dpif_packet: Rename to dp_packet
[cascardo/ovs.git] / lib / dpif-netdev.c
index 55712dd..70ef97b 100644 (file)
@@ -15,7 +15,7 @@
  */
 
 #include <config.h>
-#include "dpif.h"
+#include "dpif-netdev.h"
 
 #include <ctype.h>
 #include <errno.h>
 #include <sys/stat.h>
 #include <unistd.h>
 
-#include "classifier.h"
+#include "cmap.h"
 #include "csum.h"
+#include "dp-packet.h"
 #include "dpif.h"
 #include "dpif-provider.h"
 #include "dummy.h"
 #include "dynamic-string.h"
+#include "fat-rwlock.h"
 #include "flow.h"
-#include "hmap.h"
+#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 "packets.h"
 #include "poll-loop.h"
+#include "pvector.h"
 #include "random.h"
 #include "seq.h"
 #include "shash.h"
 #include "sset.h"
 #include "timeval.h"
+#include "tnl-arp-cache.h"
 #include "unixctl.h"
 #include "util.h"
-#include "vlog.h"
+#include "openvswitch/vlog.h"
 
 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(dpif_netdev);
 
-/* By default, choose a priority in the middle. */
-#define NETDEV_RULE_PRIORITY 0x8000
-
-#define NR_THREADS 1
+#define FLOW_DUMP_MAX_BATCH 50
 /* Use per thread recirc_depth to prevent recirculation loop. */
 #define MAX_RECIRC_DEPTH 5
 DEFINE_STATIC_PER_THREAD_DATA(uint32_t, recirc_depth, 0)
@@ -75,11 +78,6 @@ DEFINE_STATIC_PER_THREAD_DATA(uint32_t, recirc_depth, 0)
 /* Configuration parameters. */
 enum { MAX_FLOWS = 65536 };     /* Maximum number of flows in flow table. */
 
-/* Queues. */
-enum { MAX_QUEUE_LEN = 128 };   /* Maximum number of packets per queue. */
-enum { QUEUE_MASK = MAX_QUEUE_LEN - 1 };
-BUILD_ASSERT_DECL(IS_POW2(MAX_QUEUE_LEN));
-
 /* Protects against changes to 'dp_netdevs'. */
 static struct ovs_mutex dp_netdev_mutex = OVS_MUTEX_INITIALIZER;
 
@@ -87,27 +85,85 @@ static struct ovs_mutex dp_netdev_mutex = OVS_MUTEX_INITIALIZER;
 static struct shash dp_netdevs OVS_GUARDED_BY(dp_netdev_mutex)
     = SHASH_INITIALIZER(&dp_netdevs);
 
-struct dp_netdev_upcall {
-    struct dpif_upcall upcall;  /* Queued upcall information. */
-    struct ofpbuf buf;          /* ofpbuf instance for upcall.packet. */
+static struct vlog_rate_limit upcall_rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(600, 600);
+
+/* Stores a miniflow with inline values */
+
+struct netdev_flow_key {
+    uint32_t hash;       /* Hash function differs for different users. */
+    uint32_t len;        /* Length of the following miniflow (incl. map). */
+    struct miniflow mf;
+    uint64_t buf[FLOW_MAX_PACKET_U64S - MINI_N_INLINE];
 };
 
-/* A queue passing packets from a struct dp_netdev to its clients (handlers).
+/* 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 'dpcls_rule' (rule) that matches the miniflow.
+ *
+ * A cache entry holds a reference to its 'dp_netdev_flow'.
+ *
+ * A miniflow with a given hash can be in one of EM_FLOW_HASH_SEGS different
+ * entries. The 32-bit hash is split into EM_FLOW_HASH_SEGS values (each of
+ * them is EM_FLOW_HASH_SHIFT bits wide and the remainder is thrown away). Each
+ * value is the index of a cache entry where the miniflow could be.
  *
  *
  * Thread-safety
  * =============
  *
- * Any access at all requires the owning 'dp_netdev''s queue_rwlock and
- * its own mutex. */
-struct dp_netdev_queue {
-    struct ovs_mutex mutex;
-    struct seq *seq;      /* Incremented whenever a packet is queued. */
-    struct dp_netdev_upcall upcalls[MAX_QUEUE_LEN] OVS_GUARDED;
-    unsigned int head OVS_GUARDED;
-    unsigned int tail OVS_GUARDED;
+ * Each pmd_thread has its own private exact match cache.
+ * If dp_netdev_input is not called from a pmd thread, a mutex is used.
+ */
+
+#define EM_FLOW_HASH_SHIFT 10
+#define EM_FLOW_HASH_ENTRIES (1u << EM_FLOW_HASH_SHIFT)
+#define EM_FLOW_HASH_MASK (EM_FLOW_HASH_ENTRIES - 1)
+#define EM_FLOW_HASH_SEGS 2
+
+struct emc_entry {
+    struct dp_netdev_flow *flow;
+    struct netdev_flow_key key;   /* key.hash used for emc hash value. */
+};
+
+struct emc_cache {
+    struct emc_entry entries[EM_FLOW_HASH_ENTRIES];
+    int sweep_idx;                /* For emc_cache_slow_sweep(). */
+};
+
+/* Iterate in the exact match cache through every entry that might contain a
+ * miniflow with hash 'HASH'. */
+#define EMC_FOR_EACH_POS_WITH_HASH(EMC, CURRENT_ENTRY, HASH)                 \
+    for (uint32_t i__ = 0, srch_hash__ = (HASH);                             \
+         (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.
  *
  *
@@ -120,61 +176,48 @@ struct dp_netdev_queue {
  * Acquisition order is, from outermost to innermost:
  *
  *    dp_netdev_mutex (global)
- *    port_rwlock
- *    flow_mutex
- *    cls.rwlock
- *    queue_rwlock
+ *    port_mutex
  */
 struct dp_netdev {
     const struct dpif_class *const class;
     const char *const name;
+    struct dpif *dpif;
     struct ovs_refcount ref_cnt;
     atomic_flag destroyed;
 
-    /* Flows.
-     *
-     * Readers of 'cls' and 'flow_table' must take a 'cls->rwlock' read lock.
-     *
-     * Writers of 'cls' and 'flow_table' must take the 'flow_mutex' and then
-     * the 'cls->rwlock' write lock.  (The outer 'flow_mutex' allows writers to
-     * atomically perform multiple operations on 'cls' and 'flow_table'.)
-     */
-    struct ovs_mutex flow_mutex;
-    struct classifier cls;      /* Classifier.  Protected by cls.rwlock. */
-    struct hmap flow_table OVS_GUARDED; /* Flow table. */
-
-    /* Queues.
-     *
-     * 'queue_rwlock' protects the modification of 'handler_queues' and
-     * 'n_handlers'.  The queue elements are protected by its
-     * 'handler_queues''s mutex. */
-    struct fat_rwlock queue_rwlock;
-    struct dp_netdev_queue *handler_queues;
-    uint32_t n_handlers;
-
-    /* Statistics.
-     *
-     * ovsthread_stats is internally synchronized. */
-    struct ovsthread_stats stats; /* Contains 'struct dp_netdev_stats *'. */
-
     /* Ports.
      *
-     * Any lookup into 'ports' or any access to the dp_netdev_ports found
-     * through 'ports' requires taking 'port_rwlock'. */
-    struct ovs_rwlock port_rwlock;
-    struct hmap ports OVS_GUARDED;
+     * Protected by RCU.  Take the mutex to add or remove ports. */
+    struct ovs_mutex port_mutex;
+    struct cmap ports;
     struct seq *port_seq;       /* Incremented whenever a port changes. */
 
-    /* Forwarding threads. */
-    struct latch exit_latch;
-    struct pmd_thread *pmd_threads;
-    size_t n_pmd_threads;
-    int pmd_count;
+    /* Protects access to ofproto-dpif-upcall interface during revalidator
+     * thread synchronization. */
+    struct fat_rwlock upcall_rwlock;
+    upcall_callback *upcall_cb;  /* Callback function for executing upcalls. */
+    void *upcall_aux;
+
+    /* 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;
+    uint64_t last_tnl_conf_seq;
 };
 
 static struct dp_netdev_port *dp_netdev_lookup_port(const struct dp_netdev *dp,
-                                                    odp_port_t)
-    OVS_REQ_RDLOCK(dp->port_rwlock);
+                                                    odp_port_t);
 
 enum dp_stat_type {
     DP_STAT_HIT,                /* Packets that matched in the flow table. */
@@ -183,18 +226,9 @@ enum dp_stat_type {
     DP_N_STATS
 };
 
-/* Contained by struct dp_netdev's 'stats' member.  */
-struct dp_netdev_stats {
-    struct ovs_mutex mutex;          /* Protects 'n'. */
-
-    /* Indexed by DP_STAT_*, protected by 'mutex'. */
-    unsigned long long int n[DP_N_STATS] OVS_GUARDED;
-};
-
-
 /* A port in a netdev-based datapath. */
 struct dp_netdev_port {
-    struct hmap_node node;      /* Node in dp_netdev's 'ports'. */
+    struct cmap_node node;      /* Node in dp_netdev's 'ports'. */
     odp_port_t port_no;
     struct netdev *netdev;
     struct netdev_saved_flags *sf;
@@ -203,14 +237,22 @@ struct dp_netdev_port {
     char *type;                 /* Port type as requested by user. */
 };
 
-/* A flow in dp_netdev's 'flow_table'.
+/* Contained by struct dp_netdev_flow's 'stats' member.  */
+struct dp_netdev_flow_stats {
+    long long int used;             /* Last used time, in monotonic msecs. */
+    long long int packet_count;     /* Number of packets matched. */
+    long long int byte_count;       /* Number of bytes matched. */
+    uint16_t tcp_flags;             /* Bitwise-OR of seen tcp_flags values. */
+};
+
+/* A flow in 'dp_netdev_pmd_thread's 'flow_table'.
  *
  *
  * Thread-safety
  * =============
  *
  * Except near the beginning or ending of its lifespan, rule 'rule' belongs to
- * its dp_netdev's classifier.  The text below calls this classifier 'cls'.
+ * its pmd thread's classifier.  The text below calls this classifier 'cls'.
  *
  * Motivation
  * ----------
@@ -229,71 +271,57 @@ struct dp_netdev_port {
  * Rules
  * -----
  *
- * A flow 'flow' may be accessed without a risk of being freed by code that
- * holds a read-lock or write-lock on 'cls->rwlock' or that owns a reference to
- * 'flow->ref_cnt' (or both).  Code that needs to hold onto a flow for a while
- * should take 'cls->rwlock', find the flow it needs, increment 'flow->ref_cnt'
- * with dpif_netdev_flow_ref(), and drop 'cls->rwlock'.
+ * A flow 'flow' may be accessed without a risk of being freed during an RCU
+ * grace period.  Code that needs to hold onto a flow for a while
+ * should try incrementing 'flow->ref_cnt' with dp_netdev_flow_ref().
  *
  * 'flow->ref_cnt' protects 'flow' from being freed.  It doesn't protect the
- * flow from being deleted from 'cls' (that's 'cls->rwlock') and it doesn't
- * protect members of 'flow' from modification (that's 'flow->mutex').
- *
- * 'flow->mutex' protects the members of 'flow' from modification.  It doesn't
- * protect the flow from being deleted from 'cls' (that's 'cls->rwlock') and it
- * doesn't prevent the flow from being freed (that's 'flow->ref_cnt').
+ * flow from being deleted from 'cls' and it doesn't protect members of 'flow'
+ * from modification.
  *
  * Some members, marked 'const', are immutable.  Accessing other members
  * requires synchronization, as noted in more detail below.
  */
 struct dp_netdev_flow {
-    /* Packet classification. */
-    const struct cls_rule cr;   /* In owning dp_netdev's 'cls'. */
+    bool dead;
 
     /* Hash table index by unmasked flow. */
-    const struct hmap_node node; /* In owning dp_netdev's 'flow_table'. */
-    const struct flow flow;      /* The flow that created this entry. */
-
-    /* Protects members marked OVS_GUARDED.
-     *
-     * Acquire after datapath's flow_mutex. */
-    struct ovs_mutex mutex OVS_ACQ_AFTER(dp_netdev_mutex);
+    const struct cmap_node node; /* In owning dp_netdev_pmd_thread's */
+                                 /* 'flow_table'. */
+    const ovs_u128 ufid;         /* Unique flow identifier. */
+    const struct flow flow;      /* Unmasked flow that created this entry. */
+    const int pmd_id;            /* The 'core_id' of pmd thread owning this */
+                                 /* flow. */
+
+    /* Number of references.
+     * The classifier owns one reference.
+     * Any thread trying to keep a rule from being freed should hold its own
+     * reference. */
+    struct ovs_refcount ref_cnt;
 
-    /* Statistics.
-     *
-     * Reading or writing these members requires 'mutex'. */
-    struct ovsthread_stats stats; /* Contains "struct dp_netdev_flow_stats". */
+    /* Statistics. */
+    struct dp_netdev_flow_stats stats;
 
-    /* Actions.
-     *
-     * Reading 'actions' requires 'mutex'.
-     * Writing 'actions' requires 'mutex' and (to allow for transactions) the
-     * datapath's flow_mutex. */
+    /* Actions. */
     OVSRCU_TYPE(struct dp_netdev_actions *) actions;
-};
-
-static void dp_netdev_flow_free(struct dp_netdev_flow *);
-
-/* Contained by struct dp_netdev_flow's 'stats' member.  */
-struct dp_netdev_flow_stats {
-    struct ovs_mutex mutex;         /* Guards all the other members. */
 
-    long long int used OVS_GUARDED; /* Last used time, in monotonic msecs. */
-    long long int packet_count OVS_GUARDED; /* Number of packets matched. */
-    long long int byte_count OVS_GUARDED;   /* Number of bytes matched. */
-    uint16_t tcp_flags OVS_GUARDED; /* Bitwise-OR of seen tcp_flags values. */
+    /* 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 *);
+static bool dp_netdev_flow_ref(struct dp_netdev_flow *);
+static int dpif_netdev_flow_from_nlattrs(const struct nlattr *, uint32_t,
+                                         struct flow *);
+
 /* A set of datapath actions within a "struct dp_netdev_flow".
  *
  *
  * Thread-safety
  * =============
  *
- * A struct dp_netdev_actions 'actions' may be accessed without a risk of being
- * freed by code that holds a read-lock or write-lock on 'flow->mutex' (where
- * 'flow' is the dp_netdev_flow for which 'flow->actions == actions') or that
- * owns a reference to 'actions->ref_cnt' (or both). */
+ * A struct dp_netdev_actions 'actions' is protected with RCU. */
 struct dp_netdev_actions {
     /* These members are immutable: they do not change during the struct's
      * lifetime.  */
@@ -307,24 +335,65 @@ struct dp_netdev_actions *dp_netdev_flow_get_actions(
     const struct dp_netdev_flow *);
 static void dp_netdev_actions_free(struct dp_netdev_actions *);
 
+/* Contained by struct dp_netdev_pmd_thread's 'stats' member.  */
+struct dp_netdev_pmd_stats {
+    /* Indexed by DP_STAT_*. */
+    unsigned long long int n[DP_N_STATS];
+};
+
 /* PMD: Poll modes drivers.  PMD accesses devices via polling to eliminate
  * the performance overhead of interrupt processing.  Therefore netdev can
  * not implement rx-wait for these devices.  dpif-netdev needs to poll
  * these device to check for recv buffer.  pmd-thread does polling for
- * devices assigned to itself thread.
+ * devices assigned to itself.
  *
  * 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.
- **/
-struct pmd_thread {
+ * 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.
+ *
+ * Each struct has its own flow table and classifier.  Packets received
+ * from managed ports are looked up in the corresponding pmd thread's
+ * flow table, and are executed with the found actions.
+ * */
+struct dp_netdev_pmd_thread {
     struct dp_netdev *dp;
+    struct ovs_refcount ref_cnt;    /* Every reference must be refcount'ed. */
+    struct cmap_node node;          /* In 'dp->poll_threads'. */
+
+    pthread_cond_t cond;            /* For synchronizing pmd thread reload. */
+    struct ovs_mutex cond_mutex;    /* Mutex for condition variable. */
+
+    /* 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;
+
+    /* Classifier and Flow-Table.
+     *
+     * Writers of 'flow_table' must take the 'flow_mutex'.  Corresponding
+     * changes to 'cls' must be made while still holding the 'flow_mutex'.
+     */
+    struct ovs_mutex flow_mutex;
+    struct dpcls cls;
+    struct cmap flow_table OVS_GUARDED; /* Flow table. */
+
+    /* Statistics. */
+    struct dp_netdev_pmd_stats stats;
+
+    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
+
 /* Interface to netdev-based datapath. */
 struct dpif_netdev {
     struct dpif dpif;
@@ -333,37 +402,88 @@ struct dpif_netdev {
 };
 
 static int get_port_by_number(struct dp_netdev *dp, odp_port_t port_no,
-                              struct dp_netdev_port **portp)
-    OVS_REQ_RDLOCK(dp->port_rwlock);
+                              struct dp_netdev_port **portp);
 static int get_port_by_name(struct dp_netdev *dp, const char *devname,
-                            struct dp_netdev_port **portp)
-    OVS_REQ_RDLOCK(dp->port_rwlock);
+                            struct dp_netdev_port **portp);
 static void dp_netdev_free(struct dp_netdev *)
     OVS_REQUIRES(dp_netdev_mutex);
-static void dp_netdev_flow_flush(struct dp_netdev *);
 static int do_add_port(struct dp_netdev *dp, const char *devname,
                        const char *type, odp_port_t port_no)
-    OVS_REQ_WRLOCK(dp->port_rwlock);
-static int do_del_port(struct dp_netdev *dp, odp_port_t port_no)
-    OVS_REQ_WRLOCK(dp->port_rwlock);
-static void dp_netdev_destroy_all_queues(struct dp_netdev *dp)
-    OVS_REQ_WRLOCK(dp->queue_rwlock);
+    OVS_REQUIRES(dp->port_mutex);
+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 int dp_netdev_output_userspace(struct dp_netdev *dp, struct ofpbuf *,
-                                      int queue_no, int type,
-                                      const struct miniflow *,
-                                      const struct nlattr *userdata);
-static void dp_netdev_execute_actions(struct dp_netdev *dp,
-                                      const struct miniflow *,
-                                      struct ofpbuf *, bool may_steal,
-                                      struct pkt_metadata *,
+static void dp_netdev_execute_actions(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
+                                      struct dp_packet **, int c,
+                                      bool may_steal,
                                       const struct nlattr *actions,
                                       size_t actions_len);
-static void dp_netdev_port_input(struct dp_netdev *dp, struct ofpbuf *packet,
-                                 struct pkt_metadata *);
+static void dp_netdev_input(struct dp_netdev_pmd_thread *,
+                            struct dp_packet **, int cnt);
+
+static void dp_netdev_disable_upcall(struct dp_netdev *);
+void dp_netdev_pmd_reload_done(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd);
+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_destroy_pmd(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd);
+static void dp_netdev_set_nonpmd(struct dp_netdev *dp);
+static struct dp_netdev_pmd_thread *dp_netdev_get_pmd(struct dp_netdev *dp,
+                                                      int core_id);
+static struct dp_netdev_pmd_thread *
+dp_netdev_pmd_get_next(struct dp_netdev *dp, struct cmap_position *pos);
+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 bool dp_netdev_pmd_try_ref(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd);
+static void dp_netdev_pmd_unref(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd);
+static void dp_netdev_pmd_flow_flush(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd);
+
+static inline bool emc_entry_alive(struct emc_entry *ce);
+static void emc_clear_entry(struct emc_entry *ce);
+
+static void
+emc_cache_init(struct emc_cache *flow_cache)
+{
+    int i;
+
+    BUILD_ASSERT(offsetof(struct miniflow, inline_values) == sizeof(uint64_t));
+
+    flow_cache->sweep_idx = 0;
+    for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flow_cache->entries); i++) {
+        flow_cache->entries[i].flow = NULL;
+        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);
+    }
+}
+
+static void
+emc_cache_uninit(struct emc_cache *flow_cache)
+{
+    int i;
+
+    for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flow_cache->entries); i++) {
+        emc_clear_entry(&flow_cache->entries[i]);
+    }
+}
+
+/* Check and clear dead flow references slowly (one entry at each
+ * invocation).  */
+static void
+emc_cache_slow_sweep(struct emc_cache *flow_cache)
+{
+    struct emc_entry *entry = &flow_cache->entries[flow_cache->sweep_idx];
 
-static void dp_netdev_set_pmd_threads(struct dp_netdev *, int n);
+    if (!emc_entry_alive(entry)) {
+        emc_clear_entry(entry);
+    }
+    flow_cache->sweep_idx = (flow_cache->sweep_idx + 1) & EM_FLOW_HASH_MASK;
+}
 
 static struct dpif_netdev *
 dpif_netdev_cast(const struct dpif *dpif)
@@ -379,12 +499,19 @@ get_dp_netdev(const struct dpif *dpif)
 }
 
 static int
-dpif_netdev_enumerate(struct sset *all_dps)
+dpif_netdev_enumerate(struct sset *all_dps,
+                      const struct dpif_class *dpif_class)
 {
     struct shash_node *node;
 
     ovs_mutex_lock(&dp_netdev_mutex);
     SHASH_FOR_EACH(node, &dp_netdevs) {
+        struct dp_netdev *dp = node->data;
+        if (dpif_class != dp->class) {
+            /* 'dp_netdevs' contains both "netdev" and "dummy" dpifs.
+             * If the class doesn't match, skip this dpif. */
+             continue;
+        }
         sset_add(all_dps, node->name);
     }
     ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
@@ -426,7 +553,7 @@ create_dpif_netdev(struct dp_netdev *dp)
  * Return ODPP_NONE on failure. */
 static odp_port_t
 choose_port(struct dp_netdev *dp, const char *name)
-    OVS_REQ_RDLOCK(dp->port_rwlock)
+    OVS_REQUIRES(dp->port_mutex)
 {
     uint32_t port_no;
 
@@ -480,27 +607,34 @@ create_dp_netdev(const char *name, const struct dpif_class *class,
     ovs_refcount_init(&dp->ref_cnt);
     atomic_flag_clear(&dp->destroyed);
 
-    ovs_mutex_init(&dp->flow_mutex);
-    classifier_init(&dp->cls, NULL);
-    hmap_init(&dp->flow_table);
+    ovs_mutex_init(&dp->port_mutex);
+    cmap_init(&dp->ports);
+    dp->port_seq = seq_create();
+    fat_rwlock_init(&dp->upcall_rwlock);
 
-    fat_rwlock_init(&dp->queue_rwlock);
+    /* Disable upcalls by default. */
+    dp_netdev_disable_upcall(dp);
+    dp->upcall_aux = NULL;
+    dp->upcall_cb = NULL;
 
-    ovsthread_stats_init(&dp->stats);
+    cmap_init(&dp->poll_threads);
+    ovs_mutex_init_recursive(&dp->non_pmd_mutex);
+    ovsthread_key_create(&dp->per_pmd_key, NULL);
 
-    ovs_rwlock_init(&dp->port_rwlock);
-    hmap_init(&dp->ports);
-    dp->port_seq = seq_create();
-    latch_init(&dp->exit_latch);
+    /* 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_rwlock_wrlock(&dp->port_rwlock);
+    ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
     error = do_add_port(dp, name, "internal", ODPP_LOCAL);
-    ovs_rwlock_unlock(&dp->port_rwlock);
+    ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
     if (error) {
         dp_netdev_free(dp);
         return error;
     }
 
+    dp->last_tnl_conf_seq = seq_read(tnl_conf_seq);
     *dpp = dp;
     return 0;
 }
@@ -523,6 +657,7 @@ dpif_netdev_open(const struct dpif_class *class, const char *name,
     }
     if (!error) {
         *dpifp = create_dpif_netdev(dp);
+        dp->dpif = *dpifp;
     }
     ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
 
@@ -530,22 +665,15 @@ dpif_netdev_open(const struct dpif_class *class, const char *name,
 }
 
 static void
-dp_netdev_purge_queues(struct dp_netdev *dp)
-    OVS_REQ_WRLOCK(dp->queue_rwlock)
+dp_netdev_destroy_upcall_lock(struct dp_netdev *dp)
+    OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
 {
-    int i;
+    /* Check that upcalls are disabled, i.e. that the rwlock is taken */
+    ovs_assert(fat_rwlock_tryrdlock(&dp->upcall_rwlock));
 
-    for (i = 0; i < dp->n_handlers; i++) {
-        struct dp_netdev_queue *q = &dp->handler_queues[i];
-
-        ovs_mutex_lock(&q->mutex);
-        while (q->tail != q->head) {
-            struct dp_netdev_upcall *u = &q->upcalls[q->tail++ & QUEUE_MASK];
-            ofpbuf_uninit(&u->upcall.packet);
-            ofpbuf_uninit(&u->buf);
-        }
-        ovs_mutex_unlock(&q->mutex);
-    }
+    /* 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'
@@ -554,40 +682,28 @@ static void
 dp_netdev_free(struct dp_netdev *dp)
     OVS_REQUIRES(dp_netdev_mutex)
 {
-    struct dp_netdev_port *port, *next;
-    struct dp_netdev_stats *bucket;
-    int i;
+    struct dp_netdev_port *port;
 
     shash_find_and_delete(&dp_netdevs, dp->name);
 
-    dp_netdev_set_pmd_threads(dp, 0);
-    free(dp->pmd_threads);
-
-    dp_netdev_flow_flush(dp);
-    ovs_rwlock_wrlock(&dp->port_rwlock);
-    HMAP_FOR_EACH_SAFE (port, next, node, &dp->ports) {
-        do_del_port(dp, port->port_no);
-    }
-    ovs_rwlock_unlock(&dp->port_rwlock);
+    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);
 
-    OVSTHREAD_STATS_FOR_EACH_BUCKET (bucket, i, &dp->stats) {
-        ovs_mutex_destroy(&bucket->mutex);
-        free_cacheline(bucket);
+    ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
+    CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
+        do_del_port(dp, port);
     }
-    ovsthread_stats_destroy(&dp->stats);
+    ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
 
-    fat_rwlock_wrlock(&dp->queue_rwlock);
-    dp_netdev_destroy_all_queues(dp);
-    fat_rwlock_unlock(&dp->queue_rwlock);
+    seq_destroy(dp->port_seq);
+    cmap_destroy(&dp->ports);
 
-    fat_rwlock_destroy(&dp->queue_rwlock);
+    /* Upcalls must be disabled at this point */
+    dp_netdev_destroy_upcall_lock(dp);
 
-    classifier_destroy(&dp->cls);
-    hmap_destroy(&dp->flow_table);
-    ovs_mutex_destroy(&dp->flow_mutex);
-    seq_destroy(dp->port_seq);
-    hmap_destroy(&dp->ports);
-    latch_destroy(&dp->exit_latch);
+    free(dp->pmd_cmask);
     free(CONST_CAST(char *, dp->name));
     free(dp);
 }
@@ -599,7 +715,7 @@ dp_netdev_unref(struct dp_netdev *dp)
         /* Take dp_netdev_mutex so that, if dp->ref_cnt falls to zero, we can't
          * get a new reference to 'dp' through the 'dp_netdevs' shash. */
         ovs_mutex_lock(&dp_netdev_mutex);
-        if (ovs_refcount_unref(&dp->ref_cnt) == 1) {
+        if (ovs_refcount_unref_relaxed(&dp->ref_cnt) == 1) {
             dp_netdev_free(dp);
         }
         ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
@@ -621,7 +737,7 @@ dpif_netdev_destroy(struct dpif *dpif)
     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 
     if (!atomic_flag_test_and_set(&dp->destroyed)) {
-        if (ovs_refcount_unref(&dp->ref_cnt) == 1) {
+        if (ovs_refcount_unref_relaxed(&dp->ref_cnt) == 1) {
             /* Can't happen: 'dpif' still owns a reference to 'dp'. */
             OVS_NOT_REACHED();
         }
@@ -634,20 +750,14 @@ static int
 dpif_netdev_get_stats(const struct dpif *dpif, struct dpif_dp_stats *stats)
 {
     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
-    struct dp_netdev_stats *bucket;
-    size_t i;
+    struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
 
-    fat_rwlock_rdlock(&dp->cls.rwlock);
-    stats->n_flows = hmap_count(&dp->flow_table);
-    fat_rwlock_unlock(&dp->cls.rwlock);
-
-    stats->n_hit = stats->n_missed = stats->n_lost = 0;
-    OVSTHREAD_STATS_FOR_EACH_BUCKET (bucket, i, &dp->stats) {
-        ovs_mutex_lock(&bucket->mutex);
-        stats->n_hit += bucket->n[DP_STAT_HIT];
-        stats->n_missed += bucket->n[DP_STAT_MISS];
-        stats->n_lost += bucket->n[DP_STAT_LOST];
-        ovs_mutex_unlock(&bucket->mutex);
+    stats->n_flows = stats->n_hit = stats->n_missed = stats->n_lost = 0;
+    CMAP_FOR_EACH (pmd, node, &dp->poll_threads) {
+        stats->n_flows += cmap_count(&pmd->flow_table);
+        stats->n_hit += pmd->stats.n[DP_STAT_HIT];
+        stats->n_missed += pmd->stats.n[DP_STAT_MISS];
+        stats->n_lost += pmd->stats.n[DP_STAT_LOST];
     }
     stats->n_masks = UINT32_MAX;
     stats->n_mask_hit = UINT64_MAX;
@@ -656,22 +766,42 @@ 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;
+
+    if (pmd->core_id == NON_PMD_CORE_ID) {
+        return;
+    }
+
+    ovs_mutex_lock(&pmd->cond_mutex);
+    atomic_add_relaxed(&pmd->change_seq, 1, &old_seq);
+    ovs_mutex_cond_wait(&pmd->cond, &pmd->cond_mutex);
+    ovs_mutex_unlock(&pmd->cond_mutex);
+}
+
+/* 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;
 
-    for (i = 0; i < dp->n_pmd_threads; i++) {
-        struct pmd_thread *f = &dp->pmd_threads[i];
-        int id;
+    CMAP_FOR_EACH (pmd, node, &dp->poll_threads) {
+        dp_netdev_reload_pmd__(pmd);
+    }
+}
 
-        atomic_add(&f->change_seq, 1, &id);
-   }
+static uint32_t
+hash_port_no(odp_port_t port_no)
+{
+    return hash_int(odp_to_u32(port_no), 0);
 }
 
 static int
 do_add_port(struct dp_netdev *dp, const char *devname, const char *type,
             odp_port_t port_no)
-    OVS_REQ_WRLOCK(dp->port_rwlock)
+    OVS_REQUIRES(dp->port_mutex)
 {
     struct netdev_saved_flags *sf;
     struct dp_netdev_port *port;
@@ -698,6 +828,21 @@ 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 && (error != EOPNOTSUPP)) {
+            VLOG_ERR("%s, cannot set multiq", devname);
+            return errno;
+        }
+    }
     port = xzalloc(sizeof *port);
     port->port_no = port_no;
     port->netdev = netdev;
@@ -710,6 +855,9 @@ do_add_port(struct dp_netdev *dp, const char *devname, const char *type,
             VLOG_ERR("%s: cannot receive packets on this network device (%s)",
                      devname, ovs_strerror(errno));
             netdev_close(netdev);
+            free(port->type);
+            free(port->rxq);
+            free(port);
             return error;
         }
     }
@@ -720,20 +868,20 @@ do_add_port(struct dp_netdev *dp, const char *devname, const char *type,
             netdev_rxq_close(port->rxq[i]);
         }
         netdev_close(netdev);
+        free(port->type);
         free(port->rxq);
         free(port);
         return error;
     }
     port->sf = sf;
 
-    if (netdev_is_pmd(netdev)) {
-        dp->pmd_count++;
-        dp_netdev_set_pmd_threads(dp, NR_THREADS);
-        dp_netdev_reload_pmd_threads(dp);
-    }
     ovs_refcount_init(&port->ref_cnt);
+    cmap_insert(&dp->ports, &port->node, hash_port_no(port_no));
 
-    hmap_insert(&dp->ports, &port->node, hash_int(odp_to_u32(port_no), 0));
+    if (netdev_is_pmd(netdev)) {
+        dp_netdev_set_pmds_on_numa(dp, netdev_get_numa_id(netdev));
+        dp_netdev_reload_pmds(dp);
+    }
     seq_change(dp->port_seq);
 
     return 0;
@@ -749,7 +897,7 @@ dpif_netdev_port_add(struct dpif *dpif, struct netdev *netdev,
     odp_port_t port_no;
     int error;
 
-    ovs_rwlock_wrlock(&dp->port_rwlock);
+    ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
     dpif_port = netdev_vport_get_dpif_port(netdev, namebuf, sizeof namebuf);
     if (*port_nop != ODPP_NONE) {
         port_no = *port_nop;
@@ -762,7 +910,7 @@ dpif_netdev_port_add(struct dpif *dpif, struct netdev *netdev,
         *port_nop = port_no;
         error = do_add_port(dp, dpif_port, netdev_get_type(netdev), port_no);
     }
-    ovs_rwlock_unlock(&dp->port_rwlock);
+    ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
 
     return error;
 }
@@ -773,9 +921,18 @@ dpif_netdev_port_del(struct dpif *dpif, odp_port_t port_no)
     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
     int error;
 
-    ovs_rwlock_wrlock(&dp->port_rwlock);
-    error = port_no == ODPP_LOCAL ? EINVAL : do_del_port(dp, port_no);
-    ovs_rwlock_unlock(&dp->port_rwlock);
+    ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
+    if (port_no == ODPP_LOCAL) {
+        error = EINVAL;
+    } else {
+        struct dp_netdev_port *port;
+
+        error = get_port_by_number(dp, port_no, &port);
+        if (!error) {
+            do_del_port(dp, port);
+        }
+    }
+    ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
 
     return error;
 }
@@ -788,12 +945,10 @@ is_valid_port_number(odp_port_t port_no)
 
 static struct dp_netdev_port *
 dp_netdev_lookup_port(const struct dp_netdev *dp, odp_port_t port_no)
-    OVS_REQ_RDLOCK(dp->port_rwlock)
 {
     struct dp_netdev_port *port;
 
-    HMAP_FOR_EACH_IN_BUCKET (port, node, hash_int(odp_to_u32(port_no), 0),
-                             &dp->ports) {
+    CMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (port, node, hash_port_no(port_no), &dp->ports) {
         if (port->port_no == port_no) {
             return port;
         }
@@ -804,7 +959,6 @@ dp_netdev_lookup_port(const struct dp_netdev *dp, odp_port_t port_no)
 static int
 get_port_by_number(struct dp_netdev *dp,
                    odp_port_t port_no, struct dp_netdev_port **portp)
-    OVS_REQ_RDLOCK(dp->port_rwlock)
 {
     if (!is_valid_port_number(port_no)) {
         *portp = NULL;
@@ -823,18 +977,30 @@ 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_unref(struct dp_netdev_port *port)
 {
-    if (port && ovs_refcount_unref(&port->ref_cnt) == 1) {
+    if (port && ovs_refcount_unref_relaxed(&port->ref_cnt) == 1) {
+        int n_rxq = netdev_n_rxq(port->netdev);
         int i;
 
         netdev_close(port->netdev);
         netdev_restore_flags(port->sf);
 
-        for (i = 0; i < netdev_n_rxq(port->netdev); i++) {
+        for (i = 0; i < n_rxq; i++) {
             netdev_rxq_close(port->rxq[i]);
         }
+        free(port->rxq);
         free(port->type);
         free(port);
     }
@@ -843,11 +1009,11 @@ port_unref(struct dp_netdev_port *port)
 static int
 get_port_by_name(struct dp_netdev *dp,
                  const char *devname, struct dp_netdev_port **portp)
-    OVS_REQ_RDLOCK(dp->port_rwlock)
+    OVS_REQUIRES(dp->port_mutex)
 {
     struct dp_netdev_port *port;
 
-    HMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
+    CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
         if (!strcmp(netdev_get_name(port->netdev), devname)) {
             *portp = port;
             return 0;
@@ -857,25 +1023,56 @@ get_port_by_name(struct dp_netdev *dp,
 }
 
 static int
-do_del_port(struct dp_netdev *dp, odp_port_t port_no)
-    OVS_REQ_WRLOCK(dp->port_rwlock)
+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;
-    int error;
 
-    error = get_port_by_number(dp, port_no, &port);
-    if (error) {
-        return error;
+    CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
+        if (netdev_is_pmd(port->netdev)
+            && netdev_get_numa_id(port->netdev) == numa_id) {
+            return true;
+        }
     }
 
-    hmap_remove(&dp->ports, &port->node);
+    return false;
+}
+
+
+static void
+do_del_port(struct dp_netdev *dp, struct dp_netdev_port *port)
+    OVS_REQUIRES(dp->port_mutex)
+{
+    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);
-    return 0;
 }
 
 static void
@@ -895,12 +1092,10 @@ dpif_netdev_port_query_by_number(const struct dpif *dpif, odp_port_t port_no,
     struct dp_netdev_port *port;
     int error;
 
-    ovs_rwlock_rdlock(&dp->port_rwlock);
     error = get_port_by_number(dp, port_no, &port);
     if (!error && dpif_port) {
         answer_port_query(port, dpif_port);
     }
-    ovs_rwlock_unlock(&dp->port_rwlock);
 
     return error;
 }
@@ -913,12 +1108,12 @@ dpif_netdev_port_query_by_name(const struct dpif *dpif, const char *devname,
     struct dp_netdev_port *port;
     int error;
 
-    ovs_rwlock_rdlock(&dp->port_rwlock);
+    ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
     error = get_port_by_name(dp, devname, &port);
     if (!error && dpif_port) {
         answer_port_query(port, dpif_port);
     }
-    ovs_rwlock_unlock(&dp->port_rwlock);
+    ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
 
     return error;
 }
@@ -926,60 +1121,64 @@ dpif_netdev_port_query_by_name(const struct dpif *dpif, const char *devname,
 static void
 dp_netdev_flow_free(struct dp_netdev_flow *flow)
 {
-    struct dp_netdev_flow_stats *bucket;
-    size_t i;
+    dp_netdev_actions_free(dp_netdev_flow_get_actions(flow));
+    free(flow);
+}
 
-    OVSTHREAD_STATS_FOR_EACH_BUCKET (bucket, i, &flow->stats) {
-        ovs_mutex_destroy(&bucket->mutex);
-        free_cacheline(bucket);
+static void dp_netdev_flow_unref(struct dp_netdev_flow *flow)
+{
+    if (ovs_refcount_unref_relaxed(&flow->ref_cnt) == 1) {
+        ovsrcu_postpone(dp_netdev_flow_free, 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));
-    ovs_mutex_destroy(&flow->mutex);
-    free(flow);
+static uint32_t
+dp_netdev_flow_hash(const ovs_u128 *ufid)
+{
+    return ufid->u32[0];
 }
 
 static void
-dp_netdev_remove_flow(struct dp_netdev *dp, struct dp_netdev_flow *flow)
-    OVS_REQ_WRLOCK(dp->cls.rwlock)
-    OVS_REQUIRES(dp->flow_mutex)
+dp_netdev_pmd_remove_flow(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
+                          struct dp_netdev_flow *flow)
+    OVS_REQUIRES(pmd->flow_mutex)
 {
-    struct cls_rule *cr = CONST_CAST(struct cls_rule *, &flow->cr);
-    struct hmap_node *node = CONST_CAST(struct hmap_node *, &flow->node);
+    struct cmap_node *node = CONST_CAST(struct cmap_node *, &flow->node);
 
-    classifier_remove(&dp->cls, cr);
-    hmap_remove(&dp->flow_table, node);
-    ovsrcu_postpone(dp_netdev_flow_free, flow);
+    dpcls_remove(&pmd->cls, &flow->cr);
+    cmap_remove(&pmd->flow_table, node, dp_netdev_flow_hash(&flow->ufid));
+    flow->dead = true;
+
+    dp_netdev_flow_unref(flow);
 }
 
 static void
-dp_netdev_flow_flush(struct dp_netdev *dp)
+dp_netdev_pmd_flow_flush(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
 {
-    struct dp_netdev_flow *netdev_flow, *next;
+    struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
 
-    ovs_mutex_lock(&dp->flow_mutex);
-    fat_rwlock_wrlock(&dp->cls.rwlock);
-    HMAP_FOR_EACH_SAFE (netdev_flow, next, node, &dp->flow_table) {
-        dp_netdev_remove_flow(dp, netdev_flow);
+    ovs_mutex_lock(&pmd->flow_mutex);
+    CMAP_FOR_EACH (netdev_flow, node, &pmd->flow_table) {
+        dp_netdev_pmd_remove_flow(pmd, netdev_flow);
     }
-    fat_rwlock_unlock(&dp->cls.rwlock);
-    ovs_mutex_unlock(&dp->flow_mutex);
+    ovs_mutex_unlock(&pmd->flow_mutex);
 }
 
 static int
 dpif_netdev_flow_flush(struct dpif *dpif)
 {
     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
+    struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
+
+    CMAP_FOR_EACH (pmd, node, &dp->poll_threads) {
+        dp_netdev_pmd_flow_flush(pmd);
+    }
 
-    dp_netdev_flow_flush(dp);
     return 0;
 }
 
 struct dp_netdev_port_state {
-    uint32_t bucket;
-    uint32_t offset;
+    struct cmap_position position;
     char *name;
 };
 
@@ -996,11 +1195,10 @@ dpif_netdev_port_dump_next(const struct dpif *dpif, void *state_,
 {
     struct dp_netdev_port_state *state = state_;
     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
-    struct hmap_node *node;
+    struct cmap_node *node;
     int retval;
 
-    ovs_rwlock_rdlock(&dp->port_rwlock);
-    node = hmap_at_position(&dp->ports, &state->bucket, &state->offset);
+    node = cmap_next_position(&dp->ports, &state->position);
     if (node) {
         struct dp_netdev_port *port;
 
@@ -1016,7 +1214,6 @@ dpif_netdev_port_dump_next(const struct dpif *dpif, void *state_,
     } else {
         retval = EOF;
     }
-    ovs_rwlock_unlock(&dp->port_rwlock);
 
     return retval;
 }
@@ -1057,130 +1254,421 @@ 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;
 }
 
-static struct dp_netdev_flow *
-dp_netdev_lookup_flow(const struct dp_netdev *dp, const struct miniflow *key)
-    OVS_EXCLUDED(dp->cls.rwlock)
+static bool dp_netdev_flow_ref(struct dp_netdev_flow *flow)
 {
-    struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
-    struct cls_rule *rule;
+    return ovs_refcount_try_ref_rcu(&flow->ref_cnt);
+}
 
-    fat_rwlock_rdlock(&dp->cls.rwlock);
-    rule = classifier_lookup_miniflow_first(&dp->cls, key);
-    netdev_flow = dp_netdev_flow_cast(rule);
-    fat_rwlock_unlock(&dp->cls.rwlock);
+/* 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));
 
-    return netdev_flow;
+/* 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 struct dp_netdev_flow *
-dp_netdev_find_flow(const struct dp_netdev *dp, const struct flow *flow)
-    OVS_REQ_RDLOCK(dp->cls.rwlock)
+static inline bool
+netdev_flow_key_equal(const struct netdev_flow_key *a,
+                      const struct netdev_flow_key *b)
 {
-    struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
+    /* 'b->len' may be not set yet. */
+    return a->hash == b->hash && !memcmp(&a->mf, &b->mf, a->len);
+}
 
-    HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (netdev_flow, node, flow_hash(flow, 0),
-                             &dp->flow_table) {
-        if (flow_equal(&netdev_flow->flow, flow)) {
-            return netdev_flow;
-        }
-    }
+/* 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);
+}
 
-    return NULL;
+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
-get_dpif_flow_stats(struct dp_netdev_flow *netdev_flow,
-                    struct dpif_flow_stats *stats)
+netdev_flow_key_from_flow(struct netdev_flow_key *dst,
+                          const struct flow *src)
 {
-    struct dp_netdev_flow_stats *bucket;
-    size_t i;
+    struct ofpbuf packet;
+    uint64_t buf_stub[512 / 8];
+    struct pkt_metadata md = pkt_metadata_from_flow(src);
 
-    memset(stats, 0, sizeof *stats);
-    OVSTHREAD_STATS_FOR_EACH_BUCKET (bucket, i, &netdev_flow->stats) {
-        ovs_mutex_lock(&bucket->mutex);
-        stats->n_packets += bucket->packet_count;
-        stats->n_bytes += bucket->byte_count;
-        stats->used = MAX(stats->used, bucket->used);
-        stats->tcp_flags |= bucket->tcp_flags;
-        ovs_mutex_unlock(&bucket->mutex);
-    }
-}
+    miniflow_initialize(&dst->mf, dst->buf);
 
-static int
-dpif_netdev_mask_from_nlattrs(const struct nlattr *key, uint32_t key_len,
-                              const struct nlattr *mask_key,
-                              uint32_t mask_key_len, const struct flow *flow,
-                              struct flow *mask)
-{
-    if (mask_key_len) {
-        enum odp_key_fitness fitness;
+    ofpbuf_use_stub(&packet, buf_stub, sizeof buf_stub);
+    flow_compose(&packet, src);
+    miniflow_extract(&packet, &md, &dst->mf);
+    ofpbuf_uninit(&packet);
 
-        fitness = odp_flow_key_to_mask(mask_key, mask_key_len, mask, flow);
-        if (fitness) {
-            /* This should not happen: it indicates that
-             * odp_flow_key_from_mask() and odp_flow_key_to_mask()
-             * disagree on the acceptable form of a mask.  Log the problem
-             * as an error, with enough details to enable debugging. */
-            static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
+    dst->len = netdev_flow_key_size(count_1bits(dst->mf.map));
+    dst->hash = 0; /* Not computed yet. */
+}
 
-            if (!VLOG_DROP_ERR(&rl)) {
-                struct ds s;
+/* 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 uint64_t *mask_u64 = (const uint64_t *) &match->wc.masks;
+    uint64_t *dst = mask->mf.inline_values;
+    uint64_t map, mask_map = 0;
+    uint32_t hash = 0;
+    int n;
 
-                ds_init(&s);
-                odp_flow_format(key, key_len, mask_key, mask_key_len, NULL, &s,
-                                true);
-                VLOG_ERR("internal error parsing flow mask %s (%s)",
-                         ds_cstr(&s), odp_key_fitness_to_string(fitness));
-                ds_destroy(&s);
-            }
+    /* Only check masks that make sense for the flow. */
+    map = flow_wc_map(&match->flow);
 
-            return EINVAL;
-        }
-    } else {
-        enum mf_field_id id;
-        /* No mask key, unwildcard everything except fields whose
-         * prerequisities are not met. */
-        memset(mask, 0x0, sizeof *mask);
+    while (map) {
+        uint64_t rm1bit = rightmost_1bit(map);
+        int i = raw_ctz(map);
 
-        for (id = 0; id < MFF_N_IDS; ++id) {
-            /* Skip registers and metadata. */
-            if (!(id >= MFF_REG0 && id < MFF_REG0 + FLOW_N_REGS)
-                && id != MFF_METADATA) {
-                const struct mf_field *mf = mf_from_id(id);
-                if (mf_are_prereqs_ok(mf, flow)) {
-                    mf_mask_field(mf, mask);
-                }
-            }
+        if (mask_u64[i]) {
+            mask_map |= rm1bit;
+            *dst++ = mask_u64[i];
+            hash = hash_add64(hash, mask_u64[i]);
         }
+        map -= rm1bit;
     }
 
-    /* Force unwildcard the in_port.
-     *
-     * We need to do this even in the case where we unwildcard "everything"
-     * above because "everything" only includes the 16-bit OpenFlow port number
-     * mask->in_port.ofp_port, which only covers half of the 32-bit datapath
-     * port number mask->in_port.odp_port. */
-    mask->in_port.odp_port = u32_to_odp(UINT32_MAX);
+    mask->mf.values_inline = true;
+    mask->mf.map = mask_map;
 
-    return 0;
+    hash = hash_add64(hash, mask_map);
+
+    n = dst - mask->mf.inline_values;
+
+    mask->hash = hash_finish(hash, n * 8);
+    mask->len = netdev_flow_key_size(n);
 }
 
-static int
-dpif_netdev_flow_from_nlattrs(const struct nlattr *key, uint32_t key_len,
-                              struct flow *flow)
+/* 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)
 {
-    odp_port_t in_port;
+    uint64_t *dst_u64 = dst->mf.inline_values;
+    const uint64_t *mask_u64 = mask->mf.inline_values;
+    uint32_t hash = 0;
+    uint64_t value;
 
-    if (odp_flow_key_to_flow(key, key_len, flow)) {
-        /* This should not happen: it indicates that odp_flow_key_from_flow()
-         * and odp_flow_key_to_flow() disagree on the acceptable form of a
-         * flow.  Log the problem as an error, with enough details to enable
-         * debugging. */
+    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_u64 = value & *mask_u64++;
+        hash = hash_add64(hash, *dst_u64++);
+    }
+    dst->hash = hash_finish(hash, (dst_u64 - dst->mf.inline_values) * 8);
+}
+
+/* Iterate through all netdev_flow_key u64 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 uint64_t *p = mask->mf.inline_values;
+    uint32_t hash = 0;
+    uint64_t key_u64;
+
+    NETDEV_FLOW_KEY_FOR_EACH_IN_MAP(key_u64, key, mask->mf.map) {
+        hash = hash_add64(hash, key_u64 & *p++);
+    }
+
+    return hash_finish(hash, (p - mask->mf.inline_values) * 8);
+}
+
+static inline bool
+emc_entry_alive(struct emc_entry *ce)
+{
+    return ce->flow && !ce->flow->dead;
+}
+
+static void
+emc_clear_entry(struct emc_entry *ce)
+{
+    if (ce->flow) {
+        dp_netdev_flow_unref(ce->flow);
+        ce->flow = NULL;
+    }
+}
+
+static inline void
+emc_change_entry(struct emc_entry *ce, struct dp_netdev_flow *flow,
+                 const struct netdev_flow_key *key)
+{
+    if (ce->flow != flow) {
+        if (ce->flow) {
+            dp_netdev_flow_unref(ce->flow);
+        }
+
+        if (dp_netdev_flow_ref(flow)) {
+            ce->flow = flow;
+        } else {
+            ce->flow = NULL;
+        }
+    }
+    if (key) {
+        netdev_flow_key_clone(&ce->key, key);
+    }
+}
+
+static inline void
+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, 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);
+            return;
+        }
+
+        /* Replacement policy: put the flow in an empty (not alive) entry, or
+         * in the first entry where it can be */
+        if (!to_be_replaced
+            || (emc_entry_alive(to_be_replaced)
+                && !emc_entry_alive(current_entry))
+            || 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, key);
+}
+
+static inline struct dp_netdev_flow *
+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, 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 'key->mf' miniflow */
+            return current_entry->flow;
+        }
+    }
+
+    return NULL;
+}
+
+static struct dp_netdev_flow *
+dp_netdev_pmd_lookup_flow(const struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
+                          const struct netdev_flow_key *key)
+{
+    struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
+    struct dpcls_rule *rule;
+
+    dpcls_lookup(&pmd->cls, key, &rule, 1);
+    netdev_flow = dp_netdev_flow_cast(rule);
+
+    return netdev_flow;
+}
+
+static struct dp_netdev_flow *
+dp_netdev_pmd_find_flow(const struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
+                        const ovs_u128 *ufidp, const struct nlattr *key,
+                        size_t key_len)
+{
+    struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
+    struct flow flow;
+    ovs_u128 ufid;
+
+    /* If a UFID is not provided, determine one based on the key. */
+    if (!ufidp && key && key_len
+        && !dpif_netdev_flow_from_nlattrs(key, key_len, &flow)) {
+        dpif_flow_hash(pmd->dp->dpif, &flow, sizeof flow, &ufid);
+        ufidp = &ufid;
+    }
+
+    if (ufidp) {
+        CMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (netdev_flow, node, dp_netdev_flow_hash(ufidp),
+                                 &pmd->flow_table) {
+            if (ovs_u128_equal(&netdev_flow->ufid, ufidp)) {
+                return netdev_flow;
+            }
+        }
+    }
+
+    return NULL;
+}
+
+static void
+get_dpif_flow_stats(const struct dp_netdev_flow *netdev_flow,
+                    struct dpif_flow_stats *stats)
+{
+    stats->n_packets = netdev_flow->stats.packet_count;
+    stats->n_bytes = netdev_flow->stats.byte_count;
+    stats->used = netdev_flow->stats.used;
+    stats->tcp_flags = netdev_flow->stats.tcp_flags;
+}
+
+/* Converts to the dpif_flow format, using 'key_buf' and 'mask_buf' for
+ * storing the netlink-formatted key/mask. 'key_buf' may be the same as
+ * 'mask_buf'. Actions will be returned without copying, by relying on RCU to
+ * protect them. */
+static void
+dp_netdev_flow_to_dpif_flow(const struct dp_netdev_flow *netdev_flow,
+                            struct ofpbuf *key_buf, struct ofpbuf *mask_buf,
+                            struct dpif_flow *flow, bool terse)
+{
+    if (terse) {
+        memset(flow, 0, sizeof *flow);
+    } else {
+        struct flow_wildcards wc;
+        struct dp_netdev_actions *actions;
+        size_t offset;
+
+        miniflow_expand(&netdev_flow->cr.mask->mf, &wc.masks);
+
+        /* Key */
+        offset = ofpbuf_size(key_buf);
+        flow->key = ofpbuf_tail(key_buf);
+        odp_flow_key_from_flow(key_buf, &netdev_flow->flow, &wc.masks,
+                               netdev_flow->flow.in_port.odp_port, true);
+        flow->key_len = ofpbuf_size(key_buf) - offset;
+
+        /* Mask */
+        offset = ofpbuf_size(mask_buf);
+        flow->mask = ofpbuf_tail(mask_buf);
+        odp_flow_key_from_mask(mask_buf, &wc.masks, &netdev_flow->flow,
+                               odp_to_u32(wc.masks.in_port.odp_port),
+                               SIZE_MAX, true);
+        flow->mask_len = ofpbuf_size(mask_buf) - offset;
+
+        /* Actions */
+        actions = dp_netdev_flow_get_actions(netdev_flow);
+        flow->actions = actions->actions;
+        flow->actions_len = actions->size;
+    }
+
+    flow->ufid = netdev_flow->ufid;
+    flow->ufid_present = true;
+    flow->pmd_id = netdev_flow->pmd_id;
+    get_dpif_flow_stats(netdev_flow, &flow->stats);
+}
+
+static int
+dpif_netdev_mask_from_nlattrs(const struct nlattr *key, uint32_t key_len,
+                              const struct nlattr *mask_key,
+                              uint32_t mask_key_len, const struct flow *flow,
+                              struct flow *mask)
+{
+    if (mask_key_len) {
+        enum odp_key_fitness fitness;
+
+        fitness = odp_flow_key_to_mask(mask_key, mask_key_len, mask, flow);
+        if (fitness) {
+            /* This should not happen: it indicates that
+             * odp_flow_key_from_mask() and odp_flow_key_to_mask()
+             * disagree on the acceptable form of a mask.  Log the problem
+             * as an error, with enough details to enable debugging. */
+            static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
+
+            if (!VLOG_DROP_ERR(&rl)) {
+                struct ds s;
+
+                ds_init(&s);
+                odp_flow_format(key, key_len, mask_key, mask_key_len, NULL, &s,
+                                true);
+                VLOG_ERR("internal error parsing flow mask %s (%s)",
+                         ds_cstr(&s), odp_key_fitness_to_string(fitness));
+                ds_destroy(&s);
+            }
+
+            return EINVAL;
+        }
+    } else {
+        enum mf_field_id id;
+        /* No mask key, unwildcard everything except fields whose
+         * prerequisities are not met. */
+        memset(mask, 0x0, sizeof *mask);
+
+        for (id = 0; id < MFF_N_IDS; ++id) {
+            /* Skip registers and metadata. */
+            if (!(id >= MFF_REG0 && id < MFF_REG0 + FLOW_N_REGS)
+                && id != MFF_METADATA) {
+                const struct mf_field *mf = mf_from_id(id);
+                if (mf_are_prereqs_ok(mf, flow)) {
+                    mf_mask_field(mf, mask);
+                }
+            }
+        }
+    }
+
+    /* Force unwildcard the in_port.
+     *
+     * We need to do this even in the case where we unwildcard "everything"
+     * above because "everything" only includes the 16-bit OpenFlow port number
+     * mask->in_port.ofp_port, which only covers half of the 32-bit datapath
+     * port number mask->in_port.odp_port. */
+    mask->in_port.odp_port = u32_to_odp(UINT32_MAX);
+
+    return 0;
+}
+
+static int
+dpif_netdev_flow_from_nlattrs(const struct nlattr *key, uint32_t key_len,
+                              struct flow *flow)
+{
+    odp_port_t in_port;
+
+    if (odp_flow_key_to_flow(key, key_len, flow)) {
+        /* This should not happen: it indicates that odp_flow_key_from_flow()
+         * and odp_flow_key_to_flow() disagree on the acceptable form of a
+         * flow.  Log the problem as an error, with enough details to enable
+         * debugging. */
         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
 
         if (!VLOG_DROP_ERR(&rl)) {
@@ -1204,90 +1692,82 @@ dpif_netdev_flow_from_nlattrs(const struct nlattr *key, uint32_t key_len,
 }
 
 static int
-dpif_netdev_flow_get(const struct dpif *dpif,
-                     const struct nlattr *nl_key, size_t nl_key_len,
-                     struct ofpbuf **actionsp, struct dpif_flow_stats *stats)
+dpif_netdev_flow_get(const struct dpif *dpif, const struct dpif_flow_get *get)
 {
     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
     struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
-    struct flow key;
-    int error;
+    struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
+    int pmd_id = get->pmd_id == PMD_ID_NULL ? NON_PMD_CORE_ID : get->pmd_id;
+    int error = 0;
 
-    error = dpif_netdev_flow_from_nlattrs(nl_key, nl_key_len, &key);
-    if (error) {
-        return error;
+    pmd = dp_netdev_get_pmd(dp, pmd_id);
+    if (!pmd) {
+        return EINVAL;
     }
 
-    fat_rwlock_rdlock(&dp->cls.rwlock);
-    netdev_flow = dp_netdev_find_flow(dp, &key);
-    fat_rwlock_unlock(&dp->cls.rwlock);
-
+    netdev_flow = dp_netdev_pmd_find_flow(pmd, get->ufid, get->key,
+                                          get->key_len);
     if (netdev_flow) {
-        if (stats) {
-            get_dpif_flow_stats(netdev_flow, stats);
-        }
-
-        if (actionsp) {
-            struct dp_netdev_actions *actions;
-
-            actions = dp_netdev_flow_get_actions(netdev_flow);
-            *actionsp = ofpbuf_clone_data(actions->actions, actions->size);
-        }
-     } else {
+        dp_netdev_flow_to_dpif_flow(netdev_flow, get->buffer, get->buffer,
+                                    get->flow, false);
+    } else {
         error = ENOENT;
     }
+    dp_netdev_pmd_unref(pmd);
+
 
     return error;
 }
 
-static int
-dp_netdev_flow_add(struct dp_netdev *dp, const struct flow *flow,
-                   const struct flow_wildcards *wc,
-                   const struct nlattr *actions,
-                   size_t actions_len)
-    OVS_REQUIRES(dp->flow_mutex)
+static struct dp_netdev_flow *
+dp_netdev_flow_add(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
+                   struct match *match, const ovs_u128 *ufid,
+                   const struct nlattr *actions, size_t actions_len)
+    OVS_REQUIRES(pmd->flow_mutex)
 {
-    struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
-    struct match match;
+    struct dp_netdev_flow *flow;
+    struct netdev_flow_key mask;
 
-    netdev_flow = xzalloc(sizeof *netdev_flow);
-    *CONST_CAST(struct flow *, &netdev_flow->flow) = *flow;
+    netdev_flow_mask_init(&mask, match);
+    /* Make sure wc does not have metadata. */
+    ovs_assert(!(mask.mf.map & (MINIFLOW_MAP(metadata) | MINIFLOW_MAP(regs))));
 
-    ovs_mutex_init(&netdev_flow->mutex);
+    /* Do not allocate extra space. */
+    flow = xmalloc(sizeof *flow - sizeof flow->cr.flow.mf + mask.len);
+    memset(&flow->stats, 0, sizeof flow->stats);
+    flow->dead = false;
+    *CONST_CAST(int *, &flow->pmd_id) = pmd->core_id;
+    *CONST_CAST(struct flow *, &flow->flow) = match->flow;
+    *CONST_CAST(ovs_u128 *, &flow->ufid) = *ufid;
+    ovs_refcount_init(&flow->ref_cnt);
+    ovsrcu_set(&flow->actions, dp_netdev_actions_create(actions, actions_len));
 
-    ovsthread_stats_init(&netdev_flow->stats);
+    netdev_flow_key_init_masked(&flow->cr.flow, &match->flow, &mask);
+    dpcls_insert(&pmd->cls, &flow->cr, &mask);
 
-    ovsrcu_set(&netdev_flow->actions,
-               dp_netdev_actions_create(actions, actions_len));
+    cmap_insert(&pmd->flow_table, CONST_CAST(struct cmap_node *, &flow->node),
+                dp_netdev_flow_hash(&flow->ufid));
 
-    match_init(&match, flow, wc);
-    cls_rule_init(CONST_CAST(struct cls_rule *, &netdev_flow->cr),
-                  &match, NETDEV_RULE_PRIORITY);
-    fat_rwlock_wrlock(&dp->cls.rwlock);
-    classifier_insert(&dp->cls,
-                      CONST_CAST(struct cls_rule *, &netdev_flow->cr));
-    hmap_insert(&dp->flow_table,
-                CONST_CAST(struct hmap_node *, &netdev_flow->node),
-                flow_hash(flow, 0));
-    fat_rwlock_unlock(&dp->cls.rwlock);
+    if (OVS_UNLIKELY(VLOG_IS_DBG_ENABLED())) {
+        struct match match;
+        struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
 
-    return 0;
-}
+        match.flow = flow->flow;
+        miniflow_expand(&flow->cr.mask->mf, &match.wc.masks);
 
-static void
-clear_stats(struct dp_netdev_flow *netdev_flow)
-{
-    struct dp_netdev_flow_stats *bucket;
-    size_t i;
+        ds_put_cstr(&ds, "flow_add: ");
+        odp_format_ufid(ufid, &ds);
+        ds_put_cstr(&ds, " ");
+        match_format(&match, &ds, OFP_DEFAULT_PRIORITY);
+        ds_put_cstr(&ds, ", actions:");
+        format_odp_actions(&ds, actions, actions_len);
 
-    OVSTHREAD_STATS_FOR_EACH_BUCKET (bucket, i, &netdev_flow->stats) {
-        ovs_mutex_lock(&bucket->mutex);
-        bucket->used = 0;
-        bucket->packet_count = 0;
-        bucket->byte_count = 0;
-        bucket->tcp_flags = 0;
-        ovs_mutex_unlock(&bucket->mutex);
+        VLOG_DBG_RL(&upcall_rl, "%s", ds_cstr(&ds));
+
+        ds_destroy(&ds);
     }
+
+    return flow;
 }
 
 static int
@@ -1295,33 +1775,51 @@ 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 flow flow;
-    struct miniflow miniflow;
-    struct flow_wildcards wc;
+    struct netdev_flow_key key;
+    struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
+    struct match match;
+    ovs_u128 ufid;
+    int pmd_id = put->pmd_id == PMD_ID_NULL ? NON_PMD_CORE_ID : put->pmd_id;
     int error;
 
-    error = dpif_netdev_flow_from_nlattrs(put->key, put->key_len, &flow);
+    error = dpif_netdev_flow_from_nlattrs(put->key, put->key_len, &match.flow);
     if (error) {
         return error;
     }
     error = dpif_netdev_mask_from_nlattrs(put->key, put->key_len,
                                           put->mask, put->mask_len,
-                                          &flow, &wc.masks);
+                                          &match.flow, &match.wc.masks);
     if (error) {
         return error;
     }
-    miniflow_init(&miniflow, &flow);
 
-    ovs_mutex_lock(&dp->flow_mutex);
-    netdev_flow = dp_netdev_lookup_flow(dp, &miniflow);
+    pmd = dp_netdev_get_pmd(dp, pmd_id);
+    if (!pmd) {
+        return EINVAL;
+    }
+
+    /* 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);
+
+    if (put->ufid) {
+        ufid = *put->ufid;
+    } else {
+        dpif_flow_hash(dpif, &match.flow, sizeof match.flow, &ufid);
+    }
+
+    ovs_mutex_lock(&pmd->flow_mutex);
+    netdev_flow = dp_netdev_pmd_lookup_flow(pmd, &key);
     if (!netdev_flow) {
         if (put->flags & DPIF_FP_CREATE) {
-            if (hmap_count(&dp->flow_table) < MAX_FLOWS) {
+            if (cmap_count(&pmd->flow_table) < MAX_FLOWS) {
                 if (put->stats) {
                     memset(put->stats, 0, sizeof *put->stats);
                 }
-                error = dp_netdev_flow_add(dp, &flow, &wc, put->actions,
-                                           put->actions_len);
+                dp_netdev_flow_add(pmd, &match, &ufid, put->actions,
+                                   put->actions_len);
+                error = 0;
             } else {
                 error = EFBIG;
             }
@@ -1330,7 +1828,7 @@ dpif_netdev_flow_put(struct dpif *dpif, const struct dpif_flow_put *put)
         }
     } else {
         if (put->flags & DPIF_FP_MODIFY
-            && flow_equal(&flow, &netdev_flow->flow)) {
+            && flow_equal(&match.flow, &netdev_flow->flow)) {
             struct dp_netdev_actions *new_actions;
             struct dp_netdev_actions *old_actions;
 
@@ -1344,7 +1842,7 @@ dpif_netdev_flow_put(struct dpif *dpif, const struct dpif_flow_put *put)
                 get_dpif_flow_stats(netdev_flow, put->stats);
             }
             if (put->flags & DPIF_FP_ZERO_STATS) {
-                clear_stats(netdev_flow);
+                memset(&netdev_flow->stats, 0, sizeof netdev_flow->stats);
             }
 
             ovsrcu_postpone(dp_netdev_actions_free, old_actions);
@@ -1355,7 +1853,8 @@ dpif_netdev_flow_put(struct dpif *dpif, const struct dpif_flow_put *put)
             error = EINVAL;
         }
     }
-    ovs_mutex_unlock(&dp->flow_mutex);
+    ovs_mutex_unlock(&pmd->flow_mutex);
+    dp_netdev_pmd_unref(pmd);
 
     return error;
 }
@@ -1365,260 +1864,325 @@ dpif_netdev_flow_del(struct dpif *dpif, const struct dpif_flow_del *del)
 {
     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
     struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
-    struct flow key;
-    int error;
+    struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
+    int pmd_id = del->pmd_id == PMD_ID_NULL ? NON_PMD_CORE_ID : del->pmd_id;
+    int error = 0;
 
-    error = dpif_netdev_flow_from_nlattrs(del->key, del->key_len, &key);
-    if (error) {
-        return error;
+    pmd = dp_netdev_get_pmd(dp, pmd_id);
+    if (!pmd) {
+        return EINVAL;
     }
 
-    ovs_mutex_lock(&dp->flow_mutex);
-    fat_rwlock_wrlock(&dp->cls.rwlock);
-    netdev_flow = dp_netdev_find_flow(dp, &key);
+    ovs_mutex_lock(&pmd->flow_mutex);
+    netdev_flow = dp_netdev_pmd_find_flow(pmd, del->ufid, del->key,
+                                          del->key_len);
     if (netdev_flow) {
         if (del->stats) {
             get_dpif_flow_stats(netdev_flow, del->stats);
         }
-        dp_netdev_remove_flow(dp, netdev_flow);
+        dp_netdev_pmd_remove_flow(pmd, netdev_flow);
     } else {
         error = ENOENT;
     }
-    fat_rwlock_unlock(&dp->cls.rwlock);
-    ovs_mutex_unlock(&dp->flow_mutex);
+    ovs_mutex_unlock(&pmd->flow_mutex);
+    dp_netdev_pmd_unref(pmd);
 
     return error;
 }
 
-struct dp_netdev_flow_state {
-    struct dp_netdev_actions *actions;
-    struct odputil_keybuf keybuf;
-    struct odputil_keybuf maskbuf;
-    struct dpif_flow_stats stats;
-};
-
-struct dp_netdev_flow_iter {
-    uint32_t bucket;
-    uint32_t offset;
+struct dpif_netdev_flow_dump {
+    struct dpif_flow_dump up;
+    struct cmap_position poll_thread_pos;
+    struct cmap_position flow_pos;
+    struct dp_netdev_pmd_thread *cur_pmd;
     int status;
     struct ovs_mutex mutex;
 };
 
-static void
-dpif_netdev_flow_dump_state_init(void **statep)
+static struct dpif_netdev_flow_dump *
+dpif_netdev_flow_dump_cast(struct dpif_flow_dump *dump)
 {
-    struct dp_netdev_flow_state *state;
-
-    *statep = state = xmalloc(sizeof *state);
-    state->actions = NULL;
+    return CONTAINER_OF(dump, struct dpif_netdev_flow_dump, up);
 }
 
-static void
-dpif_netdev_flow_dump_state_uninit(void *state_)
+static struct dpif_flow_dump *
+dpif_netdev_flow_dump_create(const struct dpif *dpif_, bool terse)
 {
-    struct dp_netdev_flow_state *state = state_;
+    struct dpif_netdev_flow_dump *dump;
 
-    free(state);
+    dump = xzalloc(sizeof *dump);
+    dpif_flow_dump_init(&dump->up, dpif_);
+    dump->up.terse = terse;
+    ovs_mutex_init(&dump->mutex);
+
+    return &dump->up;
 }
 
 static int
-dpif_netdev_flow_dump_start(const struct dpif *dpif OVS_UNUSED, void **iterp)
+dpif_netdev_flow_dump_destroy(struct dpif_flow_dump *dump_)
 {
-    struct dp_netdev_flow_iter *iter;
+    struct dpif_netdev_flow_dump *dump = dpif_netdev_flow_dump_cast(dump_);
 
-    *iterp = iter = xmalloc(sizeof *iter);
-    iter->bucket = 0;
-    iter->offset = 0;
-    iter->status = 0;
-    ovs_mutex_init(&iter->mutex);
+    ovs_mutex_destroy(&dump->mutex);
+    free(dump);
     return 0;
 }
 
-/* XXX the caller must use 'actions' without quiescing */
-static int
-dpif_netdev_flow_dump_next(const struct dpif *dpif, void *iter_, void *state_,
-                           const struct nlattr **key, size_t *key_len,
-                           const struct nlattr **mask, size_t *mask_len,
-                           const struct nlattr **actions, size_t *actions_len,
-                           const struct dpif_flow_stats **stats)
-{
-    struct dp_netdev_flow_iter *iter = iter_;
-    struct dp_netdev_flow_state *state = state_;
-    struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
-    struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
-    struct flow_wildcards wc;
-    int error;
-
-    ovs_mutex_lock(&iter->mutex);
-    error = iter->status;
-    if (!error) {
-        struct hmap_node *node;
+struct dpif_netdev_flow_dump_thread {
+    struct dpif_flow_dump_thread up;
+    struct dpif_netdev_flow_dump *dump;
+    struct odputil_keybuf keybuf[FLOW_DUMP_MAX_BATCH];
+    struct odputil_keybuf maskbuf[FLOW_DUMP_MAX_BATCH];
+};
 
-        fat_rwlock_rdlock(&dp->cls.rwlock);
-        node = hmap_at_position(&dp->flow_table, &iter->bucket, &iter->offset);
-        if (node) {
-            netdev_flow = CONTAINER_OF(node, struct dp_netdev_flow, node);
-        }
-        fat_rwlock_unlock(&dp->cls.rwlock);
-        if (!node) {
-            iter->status = error = EOF;
-        }
-    }
-    ovs_mutex_unlock(&iter->mutex);
-    if (error) {
-        return error;
-    }
+static struct dpif_netdev_flow_dump_thread *
+dpif_netdev_flow_dump_thread_cast(struct dpif_flow_dump_thread *thread)
+{
+    return CONTAINER_OF(thread, struct dpif_netdev_flow_dump_thread, up);
+}
 
-    minimask_expand(&netdev_flow->cr.match.mask, &wc);
+static struct dpif_flow_dump_thread *
+dpif_netdev_flow_dump_thread_create(struct dpif_flow_dump *dump_)
+{
+    struct dpif_netdev_flow_dump *dump = dpif_netdev_flow_dump_cast(dump_);
+    struct dpif_netdev_flow_dump_thread *thread;
 
-    if (key) {
-        struct ofpbuf buf;
+    thread = xmalloc(sizeof *thread);
+    dpif_flow_dump_thread_init(&thread->up, &dump->up);
+    thread->dump = dump;
+    return &thread->up;
+}
 
-        ofpbuf_use_stack(&buf, &state->keybuf, sizeof state->keybuf);
-        odp_flow_key_from_flow(&buf, &netdev_flow->flow, &wc.masks,
-                               netdev_flow->flow.in_port.odp_port);
+static void
+dpif_netdev_flow_dump_thread_destroy(struct dpif_flow_dump_thread *thread_)
+{
+    struct dpif_netdev_flow_dump_thread *thread
+        = dpif_netdev_flow_dump_thread_cast(thread_);
 
-        *key = ofpbuf_data(&buf);
-        *key_len = ofpbuf_size(&buf);
-    }
+    free(thread);
+}
 
-    if (key && mask) {
-        struct ofpbuf buf;
+static int
+dpif_netdev_flow_dump_next(struct dpif_flow_dump_thread *thread_,
+                           struct dpif_flow *flows, int max_flows)
+{
+    struct dpif_netdev_flow_dump_thread *thread
+        = dpif_netdev_flow_dump_thread_cast(thread_);
+    struct dpif_netdev_flow_dump *dump = thread->dump;
+    struct dp_netdev_flow *netdev_flows[FLOW_DUMP_MAX_BATCH];
+    int n_flows = 0;
+    int i;
 
-        ofpbuf_use_stack(&buf, &state->maskbuf, sizeof state->maskbuf);
-        odp_flow_key_from_mask(&buf, &wc.masks, &netdev_flow->flow,
-                               odp_to_u32(wc.masks.in_port.odp_port),
-                               SIZE_MAX);
+    ovs_mutex_lock(&dump->mutex);
+    if (!dump->status) {
+        struct dpif_netdev *dpif = dpif_netdev_cast(thread->up.dpif);
+        struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(&dpif->dpif);
+        struct dp_netdev_pmd_thread *pmd = dump->cur_pmd;
+        int flow_limit = MIN(max_flows, FLOW_DUMP_MAX_BATCH);
+
+        /* First call to dump_next(), extracts the first pmd thread.
+         * If there is no pmd thread, returns immediately. */
+        if (!pmd) {
+            pmd = dp_netdev_pmd_get_next(dp, &dump->poll_thread_pos);
+            if (!pmd) {
+                ovs_mutex_unlock(&dump->mutex);
+                return n_flows;
 
-        *mask = ofpbuf_data(&buf);
-        *mask_len = ofpbuf_size(&buf);
-    }
+            }
+        }
 
-    if (actions || stats) {
-        state->actions = NULL;
+        do {
+            for (n_flows = 0; n_flows < flow_limit; n_flows++) {
+                struct cmap_node *node;
 
-        if (actions) {
-            state->actions = dp_netdev_flow_get_actions(netdev_flow);
-            *actions = state->actions->actions;
-            *actions_len = state->actions->size;
-        }
+                node = cmap_next_position(&pmd->flow_table, &dump->flow_pos);
+                if (!node) {
+                    break;
+                }
+                netdev_flows[n_flows] = CONTAINER_OF(node,
+                                                     struct dp_netdev_flow,
+                                                     node);
+            }
+            /* When finishing dumping the current pmd thread, moves to
+             * the next. */
+            if (n_flows < flow_limit) {
+                memset(&dump->flow_pos, 0, sizeof dump->flow_pos);
+                dp_netdev_pmd_unref(pmd);
+                pmd = dp_netdev_pmd_get_next(dp, &dump->poll_thread_pos);
+                if (!pmd) {
+                    dump->status = EOF;
+                    break;
+                }
+            }
+            /* Keeps the reference to next caller. */
+            dump->cur_pmd = pmd;
 
-        if (stats) {
-            get_dpif_flow_stats(netdev_flow, &state->stats);
-            *stats = &state->stats;
-        }
+            /* If the current dump is empty, do not exit the loop, since the
+             * remaining pmds could have flows to be dumped.  Just dumps again
+             * on the new 'pmd'. */
+        } while (!n_flows);
     }
+    ovs_mutex_unlock(&dump->mutex);
 
-    return 0;
-}
+    for (i = 0; i < n_flows; i++) {
+        struct odputil_keybuf *maskbuf = &thread->maskbuf[i];
+        struct odputil_keybuf *keybuf = &thread->keybuf[i];
+        struct dp_netdev_flow *netdev_flow = netdev_flows[i];
+        struct dpif_flow *f = &flows[i];
+        struct ofpbuf key, mask;
 
-static int
-dpif_netdev_flow_dump_done(const struct dpif *dpif OVS_UNUSED, void *iter_)
-{
-    struct dp_netdev_flow_iter *iter = iter_;
+        ofpbuf_use_stack(&key, keybuf, sizeof *keybuf);
+        ofpbuf_use_stack(&mask, maskbuf, sizeof *maskbuf);
+        dp_netdev_flow_to_dpif_flow(netdev_flow, &key, &mask, f,
+                                    dump->up.terse);
+    }
 
-    ovs_mutex_destroy(&iter->mutex);
-    free(iter);
-    return 0;
+    return n_flows;
 }
 
 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 pkt_metadata *md = &execute->md;
-    struct {
-        struct miniflow flow;
-        uint32_t buf[FLOW_U32S];
-    } key;
+    struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
+    struct dp_packet packet, *pp;
 
     if (ofpbuf_size(execute->packet) < ETH_HEADER_LEN ||
         ofpbuf_size(execute->packet) > UINT16_MAX) {
         return EINVAL;
     }
 
-    /* Extract flow key. */
-    miniflow_initialize(&key.flow, key.buf);
-    miniflow_extract(execute->packet, md, &key.flow);
+    packet.ofpbuf = *execute->packet;
+    packet.md = execute->md;
+    pp = &packet;
+
+    /* Tries finding the 'pmd'.  If NULL is returned, that means
+     * the current thread is a non-pmd thread and should use
+     * dp_netdev_get_pmd(dp, NON_PMD_CORE_ID). */
+    pmd = ovsthread_getspecific(dp->per_pmd_key);
+    if (!pmd) {
+        pmd = dp_netdev_get_pmd(dp, NON_PMD_CORE_ID);
+    }
+
+    /* 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);
+        ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
+    }
 
-    ovs_rwlock_rdlock(&dp->port_rwlock);
-    dp_netdev_execute_actions(dp, &key.flow, execute->packet, false, md,
-                              execute->actions, execute->actions_len);
-    ovs_rwlock_unlock(&dp->port_rwlock);
+    dp_netdev_execute_actions(pmd, &pp, 1, false, execute->actions,
+                              execute->actions_len);
+    if (pmd->core_id == NON_PMD_CORE_ID) {
+        dp_netdev_pmd_unref(pmd);
+        ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
+        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;
 }
 
 static void
-dp_netdev_destroy_all_queues(struct dp_netdev *dp)
-    OVS_REQ_WRLOCK(dp->queue_rwlock)
+dpif_netdev_operate(struct dpif *dpif, struct dpif_op **ops, size_t n_ops)
 {
     size_t i;
 
-    dp_netdev_purge_queues(dp);
+    for (i = 0; i < n_ops; i++) {
+        struct dpif_op *op = ops[i];
 
-    for (i = 0; i < dp->n_handlers; i++) {
-        struct dp_netdev_queue *q = &dp->handler_queues[i];
+        switch (op->type) {
+        case DPIF_OP_FLOW_PUT:
+            op->error = dpif_netdev_flow_put(dpif, &op->u.flow_put);
+            break;
 
-        ovs_mutex_destroy(&q->mutex);
-        seq_destroy(q->seq);
-    }
-    free(dp->handler_queues);
-    dp->handler_queues = NULL;
-    dp->n_handlers = 0;
-}
+        case DPIF_OP_FLOW_DEL:
+            op->error = dpif_netdev_flow_del(dpif, &op->u.flow_del);
+            break;
 
-static void
-dp_netdev_refresh_queues(struct dp_netdev *dp, uint32_t n_handlers)
-    OVS_REQ_WRLOCK(dp->queue_rwlock)
-{
-    if (dp->n_handlers != n_handlers) {
-        size_t i;
-
-        dp_netdev_destroy_all_queues(dp);
-
-        dp->n_handlers = n_handlers;
-        dp->handler_queues = xzalloc(n_handlers * sizeof *dp->handler_queues);
-
-        for (i = 0; i < n_handlers; i++) {
-            struct dp_netdev_queue *q = &dp->handler_queues[i];
+        case DPIF_OP_EXECUTE:
+            op->error = dpif_netdev_execute(dpif, &op->u.execute);
+            break;
 
-            ovs_mutex_init(&q->mutex);
-            q->seq = seq_create();
+        case DPIF_OP_FLOW_GET:
+            op->error = dpif_netdev_flow_get(dpif, &op->u.flow_get);
+            break;
         }
     }
 }
 
-static int
-dpif_netdev_recv_set(struct dpif *dpif, bool enable)
+/* 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)
 {
-    struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
-
-    if ((dp->handler_queues != NULL) == enable) {
-        return 0;
-    }
-
-    fat_rwlock_wrlock(&dp->queue_rwlock);
-    if (!enable) {
-        dp_netdev_destroy_all_queues(dp);
+    if (dp->n_dpdk_rxqs != rxqs) {
+        return true;
     } else {
-        dp_netdev_refresh_queues(dp, 1);
+        if (dp->pmd_cmask != NULL && cmask != NULL) {
+            return strcmp(dp->pmd_cmask, cmask);
+        } else {
+            return (dp->pmd_cmask != NULL || cmask != NULL);
+        }
     }
-    fat_rwlock_unlock(&dp->queue_rwlock);
-
-    return 0;
 }
 
+/* Resets pmd threads if the configuration for 'rxq's or cpu mask changes. */
 static int
-dpif_netdev_handlers_set(struct dpif *dpif, uint32_t n_handlers)
+dpif_netdev_pmd_set(struct dpif *dpif, unsigned int n_rxqs, const char *cmask)
 {
     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 
-    fat_rwlock_wrlock(&dp->queue_rwlock);
-    if (dp->handler_queues) {
-        dp_netdev_refresh_queues(dp, n_handlers);
+    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 && (err != EOPNOTSUPP)) {
+                    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);
     }
-    fat_rwlock_unlock(&dp->queue_rwlock);
 
     return 0;
 }
@@ -1631,565 +2195,1040 @@ dpif_netdev_queue_to_priority(const struct dpif *dpif OVS_UNUSED,
     return 0;
 }
 
+\f
+/* Creates and returns a new 'struct dp_netdev_actions', with a reference count
+ * of 1, whose actions are a copy of from the 'ofpacts_len' bytes of
+ * 'ofpacts'. */
+struct dp_netdev_actions *
+dp_netdev_actions_create(const struct nlattr *actions, size_t size)
+{
+    struct dp_netdev_actions *netdev_actions;
+
+    netdev_actions = xmalloc(sizeof *netdev_actions);
+    netdev_actions->actions = xmemdup(actions, size);
+    netdev_actions->size = size;
+
+    return netdev_actions;
+}
+
+struct dp_netdev_actions *
+dp_netdev_flow_get_actions(const struct dp_netdev_flow *flow)
+{
+    return ovsrcu_get(struct dp_netdev_actions *, &flow->actions);
+}
+
+static void
+dp_netdev_actions_free(struct dp_netdev_actions *actions)
+{
+    free(actions->actions);
+    free(actions);
+}
+\f
+
+static void
+dp_netdev_process_rxq_port(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
+                           struct dp_netdev_port *port,
+                           struct netdev_rxq *rxq)
+{
+    struct dp_packet *packets[NETDEV_MAX_RX_BATCH];
+    int error, cnt;
+
+    error = netdev_rxq_recv(rxq, packets, &cnt);
+    if (!error) {
+        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);
+
+        VLOG_ERR_RL(&rl, "error receiving data from %s: %s",
+                    netdev_get_name(port->netdev), ovs_strerror(error));
+    }
+}
+
+/* Return true if needs to revalidate datapath flows. */
 static bool
-dp_netdev_recv_check(const struct dp_netdev *dp, const uint32_t handler_id)
-    OVS_REQ_RDLOCK(dp->queue_rwlock)
+dpif_netdev_run(struct dpif *dpif)
 {
-    static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
+    struct dp_netdev_port *port;
+    struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
+    struct dp_netdev_pmd_thread *non_pmd = dp_netdev_get_pmd(dp,
+                                                             NON_PMD_CORE_ID);
+    uint64_t new_tnl_seq;
 
-    if (!dp->handler_queues) {
-        VLOG_WARN_RL(&rl, "receiving upcall disabled");
-        return false;
+    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(non_pmd, port, port->rxq[i]);
+            }
+        }
     }
+    ovs_mutex_unlock(&dp->non_pmd_mutex);
+    dp_netdev_pmd_unref(non_pmd);
 
-    if (handler_id >= dp->n_handlers) {
-        VLOG_WARN_RL(&rl, "handler index out of bound");
-        return false;
+    tnl_arp_cache_run();
+    new_tnl_seq = seq_read(tnl_conf_seq);
+
+    if (dp->last_tnl_conf_seq != new_tnl_seq) {
+        dp->last_tnl_conf_seq = new_tnl_seq;
+        return true;
     }
+    return false;
+}
 
-    return true;
+static void
+dpif_netdev_wait(struct dpif *dpif)
+{
+    struct dp_netdev_port *port;
+    struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
+
+    ovs_mutex_lock(&dp_netdev_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++) {
+                netdev_rxq_wait(port->rxq[i]);
+            }
+        }
+    }
+    ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
+    seq_wait(tnl_conf_seq, dp->last_tnl_conf_seq);
 }
 
+struct rxq_poll {
+    struct dp_netdev_port *port;
+    struct netdev_rxq *rx;
+};
+
 static int
-dpif_netdev_recv(struct dpif *dpif, uint32_t handler_id,
-                 struct dpif_upcall *upcall, struct ofpbuf *buf)
+pmd_load_queues(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
+                struct rxq_poll **ppoll_list, int poll_cnt)
 {
-    struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
-    struct dp_netdev_queue *q;
-    int error = 0;
+    struct rxq_poll *poll_list = *ppoll_list;
+    struct dp_netdev_port *port;
+    int n_pmds_on_numa, index, i;
 
-    fat_rwlock_rdlock(&dp->queue_rwlock);
+    /* Simple scheduler for netdev rx polling. */
+    for (i = 0; i < poll_cnt; i++) {
+        port_unref(poll_list[i].port);
+    }
 
-    if (!dp_netdev_recv_check(dp, handler_id)) {
-        error = EAGAIN;
-        goto out;
+    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, &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++;
+                }
+            }
+            /* Unrefs the port_try_ref(). */
+            port_unref(port);
+        }
     }
 
-    q = &dp->handler_queues[handler_id];
-    ovs_mutex_lock(&q->mutex);
-    if (q->head != q->tail) {
-        struct dp_netdev_upcall *u = &q->upcalls[q->tail++ & QUEUE_MASK];
+    *ppoll_list = poll_list;
+    return poll_cnt;
+}
+
+static void *
+pmd_thread_main(void *f_)
+{
+    struct dp_netdev_pmd_thread *pmd = f_;
+    unsigned int lc = 0;
+    struct rxq_poll *poll_list;
+    unsigned int port_seq = PMD_INITIAL_SEQ;
+    int poll_cnt;
+    int i;
 
-        *upcall = u->upcall;
+    poll_cnt = 0;
+    poll_list = NULL;
 
-        ofpbuf_uninit(buf);
-        *buf = u->buf;
-    } else {
-        error = EAGAIN;
+    /* 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(&pmd->flow_cache);
+    poll_cnt = pmd_load_queues(pmd, &poll_list, poll_cnt);
+
+    /* Signal here to make sure the pmd finishes
+     * reloading the updated configuration. */
+    dp_netdev_pmd_reload_done(pmd);
+
+    for (;;) {
+        int i;
+
+        for (i = 0; i < poll_cnt; i++) {
+            dp_netdev_process_rxq_port(pmd, poll_list[i].port, poll_list[i].rx);
+        }
+
+        if (lc++ > 1024) {
+            unsigned int seq;
+
+            lc = 0;
+
+            emc_cache_slow_sweep(&pmd->flow_cache);
+            ovsrcu_quiesce();
+
+            atomic_read_relaxed(&pmd->change_seq, &seq);
+            if (seq != port_seq) {
+                port_seq = seq;
+                break;
+            }
+        }
     }
-    ovs_mutex_unlock(&q->mutex);
 
-out:
-    fat_rwlock_unlock(&dp->queue_rwlock);
+    emc_cache_uninit(&pmd->flow_cache);
 
-    return error;
+    if (!latch_is_set(&pmd->exit_latch)){
+        goto reload;
+    }
+
+    for (i = 0; i < poll_cnt; i++) {
+         port_unref(poll_list[i].port);
+    }
+
+    dp_netdev_pmd_reload_done(pmd);
+
+    free(poll_list);
+    return NULL;
+}
+
+static void
+dp_netdev_disable_upcall(struct dp_netdev *dp)
+    OVS_ACQUIRES(dp->upcall_rwlock)
+{
+    fat_rwlock_wrlock(&dp->upcall_rwlock);
+}
+
+static void
+dpif_netdev_disable_upcall(struct dpif *dpif)
+    OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
+{
+    struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
+    dp_netdev_disable_upcall(dp);
+}
+
+static void
+dp_netdev_enable_upcall(struct dp_netdev *dp)
+    OVS_RELEASES(dp->upcall_rwlock)
+{
+    fat_rwlock_unlock(&dp->upcall_rwlock);
 }
 
 static void
-dpif_netdev_recv_wait(struct dpif *dpif, uint32_t handler_id)
+dpif_netdev_enable_upcall(struct dpif *dpif)
+    OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
 {
     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
-    struct dp_netdev_queue *q;
-    uint64_t seq;
+    dp_netdev_enable_upcall(dp);
+}
 
-    fat_rwlock_rdlock(&dp->queue_rwlock);
+void
+dp_netdev_pmd_reload_done(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
+{
+    ovs_mutex_lock(&pmd->cond_mutex);
+    xpthread_cond_signal(&pmd->cond);
+    ovs_mutex_unlock(&pmd->cond_mutex);
+}
+
+/* Finds and refs the dp_netdev_pmd_thread on core 'core_id'.  Returns
+ * the pointer if succeeds, otherwise, NULL.
+ *
+ * Caller must unrefs the returned reference.  */
+static struct dp_netdev_pmd_thread *
+dp_netdev_get_pmd(struct dp_netdev *dp, int core_id)
+{
+    struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
+    const struct cmap_node *pnode;
 
-    if (!dp_netdev_recv_check(dp, handler_id)) {
-        goto out;
+    pnode = cmap_find(&dp->poll_threads, hash_int(core_id, 0));
+    if (!pnode) {
+        return NULL;
     }
+    pmd = CONTAINER_OF(pnode, struct dp_netdev_pmd_thread, node);
+
+    return dp_netdev_pmd_try_ref(pmd) ? pmd : NULL;
+}
+
+/* Sets the 'struct dp_netdev_pmd_thread' for non-pmd threads. */
+static void
+dp_netdev_set_nonpmd(struct dp_netdev *dp)
+{
+    struct dp_netdev_pmd_thread *non_pmd;
+
+    non_pmd = xzalloc(sizeof *non_pmd);
+    dp_netdev_configure_pmd(non_pmd, dp, 0, NON_PMD_CORE_ID,
+                            OVS_NUMA_UNSPEC);
+}
 
-    q = &dp->handler_queues[handler_id];
-    ovs_mutex_lock(&q->mutex);
-    seq = seq_read(q->seq);
-    if (q->head != q->tail) {
-        poll_immediate_wake();
+/* Caller must have valid pointer to 'pmd'. */
+static bool
+dp_netdev_pmd_try_ref(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
+{
+    return ovs_refcount_try_ref_rcu(&pmd->ref_cnt);
+}
+
+static void
+dp_netdev_pmd_unref(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
+{
+    if (pmd && ovs_refcount_unref(&pmd->ref_cnt) == 1) {
+        ovsrcu_postpone(dp_netdev_destroy_pmd, pmd);
+    }
+}
+
+/* Given cmap position 'pos', tries to ref the next node.  If try_ref()
+ * fails, keeps checking for next node until reaching the end of cmap.
+ *
+ * Caller must unrefs the returned reference. */
+static struct dp_netdev_pmd_thread *
+dp_netdev_pmd_get_next(struct dp_netdev *dp, struct cmap_position *pos)
+{
+    struct dp_netdev_pmd_thread *next;
+
+    do {
+        struct cmap_node *node;
+
+        node = cmap_next_position(&dp->poll_threads, pos);
+        next = node ? CONTAINER_OF(node, struct dp_netdev_pmd_thread, node)
+            : NULL;
+    } while (next && !dp_netdev_pmd_try_ref(next));
+
+    return next;
+}
+
+/* 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;
+
+    ovs_refcount_init(&pmd->ref_cnt);
+    latch_init(&pmd->exit_latch);
+    atomic_init(&pmd->change_seq, PMD_INITIAL_SEQ);
+    xpthread_cond_init(&pmd->cond, NULL);
+    ovs_mutex_init(&pmd->cond_mutex);
+    ovs_mutex_init(&pmd->flow_mutex);
+    dpcls_init(&pmd->cls);
+    cmap_init(&pmd->flow_table);
+    /* 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));
+}
+
+static void
+dp_netdev_destroy_pmd(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
+{
+    dp_netdev_pmd_flow_flush(pmd);
+    dpcls_destroy(&pmd->cls);
+    cmap_destroy(&pmd->flow_table);
+    ovs_mutex_destroy(&pmd->flow_mutex);
+    latch_destroy(&pmd->exit_latch);
+    xpthread_cond_destroy(&pmd->cond);
+    ovs_mutex_destroy(&pmd->cond_mutex);
+    free(pmd);
+}
+
+/* Stops the pmd thread, removes it from the 'dp->poll_threads',
+ * and unrefs 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 for NON_PMD_CORE_ID. */
+    if (pmd->core_id == NON_PMD_CORE_ID) {
+        emc_cache_uninit(&pmd->flow_cache);
     } else {
-        seq_wait(q->seq, seq);
+        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));
+    dp_netdev_pmd_unref(pmd);
+}
 
-    ovs_mutex_unlock(&q->mutex);
+/* Destroys all pmd threads. */
+static void
+dp_netdev_destroy_all_pmds(struct dp_netdev *dp)
+{
+    struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
 
-out:
-    fat_rwlock_unlock(&dp->queue_rwlock);
+    CMAP_FOR_EACH (pmd, node, &dp->poll_threads) {
+        dp_netdev_del_pmd(pmd);
+    }
 }
 
+/* Deletes all pmd threads on numa node 'numa_id'. */
 static void
-dpif_netdev_recv_purge(struct dpif *dpif)
+dp_netdev_del_pmds_on_numa(struct dp_netdev *dp, int numa_id)
 {
-    struct dpif_netdev *dpif_netdev = dpif_netdev_cast(dpif);
+    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);
+        }
+    }
+}
+
+/* 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;
+
+    if (!ovs_numa_numa_id_is_valid(numa_id)) {
+        VLOG_ERR("Cannot create pmd threads due to numa id (%d)"
+                 "invalid", numa_id);
+        return ;
+    }
+
+    n_pmds = get_n_pmd_threads_on_numa(dp, numa_id);
+
+    /* 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;
+
+        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;
+        }
 
-    fat_rwlock_wrlock(&dpif_netdev->dp->queue_rwlock);
-    dp_netdev_purge_queues(dpif_netdev->dp);
-    fat_rwlock_unlock(&dpif_netdev->dp->queue_rwlock);
+        /* 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);
+    }
 }
+
 \f
-/* Creates and returns a new 'struct dp_netdev_actions', with a reference count
- * of 1, whose actions are a copy of from the 'ofpacts_len' bytes of
- * 'ofpacts'. */
-struct dp_netdev_actions *
-dp_netdev_actions_create(const struct nlattr *actions, size_t size)
+/* 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_actions *netdev_actions;
+    struct dp_netdev_port *port;
 
-    netdev_actions = xmalloc(sizeof *netdev_actions);
-    netdev_actions->actions = xmemdup(actions, size);
-    netdev_actions->size = size;
+    CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
+        if (netdev_is_pmd(port->netdev)) {
+            int numa_id = netdev_get_numa_id(port->netdev);
 
-    return netdev_actions;
+            dp_netdev_set_pmds_on_numa(dp, numa_id);
+        }
+    }
 }
 
-struct dp_netdev_actions *
-dp_netdev_flow_get_actions(const struct dp_netdev_flow *flow)
+static char *
+dpif_netdev_get_datapath_version(void)
 {
-    return ovsrcu_get(struct dp_netdev_actions *, &flow->actions);
+     return xstrdup("<built-in>");
 }
 
 static void
-dp_netdev_actions_free(struct dp_netdev_actions *actions)
+dp_netdev_flow_used(struct dp_netdev_flow *netdev_flow, int cnt, int size,
+                    uint16_t tcp_flags)
 {
-    free(actions->actions);
-    free(actions);
+    long long int now = time_msec();
+
+    netdev_flow->stats.used = MAX(now, netdev_flow->stats.used);
+    netdev_flow->stats.packet_count += cnt;
+    netdev_flow->stats.byte_count += size;
+    netdev_flow->stats.tcp_flags |= tcp_flags;
 }
-\f
 
 static void
-dp_netdev_process_rxq_port(struct dp_netdev *dp,
-                          struct dp_netdev_port *port,
-                          struct netdev_rxq *rxq)
+dp_netdev_count_packet(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
+                       enum dp_stat_type type, int cnt)
 {
-    struct ofpbuf *packet[NETDEV_MAX_RX_BATCH];
-    int error, c;
+    pmd->stats.n[type] += cnt;
+}
 
-    error = netdev_rxq_recv(rxq, packet, &c);
-    if (!error) {
-        struct pkt_metadata md = PKT_METADATA_INITIALIZER(port->port_no);
-        int i;
+static int
+dp_netdev_upcall(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd, struct dp_packet *packet_,
+                 struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc, ovs_u128 *ufid,
+                 enum dpif_upcall_type type, const struct nlattr *userdata,
+                 struct ofpbuf *actions, struct ofpbuf *put_actions)
+{
+    struct dp_netdev *dp = pmd->dp;
+    struct ofpbuf *packet = &packet_->ofpbuf;
 
-        for (i = 0; i < c; i++) {
-            dp_netdev_port_input(dp, packet[i], &md);
-        }
-    } else if (error != EAGAIN && error != EOPNOTSUPP) {
-        static struct vlog_rate_limit rl
-            = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
+    if (type == DPIF_UC_MISS) {
+        dp_netdev_count_packet(pmd, DP_STAT_MISS, 1);
+    }
 
-        VLOG_ERR_RL(&rl, "error receiving data from %s: %s",
-                    netdev_get_name(port->netdev),
-                    ovs_strerror(error));
+    if (OVS_UNLIKELY(!dp->upcall_cb)) {
+        return ENODEV;
     }
+
+    if (OVS_UNLIKELY(!VLOG_DROP_DBG(&upcall_rl))) {
+        struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
+        struct ofpbuf key;
+        char *packet_str;
+
+        ofpbuf_init(&key, 0);
+        odp_flow_key_from_flow(&key, flow, &wc->masks, flow->in_port.odp_port,
+                               true);
+
+        packet_str = ofp_packet_to_string(ofpbuf_data(packet),
+                                          ofpbuf_size(packet));
+
+        odp_flow_key_format(ofpbuf_data(&key), ofpbuf_size(&key), &ds);
+
+        VLOG_DBG("%s: %s upcall:\n%s\n%s", dp->name,
+                 dpif_upcall_type_to_string(type), ds_cstr(&ds), packet_str);
+
+        ofpbuf_uninit(&key);
+        free(packet_str);
+        ds_destroy(&ds);
+    }
+
+    return dp->upcall_cb(packet, flow, ufid, pmd->core_id, type, userdata,
+                         actions, wc, put_actions, dp->upcall_aux);
 }
 
-static void
-dpif_netdev_run(struct dpif *dpif)
+static inline uint32_t
+dpif_netdev_packet_get_dp_hash(struct dp_packet *packet,
+                               const struct miniflow *mf)
 {
-    struct dp_netdev_port *port;
-    struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
+    uint32_t hash;
+
+    hash = dp_packet_get_dp_hash(packet);
+    if (OVS_UNLIKELY(!hash)) {
+        hash = miniflow_hash_5tuple(mf, 0);
+        dp_packet_set_dp_hash(packet, hash);
+    }
+    return hash;
+}
 
-    ovs_rwlock_rdlock(&dp->port_rwlock);
+struct packet_batch {
+    unsigned int packet_count;
+    unsigned int byte_count;
+    uint16_t tcp_flags;
 
-    HMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
-        if (!netdev_is_pmd(port->netdev)) {
-            int i;
+    struct dp_netdev_flow *flow;
 
-            for (i = 0; i < netdev_n_rxq(port->netdev); i++) {
-                dp_netdev_process_rxq_port(dp, port, port->rxq[i]);
-            }
+    struct dp_packet *packets[NETDEV_MAX_RX_BATCH];
+};
+
+static inline void
+packet_batch_update(struct packet_batch *batch, struct dp_packet *packet,
+                    const struct miniflow *mf)
+{
+    batch->tcp_flags |= miniflow_get_tcp_flags(mf);
+    batch->packets[batch->packet_count++] = packet;
+    batch->byte_count += ofpbuf_size(&packet->ofpbuf);
+}
+
+static inline void
+packet_batch_init(struct packet_batch *batch, struct dp_netdev_flow *flow)
+{
+    batch->flow = flow;
+
+    batch->packet_count = 0;
+    batch->byte_count = 0;
+    batch->tcp_flags = 0;
+}
+
+static inline void
+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;
+
+    dp_netdev_flow_used(batch->flow, batch->packet_count, batch->byte_count,
+                        batch->tcp_flags);
+
+    actions = dp_netdev_flow_get_actions(flow);
+
+    dp_netdev_execute_actions(pmd, batch->packets, batch->packet_count, true,
+                              actions->actions, actions->size);
+
+    dp_netdev_count_packet(pmd, DP_STAT_HIT, batch->packet_count);
+}
+
+static inline bool
+dp_netdev_queue_batches(struct dp_packet *pkt,
+                        struct dp_netdev_flow *flow, const struct miniflow *mf,
+                        struct packet_batch *batches, size_t *n_batches,
+                        size_t max_batches)
+{
+    struct packet_batch *batch = NULL;
+    int j;
+
+    if (OVS_UNLIKELY(!flow)) {
+        return false;
+    }
+    /* XXX: This O(n^2) algortihm makes sense if we're operating under the
+     * assumption that the number of distinct flows (and therefore the
+     * number of distinct batches) is quite small.  If this turns out not
+     * to be the case, it may make sense to pre sort based on the
+     * netdev_flow pointer.  That done we can get the appropriate batching
+     * in O(n * log(n)) instead. */
+    for (j = *n_batches - 1; j >= 0; j--) {
+        if (batches[j].flow == flow) {
+            batch = &batches[j];
+            packet_batch_update(batch, pkt, mf);
+            return true;
         }
     }
+    if (OVS_UNLIKELY(*n_batches >= max_batches)) {
+        return false;
+    }
 
-    ovs_rwlock_unlock(&dp->port_rwlock);
+    batch = &batches[(*n_batches)++];
+    packet_batch_init(batch, flow);
+    packet_batch_update(batch, pkt, mf);
+    return true;
 }
 
-static void
-dpif_netdev_wait(struct dpif *dpif)
+static inline void
+dp_packet_swap(struct dp_packet **a, struct dp_packet **b)
 {
-    struct dp_netdev_port *port;
-    struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
+    struct dp_packet *tmp = *a;
+    *a = *b;
+    *b = tmp;
+}
 
-    ovs_rwlock_rdlock(&dp->port_rwlock);
+/* Try to process all ('cnt') the 'packets' using only the exact match cache
+ * 'flow_cache'. If a flow is not found for a packet 'packets[i]', or if there
+ * is no matching batch for a packet's flow, the miniflow is copied into 'keys'
+ * and the packet pointer is moved at the beginning of the 'packets' array.
+ *
+ * The function returns the number of packets that needs to be processed in the
+ * 'packets' array (they have been moved to the beginning of the vector).
+ */
+static inline size_t
+emc_processing(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd, struct dp_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.mf, key.buf);
+    for (i = 0; i < cnt; i++) {
+        struct dp_netdev_flow *flow;
+
+        if (OVS_UNLIKELY(ofpbuf_size(&packets[i]->ofpbuf) < ETH_HEADER_LEN)) {
+            dp_packet_delete(packets[i]);
+            continue;
+        }
 
-    HMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
-        if (!netdev_is_pmd(port->netdev)) {
-            int i;
+        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);
 
-            for (i = 0; i < netdev_n_rxq(port->netdev); i++) {
-                netdev_rxq_wait(port->rxq[i]);
+        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) {
+                dp_packet_swap(&packets[i], &packets[notfound_cnt]);
             }
+
+            keys[notfound_cnt++] = key;
         }
     }
-    ovs_rwlock_unlock(&dp->port_rwlock);
-}
 
-struct rxq_poll {
-    struct dp_netdev_port *port;
-    struct netdev_rxq *rx;
-};
+    for (i = 0; i < n_batches; i++) {
+        packet_batch_execute(&batches[i], pmd);
+    }
 
-static int
-pmd_load_queues(struct pmd_thread *f,
-                struct rxq_poll **ppoll_list, int poll_cnt)
+    return notfound_cnt;
+}
+
+static inline void
+fast_path_processing(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
+                     struct dp_packet **packets, size_t cnt,
+                     struct netdev_flow_key *keys)
 {
-    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;
+#if !defined(__CHECKER__) && !defined(_WIN32)
+    const size_t PKT_ARRAY_SIZE = cnt;
+#else
+    /* Sparse or MSVC doesn't like variable length array. */
+    enum { PKT_ARRAY_SIZE = NETDEV_MAX_RX_BATCH };
+#endif
+    struct packet_batch batches[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;
 
-    /* Simple scheduler for netdev rx polling. */
-    ovs_rwlock_rdlock(&dp->port_rwlock);
-    for (i = 0; i < poll_cnt; i++) {
-         port_unref(poll_list[i].port);
+    for (i = 0; i < cnt; i++) {
+        /* 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 = !dpcls_lookup(&pmd->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;
+        ovs_u128 ufid;
 
-    poll_cnt = 0;
-    index = 0;
-
-    HMAP_FOR_EACH (port, node, &f->dp->ports) {
-        if (netdev_is_pmd(port->netdev)) {
-            int i;
+        ofpbuf_use_stub(&actions, actions_stub, sizeof actions_stub);
+        ofpbuf_use_stub(&put_actions, slow_stub, sizeof slow_stub);
 
-            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));
+        for (i = 0; i < cnt; i++) {
+            struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
+            struct ofpbuf *add_actions;
+            struct match match;
+            int error;
 
-                    port_ref(port);
-                    poll_list[poll_cnt].port = port;
-                    poll_list[poll_cnt].rx = port->rxq[i];
-                    poll_cnt++;
-                }
-                index++;
+            if (OVS_LIKELY(rules[i])) {
+                continue;
             }
-        }
-    }
 
-    ovs_rwlock_unlock(&dp->port_rwlock);
-    *ppoll_list = poll_list;
-    return poll_cnt;
-}
+            /* It's possible that an earlier slow path execution installed
+             * 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_pmd_lookup_flow(pmd, &keys[i]);
+            if (netdev_flow) {
+                rules[i] = &netdev_flow->cr;
+                continue;
+            }
 
-static void *
-pmd_thread_main(void *f_)
-{
-    struct pmd_thread *f = f_;
-    struct dp_netdev *dp = f->dp;
-    unsigned int lc = 0;
-    struct rxq_poll *poll_list;
-    unsigned int port_seq;
-    int poll_cnt;
-    int i;
+            miniflow_expand(&keys[i].mf, &match.flow);
 
-    poll_cnt = 0;
-    poll_list = NULL;
+            ofpbuf_clear(&actions);
+            ofpbuf_clear(&put_actions);
 
-    pmd_thread_setaffinity_cpu(f->id);
-reload:
-    poll_cnt = pmd_load_queues(f, &poll_list, poll_cnt);
-    atomic_read(&f->change_seq, &port_seq);
+            dpif_flow_hash(dp->dpif, &match.flow, sizeof match.flow, &ufid);
+            error = dp_netdev_upcall(pmd, packets[i], &match.flow, &match.wc,
+                                     &ufid, DPIF_UC_MISS, NULL, &actions,
+                                     &put_actions);
+            if (OVS_UNLIKELY(error && error != ENOSPC)) {
+                continue;
+            }
 
-    for (;;) {
-        unsigned int c_port_seq;
-        int i;
+            /* 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(pmd, &packets[i], 1, true,
+                                      ofpbuf_data(&actions),
+                                      ofpbuf_size(&actions));
+
+            add_actions = ofpbuf_size(&put_actions)
+                ? &put_actions
+                : &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(&pmd->flow_mutex);
+                netdev_flow = dp_netdev_pmd_lookup_flow(pmd, &keys[i]);
+                if (OVS_LIKELY(!netdev_flow)) {
+                    netdev_flow = dp_netdev_flow_add(pmd, &match, &ufid,
+                                                     ofpbuf_data(add_actions),
+                                                     ofpbuf_size(add_actions));
+                }
+                ovs_mutex_unlock(&pmd->flow_mutex);
 
-        for (i = 0; i < poll_cnt; i++) {
-            dp_netdev_process_rxq_port(dp,  poll_list[i].port, poll_list[i].rx);
+                emc_insert(flow_cache, &keys[i], netdev_flow);
+            }
         }
 
-        if (lc++ > 1024) {
-            ovsrcu_quiesce();
+        ofpbuf_uninit(&actions);
+        ofpbuf_uninit(&put_actions);
+        fat_rwlock_unlock(&dp->upcall_rwlock);
+    } else if (OVS_UNLIKELY(any_miss)) {
+        int dropped_cnt = 0;
 
-            /* TODO: need completely userspace based signaling method.
-             * to keep this thread entirely in userspace.
-             * For now using atomic counter. */
-            lc = 0;
-            atomic_read_explicit(&f->change_seq, &c_port_seq, memory_order_consume);
-            if (c_port_seq != port_seq) {
-                break;
+        for (i = 0; i < cnt; i++) {
+            if (OVS_UNLIKELY(!rules[i])) {
+                dp_packet_delete(packets[i]);
+                dropped_cnt++;
             }
         }
-    }
 
-    if (!latch_is_set(&f->dp->exit_latch)){
-        goto reload;
-    }
-
-    for (i = 0; i < poll_cnt; i++) {
-         port_unref(poll_list[i].port);
+        dp_netdev_count_packet(pmd, DP_STAT_LOST, dropped_cnt);
     }
 
-    free(poll_list);
-    return NULL;
-}
-
-static void
-dp_netdev_set_pmd_threads(struct dp_netdev *dp, int n)
-{
-    int i;
+    n_batches = 0;
+    for (i = 0; i < cnt; i++) {
+        struct dp_packet *packet = packets[i];
+        struct dp_netdev_flow *flow;
 
-    if (n == dp->n_pmd_threads) {
-        return;
-    }
+        if (OVS_UNLIKELY(!rules[i])) {
+            continue;
+        }
 
-    /* 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];
+        flow = dp_netdev_flow_cast(rules[i]);
 
-        xpthread_join(f->thread, NULL);
+        emc_insert(flow_cache, &keys[i], flow);
+        dp_netdev_queue_batches(packet, flow, &keys[i].mf, batches,
+                                &n_batches, ARRAY_SIZE(batches));
     }
-    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;
 
-    for (i = 0; i < n; i++) {
-        struct pmd_thread *f = &dp->pmd_threads[i];
-
-        f->dp = dp;
-        f->id = i;
-        atomic_store(&f->change_seq, 1);
-
-        /* Each thread will distribute all devices rx-queues among
-         * themselves. */
-        f->thread = ovs_thread_create("pmd", pmd_thread_main, f);
+    for (i = 0; i < n_batches; i++) {
+        packet_batch_execute(&batches[i], pmd);
     }
 }
 
-\f
-static void *
-dp_netdev_flow_stats_new_cb(void)
-{
-    struct dp_netdev_flow_stats *bucket = xzalloc_cacheline(sizeof *bucket);
-    ovs_mutex_init(&bucket->mutex);
-    return bucket;
-}
-
 static void
-dp_netdev_flow_used(struct dp_netdev_flow *netdev_flow,
-                    const struct ofpbuf *packet,
-                    const struct miniflow *key)
+dp_netdev_input(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
+                struct dp_packet **packets, int cnt)
 {
-    uint16_t tcp_flags = miniflow_get_tcp_flags(key);
-    long long int now = time_msec();
-    struct dp_netdev_flow_stats *bucket;
+#if !defined(__CHECKER__) && !defined(_WIN32)
+    const size_t PKT_ARRAY_SIZE = cnt;
+#else
+    /* Sparse or MSVC doesn't like variable length array. */
+    enum { PKT_ARRAY_SIZE = NETDEV_MAX_RX_BATCH };
+#endif
+    struct netdev_flow_key keys[PKT_ARRAY_SIZE];
+    size_t newcnt;
 
-    bucket = ovsthread_stats_bucket_get(&netdev_flow->stats,
-                                        dp_netdev_flow_stats_new_cb);
-
-    ovs_mutex_lock(&bucket->mutex);
-    bucket->used = MAX(now, bucket->used);
-    bucket->packet_count++;
-    bucket->byte_count += ofpbuf_size(packet);
-    bucket->tcp_flags |= tcp_flags;
-    ovs_mutex_unlock(&bucket->mutex);
+    newcnt = emc_processing(pmd, packets, cnt, keys);
+    if (OVS_UNLIKELY(newcnt)) {
+        fast_path_processing(pmd, packets, newcnt, keys);
+    }
 }
 
-static void *
-dp_netdev_stats_new_cb(void)
-{
-    struct dp_netdev_stats *bucket = xzalloc_cacheline(sizeof *bucket);
-    ovs_mutex_init(&bucket->mutex);
-    return bucket;
-}
+struct dp_netdev_execute_aux {
+    struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
+};
 
 static void
-dp_netdev_count_packet(struct dp_netdev *dp, enum dp_stat_type type)
+dpif_netdev_register_upcall_cb(struct dpif *dpif, upcall_callback *cb,
+                               void *aux)
 {
-    struct dp_netdev_stats *bucket;
-
-    bucket = ovsthread_stats_bucket_get(&dp->stats, dp_netdev_stats_new_cb);
-    ovs_mutex_lock(&bucket->mutex);
-    bucket->n[type]++;
-    ovs_mutex_unlock(&bucket->mutex);
+    struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
+    dp->upcall_aux = aux;
+    dp->upcall_cb = cb;
 }
 
 static void
-dp_netdev_input(struct dp_netdev *dp, struct ofpbuf *packet,
-                struct pkt_metadata *md)
-    OVS_REQ_RDLOCK(dp->port_rwlock)
+dp_netdev_drop_packets(struct dp_packet ** packets, int cnt, bool may_steal)
 {
-    struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
-    struct {
-        struct miniflow flow;
-        uint32_t buf[FLOW_U32S];
-    } key;
+    if (may_steal) {
+        int i;
 
-    if (ofpbuf_size(packet) < ETH_HEADER_LEN) {
-        ofpbuf_delete(packet);
-        return;
+        for (i = 0; i < cnt; i++) {
+            dp_packet_delete(packets[i]);
+        }
     }
-    miniflow_initialize(&key.flow, key.buf);
-    miniflow_extract(packet, md, &key.flow);
+}
 
-    netdev_flow = dp_netdev_lookup_flow(dp, &key.flow);
-    if (netdev_flow) {
-        struct dp_netdev_actions *actions;
+static int
+push_tnl_action(const struct dp_netdev *dp,
+                   const struct nlattr *attr,
+                   struct dp_packet **packets, int cnt)
+{
+    struct dp_netdev_port *tun_port;
+    const struct ovs_action_push_tnl *data;
 
-        dp_netdev_flow_used(netdev_flow, packet, &key.flow);
+    data = nl_attr_get(attr);
 
-        actions = dp_netdev_flow_get_actions(netdev_flow);
-        dp_netdev_execute_actions(dp, &key.flow, packet, true, md,
-                                  actions->actions, actions->size);
-        dp_netdev_count_packet(dp, DP_STAT_HIT);
-    } else if (dp->handler_queues) {
-        dp_netdev_count_packet(dp, DP_STAT_MISS);
-        dp_netdev_output_userspace(dp, packet,
-                                   miniflow_hash_5tuple(&key.flow, 0)
-                                   % dp->n_handlers,
-                                   DPIF_UC_MISS, &key.flow, NULL);
-        ofpbuf_delete(packet);
+    tun_port = dp_netdev_lookup_port(dp, u32_to_odp(data->tnl_port));
+    if (!tun_port) {
+        return -EINVAL;
     }
-}
+    netdev_push_header(tun_port->netdev, packets, cnt, data);
 
-static void
-dp_netdev_port_input(struct dp_netdev *dp, struct ofpbuf *packet,
-                     struct pkt_metadata *md)
-    OVS_REQ_RDLOCK(dp->port_rwlock)
-{
-    uint32_t *recirc_depth = recirc_depth_get();
-
-    *recirc_depth = 0;
-    dp_netdev_input(dp, packet, md);
+    return 0;
 }
 
-static int
-dp_netdev_output_userspace(struct dp_netdev *dp, struct ofpbuf *packet,
-                           int queue_no, int type, const struct miniflow *key,
-                           const struct nlattr *userdata)
+static void
+dp_netdev_clone_pkt_batch(struct dp_packet **tnl_pkt,
+                          struct dp_packet **packets, int cnt)
 {
-    struct dp_netdev_queue *q;
-    int error;
-
-    fat_rwlock_rdlock(&dp->queue_rwlock);
-    q = &dp->handler_queues[queue_no];
-    ovs_mutex_lock(&q->mutex);
-    if (q->head - q->tail < MAX_QUEUE_LEN) {
-        struct dp_netdev_upcall *u = &q->upcalls[q->head++ & QUEUE_MASK];
-        struct dpif_upcall *upcall = &u->upcall;
-        struct ofpbuf *buf = &u->buf;
-        size_t buf_size;
-        struct flow flow;
-
-        upcall->type = type;
-
-        /* Allocate buffer big enough for everything. */
-        buf_size = ODPUTIL_FLOW_KEY_BYTES;
-        if (userdata) {
-            buf_size += NLA_ALIGN(userdata->nla_len);
-        }
-        buf_size += ofpbuf_size(packet);
-        ofpbuf_init(buf, buf_size);
-
-        /* Put ODP flow. */
-        miniflow_expand(key, &flow);
-        odp_flow_key_from_flow(buf, &flow, NULL, flow.in_port.odp_port);
-        upcall->key = ofpbuf_data(buf);
-        upcall->key_len = ofpbuf_size(buf);
-
-        /* Put userdata. */
-        if (userdata) {
-            upcall->userdata = ofpbuf_put(buf, userdata,
-                                          NLA_ALIGN(userdata->nla_len));
-        }
-
-        ofpbuf_set_data(&upcall->packet,
-                        ofpbuf_put(buf, ofpbuf_data(packet), ofpbuf_size(packet)));
-        ofpbuf_set_size(&upcall->packet, ofpbuf_size(packet));
-
-        seq_change(q->seq);
+    int i;
 
-        error = 0;
-    } else {
-        dp_netdev_count_packet(dp, DP_STAT_LOST);
-        error = ENOBUFS;
+    for (i = 0; i < cnt; i++) {
+        tnl_pkt[i] = dp_packet_clone(packets[i]);
     }
-    ovs_mutex_unlock(&q->mutex);
-    fat_rwlock_unlock(&dp->queue_rwlock);
-
-    return error;
 }
 
-struct dp_netdev_execute_aux {
-    struct dp_netdev *dp;
-    const struct miniflow *key;
-};
-
 static void
-dp_execute_cb(void *aux_, struct ofpbuf *packet,
-              struct pkt_metadata *md,
+dp_execute_cb(void *aux_, struct dp_packet **packets, int cnt,
               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_pmd_thread *pmd= aux->pmd;
+    struct dp_netdev *dp= pmd->dp;
     int type = nl_attr_type(a);
     struct dp_netdev_port *p;
-    uint32_t *depth = recirc_depth_get();
+    int i;
 
     switch ((enum ovs_action_attr)type) {
     case OVS_ACTION_ATTR_OUTPUT:
-        p = dp_netdev_lookup_port(aux->dp, u32_to_odp(nl_attr_get_u32(a)));
-        if (p) {
-            netdev_send(p->netdev, packet, may_steal);
+        p = dp_netdev_lookup_port(dp, u32_to_odp(nl_attr_get_u32(a)));
+        if (OVS_LIKELY(p)) {
+            netdev_send(p->netdev, pmd->core_id, packets, cnt, may_steal);
+            return;
         }
         break;
 
-    case OVS_ACTION_ATTR_USERSPACE: {
-        const struct nlattr *userdata;
-
-        userdata = nl_attr_find_nested(a, OVS_USERSPACE_ATTR_USERDATA);
+    case OVS_ACTION_ATTR_TUNNEL_PUSH:
+        if (*depth < MAX_RECIRC_DEPTH) {
+            struct dp_packet *tnl_pkt[NETDEV_MAX_RX_BATCH];
+            int err;
 
-        dp_netdev_output_userspace(aux->dp, packet,
-                                   miniflow_hash_5tuple(aux->key, 0)
-                                       % aux->dp->n_handlers,
-                                   DPIF_UC_ACTION, aux->key,
-                                   userdata);
+            if (!may_steal) {
+                dp_netdev_clone_pkt_batch(tnl_pkt, packets, cnt);
+                packets = tnl_pkt;
+            }
 
-        if (may_steal) {
-            ofpbuf_delete(packet);
+            err = push_tnl_action(dp, a, packets, cnt);
+            if (!err) {
+                (*depth)++;
+                dp_netdev_input(pmd, packets, cnt);
+                (*depth)--;
+            } else {
+                dp_netdev_drop_packets(tnl_pkt, cnt, !may_steal);
+            }
+            return;
         }
         break;
-    }
 
-    case OVS_ACTION_ATTR_HASH: {
-        const struct ovs_action_hash *hash_act;
-        uint32_t hash;
+    case OVS_ACTION_ATTR_TUNNEL_POP:
+        if (*depth < MAX_RECIRC_DEPTH) {
+            odp_port_t portno = u32_to_odp(nl_attr_get_u32(a));
 
-        hash_act = nl_attr_get(a);
-        if (hash_act->hash_alg == OVS_HASH_ALG_L4) {
-            /* Hash need not be symmetric, nor does it need to include
-             * L2 fields. */
-            hash = miniflow_hash_5tuple(aux->key, hash_act->hash_basis);
-            if (!hash) {
-                hash = 1; /* 0 is not valid */
-            }
+            p = dp_netdev_lookup_port(dp, portno);
+            if (p) {
+                struct dp_packet *tnl_pkt[NETDEV_MAX_RX_BATCH];
+                int err;
 
-        } else {
-            VLOG_WARN("Unknown hash algorithm specified for the hash action.");
-            hash = 2;
+                if (!may_steal) {
+                   dp_netdev_clone_pkt_batch(tnl_pkt, packets, cnt);
+                   packets = tnl_pkt;
+                }
+
+                err = netdev_pop_header(p->netdev, packets, cnt);
+                if (!err) {
+
+                    for (i = 0; i < cnt; i++) {
+                        packets[i]->md.in_port.odp_port = portno;
+                    }
+
+                    (*depth)++;
+                    dp_netdev_input(pmd, packets, cnt);
+                    (*depth)--;
+                } else {
+                    dp_netdev_drop_packets(tnl_pkt, cnt, !may_steal);
+                }
+                return;
+            }
         }
+        break;
 
-        md->dp_hash = hash;
+    case OVS_ACTION_ATTR_USERSPACE:
+        if (!fat_rwlock_tryrdlock(&dp->upcall_rwlock)) {
+            const struct nlattr *userdata;
+            struct ofpbuf actions;
+            struct flow flow;
+            ovs_u128 ufid;
+
+            userdata = nl_attr_find_nested(a, OVS_USERSPACE_ATTR_USERDATA);
+            ofpbuf_init(&actions, 0);
+
+            for (i = 0; i < cnt; i++) {
+                int error;
+
+                ofpbuf_clear(&actions);
+
+                flow_extract(&packets[i]->ofpbuf, &packets[i]->md, &flow);
+                dpif_flow_hash(dp->dpif, &flow, sizeof flow, &ufid);
+                error = dp_netdev_upcall(pmd, packets[i], &flow, NULL, &ufid,
+                                         DPIF_UC_ACTION, userdata,&actions,
+                                         NULL);
+                if (!error || error == ENOSPC) {
+                    dp_netdev_execute_actions(pmd, &packets[i], 1, may_steal,
+                                              ofpbuf_data(&actions),
+                                              ofpbuf_size(&actions));
+                } else if (may_steal) {
+                    dp_packet_delete(packets[i]);
+                }
+            }
+            ofpbuf_uninit(&actions);
+            fat_rwlock_unlock(&dp->upcall_rwlock);
+
+            return;
+        }
         break;
-    }
 
     case OVS_ACTION_ATTR_RECIRC:
         if (*depth < MAX_RECIRC_DEPTH) {
-            struct pkt_metadata recirc_md = *md;
-            struct ofpbuf *recirc_packet;
-
-            recirc_packet = may_steal ? packet : ofpbuf_clone(packet);
-            recirc_md.recirc_id = nl_attr_get_u32(a);
 
             (*depth)++;
-            dp_netdev_input(aux->dp, recirc_packet, &recirc_md);
+            for (i = 0; i < cnt; i++) {
+                struct dp_packet *recirc_pkt;
+
+                recirc_pkt = (may_steal) ? packets[i]
+                                    : dp_packet_clone(packets[i]);
+
+                recirc_pkt->md.recirc_id = nl_attr_get_u32(a);
+
+                /* Hash is private to each packet */
+                recirc_pkt->md.dp_hash = dp_packet_get_dp_hash(packets[i]);
+
+                dp_netdev_input(pmd, &recirc_pkt, 1);
+            }
             (*depth)--;
 
-            break;
-        } else {
-            VLOG_WARN("Packet dropped. Max recirculation depth exceeded.");
+            return;
         }
+
+        VLOG_WARN("Packet dropped. Max recirculation depth exceeded.");
         break;
 
     case OVS_ACTION_ATTR_PUSH_VLAN:
@@ -2197,23 +3236,27 @@ dp_execute_cb(void *aux_, struct ofpbuf *packet,
     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_HASH:
     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, const struct miniflow *key,
-                          struct ofpbuf *packet, bool may_steal,
-                          struct pkt_metadata *md,
+dp_netdev_execute_actions(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
+                          struct dp_packet **packets, int cnt,
+                          bool may_steal,
                           const struct nlattr *actions, size_t actions_len)
 {
-    struct dp_netdev_execute_aux aux = {dp, key};
+    struct dp_netdev_execute_aux aux = { pmd };
 
-    odp_execute_actions(&aux, packet, may_steal, md,
-                        actions, actions_len, dp_execute_cb);
+    odp_execute_actions(&aux, packets, cnt, may_steal, actions,
+                        actions_len, dp_execute_cb);
 }
 
 const struct dpif_class dpif_netdev_class = {
@@ -2236,31 +3279,32 @@ const struct dpif_class dpif_netdev_class = {
     dpif_netdev_port_dump_done,
     dpif_netdev_port_poll,
     dpif_netdev_port_poll_wait,
-    dpif_netdev_flow_get,
-    dpif_netdev_flow_put,
-    dpif_netdev_flow_del,
     dpif_netdev_flow_flush,
-    dpif_netdev_flow_dump_state_init,
-    dpif_netdev_flow_dump_start,
+    dpif_netdev_flow_dump_create,
+    dpif_netdev_flow_dump_destroy,
+    dpif_netdev_flow_dump_thread_create,
+    dpif_netdev_flow_dump_thread_destroy,
     dpif_netdev_flow_dump_next,
-    NULL,
-    dpif_netdev_flow_dump_done,
-    dpif_netdev_flow_dump_state_uninit,
-    dpif_netdev_execute,
-    NULL,                       /* operate */
-    dpif_netdev_recv_set,
-    dpif_netdev_handlers_set,
+    dpif_netdev_operate,
+    NULL,                       /* recv_set */
+    NULL,                       /* handlers_set */
+    dpif_netdev_pmd_set,
     dpif_netdev_queue_to_priority,
-    dpif_netdev_recv,
-    dpif_netdev_recv_wait,
-    dpif_netdev_recv_purge,
+    NULL,                       /* recv */
+    NULL,                       /* recv_wait */
+    NULL,                       /* recv_purge */
+    dpif_netdev_register_upcall_cb,
+    dpif_netdev_enable_upcall,
+    dpif_netdev_disable_upcall,
+    dpif_netdev_get_datapath_version,
 };
 
 static void
 dpif_dummy_change_port_number(struct unixctl_conn *conn, int argc OVS_UNUSED,
                               const char *argv[], void *aux OVS_UNUSED)
 {
-    struct dp_netdev_port *port;
+    struct dp_netdev_port *old_port;
+    struct dp_netdev_port *new_port;
     struct dp_netdev *dp;
     odp_port_t port_no;
 
@@ -2274,8 +3318,8 @@ dpif_dummy_change_port_number(struct unixctl_conn *conn, int argc OVS_UNUSED,
     ovs_refcount_ref(&dp->ref_cnt);
     ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
 
-    ovs_rwlock_wrlock(&dp->port_rwlock);
-    if (get_port_by_name(dp, argv[2], &port)) {
+    ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
+    if (get_port_by_name(dp, argv[2], &old_port)) {
         unixctl_command_reply_error(conn, "unknown port");
         goto exit;
     }
@@ -2289,14 +3333,52 @@ dpif_dummy_change_port_number(struct unixctl_conn *conn, int argc OVS_UNUSED,
         unixctl_command_reply_error(conn, "port number already in use");
         goto exit;
     }
-    hmap_remove(&dp->ports, &port->node);
-    port->port_no = port_no;
-    hmap_insert(&dp->ports, &port->node, hash_int(odp_to_u32(port_no), 0));
+
+    /* Remove old port. */
+    cmap_remove(&dp->ports, &old_port->node, hash_port_no(old_port->port_no));
+    ovsrcu_postpone(free, old_port);
+
+    /* Insert new port (cmap semantics mean we cannot re-insert 'old_port'). */
+    new_port = xmemdup(old_port, sizeof *old_port);
+    new_port->port_no = port_no;
+    cmap_insert(&dp->ports, &new_port->node, hash_port_no(port_no));
+
     seq_change(dp->port_seq);
     unixctl_command_reply(conn, NULL);
 
 exit:
-    ovs_rwlock_unlock(&dp->port_rwlock);
+    ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
+    dp_netdev_unref(dp);
+}
+
+static void
+dpif_dummy_delete_port(struct unixctl_conn *conn, int argc OVS_UNUSED,
+                       const char *argv[], void *aux OVS_UNUSED)
+{
+    struct dp_netdev_port *port;
+    struct dp_netdev *dp;
+
+    ovs_mutex_lock(&dp_netdev_mutex);
+    dp = shash_find_data(&dp_netdevs, argv[1]);
+    if (!dp || !dpif_netdev_class_is_dummy(dp->class)) {
+        ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
+        unixctl_command_reply_error(conn, "unknown datapath or not a dummy");
+        return;
+    }
+    ovs_refcount_ref(&dp->ref_cnt);
+    ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
+
+    ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
+    if (get_port_by_name(dp, argv[2], &port)) {
+        unixctl_command_reply_error(conn, "unknown port");
+    } else if (port->port_no == ODPP_LOCAL) {
+        unixctl_command_reply_error(conn, "can't delete local port");
+    } else {
+        do_del_port(dp, port);
+        unixctl_command_reply(conn, NULL);
+    }
+    ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
+
     dp_netdev_unref(dp);
 }
 
@@ -2331,6 +3413,217 @@ 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",
+                             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);
+    pvector_publish(&cls->subtables);
+
+    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);
+        pvector_publish(&cls->subtables);
+    }
+}
+
+/* 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 uint64_t *keyp = rule->flow.mf.inline_values;
+    const uint64_t *maskp = rule->mask->mf.inline_values;
+    uint64_t target_u64;
+
+    NETDEV_FLOW_KEY_FOR_EACH_IN_MAP(target_u64, target, rule->flow.mf.map) {
+        if (OVS_UNLIKELY((target_u64 & *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. */
 }