    if (mf) {
-        miniflow_clone_inline(&ce->mf.flow, mf, count_1bits(mf->map));
-        ce->hash = hash;
+    if (key) {
+        netdev_flow_key_clone(&ce->key, key);
     }
 }
 
 static inline void
-emc_insert(struct emc_cache *cache, const struct miniflow *mf, uint32_t hash,
+emc_insert(struct emc_cache *cache, const struct netdev_flow_key *key,
            struct dp_netdev_flow *flow)
 {
     struct emc_entry *to_be_replaced = NULL;
     struct emc_entry *current_entry;
 
-    EMC_FOR_EACH_POS_WITH_HASH(cache, current_entry, hash) {
-        if (current_entry->hash == hash
-            && miniflow_equal(&current_entry->mf.flow, mf)) {
-
+    EMC_FOR_EACH_POS_WITH_HASH(cache, current_entry, key->hash) {
+        if (netdev_flow_key_equal(&current_entry->key, key)) {
             /* We found the entry with the 'mf' miniflow */
-            emc_change_entry(current_entry, flow, NULL, 0);
+            emc_change_entry(current_entry, flow, NULL);
             return;
         }
 
@@ -1180,26 +1464,27 @@ emc_insert(struct emc_cache *cache, const struct miniflow *mf, uint32_t hash,
         if (!to_be_replaced
             || (emc_entry_alive(to_be_replaced)
                 && !emc_entry_alive(current_entry))
-            || current_entry->hash < to_be_replaced->hash) {
+            || current_entry->key.hash < to_be_replaced->key.hash) {
             to_be_replaced = current_entry;
         }
     }
     /* We didn't find the miniflow in the cache.
      * The 'to_be_replaced' entry is where the new flow will be stored */
 
-    emc_change_entry(to_be_replaced, flow, mf, hash);
+    emc_change_entry(to_be_replaced, flow, key);
 }
 
 static inline struct dp_netdev_flow *
-emc_lookup(struct emc_cache *cache, const struct miniflow *mf, uint32_t hash)
+emc_lookup(struct emc_cache *cache, const struct netdev_flow_key *key)
 {
     struct emc_entry *current_entry;
 
-    EMC_FOR_EACH_POS_WITH_HASH(cache, current_entry, hash) {
-        if (current_entry->hash == hash && emc_entry_alive(current_entry)
-            && miniflow_equal(&current_entry->mf.flow, mf)) {
+    EMC_FOR_EACH_POS_WITH_HASH(cache, current_entry, key->hash) {
+        if (current_entry->key.hash == key->hash
+            && emc_entry_alive(current_entry)
+            && netdev_flow_key_equal_mf(&current_entry->key, &key->mf)) {
 
-            /* We found the entry with the 'mf' miniflow */
+            /* We found the entry with the 'key->mf' miniflow */
             return current_entry->flow;
         }
     }
@@ -1208,12 +1493,13 @@ emc_lookup(struct emc_cache *cache, const struct miniflow *mf, uint32_t hash)
 }
 
 static struct dp_netdev_flow *
-dp_netdev_lookup_flow(const struct dp_netdev *dp, const struct miniflow *key)
+dp_netdev_lookup_flow(const struct dp_netdev *dp,
+                      const struct netdev_flow_key *key)
 {
     struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
-    struct cls_rule *rule;
+    struct dpcls_rule *rule;
 
-    classifier_lookup_miniflow_batch(&dp->cls, &key, &rule, 1);
+    dpcls_lookup(&dp->cls, key, &rule, 1);
     netdev_flow = dp_netdev_flow_cast(rule);
 
     return netdev_flow;
@@ -1259,7 +1545,7 @@ dp_netdev_flow_to_dpif_flow(const struct dp_netdev_flow *netdev_flow,
     struct flow_wildcards wc;
     struct dp_netdev_actions *actions;
 
-    minimask_expand(&netdev_flow->cr.match.mask, &wc);
+    miniflow_expand(&netdev_flow->cr.mask->mf, &wc.masks);
     odp_flow_key_from_mask(buffer, &wc.masks, &netdev_flow->flow,
                            odp_to_u32(wc.masks.in_port.odp_port),
                            SIZE_MAX, true);
@@ -1389,36 +1675,41 @@ dpif_netdev_flow_get(const struct dpif *dpif, const struct dpif_flow_get *get)
     return error;
 }
 
-static int
+static struct dp_netdev_flow *
 dp_netdev_flow_add(struct dp_netdev *dp, struct match *match,
                    const struct nlattr *actions, size_t actions_len)
     OVS_REQUIRES(dp->flow_mutex)
 {
-    struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
-
-    netdev_flow = xzalloc(sizeof *netdev_flow);
-    *CONST_CAST(struct flow *, &netdev_flow->flow) = match->flow;
-
-    ovs_refcount_init(&netdev_flow->ref_cnt);
+    struct dp_netdev_flow *flow;
+    struct netdev_flow_key mask;
 
-    ovsthread_stats_init(&netdev_flow->stats);
+    netdev_flow_mask_init(&mask, match);
+    /* Make sure wc does not have metadata. */
+    ovs_assert(!(mask.mf.map & (MINIFLOW_MAP(metadata) | MINIFLOW_MAP(regs))));
 
-    ovsrcu_set(&netdev_flow->actions,
-               dp_netdev_actions_create(actions, actions_len));
+    /* Do not allocate extra space. */
+    flow = xmalloc(sizeof *flow - sizeof flow->cr.flow.mf + mask.len);
+    flow->dead = false;
+    *CONST_CAST(struct flow *, &flow->flow) = match->flow;
+    ovs_refcount_init(&flow->ref_cnt);
+    ovsthread_stats_init(&flow->stats);
+    ovsrcu_set(&flow->actions, dp_netdev_actions_create(actions, actions_len));
 
-    cls_rule_init(CONST_CAST(struct cls_rule *, &netdev_flow->cr),
-                  match, NETDEV_RULE_PRIORITY);
     cmap_insert(&dp->flow_table,
-                CONST_CAST(struct cmap_node *, &netdev_flow->node),
-                flow_hash(&match->flow, 0));
-    classifier_insert(&dp->cls,
-                      CONST_CAST(struct cls_rule *, &netdev_flow->cr));
+                CONST_CAST(struct cmap_node *, &flow->node),
+                flow_hash(&flow->flow, 0));
+    netdev_flow_key_init_masked(&flow->cr.flow, &match->flow, &mask);
+    dpcls_insert(&dp->cls, &flow->cr, &mask);
 
     if (OVS_UNLIKELY(VLOG_IS_DBG_ENABLED())) {
+        struct match match;
         struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
 
+        match.flow = flow->flow;
+        miniflow_expand(&flow->cr.mask->mf, &match.wc.masks);
+
         ds_put_cstr(&ds, "flow_add: ");
-        match_format(match, &ds, OFP_DEFAULT_PRIORITY);
+        match_format(&match, &ds, OFP_DEFAULT_PRIORITY);
         ds_put_cstr(&ds, ", actions:");
         format_odp_actions(&ds, actions, actions_len);
 
@@ -1427,7 +1718,7 @@ dp_netdev_flow_add(struct dp_netdev *dp, struct match *match,
         ds_destroy(&ds);
     }
 
-    return 0;
+    return flow;
 }
 
 static void
@@ -1451,7 +1742,7 @@ dpif_netdev_flow_put(struct dpif *dpif, const struct dpif_flow_put *put)
 {
     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
     struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
-    struct miniflow miniflow;
+    struct netdev_flow_key key;
     struct match match;
     int error;
 
@@ -1465,18 +1756,22 @@ dpif_netdev_flow_put(struct dpif *dpif, const struct dpif_flow_put *put)
     if (error) {
         return error;
     }
-    miniflow_init(&miniflow, &match.flow);
+
+    /* Must produce a netdev_flow_key for lookup.
+     * This interface is no longer performance critical, since it is not used
+     * for upcall processing any more. */
+    netdev_flow_key_from_flow(&key, &match.flow);
 
     ovs_mutex_lock(&dp->flow_mutex);
-    netdev_flow = dp_netdev_lookup_flow(dp, &miniflow);
+    netdev_flow = dp_netdev_lookup_flow(dp, &key);
     if (!netdev_flow) {
         if (put->flags & DPIF_FP_CREATE) {
             if (cmap_count(&dp->flow_table) < MAX_FLOWS) {
                 if (put->stats) {
                     memset(put->stats, 0, sizeof *put->stats);
                 }
-                error = dp_netdev_flow_add(dp, &match, put->actions,
-                                           put->actions_len);
+                dp_netdev_flow_add(dp, &match, put->actions, put->actions_len);
+                error = 0;
             } else {
                 error = EFBIG;
             }
@@ -1511,7 +1806,6 @@ dpif_netdev_flow_put(struct dpif *dpif, const struct dpif_flow_put *put)
         }
     }
     ovs_mutex_unlock(&dp->flow_mutex);
-    miniflow_destroy(&miniflow);
 
     return error;
 }
@@ -1654,7 +1948,7 @@ dpif_netdev_flow_dump_next(struct dpif_flow_dump_thread *thread_,
         struct flow_wildcards wc;
         struct ofpbuf buf;
 
-        minimask_expand(&netdev_flow->cr.match.mask, &wc);
+        miniflow_expand(&netdev_flow->cr.mask->mf, &wc.masks);
 
         /* Key. */
         ofpbuf_use_stack(&buf, keybuf, sizeof *keybuf);
@@ -1685,10 +1979,11 @@ dpif_netdev_flow_dump_next(struct dpif_flow_dump_thread *thread_,
 
 static int
 dpif_netdev_execute(struct dpif *dpif, struct dpif_execute *execute)
+    OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
 {
     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
+    struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
     struct dpif_packet packet, *pp;
-    struct pkt_metadata *md = &execute->md;
 
     if (ofpbuf_size(execute->packet) < ETH_HEADER_LEN ||
         ofpbuf_size(execute->packet) > UINT16_MAX) {
@@ -1696,19 +1991,33 @@ dpif_netdev_execute(struct dpif *dpif, struct dpif_execute *execute)
     }
 
     packet.ofpbuf = *execute->packet;
+    packet.md = execute->md;
     pp = &packet;
 
-    ovs_mutex_lock(&dp->emc_mutex);
-    dp_netdev_execute_actions(dp, &pp, 1, false, md,
-                              &dp->flow_cache, execute->actions,
+    /* Tries finding the 'pmd'.  If NULL is returned, that means
+     * the current thread is a non-pmd thread and should use
+     * dp_netdev_get_nonpmd(). */
+    pmd = ovsthread_getspecific(dp->per_pmd_key);
+    if (!pmd) {
+        pmd = dp_netdev_get_nonpmd(dp);
+    }
+
+    /* If the current thread is non-pmd thread, acquires
+     * the 'non_pmd_mutex'. */
+    if (pmd->core_id == NON_PMD_CORE_ID) {
+        ovs_mutex_lock(&dp->non_pmd_mutex);
+    }
+    dp_netdev_execute_actions(pmd, &pp, 1, false, execute->actions,
                               execute->actions_len);
-    ovs_mutex_unlock(&dp->emc_mutex);
+    if (pmd->core_id == NON_PMD_CORE_ID) {
+        ovs_mutex_unlock(&dp->non_pmd_mutex);
+    }
 
     /* Even though may_steal is set to false, some actions could modify or
      * reallocate the ofpbuf memory. We need to pass those changes to the
      * caller */
     *execute->packet = packet.ofpbuf;
-
+    execute->md = packet.md;
     return 0;
 }
 
@@ -1740,6 +2049,77 @@ dpif_netdev_operate(struct dpif *dpif, struct dpif_op **ops, size_t n_ops)
     }
 }
 
+/* Returns true if the configuration for rx queues or cpu mask
+ * is changed. */
+static bool
+pmd_config_changed(const struct dp_netdev *dp, size_t rxqs, const char *cmask)
+{
+    if (dp->n_dpdk_rxqs != rxqs) {
+        return true;
+    } else {
+        if (dp->pmd_cmask != NULL && cmask != NULL) {
+            return strcmp(dp->pmd_cmask, cmask);
+        } else {
+            return (dp->pmd_cmask != NULL || cmask != NULL);
+        }
+    }
+}
+
+/* Resets pmd threads if the configuration for 'rxq's or cpu mask changes. */
+static int
+dpif_netdev_pmd_set(struct dpif *dpif, unsigned int n_rxqs, const char *cmask)
+{
+    struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
+
+    if (pmd_config_changed(dp, n_rxqs, cmask)) {
+        struct dp_netdev_port *port;
+
+        dp_netdev_destroy_all_pmds(dp);
+
+        CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
+            if (netdev_is_pmd(port->netdev)) {
+                int i, err;
+
+                /* Closes the existing 'rxq's. */
+                for (i = 0; i < netdev_n_rxq(port->netdev); i++) {
+                    netdev_rxq_close(port->rxq[i]);
+                    port->rxq[i] = NULL;
+                }
+
+                /* Sets the new rx queue config.  */
+                err = netdev_set_multiq(port->netdev, ovs_numa_get_n_cores(),
+                                        n_rxqs);
+                if (err) {
+                    VLOG_ERR("Failed to set dpdk interface %s rx_queue to:"
+                             " %u", netdev_get_name(port->netdev),
+                             n_rxqs);
+                    return err;
+                }
+
+                /* If the set_multiq() above succeeds, reopens the 'rxq's. */
+                port->rxq = xrealloc(port->rxq, sizeof *port->rxq
+                                     * netdev_n_rxq(port->netdev));
+                for (i = 0; i < netdev_n_rxq(port->netdev); i++) {
+                    netdev_rxq_open(port->netdev, &port->rxq[i], i);
+                }
+            }
+        }
+        dp->n_dpdk_rxqs = n_rxqs;
+
+        /* Reconfigures the cpu mask. */
+        ovs_numa_set_cpu_mask(cmask);
+        free(dp->pmd_cmask);
+        dp->pmd_cmask = cmask ? xstrdup(cmask) : NULL;
+
+        /* Restores the non-pmd. */
+        dp_netdev_set_nonpmd(dp);
+        /* Restores all pmd threads. */
+        dp_netdev_reset_pmd_threads(dp);
+    }
+
+    return 0;
+}
+
 static int
 dpif_netdev_queue_to_priority(const struct dpif *dpif OVS_UNUSED,
                               uint32_t queue_id, uint32_t *priority)
@@ -1779,8 +2159,7 @@ dp_netdev_actions_free(struct dp_netdev_actions *actions)
 \f
 
 static void
-dp_netdev_process_rxq_port(struct dp_netdev *dp,
-                           struct emc_cache *flow_cache,
+dp_netdev_process_rxq_port(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
                            struct dp_netdev_port *port,
                            struct netdev_rxq *rxq)
 {
@@ -1789,14 +2168,20 @@ dp_netdev_process_rxq_port(struct dp_netdev *dp,
 
     error = netdev_rxq_recv(rxq, packets, &cnt);
     if (!error) {
-        dp_netdev_port_input(dp, flow_cache, packets, cnt, port->port_no);
+        int i;
+
+        *recirc_depth_get() = 0;
+
+        /* XXX: initialize md in netdev implementation. */
+        for (i = 0; i < cnt; i++) {
+            packets[i]->md = PKT_METADATA_INITIALIZER(port->port_no);
+        }
+        dp_netdev_input(pmd, packets, cnt);
     } else if (error != EAGAIN && error != EOPNOTSUPP) {
-        static struct vlog_rate_limit rl
-            = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
+        static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
 
         VLOG_ERR_RL(&rl, "error receiving data from %s: %s",
-                    netdev_get_name(port->netdev),
-                    ovs_strerror(error));
+                    netdev_get_name(port->netdev), ovs_strerror(error));
     }
 }
 
@@ -1805,19 +2190,19 @@ dpif_netdev_run(struct dpif *dpif)
 {
     struct dp_netdev_port *port;
     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
+    struct dp_netdev_pmd_thread *non_pmd = dp_netdev_get_nonpmd(dp);
 
-    ovs_mutex_lock(&dp->emc_mutex);
+    ovs_mutex_lock(&dp->non_pmd_mutex);
     CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
         if (!netdev_is_pmd(port->netdev)) {
             int i;
 
             for (i = 0; i < netdev_n_rxq(port->netdev); i++) {
-                dp_netdev_process_rxq_port(dp, &dp->flow_cache, port,
-                                           port->rxq[i]);
+                dp_netdev_process_rxq_port(non_pmd, port, port->rxq[i]);
             }
         }
     }
-    ovs_mutex_unlock(&dp->emc_mutex);
+    ovs_mutex_unlock(&dp->non_pmd_mutex);
 }
 
 static void
@@ -1845,39 +2230,45 @@ struct rxq_poll {
 };
 
 static int
-pmd_load_queues(struct pmd_thread *f,
+pmd_load_queues(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
                 struct rxq_poll **ppoll_list, int poll_cnt)
 {
-    struct dp_netdev *dp = f->dp;
     struct rxq_poll *poll_list = *ppoll_list;
     struct dp_netdev_port *port;
-    int id = f->id;
-    int index;
-    int i;
+    int n_pmds_on_numa, index, i;
 
     /* Simple scheduler for netdev rx polling. */
     for (i = 0; i < poll_cnt; i++) {
-         port_unref(poll_list[i].port);
+        port_unref(poll_list[i].port);
     }
 
     poll_cnt = 0;
+    n_pmds_on_numa = get_n_pmd_threads_on_numa(pmd->dp, pmd->numa_id);
     index = 0;
 
-    CMAP_FOR_EACH (port, node, &f->dp->ports) {
-        if (netdev_is_pmd(port->netdev)) {
-            int i;
-
-            for (i = 0; i < netdev_n_rxq(port->netdev); i++) {
-                if ((index % dp->n_pmd_threads) == id) {
-                    poll_list = xrealloc(poll_list, sizeof *poll_list * (poll_cnt + 1));
-
-                    port_ref(port);
-                    poll_list[poll_cnt].port = port;
-                    poll_list[poll_cnt].rx = port->rxq[i];
-                    poll_cnt++;
+    CMAP_FOR_EACH (port, node, &pmd->dp->ports) {
+        /* Calls port_try_ref() to prevent the main thread
+         * from deleting the port. */
+        if (port_try_ref(port)) {
+            if (netdev_is_pmd(port->netdev)
+                && netdev_get_numa_id(port->netdev) == pmd->numa_id) {
+                int i;
+
+                for (i = 0; i < netdev_n_rxq(port->netdev); i++) {
+                    if ((index % n_pmds_on_numa) == pmd->index) {
+                        poll_list = xrealloc(poll_list,
+                                        sizeof *poll_list * (poll_cnt + 1));
+
+                        port_ref(port);
+                        poll_list[poll_cnt].port = port;
+                        poll_list[poll_cnt].rx = port->rxq[i];
+                        poll_cnt++;
+                    }
+                    index++;
                 }
-                index++;
             }
+            /* Unrefs the port_try_ref(). */
+            port_unref(port);
         }
     }
 
@@ -1888,8 +2279,7 @@ pmd_load_queues(struct pmd_thread *f,
 static void *
 pmd_thread_main(void *f_)
 {
-    struct pmd_thread *f = f_;
-    struct dp_netdev *dp = f->dp;
+    struct dp_netdev_pmd_thread *pmd = f_;
     unsigned int lc = 0;
     struct rxq_poll *poll_list;
     unsigned int port_seq = PMD_INITIAL_SEQ;
@@ -1899,17 +2289,18 @@ pmd_thread_main(void *f_)
     poll_cnt = 0;
     poll_list = NULL;
 
-    pmd_thread_setaffinity_cpu(f->id);
+    /* Stores the pmd thread's 'pmd' to 'per_pmd_key'. */
+    ovsthread_setspecific(pmd->dp->per_pmd_key, pmd);
+    pmd_thread_setaffinity_cpu(pmd->core_id);
 reload:
-    emc_cache_init(&f->flow_cache);
-    poll_cnt = pmd_load_queues(f, &poll_list, poll_cnt);
+    emc_cache_init(&pmd->flow_cache);
+    poll_cnt = pmd_load_queues(pmd, &poll_list, poll_cnt);
 
     for (;;) {
         int i;
 
         for (i = 0; i < poll_cnt; i++) {
-            dp_netdev_process_rxq_port(dp, &f->flow_cache, poll_list[i].port,
-                                       poll_list[i].rx);
+            dp_netdev_process_rxq_port(pmd, poll_list[i].port, poll_list[i].rx);
         }
 
         if (lc++ > 1024) {
@@ -1919,7 +2310,7 @@ reload:
 
             ovsrcu_quiesce();
 
-            atomic_read_relaxed(&f->change_seq, &seq);
+            atomic_read_relaxed(&pmd->change_seq, &seq);
             if (seq != port_seq) {
                 port_seq = seq;
                 break;
@@ -1927,9 +2318,9 @@ reload:
         }
     }
 
-    emc_cache_uninit(&f->flow_cache);
+    emc_cache_uninit(&pmd->flow_cache);
 
-    if (!latch_is_set(&f->dp->exit_latch)){
+    if (!latch_is_set(&pmd->exit_latch)){
         goto reload;
     }
 
@@ -1971,40 +2362,136 @@ dpif_netdev_enable_upcall(struct dpif *dpif)
     dp_netdev_enable_upcall(dp);
 }
 
+/* Returns the pointer to the dp_netdev_pmd_thread for non-pmd threads. */
+static struct dp_netdev_pmd_thread *
+dp_netdev_get_nonpmd(struct dp_netdev *dp)
+{
+    struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
+    const struct cmap_node *pnode;
+
+    pnode = cmap_find(&dp->poll_threads, hash_int(NON_PMD_CORE_ID, 0));
+    ovs_assert(pnode);
+    pmd = CONTAINER_OF(pnode, struct dp_netdev_pmd_thread, node);
+
+    return pmd;
+}
+
+/* Sets the 'struct dp_netdev_pmd_thread' for non-pmd threads. */
 static void
-dp_netdev_set_pmd_threads(struct dp_netdev *dp, int n)
+dp_netdev_set_nonpmd(struct dp_netdev *dp)
 {
-    int i;
+    struct dp_netdev_pmd_thread *non_pmd;
 
-    if (n == dp->n_pmd_threads) {
-        return;
+    non_pmd = xzalloc(sizeof *non_pmd);
+    dp_netdev_configure_pmd(non_pmd, dp, 0, NON_PMD_CORE_ID,
+                            OVS_NUMA_UNSPEC);
+}
+
+/* Configures the 'pmd' based on the input argument. */
+static void
+dp_netdev_configure_pmd(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd, struct dp_netdev *dp,
+                        int index, int core_id, int numa_id)
+{
+    pmd->dp = dp;
+    pmd->index = index;
+    pmd->core_id = core_id;
+    pmd->numa_id = numa_id;
+    latch_init(&pmd->exit_latch);
+    atomic_init(&pmd->change_seq, PMD_INITIAL_SEQ);
+    /* init the 'flow_cache' since there is no
+     * actual thread created for NON_PMD_CORE_ID. */
+    if (core_id == NON_PMD_CORE_ID) {
+        emc_cache_init(&pmd->flow_cache);
+    }
+    cmap_insert(&dp->poll_threads, CONST_CAST(struct cmap_node *, &pmd->node),
+                hash_int(core_id, 0));
+}
+
+/* Stops the pmd thread, removes it from the 'dp->poll_threads'
+ * and destroys the struct. */
+static void
+dp_netdev_del_pmd(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
+{
+    /* Uninit the 'flow_cache' since there is
+     * no actual thread uninit it. */
+    if (pmd->core_id == NON_PMD_CORE_ID) {
+        emc_cache_uninit(&pmd->flow_cache);
+    } else {
+        latch_set(&pmd->exit_latch);
+        dp_netdev_reload_pmd__(pmd);
+        ovs_numa_unpin_core(pmd->core_id);
+        xpthread_join(pmd->thread, NULL);
+    }
+    cmap_remove(&pmd->dp->poll_threads, &pmd->node, hash_int(pmd->core_id, 0));
+    latch_destroy(&pmd->exit_latch);
+    free(pmd);
+}
+
+/* Destroys all pmd threads. */
+static void
+dp_netdev_destroy_all_pmds(struct dp_netdev *dp)
+{
+    struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
+
+    CMAP_FOR_EACH (pmd, node, &dp->poll_threads) {
+        dp_netdev_del_pmd(pmd);
     }
+}
+
+/* Deletes all pmd threads on numa node 'numa_id'. */
+static void
+dp_netdev_del_pmds_on_numa(struct dp_netdev *dp, int numa_id)
+{
+    struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
+
+    CMAP_FOR_EACH (pmd, node, &dp->poll_threads) {
+        if (pmd->numa_id == numa_id) {
+            dp_netdev_del_pmd(pmd);
+        }
+    }
+}
 
-    /* Stop existing threads. */
-    latch_set(&dp->exit_latch);
-    dp_netdev_reload_pmd_threads(dp);
-    for (i = 0; i < dp->n_pmd_threads; i++) {
-        struct pmd_thread *f = &dp->pmd_threads[i];
+/* Checks the numa node id of 'netdev' and starts pmd threads for
+ * the numa node. */
+static void
+dp_netdev_set_pmds_on_numa(struct dp_netdev *dp, int numa_id)
+{
+    int n_pmds;
 
-        xpthread_join(f->thread, NULL);
+    if (!ovs_numa_numa_id_is_valid(numa_id)) {
+        VLOG_ERR("Cannot create pmd threads due to numa id (%d)"
+                 "invalid", numa_id);
+        return ;
     }
-    latch_poll(&dp->exit_latch);
-    free(dp->pmd_threads);
 
-    /* Start new threads. */
-    dp->pmd_threads = xmalloc(n * sizeof *dp->pmd_threads);
-    dp->n_pmd_threads = n;
+    n_pmds = get_n_pmd_threads_on_numa(dp, numa_id);
 
-    for (i = 0; i < n; i++) {
-        struct pmd_thread *f = &dp->pmd_threads[i];
+    /* If there are already pmd threads created for the numa node
+     * in which 'netdev' is on, do nothing.  Else, creates the
+     * pmd threads for the numa node. */
+    if (!n_pmds) {
+        int can_have, n_unpinned, i;
 
-        f->dp = dp;
-        f->id = i;
-        atomic_init(&f->change_seq, PMD_INITIAL_SEQ);
+        n_unpinned = ovs_numa_get_n_unpinned_cores_on_numa(numa_id);
+        if (!n_unpinned) {
+            VLOG_ERR("Cannot create pmd threads due to out of unpinned "
+                     "cores on numa node");
+            return;
+        }
 
-        /* Each thread will distribute all devices rx-queues among
-         * themselves. */
-        f->thread = ovs_thread_create("pmd", pmd_thread_main, f);
+        /* If cpu mask is specified, uses all unpinned cores, otherwise
+         * tries creating NR_PMD_THREADS pmd threads. */
+        can_have = dp->pmd_cmask ? n_unpinned : MIN(n_unpinned, NR_PMD_THREADS);
+        for (i = 0; i < can_have; i++) {
+            struct dp_netdev_pmd_thread *pmd = xzalloc(sizeof *pmd);
+            int core_id = ovs_numa_get_unpinned_core_on_numa(numa_id);
+
+            dp_netdev_configure_pmd(pmd, dp, i, core_id, numa_id);
+            /* Each thread will distribute all devices rx-queues among
+             * themselves. */
+            pmd->thread = ovs_thread_create("pmd", pmd_thread_main, pmd);
+        }
+        VLOG_INFO("Created %d pmd threads on numa node %d", can_have, numa_id);
     }
 }
 
@@ -2017,6 +2504,22 @@ dp_netdev_flow_stats_new_cb(void)
     return bucket;
 }
 
+/* Called after pmd threads config change.  Restarts pmd threads with
+ * new configuration. */
+static void
+dp_netdev_reset_pmd_threads(struct dp_netdev *dp)
+{
+    struct dp_netdev_port *port;
+
+    CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
+        if (netdev_is_pmd(port->netdev)) {
+            int numa_id = netdev_get_numa_id(port->netdev);
+
+            dp_netdev_set_pmds_on_numa(dp, numa_id);
+        }
+    }
+}
+
 static void
 dp_netdev_flow_used(struct dp_netdev_flow *netdev_flow,
                     int cnt, int size,
@@ -2119,7 +2622,6 @@ struct packet_batch {
     struct dp_netdev_flow *flow;
 
     struct dpif_packet *packets[NETDEV_MAX_RX_BATCH];
-    struct pkt_metadata md;
 };
 
 static inline void
@@ -2132,11 +2634,9 @@ packet_batch_update(struct packet_batch *batch, struct dpif_packet *packet,
 }
 
 static inline void
-packet_batch_init(struct packet_batch *batch, struct dp_netdev_flow *flow,
-                  struct pkt_metadata *md)
+packet_batch_init(struct packet_batch *batch, struct dp_netdev_flow *flow)
 {
     batch->flow = flow;
-    batch->md = *md;
 
     batch->packet_count = 0;
     batch->byte_count = 0;
@@ -2144,8 +2644,8 @@ packet_batch_init(struct packet_batch *batch, struct dp_netdev_flow *flow,
 }
 
 static inline void
-packet_batch_execute(struct packet_batch *batch, struct dp_netdev *dp,
-                     struct emc_cache *flow_cache)
+packet_batch_execute(struct packet_batch *batch,
+                     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
 {
     struct dp_netdev_actions *actions;
     struct dp_netdev_flow *flow = batch->flow;
@@ -2155,15 +2655,14 @@ packet_batch_execute(struct packet_batch *batch, struct dp_netdev *dp,
 
     actions = dp_netdev_flow_get_actions(flow);
 
-    dp_netdev_execute_actions(dp, batch->packets, batch->packet_count, true,
-                              &batch->md, flow_cache,
+    dp_netdev_execute_actions(pmd, batch->packets, batch->packet_count, true,
                               actions->actions, actions->size);
 
-    dp_netdev_count_packet(dp, DP_STAT_HIT, batch->packet_count);
+    dp_netdev_count_packet(pmd->dp, DP_STAT_HIT, batch->packet_count);
 }
 
 static inline bool
-dp_netdev_queue_batches(struct dpif_packet *pkt, struct pkt_metadata *md,
+dp_netdev_queue_batches(struct dpif_packet *pkt,
                         struct dp_netdev_flow *flow, const struct miniflow *mf,
                         struct packet_batch *batches, size_t *n_batches,
                         size_t max_batches)
@@ -2192,7 +2691,7 @@ dp_netdev_queue_batches(struct dpif_packet *pkt, struct pkt_metadata *md,
     }
 
     batch = &batches[(*n_batches)++];
-    packet_batch_init(batch, flow, md);
+    packet_batch_init(batch, flow);
     packet_batch_update(batch, pkt, mf);
     return true;
 }
@@ -2214,33 +2713,31 @@ dpif_packet_swap(struct dpif_packet **a, struct dpif_packet **b)
  * 'packets' array (they have been moved to the beginning of the vector).
  */
 static inline size_t
-emc_processing(struct dp_netdev *dp, struct emc_cache *flow_cache,
-               struct dpif_packet **packets, size_t cnt,
-               struct pkt_metadata *md, struct netdev_flow_key *keys)
+emc_processing(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd, struct dpif_packet **packets,
+               size_t cnt, struct netdev_flow_key *keys)
 {
     struct netdev_flow_key key;
     struct packet_batch batches[4];
+    struct emc_cache *flow_cache = &pmd->flow_cache;
     size_t n_batches, i;
     size_t notfound_cnt = 0;
 
     n_batches = 0;
-    miniflow_initialize(&key.flow, key.buf);
+    miniflow_initialize(&key.mf, key.buf);
     for (i = 0; i < cnt; i++) {
         struct dp_netdev_flow *flow;
-        uint32_t hash;
 
         if (OVS_UNLIKELY(ofpbuf_size(&packets[i]->ofpbuf) < ETH_HEADER_LEN)) {
             dpif_packet_delete(packets[i]);
             continue;
         }
 
-        miniflow_extract(&packets[i]->ofpbuf, md, &key.flow);
+        miniflow_extract(&packets[i]->ofpbuf, &packets[i]->md, &key.mf);
+        key.len = 0; /* Not computed yet. */
+        key.hash = dpif_netdev_packet_get_dp_hash(packets[i], &key.mf);
 
-        hash = dpif_netdev_packet_get_dp_hash(packets[i], &key.flow);
-
-        flow = emc_lookup(flow_cache, &key.flow, hash);
-        if (OVS_UNLIKELY(!dp_netdev_queue_batches(packets[i], md,
-                                                  flow,  &key.flow,
+        flow = emc_lookup(flow_cache, &key);
+        if (OVS_UNLIKELY(!dp_netdev_queue_batches(packets[i], flow, &key.mf,
                                                   batches, &n_batches,
                                                   ARRAY_SIZE(batches)))) {
             if (i != notfound_cnt) {
@@ -2252,16 +2749,16 @@ emc_processing(struct dp_netdev *dp, struct emc_cache *flow_cache,
     }
 
     for (i = 0; i < n_batches; i++) {
-        packet_batch_execute(&batches[i], dp, flow_cache);
+        packet_batch_execute(&batches[i], pmd);
     }
 
     return notfound_cnt;
 }
 
 static inline void
-fast_path_processing(struct dp_netdev *dp, struct emc_cache *flow_cache,
+fast_path_processing(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
                      struct dpif_packet **packets, size_t cnt,
-                     struct pkt_metadata *md, struct netdev_flow_key *keys)
+                     struct netdev_flow_key *keys)
 {
 #if !defined(__CHECKER__) && !defined(_WIN32)
     const size_t PKT_ARRAY_SIZE = cnt;
@@ -2270,49 +2767,51 @@ fast_path_processing(struct dp_netdev *dp, struct emc_cache *flow_cache,
     enum { PKT_ARRAY_SIZE = NETDEV_MAX_RX_BATCH };
 #endif
     struct packet_batch batches[PKT_ARRAY_SIZE];
-    const struct miniflow *mfs[PKT_ARRAY_SIZE]; /* NULL at bad packets. */
-    struct cls_rule *rules[PKT_ARRAY_SIZE];
+    struct dpcls_rule *rules[PKT_ARRAY_SIZE];
+    struct dp_netdev *dp = pmd->dp;
+    struct emc_cache *flow_cache = &pmd->flow_cache;
     size_t n_batches, i;
     bool any_miss;
 
     for (i = 0; i < cnt; i++) {
-        mfs[i] = &keys[i].flow;
+        /* Key length is needed in all the cases, hash computed on demand. */
+        keys[i].len = netdev_flow_key_size(count_1bits(keys[i].mf.map));
     }
-    any_miss = !classifier_lookup_miniflow_batch(&dp->cls, mfs, rules, cnt);
+    any_miss = !dpcls_lookup(&dp->cls, keys, rules, cnt);
     if (OVS_UNLIKELY(any_miss) && !fat_rwlock_tryrdlock(&dp->upcall_rwlock)) {
         uint64_t actions_stub[512 / 8], slow_stub[512 / 8];
         struct ofpbuf actions, put_actions;
-        struct match match;
 
         ofpbuf_use_stub(&actions, actions_stub, sizeof actions_stub);
         ofpbuf_use_stub(&put_actions, slow_stub, sizeof slow_stub);
 
         for (i = 0; i < cnt; i++) {
-            const struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
+            struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
             struct ofpbuf *add_actions;
+            struct match match;
             int error;
 
-            if (OVS_LIKELY(rules[i] || !mfs[i])) {
+            if (OVS_LIKELY(rules[i])) {
                 continue;
             }
 
             /* It's possible that an earlier slow path execution installed
-             * the rule this flow needs.  In this case, it's a lot cheaper
+             * a rule covering this flow.  In this case, it's a lot cheaper
              * to catch it here than execute a miss. */
-            netdev_flow = dp_netdev_lookup_flow(dp, mfs[i]);
+            netdev_flow = dp_netdev_lookup_flow(dp, &keys[i]);
             if (netdev_flow) {
-                rules[i] = CONST_CAST(struct cls_rule *, &netdev_flow->cr);
+                rules[i] = &netdev_flow->cr;
                 continue;
             }
 
-            miniflow_expand(mfs[i], &match.flow);
+            miniflow_expand(&keys[i].mf, &match.flow);
 
             ofpbuf_clear(&actions);
             ofpbuf_clear(&put_actions);
 
             error = dp_netdev_upcall(dp, packets[i], &match.flow, &match.wc,
-                                      DPIF_UC_MISS, NULL, &actions,
-                                      &put_actions);
+                                     DPIF_UC_MISS, NULL, &actions,
+                                     &put_actions);
             if (OVS_UNLIKELY(error && error != ENOSPC)) {
                 continue;
             }
@@ -2320,32 +2819,48 @@ fast_path_processing(struct dp_netdev *dp, struct emc_cache *flow_cache,
             /* We can't allow the packet batching in the next loop to execute
              * the actions.  Otherwise, if there are any slow path actions,
              * we'll send the packet up twice. */
-            dp_netdev_execute_actions(dp, &packets[i], 1, false, md,
-                                      flow_cache, ofpbuf_data(&actions),
+            dp_netdev_execute_actions(pmd, &packets[i], 1, true,
+                                      ofpbuf_data(&actions),
                                       ofpbuf_size(&actions));
 
             add_actions = ofpbuf_size(&put_actions)
                 ? &put_actions
                 : &actions;
 
-            ovs_mutex_lock(&dp->flow_mutex);
-            /* XXX: There's a brief race where this flow could have already
-             * been installed since we last did the flow lookup.  This could be
-             * solved by moving the mutex lock outside the loop, but that's an
-             * awful long time to be locking everyone out of making flow
-             * installs.  If we move to a per-core classifier, it would be
-             * reasonable. */
-            if (OVS_LIKELY(error != ENOSPC)
-                && !dp_netdev_lookup_flow(dp, mfs[i])) {
-                dp_netdev_flow_add(dp, &match, ofpbuf_data(add_actions),
-                                   ofpbuf_size(add_actions));
+            if (OVS_LIKELY(error != ENOSPC)) {
+                /* XXX: There's a race window where a flow covering this packet
+                 * could have already been installed since we last did the flow
+                 * lookup before upcall.  This could be solved by moving the
+                 * mutex lock outside the loop, but that's an awful long time
+                 * to be locking everyone out of making flow installs.  If we
+                 * move to a per-core classifier, it would be reasonable. */
+                ovs_mutex_lock(&dp->flow_mutex);
+                netdev_flow = dp_netdev_lookup_flow(dp, &keys[i]);
+                if (OVS_LIKELY(!netdev_flow)) {
+                    netdev_flow = dp_netdev_flow_add(dp, &match,
+                                                     ofpbuf_data(add_actions),
+                                                     ofpbuf_size(add_actions));
+                }
+                ovs_mutex_unlock(&dp->flow_mutex);
+
+                emc_insert(flow_cache, &keys[i], netdev_flow);
             }
-            ovs_mutex_unlock(&dp->flow_mutex);
         }
 
         ofpbuf_uninit(&actions);
         ofpbuf_uninit(&put_actions);
         fat_rwlock_unlock(&dp->upcall_rwlock);
+    } else if (OVS_UNLIKELY(any_miss)) {
+        int dropped_cnt = 0;
+
+        for (i = 0; i < cnt; i++) {
+            if (OVS_UNLIKELY(!rules[i])) {
+                dpif_packet_delete(packets[i]);
+                dropped_cnt++;
+            }
+        }
+
+        dp_netdev_count_packet(dp, DP_STAT_LOST, dropped_cnt);
     }
 
     n_batches = 0;
@@ -2353,24 +2868,25 @@ fast_path_processing(struct dp_netdev *dp, struct emc_cache *flow_cache,
         struct dpif_packet *packet = packets[i];
         struct dp_netdev_flow *flow;
 
-        if (OVS_UNLIKELY(!rules[i] || !mfs[i])) {
+        if (OVS_UNLIKELY(!rules[i])) {
             continue;
         }
 
         flow = dp_netdev_flow_cast(rules[i]);
-        emc_insert(flow_cache, mfs[i], dpif_packet_get_dp_hash(packet), flow);
-        dp_netdev_queue_batches(packet, md, flow, mfs[i], batches, &n_batches,
-                                ARRAY_SIZE(batches));
+
+        emc_insert(flow_cache, &keys[i], flow);
+        dp_netdev_queue_batches(packet, flow, &keys[i].mf, batches,
+                                &n_batches, ARRAY_SIZE(batches));
     }
 
     for (i = 0; i < n_batches; i++) {
-        packet_batch_execute(&batches[i], dp, flow_cache);
+        packet_batch_execute(&batches[i], pmd);
     }
 }
 
 static void
-dp_netdev_input(struct dp_netdev *dp, struct emc_cache *flow_cache,
-                struct dpif_packet **packets, int cnt, struct pkt_metadata *md)
+dp_netdev_input(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
+                struct dpif_packet **packets, int cnt)
 {
 #if !defined(__CHECKER__) && !defined(_WIN32)
     const size_t PKT_ARRAY_SIZE = cnt;
@@ -2381,27 +2897,14 @@ dp_netdev_input(struct dp_netdev *dp, struct emc_cache *flow_cache,
     struct netdev_flow_key keys[PKT_ARRAY_SIZE];
     size_t newcnt;
 
-    newcnt = emc_processing(dp, flow_cache, packets, cnt, md, keys);
+    newcnt = emc_processing(pmd, packets, cnt, keys);
     if (OVS_UNLIKELY(newcnt)) {
-        fast_path_processing(dp, flow_cache, packets, newcnt, md, keys);
+        fast_path_processing(pmd, packets, newcnt, keys);
     }
 }
 
-
-static void
-dp_netdev_port_input(struct dp_netdev *dp, struct emc_cache *flow_cache,
-                     struct dpif_packet **packets, int cnt, odp_port_t port_no)
-{
-    uint32_t *recirc_depth = recirc_depth_get();
-    struct pkt_metadata md = PKT_METADATA_INITIALIZER(port_no);
-
-    *recirc_depth = 0;
-    dp_netdev_input(dp, flow_cache, packets, cnt, &md);
-}
-
 struct dp_netdev_execute_aux {
-    struct dp_netdev *dp;
-    struct emc_cache *flow_cache;
+    struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
 };
 
 static void
@@ -2413,15 +2916,27 @@ dpif_netdev_register_upcall_cb(struct dpif *dpif, upcall_callback *cb,
     dp->upcall_cb = cb;
 }
 
+static void
+dp_netdev_drop_packets(struct dpif_packet ** packets, int cnt, bool may_steal)
+{
+    int i;
+
+    if (may_steal) {
+        for (i = 0; i < cnt; i++) {
+            dpif_packet_delete(packets[i]);
+        }
+    }
+}
+
 static void
 dp_execute_cb(void *aux_, struct dpif_packet **packets, int cnt,
-              struct pkt_metadata *md,
               const struct nlattr *a, bool may_steal)
     OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
 {
     struct dp_netdev_execute_aux *aux = aux_;
     uint32_t *depth = recirc_depth_get();
-    struct dp_netdev *dp = aux->dp;
+    struct dp_netdev_pmd_thread *pmd= aux->pmd;
+    struct dp_netdev *dp= pmd->dp;
     int type = nl_attr_type(a);
     struct dp_netdev_port *p;
     int i;
@@ -2430,11 +2945,8 @@ dp_execute_cb(void *aux_, struct dpif_packet **packets, int cnt,
     case OVS_ACTION_ATTR_OUTPUT:
         p = dp_netdev_lookup_port(dp, u32_to_odp(nl_attr_get_u32(a)));
         if (OVS_LIKELY(p)) {
-            netdev_send(p->netdev, packets, cnt, may_steal);
-        } else if (may_steal) {
-            for (i = 0; i < cnt; i++) {
-                dpif_packet_delete(packets[i]);
-            }
+            netdev_send(p->netdev, pmd->core_id, packets, cnt, may_steal);
+            return;
         }
         break;
 
@@ -2452,25 +2964,23 @@ dp_execute_cb(void *aux_, struct dpif_packet **packets, int cnt,
 
                 ofpbuf_clear(&actions);
 
-                flow_extract(&packets[i]->ofpbuf, md, &flow);
+                flow_extract(&packets[i]->ofpbuf, &packets[i]->md, &flow);
                 error = dp_netdev_upcall(dp, packets[i], &flow, NULL,
                                          DPIF_UC_ACTION, userdata, &actions,
                                          NULL);
                 if (!error || error == ENOSPC) {
-                    dp_netdev_execute_actions(dp, &packets[i], 1, false, md,
-                                              aux->flow_cache,
+                    dp_netdev_execute_actions(pmd, &packets[i], 1, may_steal,
                                               ofpbuf_data(&actions),
                                               ofpbuf_size(&actions));
-                }
-
-                if (may_steal) {
+                } else if (may_steal) {
                     dpif_packet_delete(packets[i]);
                 }
             }
             ofpbuf_uninit(&actions);
             fat_rwlock_unlock(&dp->upcall_rwlock);
-        }
 
+            return;
+        }
         break;
 
     case OVS_ACTION_ATTR_HASH: {
@@ -2496,12 +3006,9 @@ dp_execute_cb(void *aux_, struct dpif_packet **packets, int cnt,
                 hash = 1; /* 0 is not valid */
             }
 
-            if (i == 0) {
-                md->dp_hash = hash;
-            }
             dpif_packet_set_dp_hash(packets[i], hash);
         }
-        break;
+        return;
     }
 
     case OVS_ACTION_ATTR_RECIRC:
@@ -2510,30 +3017,23 @@ dp_execute_cb(void *aux_, struct dpif_packet **packets, int cnt,
             (*depth)++;
             for (i = 0; i < cnt; i++) {
                 struct dpif_packet *recirc_pkt;
-                struct pkt_metadata recirc_md = *md;
 
                 recirc_pkt = (may_steal) ? packets[i]
                                     : dpif_packet_clone(packets[i]);
 
-                recirc_md.recirc_id = nl_attr_get_u32(a);
+                recirc_pkt->md.recirc_id = nl_attr_get_u32(a);
 
                 /* Hash is private to each packet */
-                recirc_md.dp_hash = dpif_packet_get_dp_hash(packets[i]);
+                recirc_pkt->md.dp_hash = dpif_packet_get_dp_hash(packets[i]);
 
-                dp_netdev_input(dp, aux->flow_cache, &recirc_pkt, 1,
-                                &recirc_md);
+                dp_netdev_input(pmd, &recirc_pkt, 1);
             }
             (*depth)--;
 
-            break;
-        } else {
-            VLOG_WARN("Packet dropped. Max recirculation depth exceeded.");
-            if (may_steal) {
-                for (i = 0; i < cnt; i++) {
-                    dpif_packet_delete(packets[i]);
-                }
-            }
+            return;
         }
+
+        VLOG_WARN("Packet dropped. Max recirculation depth exceeded.");
         break;
 
     case OVS_ACTION_ATTR_PUSH_VLAN:
@@ -2541,23 +3041,25 @@ dp_execute_cb(void *aux_, struct dpif_packet **packets, int cnt,
     case OVS_ACTION_ATTR_PUSH_MPLS:
     case OVS_ACTION_ATTR_POP_MPLS:
     case OVS_ACTION_ATTR_SET:
+    case OVS_ACTION_ATTR_SET_MASKED:
     case OVS_ACTION_ATTR_SAMPLE:
     case OVS_ACTION_ATTR_UNSPEC:
     case __OVS_ACTION_ATTR_MAX:
         OVS_NOT_REACHED();
     }
+
+    dp_netdev_drop_packets(packets, cnt, may_steal);
 }
 
 static void
-dp_netdev_execute_actions(struct dp_netdev *dp,
+dp_netdev_execute_actions(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
                           struct dpif_packet **packets, int cnt,
-                          bool may_steal, struct pkt_metadata *md,
-                          struct emc_cache *flow_cache,
+                          bool may_steal,
                           const struct nlattr *actions, size_t actions_len)
 {
-    struct dp_netdev_execute_aux aux = {dp, flow_cache};
+    struct dp_netdev_execute_aux aux = { pmd };
 
-    odp_execute_actions(&aux, packets, cnt, may_steal, md, actions,
+    odp_execute_actions(&aux, packets, cnt, may_steal, actions,
                         actions_len, dp_execute_cb);
 }
 
@@ -2590,6 +3092,7 @@ const struct dpif_class dpif_netdev_class = {
     dpif_netdev_operate,
     NULL,                       /* recv_set */
     NULL,                       /* handlers_set */
+    dpif_netdev_pmd_set,
     dpif_netdev_queue_to_priority,
     NULL,                       /* recv */
     NULL,                       /* recv_wait */
@@ -2713,8 +3216,215 @@ dpif_dummy_register(bool override)
     dpif_dummy_register__("dummy");
 
     unixctl_command_register("dpif-dummy/change-port-number",
-                             "DP PORT NEW-NUMBER",
+                             "dp port new-number",
                              3, 3, dpif_dummy_change_port_number, NULL);
-    unixctl_command_register("dpif-dummy/delete-port", "DP PORT",
+    unixctl_command_register("dpif-dummy/delete-port", "dp port",
                              2, 2, dpif_dummy_delete_port, NULL);
 }
+\f
+/* Datapath Classifier. */
+
+/* A set of rules that all have the same fields wildcarded. */
+struct dpcls_subtable {
+    /* The fields are only used by writers. */
+    struct cmap_node cmap_node OVS_GUARDED; /* Within dpcls 'subtables_map'. */
+
+    /* These fields are accessed by readers. */
+    struct cmap rules;           /* Contains "struct dpcls_rule"s. */
+    struct netdev_flow_key mask; /* Wildcards for fields (const). */
+    /* 'mask' must be the last field, additional space is allocated here. */
+};
+
+/* Initializes 'cls' as a classifier that initially contains no classification
+ * rules. */
+static void
+dpcls_init(struct dpcls *cls)
+{
+    cmap_init(&cls->subtables_map);
+    pvector_init(&cls->subtables);
+}
+
+static void
+dpcls_destroy_subtable(struct dpcls *cls, struct dpcls_subtable *subtable)
+{
+    pvector_remove(&cls->subtables, subtable);
+    cmap_remove(&cls->subtables_map, &subtable->cmap_node,
+                subtable->mask.hash);
+    cmap_destroy(&subtable->rules);
+    ovsrcu_postpone(free, subtable);
+}
+
+/* Destroys 'cls'.  Rules within 'cls', if any, are not freed; this is the
+ * caller's responsibility.
+ * May only be called after all the readers have been terminated. */
+static void
+dpcls_destroy(struct dpcls *cls)
+{
+    if (cls) {
+        struct dpcls_subtable *subtable;
+
+        CMAP_FOR_EACH (subtable, cmap_node, &cls->subtables_map) {
+            dpcls_destroy_subtable(cls, subtable);
+        }
+        cmap_destroy(&cls->subtables_map);
+        pvector_destroy(&cls->subtables);
+    }
+}
+
+static struct dpcls_subtable *
+dpcls_create_subtable(struct dpcls *cls, const struct netdev_flow_key *mask)
+{
+    struct dpcls_subtable *subtable;
+
+    /* Need to add one. */
+    subtable = xmalloc(sizeof *subtable
+                       - sizeof subtable->mask.mf + mask->len);
+    cmap_init(&subtable->rules);
+    netdev_flow_key_clone(&subtable->mask, mask);
+    cmap_insert(&cls->subtables_map, &subtable->cmap_node, mask->hash);
+    pvector_insert(&cls->subtables, subtable, 0);
+
+    return subtable;
+}
+
+static inline struct dpcls_subtable *
+dpcls_find_subtable(struct dpcls *cls, const struct netdev_flow_key *mask)
+{
+    struct dpcls_subtable *subtable;
+
+    CMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (subtable, cmap_node, mask->hash,
+                             &cls->subtables_map) {
+        if (netdev_flow_key_equal(&subtable->mask, mask)) {
+            return subtable;
+        }
+    }
+    return dpcls_create_subtable(cls, mask);
+}
+
+/* Insert 'rule' into 'cls'. */
+static void
+dpcls_insert(struct dpcls *cls, struct dpcls_rule *rule,
+             const struct netdev_flow_key *mask)
+{
+    struct dpcls_subtable *subtable = dpcls_find_subtable(cls, mask);
+
+    rule->mask = &subtable->mask;
+    cmap_insert(&subtable->rules, &rule->cmap_node, rule->flow.hash);
+}
+
+/* Removes 'rule' from 'cls', also destructing the 'rule'. */
+static void
+dpcls_remove(struct dpcls *cls, struct dpcls_rule *rule)
+{
+    struct dpcls_subtable *subtable;
+
+    ovs_assert(rule->mask);
+
+    INIT_CONTAINER(subtable, rule->mask, mask);
+
+    if (cmap_remove(&subtable->rules, &rule->cmap_node, rule->flow.hash)
+        == 0) {
+        dpcls_destroy_subtable(cls, subtable);
+    }
+}
+
+/* Returns true if 'target' satisifies 'key' in 'mask', that is, if each 1-bit
+ * in 'mask' the values in 'key' and 'target' are the same.
+ *
+ * Note: 'key' and 'mask' have the same mask, and 'key' is already masked. */
+static inline bool
+dpcls_rule_matches_key(const struct dpcls_rule *rule,
+                       const struct netdev_flow_key *target)
+{
+    const uint32_t *keyp = rule->flow.mf.inline_values;
+    const uint32_t *maskp = rule->mask->mf.inline_values;
+    uint32_t target_u32;
+
+    NETDEV_FLOW_KEY_FOR_EACH_IN_MAP(target_u32, target, rule->flow.mf.map) {
+        if (OVS_UNLIKELY((target_u32 & *maskp++) != *keyp++)) {
+            return false;
+        }
+    }
+    return true;
+}
+
+/* For each miniflow in 'flows' performs a classifier lookup writing the result
+ * into the corresponding slot in 'rules'.  If a particular entry in 'flows' is
+ * NULL it is skipped.
+ *
+ * This function is optimized for use in the userspace datapath and therefore
+ * does not implement a lot of features available in the standard
+ * classifier_lookup() function.  Specifically, it does not implement
+ * priorities, instead returning any rule which matches the flow.
+ *
+ * Returns true if all flows found a corresponding rule. */
+static bool
+dpcls_lookup(const struct dpcls *cls, const struct netdev_flow_key keys[],
+             struct dpcls_rule **rules, const size_t cnt)
+{
+    /* The batch size 16 was experimentally found faster than 8 or 32. */
+    typedef uint16_t map_type;
+#define MAP_BITS (sizeof(map_type) * CHAR_BIT)
+
+#if !defined(__CHECKER__) && !defined(_WIN32)
+    const int N_MAPS = DIV_ROUND_UP(cnt, MAP_BITS);
+#else
+    enum { N_MAPS = DIV_ROUND_UP(NETDEV_MAX_RX_BATCH, MAP_BITS) };
+#endif
+    map_type maps[N_MAPS];
+    struct dpcls_subtable *subtable;
+
+    memset(maps, 0xff, sizeof maps);
+    if (cnt % MAP_BITS) {
+        maps[N_MAPS - 1] >>= MAP_BITS - cnt % MAP_BITS; /* Clear extra bits. */
+    }
+    memset(rules, 0, cnt * sizeof *rules);
+
+    PVECTOR_FOR_EACH (subtable, &cls->subtables) {
+        const struct netdev_flow_key *mkeys = keys;
+        struct dpcls_rule **mrules = rules;
+        map_type remains = 0;
+        int m;
+
+        BUILD_ASSERT_DECL(sizeof remains == sizeof *maps);
+
+        for (m = 0; m < N_MAPS; m++, mkeys += MAP_BITS, mrules += MAP_BITS) {
+            uint32_t hashes[MAP_BITS];
+            const struct cmap_node *nodes[MAP_BITS];
+            unsigned long map = maps[m];
+            int i;
+
+            if (!map) {
+                continue; /* Skip empty maps. */
+            }
+
+            /* Compute hashes for the remaining keys. */
+            ULONG_FOR_EACH_1(i, map) {
+                hashes[i] = netdev_flow_key_hash_in_mask(&mkeys[i],
+                                                         &subtable->mask);
+            }
+            /* Lookup. */
+            map = cmap_find_batch(&subtable->rules, map, hashes, nodes);
+            /* Check results. */
+            ULONG_FOR_EACH_1(i, map) {
+                struct dpcls_rule *rule;
+
+                CMAP_NODE_FOR_EACH (rule, cmap_node, nodes[i]) {
+                    if (OVS_LIKELY(dpcls_rule_matches_key(rule, &mkeys[i]))) {
+                        mrules[i] = rule;
+                        goto next;
+                    }
+                }
+                ULONG_SET0(map, i);   /* Did not match. */
+            next:
+                ;                     /* Keep Sparse happy. */
+            }
+            maps[m] &= ~map;          /* Clear the found rules. */
+            remains |= maps[m];
+        }
+        if (!remains) {
+            return true;              /* All found. */
+        }
+    }
+    return false;                     /* Some misses. */
+}