datapath-windows: Remove the old IOCTL vport functions.
[cascardo/ovs.git] / ofproto / ofproto-dpif-upcall.c
index 24919db..882c067 100644 (file)
@@ -32,6 +32,7 @@
 #include "ofproto-dpif-ipfix.h"
 #include "ofproto-dpif-sflow.h"
 #include "ofproto-dpif-xlate.h"
+#include "ovs-rcu.h"
 #include "packets.h"
 #include "poll-loop.h"
 #include "seq.h"
 #include "vlog.h"
 
 #define MAX_QUEUE_LENGTH 512
-#define FLOW_MISS_MAX_BATCH 50
+#define UPCALL_MAX_BATCH 64
 #define REVALIDATE_MAX_BATCH 50
 
 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(ofproto_dpif_upcall);
 
-COVERAGE_DEFINE(upcall_queue_overflow);
+COVERAGE_DEFINE(dumped_duplicate_flow);
+COVERAGE_DEFINE(dumped_new_flow);
+COVERAGE_DEFINE(revalidate_missed_dp_flow);
 
-/* A thread that processes each upcall handed to it by the dispatcher thread,
- * forwards the upcall's packet, and possibly sets up a kernel flow as a
- * cache. */
+/* A thread that reads upcalls from dpif, forwards each upcall's packet,
+ * and possibly sets up a kernel flow as a cache. */
 struct handler {
     struct udpif *udpif;               /* Parent udpif. */
     pthread_t thread;                  /* Thread ID. */
-    char *name;                        /* Thread name. */
-
-    struct ovs_mutex mutex;            /* Mutex guarding the following. */
-
-    /* Atomic queue of unprocessed upcalls. */
-    struct list upcalls OVS_GUARDED;
-    size_t n_upcalls OVS_GUARDED;
-
-    bool need_signal;                  /* Only changed by the dispatcher. */
-
-    pthread_cond_t wake_cond;          /* Wakes 'thread' while holding
-                                          'mutex'. */
+    uint32_t handler_id;               /* Handler id. */
 };
 
-/* A thread that processes each kernel flow handed to it by the flow_dumper
- * thread, updates OpenFlow statistics, and updates or removes the kernel flow
- * as necessary. */
+/* A thread that processes datapath flows, updates OpenFlow statistics, and
+ * updates or removes them if necessary. */
 struct revalidator {
     struct udpif *udpif;               /* Parent udpif. */
-    char *name;                        /* Thread name. */
-
     pthread_t thread;                  /* Thread ID. */
-    struct hmap ukeys;                 /* Datapath flow keys. */
-
-    uint64_t dump_seq;
-
-    struct ovs_mutex mutex;            /* Mutex guarding the following. */
-    pthread_cond_t wake_cond;
-    struct list udumps OVS_GUARDED;    /* Unprocessed udumps. */
-    size_t n_udumps OVS_GUARDED;       /* Number of unprocessed udumps. */
+    unsigned int id;                   /* ovsthread_id_self(). */
+    struct hmap *ukeys;                /* Points into udpif->ukeys for this
+                                          revalidator. Used for GC phase. */
 };
 
 /* An upcall handler for ofproto_dpif.
  *
- * udpif has two logically separate pieces:
+ * udpif keeps records of two kind of logically separate units:
  *
- *    - A "dispatcher" thread that reads upcalls from the kernel and dispatches
- *      them to one of several "handler" threads (see struct handler).
+ * upcall handling
+ * ---------------
  *
- *    - A "flow_dumper" thread that reads the kernel flow table and dispatches
- *      flows to one of several "revalidator" threads (see struct
- *      revalidator). */
+ *    - An array of 'struct handler's for upcall handling and flow
+ *      installation.
+ *
+ * flow revalidation
+ * -----------------
+ *
+ *    - Revalidation threads which read the datapath flow table and maintains
+ *      them.
+ */
 struct udpif {
     struct list list_node;             /* In all_udpifs list. */
 
@@ -102,36 +91,51 @@ struct udpif {
 
     uint32_t secret;                   /* Random seed for upcall hash. */
 
-    pthread_t dispatcher;              /* Dispatcher thread ID. */
-    pthread_t flow_dumper;             /* Flow dumper thread ID. */
-
     struct handler *handlers;          /* Upcall handlers. */
     size_t n_handlers;
 
     struct revalidator *revalidators;  /* Flow revalidators. */
     size_t n_revalidators;
 
-    uint64_t last_reval_seq;           /* 'reval_seq' at last revalidation. */
-    struct seq *reval_seq;             /* Incremented to force revalidation. */
-
-    struct seq *dump_seq;              /* Increments each dump iteration. */
-
     struct latch exit_latch;           /* Tells child threads to exit. */
 
+    /* Revalidation. */
+    struct seq *reval_seq;             /* Incremented to force revalidation. */
+    bool need_revalidate;              /* As indicated by 'reval_seq'. */
+    bool reval_exit;                   /* Set by leader on 'exit_latch. */
+    struct ovs_barrier reval_barrier;  /* Barrier used by revalidators. */
+    struct dpif_flow_dump *dump;       /* DPIF flow dump state. */
     long long int dump_duration;       /* Duration of the last flow dump. */
+    struct seq *dump_seq;              /* Increments each dump iteration. */
+
+    /* There are 'n_revalidators' ukey hmaps. Each revalidator retains a
+     * reference to one of these for garbage collection.
+     *
+     * During the flow dump phase, revalidators insert into these with a random
+     * distribution. During the garbage collection phase, each revalidator
+     * takes care of garbage collecting one of these hmaps. */
+    struct {
+        struct ovs_mutex mutex;        /* Guards the following. */
+        struct hmap hmap OVS_GUARDED;  /* Datapath flow keys. */
+    } *ukeys;
 
     /* Datapath flow statistics. */
     unsigned int max_n_flows;
     unsigned int avg_n_flows;
 
     /* Following fields are accessed and modified by different threads. */
-    atomic_llong max_idle;             /* Maximum datapath flow idle time. */
     atomic_uint flow_limit;            /* Datapath flow hard limit. */
 
     /* n_flows_mutex prevents multiple threads updating these concurrently. */
-    atomic_uint64_t n_flows;           /* Number of flows in the datapath. */
+    atomic_uint n_flows;               /* Number of flows in the datapath. */
     atomic_llong n_flows_timestamp;    /* Last time n_flows was updated. */
     struct ovs_mutex n_flows_mutex;
+
+    /* Following fields are accessed and modified only from the main thread. */
+    struct unixctl_conn **conns;       /* Connections waiting on dump_seq. */
+    uint64_t conn_seq;                 /* Corresponds to 'dump_seq' when
+                                          conns[n_conns-1] was stored. */
+    size_t n_conns;                    /* Number of connections waiting. */
 };
 
 enum upcall_type {
@@ -143,101 +147,112 @@ enum upcall_type {
 };
 
 struct upcall {
-    struct list list_node;          /* For queuing upcalls. */
-    struct flow_miss *flow_miss;    /* This upcall's flow_miss. */
-
-    /* Raw upcall plus data for keeping track of the memory backing it. */
-    struct dpif_upcall dpif_upcall; /* As returned by dpif_recv() */
-    struct ofpbuf upcall_buf;       /* Owns some data in 'dpif_upcall'. */
-    uint64_t upcall_stub[512 / 8];  /* Buffer to reduce need for malloc(). */
-};
-
-/* 'udpif_key's are responsible for tracking the little bit of state udpif
- * needs to do flow expiration which can't be pulled directly from the
- * datapath.  They are owned, created by, maintained, and destroyed by a single
- * revalidator making them easy to efficiently handle with multiple threads. */
-struct udpif_key {
-    struct hmap_node hmap_node;     /* In parent revalidator 'ukeys' map. */
-
-    struct nlattr *key;            /* Datapath flow key. */
-    size_t key_len;                /* Length of 'key'. */
-
-    struct dpif_flow_stats stats;  /* Stats at most recent flow dump. */
-    long long int created;         /* Estimation of creation time. */
+    struct ofproto_dpif *ofproto;  /* Parent ofproto. */
 
-    bool mark;                     /* Used by mark and sweep GC algorithm. */
+    /* The flow and packet are only required to be constant when using
+     * dpif-netdev.  If a modification is absolutely necessary, a const cast
+     * may be used with other datapaths. */
+    const struct flow *flow;       /* Parsed representation of the packet. */
+    const struct ofpbuf *packet;   /* Packet associated with this upcall. */
+    ofp_port_t in_port;            /* OpenFlow in port, or OFPP_NONE. */
 
-    struct odputil_keybuf key_buf; /* Memory for 'key'. */
-};
-
-/* 'udpif_flow_dump's hold the state associated with one iteration in a flow
- * dump operation.  This is created by the flow_dumper thread and handed to the
- * appropriate revalidator thread to be processed. */
-struct udpif_flow_dump {
-    struct list list_node;
-
-    struct nlattr *key;            /* Datapath flow key. */
-    size_t key_len;                /* Length of 'key'. */
-    uint32_t key_hash;             /* Hash of 'key'. */
+    enum dpif_upcall_type type;    /* Datapath type of the upcall. */
+    const struct nlattr *userdata; /* Userdata for DPIF_UC_ACTION Upcalls. */
 
-    struct odputil_keybuf mask_buf;
-    struct nlattr *mask;           /* Datapath mask for 'key'. */
-    size_t mask_len;               /* Length of 'mask'. */
+    bool xout_initialized;         /* True if 'xout' must be uninitialized. */
+    struct xlate_out xout;         /* Result of xlate_actions(). */
+    struct ofpbuf put_actions;     /* Actions 'put' in the fastapath. */
 
-    struct dpif_flow_stats stats;  /* Stats pulled from the datapath. */
+    struct dpif_ipfix *ipfix;      /* IPFIX pointer or NULL. */
+    struct dpif_sflow *sflow;      /* SFlow pointer or NULL. */
 
-    bool need_revalidate;          /* Key needs revalidation? */
+    bool vsp_adjusted;             /* 'packet' and 'flow' were adjusted for
+                                      VLAN splinters if true. */
 
-    struct odputil_keybuf key_buf;
+    /* Not used by the upcall callback interface. */
+    const struct nlattr *key;      /* Datapath flow key. */
+    size_t key_len;                /* Datapath flow key length. */
+    const struct nlattr *out_tun_key;  /* Datapath output tunnel key. */
 };
 
-/* Flow miss batching.
+/* 'udpif_key's are responsible for tracking the little bit of state udpif
+ * needs to do flow expiration which can't be pulled directly from the
+ * datapath.  They may be created or maintained by any revalidator during
+ * the dump phase, but are owned by a single revalidator, and are destroyed
+ * by that revalidator during the garbage-collection phase.
  *
- * Some dpifs implement operations faster when you hand them off in a batch.
- * To allow batching, "struct flow_miss" queues the dpif-related work needed
- * for a given flow.  Each "struct flow_miss" corresponds to sending one or
- * more packets, plus possibly installing the flow in the dpif. */
-struct flow_miss {
-    struct hmap_node hmap_node;
-    struct ofproto_dpif *ofproto;
-
-    struct flow flow;
-    enum odp_key_fitness key_fitness;
-    const struct nlattr *key;
-    size_t key_len;
-    enum dpif_upcall_type upcall_type;
-    struct dpif_flow_stats stats;
-    odp_port_t odp_in_port;
-
-    uint64_t slow_path_buf[128 / 8];
-    struct odputil_keybuf mask_buf;
+ * While some elements of a udpif_key are protected by a mutex, the ukey itself
+ * is not.  Therefore it is not safe to destroy a udpif_key except when all
+ * revalidators are in garbage collection phase, or they aren't running. */
+struct udpif_key {
+    struct hmap_node hmap_node;     /* In parent revalidator 'ukeys' map. */
 
-    struct xlate_out xout;
+    /* These elements are read only once created, and therefore aren't
+     * protected by a mutex. */
+    const struct nlattr *key;      /* Datapath flow key. */
+    size_t key_len;                /* Length of 'key'. */
 
-    bool put;
+    struct ovs_mutex mutex;                   /* Guards the following. */
+    struct dpif_flow_stats stats OVS_GUARDED; /* Last known stats.*/
+    long long int created OVS_GUARDED;        /* Estimate of creation time. */
+    uint64_t dump_seq OVS_GUARDED;            /* Tracks udpif->dump_seq. */
+    bool flow_exists OVS_GUARDED;             /* Ensures flows are only deleted
+                                                 once. */
+
+    struct xlate_cache *xcache OVS_GUARDED;   /* Cache for xlate entries that
+                                               * are affected by this ukey.
+                                               * Used for stats and learning.*/
+    union {
+        struct odputil_keybuf key_buf;        /* Memory for 'key'. */
+        struct nlattr key_buf_nla;
+    };
 };
 
-static void upcall_destroy(struct upcall *);
-
 static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
 static struct list all_udpifs = LIST_INITIALIZER(&all_udpifs);
 
-static void recv_upcalls(struct udpif *);
-static void handle_upcalls(struct handler *handler, struct list *upcalls);
-static void *udpif_flow_dumper(void *);
-static void *udpif_dispatcher(void *);
+static size_t recv_upcalls(struct handler *);
+static int process_upcall(struct udpif *, struct upcall *,
+                          struct ofpbuf *odp_actions);
+static void handle_upcalls(struct udpif *, struct upcall *, size_t n_upcalls);
+static void udpif_stop_threads(struct udpif *);
+static void udpif_start_threads(struct udpif *, size_t n_handlers,
+                                size_t n_revalidators);
 static void *udpif_upcall_handler(void *);
 static void *udpif_revalidator(void *);
-static uint64_t udpif_get_n_flows(struct udpif *);
-static void revalidate_udumps(struct revalidator *, struct list *udumps);
+static unsigned long udpif_get_n_flows(struct udpif *);
+static void revalidate(struct revalidator *);
 static void revalidator_sweep(struct revalidator *);
+static void revalidator_purge(struct revalidator *);
 static void upcall_unixctl_show(struct unixctl_conn *conn, int argc,
                                 const char *argv[], void *aux);
 static void upcall_unixctl_disable_megaflows(struct unixctl_conn *, int argc,
                                              const char *argv[], void *aux);
 static void upcall_unixctl_enable_megaflows(struct unixctl_conn *, int argc,
                                             const char *argv[], void *aux);
+static void upcall_unixctl_set_flow_limit(struct unixctl_conn *conn, int argc,
+                                            const char *argv[], void *aux);
+static void upcall_unixctl_dump_wait(struct unixctl_conn *conn, int argc,
+                                     const char *argv[], void *aux);
+
+static struct udpif_key *ukey_create(const struct nlattr *key, size_t key_len,
+                                     long long int used);
+static struct udpif_key *ukey_lookup(struct udpif *udpif,
+                                     const struct nlattr *key, size_t key_len,
+                                     uint32_t hash);
+static bool ukey_acquire(struct udpif *udpif, const struct nlattr *key,
+                         size_t key_len, long long int used,
+                         struct udpif_key **result);
 static void ukey_delete(struct revalidator *, struct udpif_key *);
+static enum upcall_type classify_upcall(enum dpif_upcall_type type,
+                                        const struct nlattr *userdata);
+
+static int upcall_receive(struct upcall *, const struct dpif_backer *,
+                          const struct ofpbuf *packet, enum dpif_upcall_type,
+                          const struct nlattr *userdata, const struct flow *);
+static void upcall_uninit(struct upcall *);
+
+static upcall_callback upcall_cb;
 
 static atomic_bool enable_megaflows = ATOMIC_VAR_INIT(true);
 
@@ -254,12 +269,15 @@ udpif_create(struct dpif_backer *backer, struct dpif *dpif)
                                  upcall_unixctl_disable_megaflows, NULL);
         unixctl_command_register("upcall/enable-megaflows", "", 0, 0,
                                  upcall_unixctl_enable_megaflows, NULL);
+        unixctl_command_register("upcall/set-flow-limit", "", 1, 1,
+                                 upcall_unixctl_set_flow_limit, NULL);
+        unixctl_command_register("revalidator/wait", "", 0, 0,
+                                 upcall_unixctl_dump_wait, NULL);
         ovsthread_once_done(&once);
     }
 
     udpif->dpif = dpif;
     udpif->backer = backer;
-    atomic_init(&udpif->max_idle, 5000);
     atomic_init(&udpif->flow_limit, MIN(ofproto_flow_limit, 10000));
     udpif->secret = random_uint32();
     udpif->reval_seq = seq_create();
@@ -270,39 +288,45 @@ udpif_create(struct dpif_backer *backer, struct dpif *dpif)
     atomic_init(&udpif->n_flows_timestamp, LLONG_MIN);
     ovs_mutex_init(&udpif->n_flows_mutex);
 
+    dpif_register_upcall_cb(dpif, upcall_cb, udpif);
+
     return udpif;
 }
 
+void
+udpif_run(struct udpif *udpif)
+{
+    if (udpif->conns && udpif->conn_seq != seq_read(udpif->dump_seq)) {
+        int i;
+
+        for (i = 0; i < udpif->n_conns; i++) {
+            unixctl_command_reply(udpif->conns[i], NULL);
+        }
+        free(udpif->conns);
+        udpif->conns = NULL;
+        udpif->n_conns = 0;
+    }
+}
+
 void
 udpif_destroy(struct udpif *udpif)
 {
-    udpif_set_threads(udpif, 0, 0);
-    udpif_flush();
+    udpif_stop_threads(udpif);
 
     list_remove(&udpif->list_node);
     latch_destroy(&udpif->exit_latch);
     seq_destroy(udpif->reval_seq);
     seq_destroy(udpif->dump_seq);
-    atomic_destroy(&udpif->max_idle);
-    atomic_destroy(&udpif->flow_limit);
-    atomic_destroy(&udpif->n_flows);
-    atomic_destroy(&udpif->n_flows_timestamp);
     ovs_mutex_destroy(&udpif->n_flows_mutex);
     free(udpif);
 }
 
-/* Tells 'udpif' how many threads it should use to handle upcalls.  Disables
- * all threads if 'n_handlers' and 'n_revalidators' is zero.  'udpif''s
- * datapath handle must have packet reception enabled before starting threads.
- */
-void
-udpif_set_threads(struct udpif *udpif, size_t n_handlers,
-                  size_t n_revalidators)
+/* Stops the handler and revalidator threads, must be enclosed in
+ * ovsrcu quiescent state unless when destroying udpif. */
+static void
+udpif_stop_threads(struct udpif *udpif)
 {
-    /* Stop the old threads (if any). */
-    if (udpif->handlers &&
-        (udpif->n_handlers != n_handlers
-         || udpif->n_revalidators != n_revalidators)) {
+    if (udpif && (udpif->n_handlers != 0 || udpif->n_revalidators != 0)) {
         size_t i;
 
         latch_set(&udpif->exit_latch);
@@ -310,60 +334,30 @@ udpif_set_threads(struct udpif *udpif, size_t n_handlers,
         for (i = 0; i < udpif->n_handlers; i++) {
             struct handler *handler = &udpif->handlers[i];
 
-            ovs_mutex_lock(&handler->mutex);
-            xpthread_cond_signal(&handler->wake_cond);
-            ovs_mutex_unlock(&handler->mutex);
             xpthread_join(handler->thread, NULL);
         }
 
         for (i = 0; i < udpif->n_revalidators; i++) {
-            struct revalidator *revalidator = &udpif->revalidators[i];
-
-            ovs_mutex_lock(&revalidator->mutex);
-            xpthread_cond_signal(&revalidator->wake_cond);
-            ovs_mutex_unlock(&revalidator->mutex);
-            xpthread_join(revalidator->thread, NULL);
+            xpthread_join(udpif->revalidators[i].thread, NULL);
         }
 
-        xpthread_join(udpif->flow_dumper, NULL);
-        xpthread_join(udpif->dispatcher, NULL);
+        dpif_disable_upcall(udpif->dpif);
 
         for (i = 0; i < udpif->n_revalidators; i++) {
             struct revalidator *revalidator = &udpif->revalidators[i];
-            struct udpif_flow_dump *udump, *next_udump;
-            struct udpif_key *ukey, *next_ukey;
-
-            LIST_FOR_EACH_SAFE (udump, next_udump, list_node,
-                                &revalidator->udumps) {
-                list_remove(&udump->list_node);
-                free(udump);
-            }
 
-            HMAP_FOR_EACH_SAFE (ukey, next_ukey, hmap_node,
-                                &revalidator->ukeys) {
-                ukey_delete(revalidator, ukey);
-            }
-            hmap_destroy(&revalidator->ukeys);
-            ovs_mutex_destroy(&revalidator->mutex);
+            /* Delete ukeys, and delete all flows from the datapath to prevent
+             * double-counting stats. */
+            revalidator_purge(revalidator);
 
-            free(revalidator->name);
+            hmap_destroy(&udpif->ukeys[i].hmap);
+            ovs_mutex_destroy(&udpif->ukeys[i].mutex);
         }
 
-        for (i = 0; i < udpif->n_handlers; i++) {
-            struct handler *handler = &udpif->handlers[i];
-            struct upcall *miss, *next;
-
-            LIST_FOR_EACH_SAFE (miss, next, list_node, &handler->upcalls) {
-                list_remove(&miss->list_node);
-                upcall_destroy(miss);
-            }
-            ovs_mutex_destroy(&handler->mutex);
-
-            xpthread_cond_destroy(&handler->wake_cond);
-            free(handler->name);
-        }
         latch_poll(&udpif->exit_latch);
 
+        ovs_barrier_destroy(&udpif->reval_barrier);
+
         free(udpif->revalidators);
         udpif->revalidators = NULL;
         udpif->n_revalidators = 0;
@@ -371,10 +365,19 @@ udpif_set_threads(struct udpif *udpif, size_t n_handlers,
         free(udpif->handlers);
         udpif->handlers = NULL;
         udpif->n_handlers = 0;
+
+        free(udpif->ukeys);
+        udpif->ukeys = NULL;
     }
+}
 
-    /* Start new threads (if necessary). */
-    if (!udpif->handlers && n_handlers) {
+/* Starts the handler and revalidator threads, must be enclosed in
+ * ovsrcu quiescent state. */
+static void
+udpif_start_threads(struct udpif *udpif, size_t n_handlers,
+                    size_t n_revalidators)
+{
+    if (udpif && n_handlers && n_revalidators) {
         size_t i;
 
         udpif->n_handlers = n_handlers;
@@ -385,32 +388,82 @@ udpif_set_threads(struct udpif *udpif, size_t n_handlers,
             struct handler *handler = &udpif->handlers[i];
 
             handler->udpif = udpif;
-            list_init(&handler->upcalls);
-            handler->need_signal = false;
-            xpthread_cond_init(&handler->wake_cond, NULL);
-            ovs_mutex_init(&handler->mutex);
-            xpthread_create(&handler->thread, NULL, udpif_upcall_handler,
-                            handler);
+            handler->handler_id = i;
+            handler->thread = ovs_thread_create(
+                "handler", udpif_upcall_handler, handler);
         }
 
+        dpif_enable_upcall(udpif->dpif);
+
+        ovs_barrier_init(&udpif->reval_barrier, udpif->n_revalidators);
+        udpif->reval_exit = false;
         udpif->revalidators = xzalloc(udpif->n_revalidators
                                       * sizeof *udpif->revalidators);
+        udpif->ukeys = xmalloc(sizeof *udpif->ukeys * n_revalidators);
         for (i = 0; i < udpif->n_revalidators; i++) {
             struct revalidator *revalidator = &udpif->revalidators[i];
 
             revalidator->udpif = udpif;
-            list_init(&revalidator->udumps);
-            hmap_init(&revalidator->ukeys);
-            ovs_mutex_init(&revalidator->mutex);
-            xpthread_cond_init(&revalidator->wake_cond, NULL);
-            xpthread_create(&revalidator->thread, NULL, udpif_revalidator,
-                            revalidator);
+            hmap_init(&udpif->ukeys[i].hmap);
+            ovs_mutex_init(&udpif->ukeys[i].mutex);
+            revalidator->ukeys = &udpif->ukeys[i].hmap;
+            revalidator->thread = ovs_thread_create(
+                "revalidator", udpif_revalidator, revalidator);
         }
-        xpthread_create(&udpif->dispatcher, NULL, udpif_dispatcher, udpif);
-        xpthread_create(&udpif->flow_dumper, NULL, udpif_flow_dumper, udpif);
     }
 }
 
+/* Tells 'udpif' how many threads it should use to handle upcalls.
+ * 'n_handlers' and 'n_revalidators' can never be zero.  'udpif''s
+ * datapath handle must have packet reception enabled before starting
+ * threads. */
+void
+udpif_set_threads(struct udpif *udpif, size_t n_handlers,
+                  size_t n_revalidators)
+{
+    ovs_assert(udpif);
+    ovs_assert(n_handlers && n_revalidators);
+
+    ovsrcu_quiesce_start();
+    if (udpif->n_handlers != n_handlers
+        || udpif->n_revalidators != n_revalidators) {
+        udpif_stop_threads(udpif);
+    }
+
+    if (!udpif->handlers && !udpif->revalidators) {
+        int error;
+
+        error = dpif_handlers_set(udpif->dpif, n_handlers);
+        if (error) {
+            VLOG_ERR("failed to configure handlers in dpif %s: %s",
+                     dpif_name(udpif->dpif), ovs_strerror(error));
+            return;
+        }
+
+        udpif_start_threads(udpif, n_handlers, n_revalidators);
+    }
+    ovsrcu_quiesce_end();
+}
+
+/* Waits for all ongoing upcall translations to complete.  This ensures that
+ * there are no transient references to any removed ofprotos (or other
+ * objects).  In particular, this should be called after an ofproto is removed
+ * (e.g. via xlate_remove_ofproto()) but before it is destroyed. */
+void
+udpif_synchronize(struct udpif *udpif)
+{
+    /* This is stronger than necessary.  It would be sufficient to ensure
+     * (somehow) that each handler and revalidator thread had passed through
+     * its main loop once. */
+    size_t n_handlers = udpif->n_handlers;
+    size_t n_revalidators = udpif->n_revalidators;
+
+    ovsrcu_quiesce_start();
+    udpif_stop_threads(udpif);
+    udpif_start_threads(udpif, n_handlers, n_revalidators);
+    ovsrcu_quiesce_end();
+}
+
 /* Notifies 'udpif' that something changed which may render previous
  * xlate_actions() results invalid. */
 void
@@ -433,292 +486,257 @@ udpif_get_memory_usage(struct udpif *udpif, struct simap *usage)
 {
     size_t i;
 
-    simap_increase(usage, "dispatchers", 1);
-    simap_increase(usage, "flow_dumpers", 1);
-
     simap_increase(usage, "handlers", udpif->n_handlers);
-    for (i = 0; i < udpif->n_handlers; i++) {
-        struct handler *handler = &udpif->handlers[i];
-        ovs_mutex_lock(&handler->mutex);
-        simap_increase(usage, "handler upcalls",  handler->n_upcalls);
-        ovs_mutex_unlock(&handler->mutex);
-    }
 
     simap_increase(usage, "revalidators", udpif->n_revalidators);
     for (i = 0; i < udpif->n_revalidators; i++) {
-        struct revalidator *revalidator = &udpif->revalidators[i];
-        ovs_mutex_lock(&revalidator->mutex);
-        simap_increase(usage, "revalidator dumps", revalidator->n_udumps);
-
-        /* XXX: This isn't technically thread safe because the revalidator
-         * ukeys maps isn't protected by a mutex since it's per thread. */
-        simap_increase(usage, "revalidator keys",
-                       hmap_count(&revalidator->ukeys));
-        ovs_mutex_unlock(&revalidator->mutex);
+        ovs_mutex_lock(&udpif->ukeys[i].mutex);
+        simap_increase(usage, "udpif keys", hmap_count(&udpif->ukeys[i].hmap));
+        ovs_mutex_unlock(&udpif->ukeys[i].mutex);
     }
 }
 
-/* Removes all flows from all datapaths. */
+/* Remove flows from a single datapath. */
 void
-udpif_flush(void)
+udpif_flush(struct udpif *udpif)
 {
-    struct udpif *udpif;
+    size_t n_handlers, n_revalidators;
 
-    LIST_FOR_EACH (udpif, list_node, &all_udpifs) {
-        dpif_flow_flush(udpif->dpif);
-    }
+    n_handlers = udpif->n_handlers;
+    n_revalidators = udpif->n_revalidators;
+
+    ovsrcu_quiesce_start();
+
+    udpif_stop_threads(udpif);
+    dpif_flow_flush(udpif->dpif);
+    udpif_start_threads(udpif, n_handlers, n_revalidators);
+
+    ovsrcu_quiesce_end();
 }
-\f
-/* Destroys and deallocates 'upcall'. */
+
+/* Removes all flows from all datapaths. */
 static void
-upcall_destroy(struct upcall *upcall)
+udpif_flush_all_datapaths(void)
 {
-    if (upcall) {
-        ofpbuf_uninit(&upcall->dpif_upcall.packet);
-        ofpbuf_uninit(&upcall->upcall_buf);
-        free(upcall);
+    struct udpif *udpif;
+
+    LIST_FOR_EACH (udpif, list_node, &all_udpifs) {
+        udpif_flush(udpif);
     }
 }
 
-static uint64_t
+\f
+static unsigned long
 udpif_get_n_flows(struct udpif *udpif)
 {
     long long int time, now;
-    uint64_t flow_count;
+    unsigned long flow_count;
 
     now = time_msec();
-    atomic_read(&udpif->n_flows_timestamp, &time);
+    atomic_read_relaxed(&udpif->n_flows_timestamp, &time);
     if (time < now - 100 && !ovs_mutex_trylock(&udpif->n_flows_mutex)) {
         struct dpif_dp_stats stats;
 
-        atomic_store(&udpif->n_flows_timestamp, now);
+        atomic_store_relaxed(&udpif->n_flows_timestamp, now);
         dpif_get_dp_stats(udpif->dpif, &stats);
         flow_count = stats.n_flows;
-        atomic_store(&udpif->n_flows, flow_count);
+        atomic_store_relaxed(&udpif->n_flows, flow_count);
         ovs_mutex_unlock(&udpif->n_flows_mutex);
     } else {
-        atomic_read(&udpif->n_flows, &flow_count);
+        atomic_read_relaxed(&udpif->n_flows, &flow_count);
     }
     return flow_count;
 }
 
-/* The dispatcher thread is responsible for receiving upcalls from the kernel,
- * assigning them to a upcall_handler thread. */
+/* The upcall handler thread tries to read a batch of UPCALL_MAX_BATCH
+ * upcalls from dpif, processes the batch and installs corresponding flows
+ * in dpif. */
 static void *
-udpif_dispatcher(void *arg)
+udpif_upcall_handler(void *arg)
 {
-    struct udpif *udpif = arg;
-
-    set_subprogram_name("dispatcher");
-    while (!latch_is_set(&udpif->exit_latch)) {
-        recv_upcalls(udpif);
-        dpif_recv_wait(udpif->dpif);
-        latch_wait(&udpif->exit_latch);
-        poll_block();
+    struct handler *handler = arg;
+    struct udpif *udpif = handler->udpif;
+
+    while (!latch_is_set(&handler->udpif->exit_latch)) {
+        if (!recv_upcalls(handler)) {
+            dpif_recv_wait(udpif->dpif, handler->handler_id);
+            latch_wait(&udpif->exit_latch);
+            poll_block();
+        }
+        coverage_clear();
     }
 
     return NULL;
 }
 
-static void *
-udpif_flow_dumper(void *arg)
+static size_t
+recv_upcalls(struct handler *handler)
 {
-    struct udpif *udpif = arg;
-
-    set_subprogram_name("flow_dumper");
-    while (!latch_is_set(&udpif->exit_latch)) {
-        const struct dpif_flow_stats *stats;
-        long long int start_time, duration;
-        const struct nlattr *key, *mask;
-        struct dpif_flow_dump dump;
-        size_t key_len, mask_len;
-        unsigned int flow_limit;
-        long long int max_idle;
-        bool need_revalidate;
-        uint64_t reval_seq;
-        size_t n_flows, i;
-
-        reval_seq = seq_read(udpif->reval_seq);
-        need_revalidate = udpif->last_reval_seq != reval_seq;
-        udpif->last_reval_seq = reval_seq;
-
-        n_flows = udpif_get_n_flows(udpif);
-        udpif->max_n_flows = MAX(n_flows, udpif->max_n_flows);
-        udpif->avg_n_flows = (udpif->avg_n_flows + n_flows) / 2;
-
-        atomic_read(&udpif->flow_limit, &flow_limit);
-        if (n_flows < flow_limit / 8) {
-            max_idle = 5000;
-        } else if (n_flows < flow_limit / 4) {
-            max_idle = 2000;
-        } else if (n_flows < flow_limit / 2) {
-            max_idle = 1000;
-        } else {
-            max_idle = 500;
-        }
-        atomic_store(&udpif->max_idle, max_idle);
-
-        start_time = time_msec();
-        dpif_flow_dump_start(&dump, udpif->dpif);
-        while (dpif_flow_dump_next(&dump, &key, &key_len, &mask, &mask_len,
-                                   NULL, NULL, &stats)
-               && !latch_is_set(&udpif->exit_latch)) {
-            struct udpif_flow_dump *udump = xmalloc(sizeof *udump);
-            struct revalidator *revalidator;
-
-            udump->key_hash = hash_bytes(key, key_len, udpif->secret);
-            memcpy(&udump->key_buf, key, key_len);
-            udump->key = (struct nlattr *) &udump->key_buf;
-            udump->key_len = key_len;
-
-            memcpy(&udump->mask_buf, mask, mask_len);
-            udump->mask = (struct nlattr *) &udump->mask_buf;
-            udump->mask_len = mask_len;
-
-            udump->stats = *stats;
-            udump->need_revalidate = need_revalidate;
-
-            revalidator = &udpif->revalidators[udump->key_hash
-                % udpif->n_revalidators];
-
-            ovs_mutex_lock(&revalidator->mutex);
-            while (revalidator->n_udumps >= REVALIDATE_MAX_BATCH * 3
-                   && !latch_is_set(&udpif->exit_latch)) {
-                ovs_mutex_cond_wait(&revalidator->wake_cond,
-                                    &revalidator->mutex);
-            }
-            list_push_back(&revalidator->udumps, &udump->list_node);
-            revalidator->n_udumps++;
-            xpthread_cond_signal(&revalidator->wake_cond);
-            ovs_mutex_unlock(&revalidator->mutex);
-        }
-        dpif_flow_dump_done(&dump);
-
-        /* Let all the revalidators finish and garbage collect. */
-        seq_change(udpif->dump_seq);
-        for (i = 0; i < udpif->n_revalidators; i++) {
-            struct revalidator *revalidator = &udpif->revalidators[i];
-            ovs_mutex_lock(&revalidator->mutex);
-            xpthread_cond_signal(&revalidator->wake_cond);
-            ovs_mutex_unlock(&revalidator->mutex);
-        }
-
-        for (i = 0; i < udpif->n_revalidators; i++) {
-            struct revalidator *revalidator = &udpif->revalidators[i];
+    struct udpif *udpif = handler->udpif;
+    uint64_t recv_stubs[UPCALL_MAX_BATCH][512 / 8];
+    struct ofpbuf recv_bufs[UPCALL_MAX_BATCH];
+    struct dpif_upcall dupcalls[UPCALL_MAX_BATCH];
+    struct upcall upcalls[UPCALL_MAX_BATCH];
+    size_t n_upcalls, i;
+
+    n_upcalls = 0;
+    while (n_upcalls < UPCALL_MAX_BATCH) {
+        struct ofpbuf *recv_buf = &recv_bufs[n_upcalls];
+        struct dpif_upcall *dupcall = &dupcalls[n_upcalls];
+        struct upcall *upcall = &upcalls[n_upcalls];
+        struct pkt_metadata md;
+        struct flow flow;
+        int error;
 
-            ovs_mutex_lock(&revalidator->mutex);
-            while (revalidator->dump_seq != seq_read(udpif->dump_seq)
-                   && !latch_is_set(&udpif->exit_latch)) {
-                ovs_mutex_cond_wait(&revalidator->wake_cond,
-                                    &revalidator->mutex);
-            }
-            ovs_mutex_unlock(&revalidator->mutex);
+        ofpbuf_use_stub(recv_buf, recv_stubs[n_upcalls],
+                        sizeof recv_stubs[n_upcalls]);
+        if (dpif_recv(udpif->dpif, handler->handler_id, dupcall, recv_buf)) {
+            ofpbuf_uninit(recv_buf);
+            break;
         }
 
-        duration = time_msec() - start_time;
-        udpif->dump_duration = duration;
-        if (duration > 2000) {
-            flow_limit /= duration / 1000;
-        } else if (duration > 1300) {
-            flow_limit = flow_limit * 3 / 4;
-        } else if (duration < 1000 && n_flows > 2000
-                   && flow_limit < n_flows * 1000 / duration) {
-            flow_limit += 1000;
+        if (odp_flow_key_to_flow(dupcall->key, dupcall->key_len, &flow)
+            == ODP_FIT_ERROR) {
+            goto free_dupcall;
         }
-        flow_limit = MIN(ofproto_flow_limit, MAX(flow_limit, 1000));
-        atomic_store(&udpif->flow_limit, flow_limit);
 
-        if (duration > 2000) {
-            VLOG_INFO("Spent an unreasonably long %lldms dumping flows",
-                      duration);
+        error = upcall_receive(upcall, udpif->backer, &dupcall->packet,
+                               dupcall->type, dupcall->userdata, &flow);
+        if (error) {
+            if (error == ENODEV) {
+                /* Received packet on datapath port for which we couldn't
+                 * associate an ofproto.  This can happen if a port is removed
+                 * while traffic is being received.  Print a rate-limited
+                 * message in case it happens frequently. */
+                dpif_flow_put(udpif->dpif, DPIF_FP_CREATE, dupcall->key,
+                              dupcall->key_len, NULL, 0, NULL, 0, NULL);
+                VLOG_INFO_RL(&rl, "received packet on unassociated datapath "
+                             "port %"PRIu32, flow.in_port.odp_port);
+            }
+            goto free_dupcall;
         }
 
-        poll_timer_wait_until(start_time + MIN(max_idle, 500));
-        seq_wait(udpif->reval_seq, udpif->last_reval_seq);
-        latch_wait(&udpif->exit_latch);
-        poll_block();
-    }
+        upcall->key = dupcall->key;
+        upcall->key_len = dupcall->key_len;
 
-    return NULL;
-}
+        upcall->out_tun_key = dupcall->out_tun_key;
 
-/* The miss handler thread is responsible for processing miss upcalls retrieved
- * by the dispatcher thread.  Once finished it passes the processed miss
- * upcalls to ofproto-dpif where they're installed in the datapath. */
-static void *
-udpif_upcall_handler(void *arg)
-{
-    struct handler *handler = arg;
+        if (vsp_adjust_flow(upcall->ofproto, &flow, &dupcall->packet)) {
+            upcall->vsp_adjusted = true;
+        }
 
-    handler->name = xasprintf("handler_%u", ovsthread_id_self());
-    set_subprogram_name("%s", handler->name);
+        md = pkt_metadata_from_flow(&flow);
+        flow_extract(&dupcall->packet, &md, &flow);
 
-    while (!latch_is_set(&handler->udpif->exit_latch)) {
-        struct list misses = LIST_INITIALIZER(&misses);
-        size_t i;
-
-        ovs_mutex_lock(&handler->mutex);
-        if (!handler->n_upcalls) {
-            ovs_mutex_cond_wait(&handler->wake_cond, &handler->mutex);
+        error = process_upcall(udpif, upcall, NULL);
+        if (error) {
+            goto cleanup;
         }
 
-        for (i = 0; i < FLOW_MISS_MAX_BATCH; i++) {
-            if (handler->n_upcalls) {
-                handler->n_upcalls--;
-                list_push_back(&misses, list_pop_front(&handler->upcalls));
-            } else {
-                break;
-            }
-        }
-        ovs_mutex_unlock(&handler->mutex);
+        n_upcalls++;
+        continue;
 
-        handle_upcalls(handler, &misses);
+cleanup:
+        upcall_uninit(upcall);
+free_dupcall:
+        ofpbuf_uninit(&dupcall->packet);
+        ofpbuf_uninit(recv_buf);
+    }
 
-        coverage_clear();
+    if (n_upcalls) {
+        handle_upcalls(handler->udpif, upcalls, n_upcalls);
+        for (i = 0; i < n_upcalls; i++) {
+            ofpbuf_uninit(&dupcalls[i].packet);
+            ofpbuf_uninit(&recv_bufs[i]);
+            upcall_uninit(&upcalls[i]);
+        }
     }
 
-    return NULL;
+    return n_upcalls;
 }
 
 static void *
 udpif_revalidator(void *arg)
 {
+    /* Used by all revalidators. */
     struct revalidator *revalidator = arg;
+    struct udpif *udpif = revalidator->udpif;
+    bool leader = revalidator == &udpif->revalidators[0];
 
-    revalidator->name = xasprintf("revalidator_%u", ovsthread_id_self());
-    set_subprogram_name("%s", revalidator->name);
+    /* Used only by the leader. */
+    long long int start_time = 0;
+    uint64_t last_reval_seq = 0;
+    size_t n_flows = 0;
+
+    revalidator->id = ovsthread_id_self();
     for (;;) {
-        struct list udumps = LIST_INITIALIZER(&udumps);
-        struct udpif *udpif = revalidator->udpif;
-        size_t i;
+        if (leader) {
+            uint64_t reval_seq;
 
-        ovs_mutex_lock(&revalidator->mutex);
-        if (latch_is_set(&udpif->exit_latch)) {
-            ovs_mutex_unlock(&revalidator->mutex);
-            return NULL;
-        }
+            reval_seq = seq_read(udpif->reval_seq);
+            udpif->need_revalidate = last_reval_seq != reval_seq;
+            last_reval_seq = reval_seq;
 
-        if (!revalidator->n_udumps) {
-            if (revalidator->dump_seq != seq_read(udpif->dump_seq)) {
-                revalidator->dump_seq = seq_read(udpif->dump_seq);
-                revalidator_sweep(revalidator);
-            } else {
-                ovs_mutex_cond_wait(&revalidator->wake_cond,
-                                    &revalidator->mutex);
+            n_flows = udpif_get_n_flows(udpif);
+            udpif->max_n_flows = MAX(n_flows, udpif->max_n_flows);
+            udpif->avg_n_flows = (udpif->avg_n_flows + n_flows) / 2;
+
+            /* Only the leader checks the exit latch to prevent a race where
+             * some threads think it's true and exit and others think it's
+             * false and block indefinitely on the reval_barrier */
+            udpif->reval_exit = latch_is_set(&udpif->exit_latch);
+
+            start_time = time_msec();
+            if (!udpif->reval_exit) {
+                udpif->dump = dpif_flow_dump_create(udpif->dpif);
             }
         }
 
-        for (i = 0; i < REVALIDATE_MAX_BATCH && revalidator->n_udumps; i++) {
-            list_push_back(&udumps, list_pop_front(&revalidator->udumps));
-            revalidator->n_udumps--;
+        /* Wait for the leader to start the flow dump. */
+        ovs_barrier_block(&udpif->reval_barrier);
+        if (udpif->reval_exit) {
+            break;
         }
+        revalidate(revalidator);
+
+        /* Wait for all flows to have been dumped before we garbage collect. */
+        ovs_barrier_block(&udpif->reval_barrier);
+        revalidator_sweep(revalidator);
+
+        /* Wait for all revalidators to finish garbage collection. */
+        ovs_barrier_block(&udpif->reval_barrier);
+
+        if (leader) {
+            unsigned int flow_limit;
+            long long int duration;
 
-        /* Wake up the flow dumper. */
-        xpthread_cond_signal(&revalidator->wake_cond);
-        ovs_mutex_unlock(&revalidator->mutex);
+            atomic_read_relaxed(&udpif->flow_limit, &flow_limit);
 
-        if (!list_is_empty(&udumps)) {
-            revalidate_udumps(revalidator, &udumps);
+            dpif_flow_dump_destroy(udpif->dump);
+            seq_change(udpif->dump_seq);
+
+            duration = MAX(time_msec() - start_time, 1);
+            udpif->dump_duration = duration;
+            if (duration > 2000) {
+                flow_limit /= duration / 1000;
+            } else if (duration > 1300) {
+                flow_limit = flow_limit * 3 / 4;
+            } else if (duration < 1000 && n_flows > 2000
+                       && flow_limit < n_flows * 1000 / duration) {
+                flow_limit += 1000;
+            }
+            flow_limit = MIN(ofproto_flow_limit, MAX(flow_limit, 1000));
+            atomic_store_relaxed(&udpif->flow_limit, flow_limit);
+
+            if (duration > 2000) {
+                VLOG_INFO("Spent an unreasonably long %lldms dumping flows",
+                          duration);
+            }
+
+            poll_timer_wait_until(start_time + MIN(ofproto_max_idle, 500));
+            seq_wait(udpif->reval_seq, last_reval_seq);
+            latch_wait(&udpif->exit_latch);
+            poll_block();
         }
     }
 
@@ -726,14 +744,13 @@ udpif_revalidator(void *arg)
 }
 \f
 static enum upcall_type
-classify_upcall(const struct upcall *upcall)
+classify_upcall(enum dpif_upcall_type type, const struct nlattr *userdata)
 {
-    const struct dpif_upcall *dpif_upcall = &upcall->dpif_upcall;
     union user_action_cookie cookie;
     size_t userdata_len;
 
     /* First look at the upcall type. */
-    switch (dpif_upcall->type) {
+    switch (type) {
     case DPIF_UC_ACTION:
         break;
 
@@ -742,17 +759,16 @@ classify_upcall(const struct upcall *upcall)
 
     case DPIF_N_UC_TYPES:
     default:
-        VLOG_WARN_RL(&rl, "upcall has unexpected type %"PRIu32,
-                     dpif_upcall->type);
+        VLOG_WARN_RL(&rl, "upcall has unexpected type %"PRIu32, type);
         return BAD_UPCALL;
     }
 
     /* "action" upcalls need a closer look. */
-    if (!dpif_upcall->userdata) {
+    if (!userdata) {
         VLOG_WARN_RL(&rl, "action upcall missing cookie");
         return BAD_UPCALL;
     }
-    userdata_len = nl_attr_get_size(dpif_upcall->userdata);
+    userdata_len = nl_attr_get_size(userdata);
     if (userdata_len < sizeof cookie.type
         || userdata_len > sizeof cookie) {
         VLOG_WARN_RL(&rl, "action upcall cookie has unexpected size %"PRIuSIZE,
@@ -760,17 +776,17 @@ classify_upcall(const struct upcall *upcall)
         return BAD_UPCALL;
     }
     memset(&cookie, 0, sizeof cookie);
-    memcpy(&cookie, nl_attr_get(dpif_upcall->userdata), userdata_len);
-    if (userdata_len == sizeof cookie.sflow
+    memcpy(&cookie, nl_attr_get(userdata), userdata_len);
+    if (userdata_len == MAX(8, sizeof cookie.sflow)
         && cookie.type == USER_ACTION_COOKIE_SFLOW) {
         return SFLOW_UPCALL;
-    } else if (userdata_len == sizeof cookie.slow_path
+    } else if (userdata_len == MAX(8, sizeof cookie.slow_path)
                && cookie.type == USER_ACTION_COOKIE_SLOW_PATH) {
         return MISS_UPCALL;
-    } else if (userdata_len == sizeof cookie.flow_sample
+    } else if (userdata_len == MAX(8, sizeof cookie.flow_sample)
                && cookie.type == USER_ACTION_COOKIE_FLOW_SAMPLE) {
         return FLOW_SAMPLE_UPCALL;
-    } else if (userdata_len == sizeof cookie.ipfix
+    } else if (userdata_len == MAX(8, sizeof cookie.ipfix)
                && cookie.type == USER_ACTION_COOKIE_IPFIX) {
         return IPFIX_UPCALL;
     } else {
@@ -780,98 +796,12 @@ classify_upcall(const struct upcall *upcall)
     }
 }
 
-static void
-recv_upcalls(struct udpif *udpif)
-{
-    int n;
-
-    for (;;) {
-        uint32_t hash = udpif->secret;
-        struct handler *handler;
-        struct upcall *upcall;
-        size_t n_bytes, left;
-        struct nlattr *nla;
-        int error;
-
-        upcall = xmalloc(sizeof *upcall);
-        ofpbuf_use_stub(&upcall->upcall_buf, upcall->upcall_stub,
-                        sizeof upcall->upcall_stub);
-        error = dpif_recv(udpif->dpif, &upcall->dpif_upcall,
-                          &upcall->upcall_buf);
-        if (error) {
-            /* upcall_destroy() can only be called on successfully received
-             * upcalls. */
-            ofpbuf_uninit(&upcall->upcall_buf);
-            free(upcall);
-            break;
-        }
-
-        n_bytes = 0;
-        NL_ATTR_FOR_EACH (nla, left, upcall->dpif_upcall.key,
-                          upcall->dpif_upcall.key_len) {
-            enum ovs_key_attr type = nl_attr_type(nla);
-            if (type == OVS_KEY_ATTR_IN_PORT
-                || type == OVS_KEY_ATTR_TCP
-                || type == OVS_KEY_ATTR_UDP) {
-                if (nl_attr_get_size(nla) == 4) {
-                    hash = mhash_add(hash, nl_attr_get_u32(nla));
-                    n_bytes += 4;
-                } else {
-                    VLOG_WARN_RL(&rl,
-                                 "Netlink attribute with incorrect size.");
-                }
-            }
-        }
-        hash =  mhash_finish(hash, n_bytes);
-
-        handler = &udpif->handlers[hash % udpif->n_handlers];
-
-        ovs_mutex_lock(&handler->mutex);
-        if (handler->n_upcalls < MAX_QUEUE_LENGTH) {
-            list_push_back(&handler->upcalls, &upcall->list_node);
-            if (handler->n_upcalls == 0) {
-                handler->need_signal = true;
-            }
-            handler->n_upcalls++;
-            if (handler->need_signal &&
-                handler->n_upcalls >= FLOW_MISS_MAX_BATCH) {
-                handler->need_signal = false;
-                xpthread_cond_signal(&handler->wake_cond);
-            }
-            ovs_mutex_unlock(&handler->mutex);
-            if (!VLOG_DROP_DBG(&rl)) {
-                struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
-
-                odp_flow_key_format(upcall->dpif_upcall.key,
-                                    upcall->dpif_upcall.key_len,
-                                    &ds);
-                VLOG_DBG("dispatcher: enqueue (%s)", ds_cstr(&ds));
-                ds_destroy(&ds);
-            }
-        } else {
-            ovs_mutex_unlock(&handler->mutex);
-            COVERAGE_INC(upcall_queue_overflow);
-            upcall_destroy(upcall);
-        }
-    }
-
-    for (n = 0; n < udpif->n_handlers; ++n) {
-        struct handler *handler = &udpif->handlers[n];
-
-        if (handler->need_signal) {
-            handler->need_signal = false;
-            ovs_mutex_lock(&handler->mutex);
-            xpthread_cond_signal(&handler->wake_cond);
-            ovs_mutex_unlock(&handler->mutex);
-        }
-    }
-}
-
 /* Calculates slow path actions for 'xout'.  'buf' must statically be
  * initialized with at least 128 bytes of space. */
 static void
 compose_slow_path(struct udpif *udpif, struct xlate_out *xout,
-                  odp_port_t odp_in_port, struct ofpbuf *buf)
+                  const struct flow *flow, odp_port_t odp_in_port,
+                  struct ofpbuf *buf)
 {
     union user_action_cookie cookie;
     odp_port_t port;
@@ -884,210 +814,256 @@ compose_slow_path(struct udpif *udpif, struct xlate_out *xout,
     port = xout->slow & (SLOW_CFM | SLOW_BFD | SLOW_LACP | SLOW_STP)
         ? ODPP_NONE
         : odp_in_port;
-    pid = dpif_port_get_pid(udpif->dpif, port);
-    odp_put_userspace_action(pid, &cookie, sizeof cookie.slow_path, buf);
+    pid = dpif_port_get_pid(udpif->dpif, port, flow_hash_5tuple(flow, 0));
+    odp_put_userspace_action(pid, &cookie, sizeof cookie.slow_path, ODPP_NONE,
+                             buf);
 }
 
-static struct flow_miss *
-flow_miss_find(struct hmap *todo, const struct ofproto_dpif *ofproto,
-               const struct flow *flow, uint32_t hash)
+/* If there is no error, the upcall must be destroyed with upcall_uninit()
+ * before quiescing, as the referred objects are guaranteed to exist only
+ * until the calling thread quiesces.  Otherwise, do not call upcall_uninit()
+ * since the 'upcall->put_actions' remains uninitialized. */
+static int
+upcall_receive(struct upcall *upcall, const struct dpif_backer *backer,
+               const struct ofpbuf *packet, enum dpif_upcall_type type,
+               const struct nlattr *userdata, const struct flow *flow)
 {
-    struct flow_miss *miss;
+    int error;
 
-    HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (miss, hmap_node, hash, todo) {
-        if (miss->ofproto == ofproto && flow_equal(&miss->flow, flow)) {
-            return miss;
-        }
+    error = xlate_lookup(backer, flow, &upcall->ofproto, &upcall->ipfix,
+                         &upcall->sflow, NULL, &upcall->in_port);
+    if (error) {
+        return error;
     }
 
-    return NULL;
+    upcall->flow = flow;
+    upcall->packet = packet;
+    upcall->type = type;
+    upcall->userdata = userdata;
+    ofpbuf_init(&upcall->put_actions, 0);
+
+    upcall->xout_initialized = false;
+    upcall->vsp_adjusted = false;
+
+    upcall->key = NULL;
+    upcall->key_len = 0;
+
+    upcall->out_tun_key = NULL;
+
+    return 0;
 }
 
 static void
-handle_upcalls(struct handler *handler, struct list *upcalls)
+upcall_xlate(struct udpif *udpif, struct upcall *upcall,
+             struct ofpbuf *odp_actions)
 {
-    struct hmap misses = HMAP_INITIALIZER(&misses);
-    struct udpif *udpif = handler->udpif;
+    struct dpif_flow_stats stats;
+    struct xlate_in xin;
 
-    struct flow_miss miss_buf[FLOW_MISS_MAX_BATCH];
-    struct dpif_op *opsp[FLOW_MISS_MAX_BATCH * 2];
-    struct dpif_op ops[FLOW_MISS_MAX_BATCH * 2];
-    struct flow_miss *miss, *next_miss;
-    struct upcall *upcall, *next;
-    size_t n_misses, n_ops, i;
-    unsigned int flow_limit;
-    bool fail_open, may_put;
-    enum upcall_type type;
+    stats.n_packets = 1;
+    stats.n_bytes = ofpbuf_size(upcall->packet);
+    stats.used = time_msec();
+    stats.tcp_flags = ntohs(upcall->flow->tcp_flags);
 
-    atomic_read(&udpif->flow_limit, &flow_limit);
-    may_put = udpif_get_n_flows(udpif) < flow_limit;
+    xlate_in_init(&xin, upcall->ofproto, upcall->flow, upcall->in_port, NULL,
+                  stats.tcp_flags, upcall->packet);
+    xin.odp_actions = odp_actions;
 
-    /* Extract the flow from each upcall.  Construct in 'misses' a hash table
-     * that maps each unique flow to a 'struct flow_miss'.
-     *
-     * Most commonly there is a single packet per flow_miss, but there are
-     * several reasons why there might be more than one, e.g.:
+    if (upcall->type == DPIF_UC_MISS) {
+        xin.resubmit_stats = &stats;
+    } else {
+        /* For non-miss upcalls, there's a flow in the datapath which this
+         * packet was accounted to.  Presumably the revalidators will deal
+         * with pushing its stats eventually. */
+    }
+
+    xlate_actions(&xin, &upcall->xout);
+    upcall->xout_initialized = true;
+
+    /* Special case for fail-open mode.
      *
-     *   - The dpif packet interface does not support TSO (or UFO, etc.), so a
-     *     large packet sent to userspace is split into a sequence of smaller
-     *     ones.
+     * If we are in fail-open mode, but we are connected to a controller too,
+     * then we should send the packet up to the controller in the hope that it
+     * will try to set up a flow and thereby allow us to exit fail-open.
      *
-     *   - A stream of quickly arriving packets in an established "slow-pathed"
-     *     flow.
+     * See the top-level comment in fail-open.c for more information.
      *
-     *   - Rarely, a stream of quickly arriving packets in a flow not yet
-     *     established.  (This is rare because most protocols do not send
-     *     multiple back-to-back packets before receiving a reply from the
-     *     other end of the connection, which gives OVS a chance to set up a
-     *     datapath flow.)
-     */
-    n_misses = 0;
-    LIST_FOR_EACH_SAFE (upcall, next, list_node, upcalls) {
-        struct dpif_upcall *dupcall = &upcall->dpif_upcall;
-        struct flow_miss *miss = &miss_buf[n_misses];
-        struct ofpbuf *packet = &dupcall->packet;
-        struct flow_miss *existing_miss;
-        struct ofproto_dpif *ofproto;
-        struct dpif_sflow *sflow;
-        struct dpif_ipfix *ipfix;
-        odp_port_t odp_in_port;
-        struct flow flow;
-        int error;
+     * Copy packets before they are modified by execution. */
+    if (upcall->xout.fail_open) {
+        const struct ofpbuf *packet = upcall->packet;
+        struct ofproto_packet_in *pin;
+
+        pin = xmalloc(sizeof *pin);
+        pin->up.packet = xmemdup(ofpbuf_data(packet), ofpbuf_size(packet));
+        pin->up.packet_len = ofpbuf_size(packet);
+        pin->up.reason = OFPR_NO_MATCH;
+        pin->up.table_id = 0;
+        pin->up.cookie = OVS_BE64_MAX;
+        flow_get_metadata(upcall->flow, &pin->up.fmd);
+        pin->send_len = 0; /* Not used for flow table misses. */
+        pin->miss_type = OFPROTO_PACKET_IN_NO_MISS;
+        ofproto_dpif_send_packet_in(upcall->ofproto, pin);
+    }
 
-        error = xlate_receive(udpif->backer, packet, dupcall->key,
-                              dupcall->key_len, &flow, &miss->key_fitness,
-                              &ofproto, &ipfix, &sflow, NULL, &odp_in_port);
-        if (error) {
-            if (error == ENODEV) {
-                /* Received packet on datapath port for which we couldn't
-                 * associate an ofproto.  This can happen if a port is removed
-                 * while traffic is being received.  Print a rate-limited
-                 * message in case it happens frequently.  Install a drop flow
-                 * so that future packets of the flow are inexpensively dropped
-                 * in the kernel. */
-                VLOG_INFO_RL(&rl, "received packet on unassociated datapath "
-                             "port %"PRIu32, odp_in_port);
-                dpif_flow_put(udpif->dpif, DPIF_FP_CREATE | DPIF_FP_MODIFY,
-                              dupcall->key, dupcall->key_len, NULL, 0, NULL, 0,
-                              NULL);
-            }
-            list_remove(&upcall->list_node);
-            upcall_destroy(upcall);
-            continue;
+    if (!upcall->xout.slow) {
+        ofpbuf_use_const(&upcall->put_actions,
+                         ofpbuf_data(upcall->xout.odp_actions),
+                         ofpbuf_size(upcall->xout.odp_actions));
+    } else {
+        ofpbuf_init(&upcall->put_actions, 0);
+        compose_slow_path(udpif, &upcall->xout, upcall->flow,
+                          upcall->flow->in_port.odp_port,
+                          &upcall->put_actions);
+    }
+}
+
+static void
+upcall_uninit(struct upcall *upcall)
+{
+    if (upcall) {
+        if (upcall->xout_initialized) {
+            xlate_out_uninit(&upcall->xout);
         }
+        ofpbuf_uninit(&upcall->put_actions);
+    }
+}
 
-        type = classify_upcall(upcall);
-        if (type == MISS_UPCALL) {
-            uint32_t hash;
-
-            flow_extract(packet, flow.skb_priority, flow.pkt_mark,
-                         &flow.tunnel, &flow.in_port, &miss->flow);
-
-            hash = flow_hash(&miss->flow, 0);
-            existing_miss = flow_miss_find(&misses, ofproto, &miss->flow,
-                                           hash);
-            if (!existing_miss) {
-                hmap_insert(&misses, &miss->hmap_node, hash);
-                miss->ofproto = ofproto;
-                miss->key = dupcall->key;
-                miss->key_len = dupcall->key_len;
-                miss->upcall_type = dupcall->type;
-                miss->stats.n_packets = 0;
-                miss->stats.n_bytes = 0;
-                miss->stats.used = time_msec();
-                miss->stats.tcp_flags = 0;
-                miss->odp_in_port = odp_in_port;
-                miss->put = false;
-
-                n_misses++;
-            } else {
-                miss = existing_miss;
-            }
-            miss->stats.tcp_flags |= packet_get_tcp_flags(packet, &miss->flow);
-            miss->stats.n_bytes += packet->size;
-            miss->stats.n_packets++;
+static int
+upcall_cb(const struct ofpbuf *packet, const struct flow *flow,
+          enum dpif_upcall_type type, const struct nlattr *userdata,
+          struct ofpbuf *actions, struct flow_wildcards *wc,
+          struct ofpbuf *put_actions, void *aux)
+{
+    struct udpif *udpif = aux;
+    unsigned int flow_limit;
+    struct upcall upcall;
+    bool megaflow;
+    int error;
+
+    atomic_read_relaxed(&enable_megaflows, &megaflow);
+    atomic_read_relaxed(&udpif->flow_limit, &flow_limit);
+
+    error = upcall_receive(&upcall, udpif->backer, packet, type, userdata,
+                           flow);
+    if (error) {
+        return error;
+    }
+
+    error = process_upcall(udpif, &upcall, actions);
+    if (error) {
+        goto out;
+    }
+
+    if (upcall.xout.slow && put_actions) {
+        ofpbuf_put(put_actions, ofpbuf_data(&upcall.put_actions),
+                   ofpbuf_size(&upcall.put_actions));
+    }
 
-            upcall->flow_miss = miss;
-            continue;
+    if (OVS_LIKELY(wc)) {
+        if (megaflow) {
+            /* XXX: This could be avoided with sufficient API changes. */
+            *wc = upcall.xout.wc;
+        } else {
+            flow_wildcards_init_for_packet(wc, flow);
         }
+    }
 
-        switch (type) {
-        case SFLOW_UPCALL:
-            if (sflow) {
-                union user_action_cookie cookie;
+    if (udpif_get_n_flows(udpif) >= flow_limit) {
+        error = ENOSPC;
+    }
 
-                memset(&cookie, 0, sizeof cookie);
-                memcpy(&cookie, nl_attr_get(dupcall->userdata),
-                       sizeof cookie.sflow);
-                dpif_sflow_received(sflow, packet, &flow, odp_in_port,
-                                    &cookie);
-            }
-            break;
-        case IPFIX_UPCALL:
-            if (ipfix) {
-                dpif_ipfix_bridge_sample(ipfix, packet, &flow);
-            }
-            break;
-        case FLOW_SAMPLE_UPCALL:
-            if (ipfix) {
-                union user_action_cookie cookie;
-
-                memset(&cookie, 0, sizeof cookie);
-                memcpy(&cookie, nl_attr_get(dupcall->userdata),
-                       sizeof cookie.flow_sample);
-
-                /* The flow reflects exactly the contents of the packet.
-                 * Sample the packet using it. */
-                dpif_ipfix_flow_sample(ipfix, packet, &flow,
-                                       cookie.flow_sample.collector_set_id,
-                                       cookie.flow_sample.probability,
-                                       cookie.flow_sample.obs_domain_id,
-                                       cookie.flow_sample.obs_point_id);
-            }
-            break;
-        case BAD_UPCALL:
-            break;
-        case MISS_UPCALL:
-            OVS_NOT_REACHED();
+out:
+    upcall_uninit(&upcall);
+    return error;
+}
+
+static int
+process_upcall(struct udpif *udpif, struct upcall *upcall,
+               struct ofpbuf *odp_actions)
+{
+    const struct nlattr *userdata = upcall->userdata;
+    const struct ofpbuf *packet = upcall->packet;
+    const struct flow *flow = upcall->flow;
+
+    switch (classify_upcall(upcall->type, userdata)) {
+    case MISS_UPCALL:
+        upcall_xlate(udpif, upcall, odp_actions);
+        return 0;
+
+    case SFLOW_UPCALL:
+        if (upcall->sflow) {
+            union user_action_cookie cookie;
+
+            memset(&cookie, 0, sizeof cookie);
+            memcpy(&cookie, nl_attr_get(userdata), sizeof cookie.sflow);
+            dpif_sflow_received(upcall->sflow, packet, flow,
+                                flow->in_port.odp_port, &cookie);
         }
+        break;
 
-        dpif_ipfix_unref(ipfix);
-        dpif_sflow_unref(sflow);
+    case IPFIX_UPCALL:
+        if (upcall->ipfix) {
+            union user_action_cookie cookie;
+            struct flow_tnl output_tunnel_key;
 
-        list_remove(&upcall->list_node);
-        upcall_destroy(upcall);
-    }
+            memset(&cookie, 0, sizeof cookie);
+            memcpy(&cookie, nl_attr_get(userdata), sizeof cookie.ipfix);
 
-    /* Initialize each 'struct flow_miss's ->xout.
-     *
-     * We do this per-flow_miss rather than per-packet because, most commonly,
-     * all the packets in a flow can use the same translation.
-     *
-     * We can't do this in the previous loop because we need the TCP flags for
-     * all the packets in each miss. */
-    fail_open = false;
-    HMAP_FOR_EACH (miss, hmap_node, &misses) {
-        struct xlate_in xin;
-
-        xlate_in_init(&xin, miss->ofproto, &miss->flow, NULL,
-                      miss->stats.tcp_flags, NULL);
-        xin.may_learn = true;
+            if (upcall->out_tun_key) {
+                memset(&output_tunnel_key, 0, sizeof output_tunnel_key);
+                odp_tun_key_from_attr(upcall->out_tun_key,
+                                      &output_tunnel_key);
+            }
+            dpif_ipfix_bridge_sample(upcall->ipfix, packet, flow,
+                                     flow->in_port.odp_port,
+                                     cookie.ipfix.output_odp_port,
+                                     upcall->out_tun_key ?
+                                         &output_tunnel_key : NULL);
+        }
+        break;
 
-        if (miss->upcall_type == DPIF_UC_MISS) {
-            xin.resubmit_stats = &miss->stats;
-        } else {
-            /* For non-miss upcalls, there's a flow in the datapath which this
-             * packet was accounted to.  Presumably the revalidators will deal
-             * with pushing its stats eventually. */
+    case FLOW_SAMPLE_UPCALL:
+        if (upcall->ipfix) {
+            union user_action_cookie cookie;
+
+            memset(&cookie, 0, sizeof cookie);
+            memcpy(&cookie, nl_attr_get(userdata), sizeof cookie.flow_sample);
+
+            /* The flow reflects exactly the contents of the packet.
+             * Sample the packet using it. */
+            dpif_ipfix_flow_sample(upcall->ipfix, packet, flow,
+                                   cookie.flow_sample.collector_set_id,
+                                   cookie.flow_sample.probability,
+                                   cookie.flow_sample.obs_domain_id,
+                                   cookie.flow_sample.obs_point_id);
         }
+        break;
 
-        xlate_actions(&xin, &miss->xout);
-        fail_open = fail_open || miss->xout.fail_open;
+    case BAD_UPCALL:
+        break;
     }
 
-    /* Now handle the packets individually in order of arrival.  In the common
-     * case each packet of a miss can share the same actions, but slow-pathed
-     * packets need to be translated individually:
+    return EAGAIN;
+}
+
+static void
+handle_upcalls(struct udpif *udpif, struct upcall *upcalls,
+               size_t n_upcalls)
+{
+    struct odputil_keybuf mask_bufs[UPCALL_MAX_BATCH];
+    struct dpif_op *opsp[UPCALL_MAX_BATCH * 2];
+    struct dpif_op ops[UPCALL_MAX_BATCH * 2];
+    unsigned int flow_limit;
+    size_t n_ops, i;
+    bool may_put;
+    bool megaflow;
+
+    atomic_read_relaxed(&udpif->flow_limit, &flow_limit);
+    atomic_read_relaxed(&enable_megaflows, &megaflow);
+
+    may_put = udpif_get_n_flows(udpif) < flow_limit;
+
+    /* Handle the packets individually in order of arrival.
      *
      *   - For SLOW_CFM, SLOW_LACP, SLOW_STP, and SLOW_BFD, translation is what
      *     processes received packets for these protocols.
@@ -1098,132 +1074,70 @@ handle_upcalls(struct handler *handler, struct list *upcalls)
      * The loop fills 'ops' with an array of operations to execute in the
      * datapath. */
     n_ops = 0;
-    LIST_FOR_EACH (upcall, list_node, upcalls) {
-        struct flow_miss *miss = upcall->flow_miss;
-        struct ofpbuf *packet = &upcall->dpif_upcall.packet;
+    for (i = 0; i < n_upcalls; i++) {
+        struct upcall *upcall = &upcalls[i];
+        const struct ofpbuf *packet = upcall->packet;
         struct dpif_op *op;
-        ovs_be16 flow_vlan_tci;
-
-        /* Save a copy of flow.vlan_tci in case it is changed to
-         * generate proper mega flow masks for VLAN splinter flows. */
-        flow_vlan_tci = miss->flow.vlan_tci;
 
-        if (miss->xout.slow) {
-            struct xlate_in xin;
-
-            xlate_in_init(&xin, miss->ofproto, &miss->flow, NULL, 0, packet);
-            xlate_actions_for_side_effects(&xin);
-        }
-
-        if (miss->flow.in_port.ofp_port
-            != vsp_realdev_to_vlandev(miss->ofproto,
-                                      miss->flow.in_port.ofp_port,
-                                      miss->flow.vlan_tci)) {
-            /* This packet was received on a VLAN splinter port.  We
-             * added a VLAN to the packet to make the packet resemble
-             * the flow, but the actions were composed assuming that
-             * the packet contained no VLAN.  So, we must remove the
-             * VLAN header from the packet before trying to execute the
-             * actions. */
-            if (miss->xout.odp_actions.size) {
-                eth_pop_vlan(packet);
+        if (upcall->vsp_adjusted) {
+            /* This packet was received on a VLAN splinter port.  We added a
+             * VLAN to the packet to make the packet resemble the flow, but the
+             * actions were composed assuming that the packet contained no
+             * VLAN.  So, we must remove the VLAN header from the packet before
+             * trying to execute the actions. */
+            if (ofpbuf_size(upcall->xout.odp_actions)) {
+                eth_pop_vlan(CONST_CAST(struct ofpbuf *, upcall->packet));
             }
 
             /* Remove the flow vlan tags inserted by vlan splinter logic
              * to ensure megaflow masks generated match the data path flow. */
-            miss->flow.vlan_tci = 0;
+            CONST_CAST(struct flow *, upcall->flow)->vlan_tci = 0;
         }
 
         /* Do not install a flow into the datapath if:
          *
          *    - The datapath already has too many flows.
          *
-         *    - An earlier iteration of this loop already put the same flow.
-         *
          *    - We received this packet via some flow installed in the kernel
          *      already. */
-        if (may_put
-            && !miss->put
-            && upcall->dpif_upcall.type == DPIF_UC_MISS) {
+        if (may_put && upcall->type == DPIF_UC_MISS) {
             struct ofpbuf mask;
-            bool megaflow;
 
-            miss->put = true;
+            ofpbuf_use_stack(&mask, &mask_bufs[i], sizeof mask_bufs[i]);
 
-            atomic_read(&enable_megaflows, &megaflow);
-            ofpbuf_use_stack(&mask, &miss->mask_buf, sizeof miss->mask_buf);
             if (megaflow) {
-                odp_flow_key_from_mask(&mask, &miss->xout.wc.masks,
-                                       &miss->flow, UINT32_MAX);
+                size_t max_mpls;
+                bool recirc;
+
+                recirc = ofproto_dpif_get_enable_recirc(upcall->ofproto);
+                max_mpls = ofproto_dpif_get_max_mpls_depth(upcall->ofproto);
+                odp_flow_key_from_mask(&mask, &upcall->xout.wc.masks,
+                                       upcall->flow, UINT32_MAX, max_mpls,
+                                       recirc);
             }
 
             op = &ops[n_ops++];
             op->type = DPIF_OP_FLOW_PUT;
-            op->u.flow_put.flags = DPIF_FP_CREATE | DPIF_FP_MODIFY;
-            op->u.flow_put.key = miss->key;
-            op->u.flow_put.key_len = miss->key_len;
-            op->u.flow_put.mask = mask.data;
-            op->u.flow_put.mask_len = mask.size;
+            op->u.flow_put.flags = DPIF_FP_CREATE;
+            op->u.flow_put.key = upcall->key;
+            op->u.flow_put.key_len = upcall->key_len;
+            op->u.flow_put.mask = ofpbuf_data(&mask);
+            op->u.flow_put.mask_len = ofpbuf_size(&mask);
             op->u.flow_put.stats = NULL;
-
-            if (!miss->xout.slow) {
-                op->u.flow_put.actions = miss->xout.odp_actions.data;
-                op->u.flow_put.actions_len = miss->xout.odp_actions.size;
-            } else {
-                struct ofpbuf buf;
-
-                ofpbuf_use_stack(&buf, miss->slow_path_buf,
-                                 sizeof miss->slow_path_buf);
-                compose_slow_path(udpif, &miss->xout, miss->odp_in_port, &buf);
-                op->u.flow_put.actions = buf.data;
-                op->u.flow_put.actions_len = buf.size;
-            }
+            op->u.flow_put.actions = ofpbuf_data(&upcall->put_actions);
+            op->u.flow_put.actions_len = ofpbuf_size(&upcall->put_actions);
         }
 
-        /*
-         * The 'miss' may be shared by multiple upcalls. Restore
-         * the saved flow vlan_tci field before processing the next
-         * upcall. */
-        miss->flow.vlan_tci = flow_vlan_tci;
-
-        if (miss->xout.odp_actions.size) {
-
+        if (ofpbuf_size(upcall->xout.odp_actions)) {
             op = &ops[n_ops++];
             op->type = DPIF_OP_EXECUTE;
-            op->u.execute.packet = packet;
-            odp_key_to_pkt_metadata(miss->key, miss->key_len,
+            op->u.execute.packet = CONST_CAST(struct ofpbuf *, packet);
+            odp_key_to_pkt_metadata(upcall->key, upcall->key_len,
                                     &op->u.execute.md);
-            op->u.execute.actions = miss->xout.odp_actions.data;
-            op->u.execute.actions_len = miss->xout.odp_actions.size;
-            op->u.execute.needs_help = (miss->xout.slow & SLOW_ACTION) != 0;
-        }
-    }
-
-    /* Special case for fail-open mode.
-     *
-     * If we are in fail-open mode, but we are connected to a controller too,
-     * then we should send the packet up to the controller in the hope that it
-     * will try to set up a flow and thereby allow us to exit fail-open.
-     *
-     * See the top-level comment in fail-open.c for more information.
-     *
-     * Copy packets before they are modified by execution. */
-    if (fail_open) {
-        LIST_FOR_EACH (upcall, list_node, upcalls) {
-            struct flow_miss *miss = upcall->flow_miss;
-            struct ofpbuf *packet = &upcall->dpif_upcall.packet;
-            struct ofproto_packet_in *pin;
-
-            pin = xmalloc(sizeof *pin);
-            pin->up.packet = xmemdup(packet->data, packet->size);
-            pin->up.packet_len = packet->size;
-            pin->up.reason = OFPR_NO_MATCH;
-            pin->up.table_id = 0;
-            pin->up.cookie = OVS_BE64_MAX;
-            flow_get_metadata(&miss->flow, &pin->up.fmd);
-            pin->send_len = 0; /* Not used for flow table misses. */
-            pin->generated_by_table_miss = false;
-            ofproto_dpif_send_packet_in(miss->ofproto, pin);
+            op->u.execute.actions = ofpbuf_data(upcall->xout.odp_actions);
+            op->u.execute.actions_len = ofpbuf_size(upcall->xout.odp_actions);
+            op->u.execute.needs_help = (upcall->xout.slow & SLOW_ACTION) != 0;
+            op->u.execute.probe = false;
         }
     }
 
@@ -1232,118 +1146,231 @@ handle_upcalls(struct handler *handler, struct list *upcalls)
         opsp[i] = &ops[i];
     }
     dpif_operate(udpif->dpif, opsp, n_ops);
-
-    HMAP_FOR_EACH_SAFE (miss, next_miss, hmap_node, &misses) {
-        hmap_remove(&misses, &miss->hmap_node);
-        xlate_out_uninit(&miss->xout);
-    }
-    hmap_destroy(&misses);
-
-    LIST_FOR_EACH_SAFE (upcall, next, list_node, upcalls) {
-        list_remove(&upcall->list_node);
-        upcall_destroy(upcall);
-    }
 }
 
+/* Must be called with udpif->ukeys[hash % udpif->n_revalidators].mutex. */
 static struct udpif_key *
-ukey_lookup(struct revalidator *revalidator, struct udpif_flow_dump *udump)
+ukey_lookup(struct udpif *udpif, const struct nlattr *key, size_t key_len,
+            uint32_t hash)
+    OVS_REQUIRES(udpif->ukeys->mutex)
 {
     struct udpif_key *ukey;
+    struct hmap *hmap = &udpif->ukeys[hash % udpif->n_revalidators].hmap;
 
-    HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (ukey, hmap_node, udump->key_hash,
-                             &revalidator->ukeys) {
-        if (ukey->key_len == udump->key_len
-            && !memcmp(ukey->key, udump->key, udump->key_len)) {
+    HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (ukey, hmap_node, hash, hmap) {
+        if (ukey->key_len == key_len && !memcmp(ukey->key, key, key_len)) {
             return ukey;
         }
     }
     return NULL;
 }
 
+/* Creates a ukey for 'key' and 'key_len', returning it with ukey->mutex in
+ * a locked state. */
+static struct udpif_key *
+ukey_create(const struct nlattr *key, size_t key_len, long long int used)
+    OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
+{
+    struct udpif_key *ukey = xmalloc(sizeof *ukey);
+
+    ovs_mutex_init(&ukey->mutex);
+    ukey->key = &ukey->key_buf_nla;
+    memcpy(&ukey->key_buf, key, key_len);
+    ukey->key_len = key_len;
+
+    ovs_mutex_lock(&ukey->mutex);
+    ukey->dump_seq = 0;
+    ukey->flow_exists = true;
+    ukey->created = used ? used : time_msec();
+    memset(&ukey->stats, 0, sizeof ukey->stats);
+    ukey->xcache = NULL;
+
+    return ukey;
+}
+
+/* Searches for a ukey in 'udpif->ukeys' that matches 'key' and 'key_len' and
+ * attempts to lock the ukey. If the ukey does not exist, create it.
+ *
+ * Returns true on success, setting *result to the matching ukey and returning
+ * it in a locked state. Otherwise, returns false and clears *result. */
+static bool
+ukey_acquire(struct udpif *udpif, const struct nlattr *key, size_t key_len,
+             long long int used, struct udpif_key **result)
+    OVS_TRY_LOCK(true, (*result)->mutex)
+{
+    struct udpif_key *ukey;
+    uint32_t hash, idx;
+    bool locked = false;
+
+    hash = hash_bytes(key, key_len, udpif->secret);
+    idx = hash % udpif->n_revalidators;
+
+    ovs_mutex_lock(&udpif->ukeys[idx].mutex);
+    ukey = ukey_lookup(udpif, key, key_len, hash);
+    if (!ukey) {
+        ukey = ukey_create(key, key_len, used);
+        hmap_insert(&udpif->ukeys[idx].hmap, &ukey->hmap_node, hash);
+        locked = true;
+    } else if (!ovs_mutex_trylock(&ukey->mutex)) {
+        locked = true;
+    }
+    ovs_mutex_unlock(&udpif->ukeys[idx].mutex);
+
+    if (locked) {
+        *result = ukey;
+    } else {
+        *result = NULL;
+    }
+    return locked;
+}
+
 static void
 ukey_delete(struct revalidator *revalidator, struct udpif_key *ukey)
+    OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
 {
-    hmap_remove(&revalidator->ukeys, &ukey->hmap_node);
+    if (revalidator) {
+        hmap_remove(revalidator->ukeys, &ukey->hmap_node);
+    }
+    xlate_cache_delete(ukey->xcache);
+    ovs_mutex_destroy(&ukey->mutex);
     free(ukey);
 }
 
 static bool
-revalidate_ukey(struct udpif *udpif, struct udpif_flow_dump *udump,
-                struct udpif_key *ukey)
+should_revalidate(const struct udpif *udpif, uint64_t packets,
+                  long long int used)
+{
+    long long int metric, now, duration;
+
+    if (udpif->dump_duration < 200) {
+        /* We are likely to handle full revalidation for the flows. */
+        return true;
+    }
+
+    /* Calculate the mean time between seeing these packets. If this
+     * exceeds the threshold, then delete the flow rather than performing
+     * costly revalidation for flows that aren't being hit frequently.
+     *
+     * This is targeted at situations where the dump_duration is high (~1s),
+     * and revalidation is triggered by a call to udpif_revalidate(). In
+     * these situations, revalidation of all flows causes fluctuations in the
+     * flow_limit due to the interaction with the dump_duration and max_idle.
+     * This tends to result in deletion of low-throughput flows anyway, so
+     * skip the revalidation and just delete those flows. */
+    packets = MAX(packets, 1);
+    now = MAX(used, time_msec());
+    duration = now - used;
+    metric = duration / packets;
+
+    if (metric < 200) {
+        /* The flow is receiving more than ~5pps, so keep it. */
+        return true;
+    }
+    return false;
+}
+
+static bool
+revalidate_ukey(struct udpif *udpif, struct udpif_key *ukey,
+                const struct dpif_flow *f)
+    OVS_REQUIRES(ukey->mutex)
 {
-    struct ofpbuf xout_actions, *actions;
     uint64_t slow_path_buf[128 / 8];
     struct xlate_out xout, *xoutp;
-    struct flow flow, udump_mask;
+    struct netflow *netflow;
     struct ofproto_dpif *ofproto;
     struct dpif_flow_stats push;
-    uint32_t *udump32, *xout32;
-    odp_port_t odp_in_port;
+    struct ofpbuf xout_actions;
+    struct flow flow, dp_mask;
+    uint32_t *dp32, *xout32;
+    ofp_port_t ofp_in_port;
     struct xlate_in xin;
+    long long int last_used;
     int error;
     size_t i;
     bool ok;
 
     ok = false;
     xoutp = NULL;
-    actions = NULL;
-
-    /* If we don't need to revalidate, we can simply push the stats contained
-     * in the udump, otherwise we'll have to get the actions so we can check
-     * them. */
-    if (udump->need_revalidate) {
-        if (dpif_flow_get(udpif->dpif, ukey->key, ukey->key_len, &actions,
-                          &udump->stats)) {
-            goto exit;
-        }
+    netflow = NULL;
+
+    last_used = ukey->stats.used;
+    push.used = f->stats.used;
+    push.tcp_flags = f->stats.tcp_flags;
+    push.n_packets = (f->stats.n_packets > ukey->stats.n_packets
+                      ? f->stats.n_packets - ukey->stats.n_packets
+                      : 0);
+    push.n_bytes = (f->stats.n_bytes > ukey->stats.n_bytes
+                    ? f->stats.n_bytes - ukey->stats.n_bytes
+                    : 0);
+
+    if (udpif->need_revalidate && last_used
+        && !should_revalidate(udpif, push.n_packets, last_used)) {
+        ok = false;
+        goto exit;
     }
 
-    push.used = udump->stats.used;
-    push.tcp_flags = udump->stats.tcp_flags;
-    push.n_packets = udump->stats.n_packets > ukey->stats.n_packets
-        ? udump->stats.n_packets - ukey->stats.n_packets
-        : 0;
-    push.n_bytes = udump->stats.n_bytes > ukey->stats.n_bytes
-        ? udump->stats.n_bytes - ukey->stats.n_bytes
-        : 0;
-    ukey->stats = udump->stats;
-
-    if (!push.n_packets && !udump->need_revalidate) {
+    /* We will push the stats, so update the ukey stats cache. */
+    ukey->stats = f->stats;
+    if (!push.n_packets && !udpif->need_revalidate) {
         ok = true;
         goto exit;
     }
 
-    error = xlate_receive(udpif->backer, NULL, ukey->key, ukey->key_len, &flow,
-                          NULL, &ofproto, NULL, NULL, NULL, &odp_in_port);
+    if (ukey->xcache && !udpif->need_revalidate) {
+        xlate_push_stats(ukey->xcache, &push);
+        ok = true;
+        goto exit;
+    }
+
+    if (odp_flow_key_to_flow(ukey->key, ukey->key_len, &flow)
+        == ODP_FIT_ERROR) {
+        goto exit;
+    }
+
+    error = xlate_lookup(udpif->backer, &flow, &ofproto, NULL, NULL, &netflow,
+                         &ofp_in_port);
     if (error) {
         goto exit;
     }
 
-    xlate_in_init(&xin, ofproto, &flow, NULL, push.tcp_flags, NULL);
-    xin.resubmit_stats = push.n_packets ? &push : NULL;
-    xin.may_learn = push.n_packets > 0;
-    xin.skip_wildcards = !udump->need_revalidate;
+    if (udpif->need_revalidate) {
+        xlate_cache_clear(ukey->xcache);
+    }
+    if (!ukey->xcache) {
+        ukey->xcache = xlate_cache_new();
+    }
+
+    xlate_in_init(&xin, ofproto, &flow, ofp_in_port, NULL, push.tcp_flags,
+                  NULL);
+    if (push.n_packets) {
+        xin.resubmit_stats = &push;
+        xin.may_learn = true;
+    }
+    xin.xcache = ukey->xcache;
+    xin.skip_wildcards = !udpif->need_revalidate;
     xlate_actions(&xin, &xout);
     xoutp = &xout;
 
-    if (!udump->need_revalidate) {
+    if (!udpif->need_revalidate) {
         ok = true;
         goto exit;
     }
 
     if (!xout.slow) {
-        ofpbuf_use_const(&xout_actions, xout.odp_actions.data,
-                         xout.odp_actions.size);
+        ofpbuf_use_const(&xout_actions, ofpbuf_data(xout.odp_actions),
+                         ofpbuf_size(xout.odp_actions));
     } else {
         ofpbuf_use_stack(&xout_actions, slow_path_buf, sizeof slow_path_buf);
-        compose_slow_path(udpif, &xout, odp_in_port, &xout_actions);
+        compose_slow_path(udpif, &xout, &flow, flow.in_port.odp_port,
+                          &xout_actions);
     }
 
-    if (!ofpbuf_equal(&xout_actions, actions)) {
+    if (f->actions_len != ofpbuf_size(&xout_actions)
+        || memcmp(ofpbuf_data(&xout_actions), f->actions, f->actions_len)) {
         goto exit;
     }
 
-    if (odp_flow_key_to_mask(udump->mask, udump->mask_len, &udump_mask, &flow)
+    if (odp_flow_key_to_mask(f->mask, f->mask_len, &dp_mask, &flow)
         == ODP_FIT_ERROR) {
         goto exit;
     }
@@ -1353,168 +1380,286 @@ revalidate_ukey(struct udpif *udpif, struct udpif_flow_dump *udump,
      * mask in the kernel is more specific i.e. less wildcarded, than what
      * we've calculated here.  This guarantees we don't catch any packets we
      * shouldn't with the megaflow. */
-    udump32 = (uint32_t *) &udump_mask;
+    dp32 = (uint32_t *) &dp_mask;
     xout32 = (uint32_t *) &xout.wc.masks;
     for (i = 0; i < FLOW_U32S; i++) {
-        if ((udump32[i] | xout32[i]) != udump32[i]) {
+        if ((dp32[i] | xout32[i]) != dp32[i]) {
             goto exit;
         }
     }
     ok = true;
 
 exit:
-    ofpbuf_delete(actions);
+    if (netflow && !ok) {
+        netflow_flow_clear(netflow, &flow);
+    }
     xlate_out_uninit(xoutp);
     return ok;
 }
 
+struct dump_op {
+    struct udpif_key *ukey;
+    struct dpif_flow_stats stats; /* Stats for 'op'. */
+    struct dpif_op op;            /* Flow del operation. */
+};
+
 static void
-revalidate_udumps(struct revalidator *revalidator, struct list *udumps)
+dump_op_init(struct dump_op *op, const struct nlattr *key, size_t key_len,
+             struct udpif_key *ukey)
 {
-    struct udpif *udpif = revalidator->udpif;
-
-    struct {
-        struct dpif_flow_stats ukey_stats;    /* Stats stored in the ukey. */
-        struct dpif_flow_stats stats;         /* Stats for 'op'. */
-        struct dpif_op op;                    /* Flow del operation. */
-    } ops[REVALIDATE_MAX_BATCH];
+    op->ukey = ukey;
+    op->op.type = DPIF_OP_FLOW_DEL;
+    op->op.u.flow_del.key = key;
+    op->op.u.flow_del.key_len = key_len;
+    op->op.u.flow_del.stats = &op->stats;
+}
 
+static void
+push_dump_ops__(struct udpif *udpif, struct dump_op *ops, size_t n_ops)
+{
     struct dpif_op *opsp[REVALIDATE_MAX_BATCH];
-    struct udpif_flow_dump *udump, *next_udump;
-    size_t n_ops, i, n_flows;
-    unsigned int flow_limit;
-    long long int max_idle;
-    bool must_del;
-
-    atomic_read(&udpif->max_idle, &max_idle);
-    atomic_read(&udpif->flow_limit, &flow_limit);
-
-    n_flows = udpif_get_n_flows(udpif);
+    size_t i;
 
-    must_del = false;
-    if (n_flows > flow_limit) {
-        must_del = n_flows > 2 * flow_limit;
-        max_idle = 100;
+    ovs_assert(n_ops <= REVALIDATE_MAX_BATCH);
+    for (i = 0; i < n_ops; i++) {
+        opsp[i] = &ops[i].op;
     }
+    dpif_operate(udpif->dpif, opsp, n_ops);
 
-    n_ops = 0;
-    LIST_FOR_EACH_SAFE (udump, next_udump, list_node, udumps) {
-        long long int used, now;
-        struct udpif_key *ukey;
-
-        now = time_msec();
-        ukey = ukey_lookup(revalidator, udump);
+    for (i = 0; i < n_ops; i++) {
+        struct dump_op *op = &ops[i];
+        struct dpif_flow_stats *push, *stats, push_buf;
 
-        used = udump->stats.used;
-        if (!used && ukey) {
-            used = ukey->created;
-        }
+        stats = op->op.u.flow_del.stats;
+        push = &push_buf;
 
-        if (must_del || (used && used < now - max_idle)) {
-            struct dpif_flow_stats *ukey_stats = &ops[n_ops].ukey_stats;
-            struct dpif_op *op = &ops[n_ops].op;
+        ovs_mutex_lock(&op->ukey->mutex);
+        push->used = MAX(stats->used, op->ukey->stats.used);
+        push->tcp_flags = stats->tcp_flags | op->ukey->stats.tcp_flags;
+        push->n_packets = stats->n_packets - op->ukey->stats.n_packets;
+        push->n_bytes = stats->n_bytes - op->ukey->stats.n_bytes;
+        ovs_mutex_unlock(&op->ukey->mutex);
 
-            op->type = DPIF_OP_FLOW_DEL;
-            op->u.flow_del.key = udump->key;
-            op->u.flow_del.key_len = udump->key_len;
-            op->u.flow_del.stats = &ops[n_ops].stats;
-            n_ops++;
+        if (push->n_packets || netflow_exists()) {
+            struct ofproto_dpif *ofproto;
+            struct netflow *netflow;
+            ofp_port_t ofp_in_port;
+            struct flow flow;
+            int error;
 
-            if (ukey) {
-                *ukey_stats = ukey->stats;
-                ukey_delete(revalidator, ukey);
-            } else {
-                memset(ukey_stats, 0, sizeof *ukey_stats);
+            ovs_mutex_lock(&op->ukey->mutex);
+            if (op->ukey->xcache) {
+                xlate_push_stats(op->ukey->xcache, push);
+                ovs_mutex_unlock(&op->ukey->mutex);
+                continue;
             }
+            ovs_mutex_unlock(&op->ukey->mutex);
 
-            continue;
-        }
-
-        if (!ukey) {
-            ukey = xmalloc(sizeof *ukey);
-
-            ukey->key = (struct nlattr *) &ukey->key_buf;
-            memcpy(ukey->key, udump->key, udump->key_len);
-            ukey->key_len = udump->key_len;
-
-            ukey->created = used ? used : now;
-            memset(&ukey->stats, 0, sizeof ukey->stats);
+            if (odp_flow_key_to_flow(op->op.u.flow_del.key,
+                                     op->op.u.flow_del.key_len, &flow)
+                == ODP_FIT_ERROR) {
+                continue;
+            }
 
-            ukey->mark = false;
+            error = xlate_lookup(udpif->backer, &flow, &ofproto,
+                                 NULL, NULL, &netflow, &ofp_in_port);
+            if (!error) {
+                struct xlate_in xin;
 
-            hmap_insert(&revalidator->ukeys, &ukey->hmap_node,
-                        udump->key_hash);
-        }
-        ukey->mark = true;
+                xlate_in_init(&xin, ofproto, &flow, ofp_in_port, NULL,
+                              push->tcp_flags, NULL);
+                xin.resubmit_stats = push->n_packets ? push : NULL;
+                xin.may_learn = push->n_packets > 0;
+                xin.skip_wildcards = true;
+                xlate_actions_for_side_effects(&xin);
 
-        if (!revalidate_ukey(udpif, udump, ukey)) {
-            dpif_flow_del(udpif->dpif, udump->key, udump->key_len, NULL);
-            ukey_delete(revalidator, ukey);
+                if (netflow) {
+                    netflow_flow_clear(netflow, &flow);
+                }
+            }
         }
-
-        list_remove(&udump->list_node);
-        free(udump);
     }
+}
+
+static void
+push_dump_ops(struct revalidator *revalidator,
+              struct dump_op *ops, size_t n_ops)
+{
+    int i;
 
+    push_dump_ops__(revalidator->udpif, ops, n_ops);
     for (i = 0; i < n_ops; i++) {
-        opsp[i] = &ops[i].op;
+        ukey_delete(revalidator, ops[i].ukey);
     }
-    dpif_operate(udpif->dpif, opsp, n_ops);
+}
 
-    for (i = 0; i < n_ops; i++) {
-        struct dpif_flow_stats push, *stats, *ukey_stats;
+static void
+revalidate(struct revalidator *revalidator)
+{
+    struct udpif *udpif = revalidator->udpif;
+    struct dpif_flow_dump_thread *dump_thread;
+    uint64_t dump_seq;
+    unsigned int flow_limit;
 
-        ukey_stats  = &ops[i].ukey_stats;
-        stats = ops[i].op.u.flow_del.stats;
-        push.used = MAX(stats->used, ukey_stats->used);
-        push.tcp_flags = stats->tcp_flags | ukey_stats->tcp_flags;
-        push.n_packets = stats->n_packets - ukey_stats->n_packets;
-        push.n_bytes = stats->n_bytes - ukey_stats->n_bytes;
+    dump_seq = seq_read(udpif->dump_seq);
+    atomic_read_relaxed(&udpif->flow_limit, &flow_limit);
+    dump_thread = dpif_flow_dump_thread_create(udpif->dump);
+    for (;;) {
+        struct dump_op ops[REVALIDATE_MAX_BATCH];
+        int n_ops = 0;
 
-        if (push.n_packets || netflow_exists()) {
-            struct ofproto_dpif *ofproto;
-            struct netflow *netflow;
-            struct flow flow;
+        struct dpif_flow flows[REVALIDATE_MAX_BATCH];
+        const struct dpif_flow *f;
+        int n_dumped;
 
-            if (!xlate_receive(udpif->backer, NULL, ops[i].op.u.flow_del.key,
-                               ops[i].op.u.flow_del.key_len, &flow, NULL,
-                               &ofproto, NULL, NULL, &netflow, NULL)) {
-                struct xlate_in xin;
+        long long int max_idle;
+        long long int now;
+        size_t n_dp_flows;
+        bool kill_them_all;
 
-                xlate_in_init(&xin, ofproto, &flow, NULL, push.tcp_flags,
-                              NULL);
-                xin.resubmit_stats = push.n_packets ? &push : NULL;
-                xin.may_learn = push.n_packets > 0;
-                xin.skip_wildcards = true;
-                xlate_actions_for_side_effects(&xin);
+        n_dumped = dpif_flow_dump_next(dump_thread, flows, ARRAY_SIZE(flows));
+        if (!n_dumped) {
+            break;
+        }
 
-                if (netflow) {
-                    netflow_expire(netflow, &flow);
-                    netflow_flow_clear(netflow, &flow);
-                    netflow_unref(netflow);
+        now = time_msec();
+
+        /* In normal operation we want to keep flows around until they have
+         * been idle for 'ofproto_max_idle' milliseconds.  However:
+         *
+         *     - If the number of datapath flows climbs above 'flow_limit',
+         *       drop that down to 100 ms to try to bring the flows down to
+         *       the limit.
+         *
+         *     - If the number of datapath flows climbs above twice
+         *       'flow_limit', delete all the datapath flows as an emergency
+         *       measure.  (We reassess this condition for the next batch of
+         *       datapath flows, so we will recover before all the flows are
+         *       gone.) */
+        n_dp_flows = udpif_get_n_flows(udpif);
+        kill_them_all = n_dp_flows > flow_limit * 2;
+        max_idle = n_dp_flows > flow_limit ? 100 : ofproto_max_idle;
+
+        for (f = flows; f < &flows[n_dumped]; f++) {
+            long long int used = f->stats.used;
+            struct udpif_key *ukey;
+            bool already_dumped, keep;
+
+            if (!ukey_acquire(udpif, f->key, f->key_len, used, &ukey)) {
+                /* We couldn't acquire the ukey. This means that
+                 * another revalidator is processing this flow
+                 * concurrently, so don't bother processing it. */
+                COVERAGE_INC(dumped_duplicate_flow);
+                continue;
+            }
+
+            already_dumped = ukey->dump_seq == dump_seq;
+            if (already_dumped) {
+                /* The flow has already been handled during this flow dump
+                 * operation. Skip it. */
+                if (ukey->xcache) {
+                    COVERAGE_INC(dumped_duplicate_flow);
+                } else {
+                    COVERAGE_INC(dumped_new_flow);
                 }
+                ovs_mutex_unlock(&ukey->mutex);
+                continue;
+            }
+
+            if (!used) {
+                used = ukey->created;
+            }
+            if (kill_them_all || (used && used < now - max_idle)) {
+                keep = false;
+            } else {
+                keep = revalidate_ukey(udpif, ukey, f);
+            }
+            ukey->dump_seq = dump_seq;
+            ukey->flow_exists = keep;
+
+            if (!keep) {
+                dump_op_init(&ops[n_ops++], f->key, f->key_len, ukey);
             }
+            ovs_mutex_unlock(&ukey->mutex);
+        }
+
+        if (n_ops) {
+            push_dump_ops__(udpif, ops, n_ops);
         }
     }
+    dpif_flow_dump_thread_destroy(dump_thread);
+}
+
+/* Called with exclusive access to 'revalidator' and 'ukey'. */
+static bool
+handle_missed_revalidation(struct revalidator *revalidator,
+                           struct udpif_key *ukey)
+    OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
+{
+    struct udpif *udpif = revalidator->udpif;
+    struct dpif_flow flow;
+    struct ofpbuf buf;
+    uint64_t stub[DPIF_FLOW_BUFSIZE / 8];
+    bool keep = false;
 
-    LIST_FOR_EACH_SAFE (udump, next_udump, list_node, udumps) {
-        list_remove(&udump->list_node);
-        free(udump);
+    COVERAGE_INC(revalidate_missed_dp_flow);
+
+    ofpbuf_use_stub(&buf, &stub, sizeof stub);
+    if (!dpif_flow_get(udpif->dpif, ukey->key, ukey->key_len, &buf, &flow)) {
+        keep = revalidate_ukey(udpif, ukey, &flow);
     }
+    ofpbuf_uninit(&buf);
+
+    return keep;
 }
 
 static void
-revalidator_sweep(struct revalidator *revalidator)
+revalidator_sweep__(struct revalidator *revalidator, bool purge)
+    OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
 {
+    struct dump_op ops[REVALIDATE_MAX_BATCH];
     struct udpif_key *ukey, *next;
+    size_t n_ops;
+    uint64_t dump_seq;
 
-    HMAP_FOR_EACH_SAFE (ukey, next, hmap_node, &revalidator->ukeys) {
-        if (ukey->mark) {
-            ukey->mark = false;
-        } else {
+    n_ops = 0;
+    dump_seq = seq_read(revalidator->udpif->dump_seq);
+
+    /* During garbage collection, this revalidator completely owns its ukeys
+     * map, and therefore doesn't need to do any locking. */
+    HMAP_FOR_EACH_SAFE (ukey, next, hmap_node, revalidator->ukeys) {
+        if (ukey->flow_exists
+            && (purge
+                || (ukey->dump_seq != dump_seq
+                    && revalidator->udpif->need_revalidate
+                    && !handle_missed_revalidation(revalidator, ukey)))) {
+            struct dump_op *op = &ops[n_ops++];
+
+            dump_op_init(op, ukey->key, ukey->key_len, ukey);
+            if (n_ops == REVALIDATE_MAX_BATCH) {
+                push_dump_ops(revalidator, ops, n_ops);
+                n_ops = 0;
+            }
+        } else if (!ukey->flow_exists) {
             ukey_delete(revalidator, ukey);
         }
     }
+
+    if (n_ops) {
+        push_dump_ops(revalidator, ops, n_ops);
+    }
+}
+
+static void
+revalidator_sweep(struct revalidator *revalidator)
+{
+    revalidator_sweep__(revalidator, false);
+}
+
+static void
+revalidator_purge(struct revalidator *revalidator)
+{
+    revalidator_sweep__(revalidator, true);
 }
 \f
 static void
@@ -1526,40 +1671,24 @@ upcall_unixctl_show(struct unixctl_conn *conn, int argc OVS_UNUSED,
 
     LIST_FOR_EACH (udpif, list_node, &all_udpifs) {
         unsigned int flow_limit;
-        long long int max_idle;
         size_t i;
 
-        atomic_read(&udpif->flow_limit, &flow_limit);
-        atomic_read(&udpif->max_idle, &max_idle);
+        atomic_read_relaxed(&udpif->flow_limit, &flow_limit);
 
         ds_put_format(&ds, "%s:\n", dpif_name(udpif->dpif));
-        ds_put_format(&ds, "\tflows         : (current %"PRIu64")"
+        ds_put_format(&ds, "\tflows         : (current %lu)"
             " (avg %u) (max %u) (limit %u)\n", udpif_get_n_flows(udpif),
             udpif->avg_n_flows, udpif->max_n_flows, flow_limit);
-        ds_put_format(&ds, "\tmax idle      : %lldms\n", max_idle);
         ds_put_format(&ds, "\tdump duration : %lldms\n", udpif->dump_duration);
 
-        ds_put_char(&ds, '\n');
-        for (i = 0; i < udpif->n_handlers; i++) {
-            struct handler *handler = &udpif->handlers[i];
-
-            ovs_mutex_lock(&handler->mutex);
-            ds_put_format(&ds, "\t%s: (upcall queue %"PRIuSIZE")\n",
-                          handler->name, handler->n_upcalls);
-            ovs_mutex_unlock(&handler->mutex);
-        }
-
         ds_put_char(&ds, '\n');
         for (i = 0; i < n_revalidators; i++) {
             struct revalidator *revalidator = &udpif->revalidators[i];
 
-            /* XXX: The result of hmap_count(&revalidator->ukeys) may not be
-             * accurate because it's not protected by the revalidator mutex. */
-            ovs_mutex_lock(&revalidator->mutex);
-            ds_put_format(&ds, "\t%s: (dump queue %"PRIuSIZE") (keys %"PRIuSIZE
-                          ")\n", revalidator->name, revalidator->n_udumps,
-                          hmap_count(&revalidator->ukeys));
-            ovs_mutex_unlock(&revalidator->mutex);
+            ovs_mutex_lock(&udpif->ukeys[i].mutex);
+            ds_put_format(&ds, "\t%u: (keys %"PRIuSIZE")\n",
+                          revalidator->id, hmap_count(&udpif->ukeys[i].hmap));
+            ovs_mutex_unlock(&udpif->ukeys[i].mutex);
         }
     }
 
@@ -1577,8 +1706,8 @@ upcall_unixctl_disable_megaflows(struct unixctl_conn *conn,
                                  const char *argv[] OVS_UNUSED,
                                  void *aux OVS_UNUSED)
 {
-    atomic_store(&enable_megaflows, false);
-    udpif_flush();
+    atomic_store_relaxed(&enable_megaflows, false);
+    udpif_flush_all_datapaths();
     unixctl_command_reply(conn, "megaflows disabled");
 }
 
@@ -1592,7 +1721,49 @@ upcall_unixctl_enable_megaflows(struct unixctl_conn *conn,
                                 const char *argv[] OVS_UNUSED,
                                 void *aux OVS_UNUSED)
 {
-    atomic_store(&enable_megaflows, true);
-    udpif_flush();
+    atomic_store_relaxed(&enable_megaflows, true);
+    udpif_flush_all_datapaths();
     unixctl_command_reply(conn, "megaflows enabled");
 }
+
+/* Set the flow limit.
+ *
+ * This command is only needed for advanced debugging, so it's not
+ * documented in the man page. */
+static void
+upcall_unixctl_set_flow_limit(struct unixctl_conn *conn,
+                              int argc OVS_UNUSED,
+                              const char *argv[] OVS_UNUSED,
+                              void *aux OVS_UNUSED)
+{
+    struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
+    struct udpif *udpif;
+    unsigned int flow_limit = atoi(argv[1]);
+
+    LIST_FOR_EACH (udpif, list_node, &all_udpifs) {
+        atomic_store_relaxed(&udpif->flow_limit, flow_limit);
+    }
+    ds_put_format(&ds, "set flow_limit to %u\n", flow_limit);
+    unixctl_command_reply(conn, ds_cstr(&ds));
+    ds_destroy(&ds);
+}
+
+static void
+upcall_unixctl_dump_wait(struct unixctl_conn *conn,
+                         int argc OVS_UNUSED,
+                         const char *argv[] OVS_UNUSED,
+                         void *aux OVS_UNUSED)
+{
+    if (list_is_singleton(&all_udpifs)) {
+        struct udpif *udpif = NULL;
+        size_t len;
+
+        udpif = OBJECT_CONTAINING(list_front(&all_udpifs), udpif, list_node);
+        len = (udpif->n_conns + 1) * sizeof *udpif->conns;
+        udpif->conn_seq = seq_read(udpif->dump_seq);
+        udpif->conns = xrealloc(udpif->conns, len);
+        udpif->conns[udpif->n_conns++] = conn;
+    } else {
+        unixctl_command_reply_error(conn, "can't wait on multiple udpifs.");
+    }
+}