openflow: Table maintenance commands for Geneve options.
[cascardo/ovs.git] / include / openflow / nicira-ext.h
1 /*
2  * Copyright (c) 2008, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014 Nicira, Inc.
3  *
4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
5  * you may not use this file except in compliance with the License.
6  * You may obtain a copy of the License at:
7  *
8  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
9  *
10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
13  * See the License for the specific language governing permissions and
14  * limitations under the License.
15  */
16
17 #ifndef OPENFLOW_NICIRA_EXT_H
18 #define OPENFLOW_NICIRA_EXT_H 1
19
20 #include <openflow/openflow.h>
21 #include <openvswitch/types.h>
22
23 /* The following vendor extensions, proposed by Nicira, are not yet
24  * standardized, so they are not included in openflow.h.  Some of them may be
25  * suitable for standardization; others we never expect to standardize. */
26
27 \f
28 /* Nicira vendor-specific error messages extension.
29  *
30  * OpenFlow 1.0 has a set of predefined error types (OFPET_*) and codes (which
31  * are specific to each type).  It does not have any provision for
32  * vendor-specific error codes, and it does not even provide "generic" error
33  * codes that can apply to problems not anticipated by the OpenFlow
34  * specification authors.
35  *
36  * This extension attempts to address the problem by adding a generic "error
37  * vendor extension".  The extension works as follows: use NXET_VENDOR as type
38  * and NXVC_VENDOR_ERROR as code, followed by struct nx_vendor_error with
39  * vendor-specific details, followed by at least 64 bytes of the failed
40  * request.
41  *
42  * It would be better to have a type-specific vendor extension, e.g. so that
43  * OFPET_BAD_ACTION could be used with vendor-specific code values.  But
44  * OFPET_BAD_ACTION and most other standardized types already specify that
45  * their 'data' values are (the start of) the OpenFlow message being replied
46  * to, so there is no room to insert a vendor ID.
47  *
48  * Currently this extension is only implemented by Open vSwitch, but it seems
49  * like a reasonable candidate for future standardization.
50  */
51
52 /* This is a random number to avoid accidental collision with any other
53  * vendor's extension. */
54 #define NXET_VENDOR 0xb0c2
55
56 /* ofp_error msg 'code' values for NXET_VENDOR. */
57 enum nx_vendor_code {
58     NXVC_VENDOR_ERROR           /* 'data' contains struct nx_vendor_error. */
59 };
60
61 /* 'data' for 'type' == NXET_VENDOR, 'code' == NXVC_VENDOR_ERROR. */
62 struct nx_vendor_error {
63     ovs_be32 vendor;            /* Vendor ID as in struct ofp_vendor_header. */
64     ovs_be16 type;              /* Vendor-defined type. */
65     ovs_be16 code;              /* Vendor-defined subtype. */
66     /* Followed by at least the first 64 bytes of the failed request. */
67 };
68 \f
69 /* Nicira vendor requests and replies. */
70
71 /* Header for Nicira vendor requests and replies. */
72 struct nicira_header {
73     struct ofp_header header;
74     ovs_be32 vendor;            /* NX_VENDOR_ID. */
75     ovs_be32 subtype;           /* See the NXT numbers in ofp-msgs.h. */
76 };
77 OFP_ASSERT(sizeof(struct nicira_header) == 16);
78
79 /* Header for Nicira vendor stats request and reply messages in OpenFlow
80  * 1.0. */
81 struct nicira10_stats_msg {
82     struct ofp10_vendor_stats_msg vsm; /* Vendor NX_VENDOR_ID. */
83     ovs_be32 subtype;           /* One of NXST_* below. */
84     uint8_t pad[4];             /* Align to 64-bits. */
85 };
86 OFP_ASSERT(sizeof(struct nicira10_stats_msg) == 24);
87
88 /* Header for Nicira vendor stats request and reply messages in OpenFlow
89  * 1.1. */
90 struct nicira11_stats_msg {
91     struct ofp11_vendor_stats_msg vsm; /* Vendor NX_VENDOR_ID. */
92     ovs_be32 subtype;           /* One of NXST_* below. */
93 };
94 OFP_ASSERT(sizeof(struct nicira11_stats_msg) == 24);
95
96 /* Fields to use when hashing flows. */
97 enum nx_hash_fields {
98     /* Ethernet source address (NXM_OF_ETH_SRC) only. */
99     NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC,
100
101     /* L2 through L4, symmetric across src/dst.  Specifically, each of the
102      * following fields, if present, is hashed (slashes separate symmetric
103      * pairs):
104      *
105      *  - NXM_OF_ETH_DST / NXM_OF_ETH_SRC
106      *  - NXM_OF_ETH_TYPE
107      *  - The VID bits from NXM_OF_VLAN_TCI, ignoring PCP and CFI.
108      *  - NXM_OF_IP_PROTO
109      *  - NXM_OF_IP_SRC / NXM_OF_IP_DST
110      *  - NXM_OF_TCP_SRC / NXM_OF_TCP_DST
111      */
112     NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4
113 };
114
115 /* This command enables or disables an Open vSwitch extension that allows a
116  * controller to specify the OpenFlow table to which a flow should be added,
117  * instead of having the switch decide which table is most appropriate as
118  * required by OpenFlow 1.0.  Because NXM was designed as an extension to
119  * OpenFlow 1.0, the extension applies equally to ofp10_flow_mod and
120  * nx_flow_mod.  By default, the extension is disabled.
121  *
122  * When this feature is enabled, Open vSwitch treats struct ofp10_flow_mod's
123  * and struct nx_flow_mod's 16-bit 'command' member as two separate fields.
124  * The upper 8 bits are used as the table ID, the lower 8 bits specify the
125  * command as usual.  A table ID of 0xff is treated like a wildcarded table ID.
126  *
127  * The specific treatment of the table ID depends on the type of flow mod:
128  *
129  *    - OFPFC_ADD: Given a specific table ID, the flow is always placed in that
130  *      table.  If an identical flow already exists in that table only, then it
131  *      is replaced.  If the flow cannot be placed in the specified table,
132  *      either because the table is full or because the table cannot support
133  *      flows of the given type, the switch replies with an OFPFMFC_TABLE_FULL
134  *      error.  (A controller can distinguish these cases by comparing the
135  *      current and maximum number of entries reported in ofp_table_stats.)
136  *
137  *      If the table ID is wildcarded, the switch picks an appropriate table
138  *      itself.  If an identical flow already exist in the selected flow table,
139  *      then it is replaced.  The choice of table might depend on the flows
140  *      that are already in the switch; for example, if one table fills up then
141  *      the switch might fall back to another one.
142  *
143  *    - OFPFC_MODIFY, OFPFC_DELETE: Given a specific table ID, only flows
144  *      within that table are matched and modified or deleted.  If the table ID
145  *      is wildcarded, flows within any table may be matched and modified or
146  *      deleted.
147  *
148  *    - OFPFC_MODIFY_STRICT, OFPFC_DELETE_STRICT: Given a specific table ID,
149  *      only a flow within that table may be matched and modified or deleted.
150  *      If the table ID is wildcarded and exactly one flow within any table
151  *      matches, then it is modified or deleted; if flows in more than one
152  *      table match, then none is modified or deleted.
153  */
154 struct nx_flow_mod_table_id {
155     uint8_t set;                /* Nonzero to enable, zero to disable. */
156     uint8_t pad[7];
157 };
158 OFP_ASSERT(sizeof(struct nx_flow_mod_table_id) == 8);
159
160 enum nx_packet_in_format {
161     NXPIF_OPENFLOW10 = 0,       /* Standard OpenFlow 1.0 compatible. */
162     NXPIF_NXM = 1               /* Nicira Extended. */
163 };
164
165 /* NXT_SET_PACKET_IN_FORMAT request. */
166 struct nx_set_packet_in_format {
167     ovs_be32 format;            /* One of NXPIF_*. */
168 };
169 OFP_ASSERT(sizeof(struct nx_set_packet_in_format) == 4);
170
171 /* NXT_PACKET_IN (analogous to OFPT_PACKET_IN).
172  *
173  * NXT_PACKET_IN is similar to the OpenFlow 1.2 OFPT_PACKET_IN.  The
174  * differences are:
175  *
176  *     - NXT_PACKET_IN includes the cookie of the rule that triggered the
177  *       message.  (OpenFlow 1.3 OFPT_PACKET_IN also includes the cookie.)
178  *
179  *     - The metadata fields use NXM (instead of OXM) field numbers.
180  *
181  * Open vSwitch 1.9.0 and later omits metadata fields that are zero (as allowed
182  * by OpenFlow 1.2).  Earlier versions included all implemented metadata
183  * fields.
184  *
185  * Open vSwitch does not include non-metadata in the nx_match, because by
186  * definition that information can be found in the packet itself.  The format
187  * and the standards allow this, however, so controllers should be prepared to
188  * tolerate future changes.
189  *
190  * The NXM format is convenient for reporting metadata values, but it is
191  * important not to interpret the format as matching against a flow, because it
192  * does not.  Nothing is being matched; arbitrary metadata masks would not be
193  * meaningful.
194  *
195  * Whereas in most cases a controller can expect to only get back NXM fields
196  * that it set up itself (e.g. flow dumps will ordinarily report only NXM
197  * fields from flows that the controller added), NXT_PACKET_IN messages might
198  * contain fields that the controller does not understand, because the switch
199  * might support fields (new registers, new protocols, etc.) that the
200  * controller does not.  The controller must prepared to tolerate these.
201  *
202  * The 'cookie' field has no meaning when 'reason' is OFPR_NO_MATCH.  In this
203  * case it should be UINT64_MAX. */
204 struct nx_packet_in {
205     ovs_be32 buffer_id;       /* ID assigned by datapath. */
206     ovs_be16 total_len;       /* Full length of frame. */
207     uint8_t reason;           /* Reason packet is sent (one of OFPR_*). */
208     uint8_t table_id;         /* ID of the table that was looked up. */
209     ovs_be64 cookie;          /* Cookie of the rule that was looked up. */
210     ovs_be16 match_len;       /* Size of nx_match. */
211     uint8_t pad[6];           /* Align to 64-bits. */
212     /* Followed by:
213      *   - Exactly match_len (possibly 0) bytes containing the nx_match, then
214      *   - Exactly (match_len + 7)/8*8 - match_len (between 0 and 7) bytes of
215      *     all-zero bytes, then
216      *   - Exactly 2 all-zero padding bytes, then
217      *   - An Ethernet frame whose length is inferred from nxh.header.length.
218      *
219      * The padding bytes preceding the Ethernet frame ensure that the IP
220      * header (if any) following the Ethernet header is 32-bit aligned. */
221
222     /* uint8_t nxm_fields[...]; */ /* NXM headers. */
223     /* uint8_t pad[2]; */          /* Align to 64 bit + 16 bit. */
224     /* uint8_t data[0]; */         /* Ethernet frame. */
225 };
226 OFP_ASSERT(sizeof(struct nx_packet_in) == 24);
227
228 /* Configures the "role" of the sending controller.  The default role is:
229  *
230  *    - Other (NX_ROLE_OTHER), which allows the controller access to all
231  *      OpenFlow features.
232  *
233  * The other possible roles are a related pair:
234  *
235  *    - Master (NX_ROLE_MASTER) is equivalent to Other, except that there may
236  *      be at most one Master controller at a time: when a controller
237  *      configures itself as Master, any existing Master is demoted to the
238  *      Slave role.
239  *
240  *    - Slave (NX_ROLE_SLAVE) allows the controller read-only access to
241  *      OpenFlow features.  In particular attempts to modify the flow table
242  *      will be rejected with an OFPBRC_EPERM error.
243  *
244  *      Slave controllers do not receive OFPT_PACKET_IN or OFPT_FLOW_REMOVED
245  *      messages, but they do receive OFPT_PORT_STATUS messages.
246  */
247 struct nx_role_request {
248     ovs_be32 role;              /* One of NX_ROLE_*. */
249 };
250 OFP_ASSERT(sizeof(struct nx_role_request) == 4);
251
252 enum nx_role {
253     NX_ROLE_OTHER,              /* Default role, full access. */
254     NX_ROLE_MASTER,             /* Full access, at most one. */
255     NX_ROLE_SLAVE               /* Read-only access. */
256 };
257
258 /* NXT_SET_ASYNC_CONFIG.
259  *
260  * Sent by a controller, this message configures the asynchronous messages that
261  * the controller wants to receive.  Element 0 in each array specifies messages
262  * of interest when the controller has an "other" or "master" role; element 1,
263  * when the controller has a "slave" role.
264  *
265  * Each array element is a bitmask in which a 0-bit disables receiving a
266  * particular message and a 1-bit enables receiving it.  Each bit controls the
267  * message whose 'reason' corresponds to the bit index.  For example, the bit
268  * with value 1<<2 == 4 in port_status_mask[1] determines whether the
269  * controller will receive OFPT_PORT_STATUS messages with reason OFPPR_MODIFY
270  * (value 2) when the controller has a "slave" role.
271  *
272  * As a side effect, for service controllers, this message changes the
273  * miss_send_len from default of zero to OFP_DEFAULT_MISS_SEND_LEN (128).
274  */
275 struct nx_async_config {
276     ovs_be32 packet_in_mask[2];    /* Bitmasks of OFPR_* values. */
277     ovs_be32 port_status_mask[2];  /* Bitmasks of OFPRR_* values. */
278     ovs_be32 flow_removed_mask[2]; /* Bitmasks of OFPPR_* values. */
279 };
280 OFP_ASSERT(sizeof(struct nx_async_config) == 24);
281 \f
282 /* Flexible flow specifications (aka NXM = Nicira Extended Match).
283  *
284  * OpenFlow 1.0 has "struct ofp10_match" for specifying flow matches.  This
285  * structure is fixed-length and hence difficult to extend.  This section
286  * describes a more flexible, variable-length flow match, called "nx_match" for
287  * short, that is also supported by Open vSwitch.  This section also defines a
288  * replacement for each OpenFlow message that includes struct ofp10_match.
289  *
290  * OpenFlow 1.2+ introduced OpenFlow Extensible Match (OXM), adapting
291  * the design of NXM.  The format of NXM and OXM are compatible.
292  *
293  *
294  * Format
295  * ======
296  *
297  * An nx_match is a sequence of zero or more "nxm_entry"s, which are
298  * type-length-value (TLV) entries, each 5 to 259 (inclusive) bytes long.
299  * "nxm_entry"s are not aligned on or padded to any multibyte boundary.  The
300  * first 4 bytes of an nxm_entry are its "header", followed by the entry's
301  * "body".
302  *
303  * An nxm_entry's header is interpreted as a 32-bit word in network byte order:
304  *
305  * |<-------------------- nxm_type ------------------>|
306  * |                                                  |
307  * |31                              16 15            9| 8 7                0
308  * +----------------------------------+---------------+--+------------------+
309  * |            nxm_vendor            |   nxm_field   |hm|    nxm_length    |
310  * +----------------------------------+---------------+--+------------------+
311  *
312  * The most-significant 23 bits of the header are collectively "nxm_type".
313  * Bits 16...31 are "nxm_vendor", one of OFPXMC12_* values.  In case of
314  * NXM, it's either OFPXMC12_NXM_0 or OFPXMC12_NXM_1.
315  * Bits 9...15 are "nxm_field", which is a vendor-specific value.  nxm_type
316  * normally designates a protocol header, such as the Ethernet type, but it
317  * can also refer to packet metadata, such as the switch port on which a packet
318  * arrived.
319  *
320  * Bit 8 is "nxm_hasmask" (labeled "hm" above for space reasons).  The meaning
321  * of this bit is explained later.
322  *
323  * The least-significant 8 bits are "nxm_length", a positive integer.  The
324  * length of the nxm_entry, including the header, is exactly 4 + nxm_length
325  * bytes.
326  *
327  * For a given nxm_vendor, nxm_field, and nxm_hasmask value, nxm_length is a
328  * constant.  It is included only to allow software to minimally parse
329  * "nxm_entry"s of unknown types.  (Similarly, for a given nxm_vendor,
330  * nxm_field, and nxm_length, nxm_hasmask is a constant.)
331  *
332  *
333  * Semantics
334  * =========
335  *
336  * A zero-length nx_match (one with no "nxm_entry"s) matches every packet.
337  *
338  * An nxm_entry places a constraint on the packets matched by the nx_match:
339  *
340  *   - If nxm_hasmask is 0, the nxm_entry's body contains a value for the
341  *     field, called "nxm_value".  The nx_match matches only packets in which
342  *     the field equals nxm_value.
343  *
344  *   - If nxm_hasmask is 1, then the nxm_entry's body contains a value for the
345  *     field (nxm_value), followed by a bitmask of the same length as the
346  *     value, called "nxm_mask".  For each 1-bit in position J in nxm_mask, the
347  *     nx_match matches only packets for which bit J in the given field's value
348  *     matches bit J in nxm_value.  A 0-bit in nxm_mask causes the
349  *     corresponding bit in nxm_value is ignored (it should be 0; Open vSwitch
350  *     may enforce this someday), as is the corresponding bit in the field's
351  *     value.  (The sense of the nxm_mask bits is the opposite of that used by
352  *     the "wildcards" member of struct ofp10_match.)
353  *
354  *     When nxm_hasmask is 1, nxm_length is always even.
355  *
356  *     An all-zero-bits nxm_mask is equivalent to omitting the nxm_entry
357  *     entirely.  An all-one-bits nxm_mask is equivalent to specifying 0 for
358  *     nxm_hasmask.
359  *
360  * When there are multiple "nxm_entry"s, all of the constraints must be met.
361  *
362  *
363  * Mask Restrictions
364  * =================
365  *
366  * Masks may be restricted:
367  *
368  *   - Some nxm_types may not support masked wildcards, that is, nxm_hasmask
369  *     must always be 0 when these fields are specified.  For example, the
370  *     field that identifies the port on which a packet was received may not be
371  *     masked.
372  *
373  *   - Some nxm_types that do support masked wildcards may only support certain
374  *     nxm_mask patterns.  For example, fields that have IPv4 address values
375  *     may be restricted to CIDR masks.
376  *
377  * These restrictions should be noted in specifications for individual fields.
378  * A switch may accept an nxm_hasmask or nxm_mask value that the specification
379  * disallows, if the switch correctly implements support for that nxm_hasmask
380  * or nxm_mask value.  A switch must reject an attempt to set up a flow that
381  * contains a nxm_hasmask or nxm_mask value that it does not support.
382  *
383  *
384  * Prerequisite Restrictions
385  * =========================
386  *
387  * The presence of an nxm_entry with a given nxm_type may be restricted based
388  * on the presence of or values of other "nxm_entry"s.  For example:
389  *
390  *   - An nxm_entry for nxm_type=NXM_OF_IP_TOS is allowed only if it is
391  *     preceded by another entry with nxm_type=NXM_OF_ETH_TYPE, nxm_hasmask=0,
392  *     and nxm_value=0x0800.  That is, matching on the IP source address is
393  *     allowed only if the Ethernet type is explicitly set to IP.
394  *
395  *   - An nxm_entry for nxm_type=NXM_OF_TCP_SRC is allowed only if it is
396  *     preceded by an entry with nxm_type=NXM_OF_ETH_TYPE, nxm_hasmask=0, and
397  *     nxm_value either 0x0800 or 0x86dd, and another with
398  *     nxm_type=NXM_OF_IP_PROTO, nxm_hasmask=0, nxm_value=6, in that order.
399  *     That is, matching on the TCP source port is allowed only if the Ethernet
400  *     type is IP or IPv6 and the IP protocol is TCP.
401  *
402  * These restrictions should be noted in specifications for individual fields.
403  * A switch may implement relaxed versions of these restrictions.  A switch
404  * must reject an attempt to set up a flow that violates its restrictions.
405  *
406  *
407  * Ordering Restrictions
408  * =====================
409  *
410  * An nxm_entry that has prerequisite restrictions must appear after the
411  * "nxm_entry"s for its prerequisites.  Ordering of "nxm_entry"s within an
412  * nx_match is not otherwise constrained.
413  *
414  * Any given nxm_type may appear in an nx_match at most once.
415  *
416  *
417  * nxm_entry Examples
418  * ==================
419  *
420  * These examples show the format of a single nxm_entry with particular
421  * nxm_hasmask and nxm_length values.  The diagrams are labeled with field
422  * numbers and byte indexes.
423  *
424  *
425  * 8-bit nxm_value, nxm_hasmask=1, nxm_length=2:
426  *
427  *  0          3  4   5
428  * +------------+---+---+
429  * |   header   | v | m |
430  * +------------+---+---+
431  *
432  *
433  * 16-bit nxm_value, nxm_hasmask=0, nxm_length=2:
434  *
435  *  0          3 4    5
436  * +------------+------+
437  * |   header   | value|
438  * +------------+------+
439  *
440  *
441  * 32-bit nxm_value, nxm_hasmask=0, nxm_length=4:
442  *
443  *  0          3 4           7
444  * +------------+-------------+
445  * |   header   |  nxm_value  |
446  * +------------+-------------+
447  *
448  *
449  * 48-bit nxm_value, nxm_hasmask=0, nxm_length=6:
450  *
451  *  0          3 4                9
452  * +------------+------------------+
453  * |   header   |     nxm_value    |
454  * +------------+------------------+
455  *
456  *
457  * 48-bit nxm_value, nxm_hasmask=1, nxm_length=12:
458  *
459  *  0          3 4                9 10              15
460  * +------------+------------------+------------------+
461  * |   header   |     nxm_value    |      nxm_mask    |
462  * +------------+------------------+------------------+
463  *
464  *
465  * Error Reporting
466  * ===============
467  *
468  * A switch should report an error in an nx_match using error type
469  * OFPET_BAD_REQUEST and one of the NXBRC_NXM_* codes.  Ideally the switch
470  * should report a specific error code, if one is assigned for the particular
471  * problem, but NXBRC_NXM_INVALID is also available to report a generic
472  * nx_match error.
473  */
474
475 /* Number of registers allocated NXM field IDs. */
476 #define NXM_NX_MAX_REGS 16
477
478 /* Bits in the value of NXM_NX_IP_FRAG. */
479 #define NX_IP_FRAG_ANY   (1 << 0) /* Is this a fragment? */
480 #define NX_IP_FRAG_LATER (1 << 1) /* Is this a fragment with nonzero offset? */
481
482 /* ## --------------------- ## */
483 /* ## Requests and replies. ## */
484 /* ## --------------------- ## */
485
486 enum nx_flow_format {
487     NXFF_OPENFLOW10 = 0,         /* Standard OpenFlow 1.0 compatible. */
488     NXFF_NXM = 2                 /* Nicira extended match. */
489 };
490
491 /* NXT_SET_FLOW_FORMAT request. */
492 struct nx_set_flow_format {
493     ovs_be32 format;            /* One of NXFF_*. */
494 };
495 OFP_ASSERT(sizeof(struct nx_set_flow_format) == 4);
496
497 /* NXT_FLOW_MOD (analogous to OFPT_FLOW_MOD).
498  *
499  * It is possible to limit flow deletions and modifications to certain
500  * cookies by using the NXM_NX_COOKIE(_W) matches.  The "cookie" field
501  * is used only to add or modify flow cookies.
502  */
503 struct nx_flow_mod {
504     ovs_be64 cookie;              /* Opaque controller-issued identifier. */
505     ovs_be16 command;             /* OFPFC_* + possibly a table ID (see comment
506                                    * on struct nx_flow_mod_table_id). */
507     ovs_be16 idle_timeout;        /* Idle time before discarding (seconds). */
508     ovs_be16 hard_timeout;        /* Max time before discarding (seconds). */
509     ovs_be16 priority;            /* Priority level of flow entry. */
510     ovs_be32 buffer_id;           /* Buffered packet to apply to (or -1).
511                                      Not meaningful for OFPFC_DELETE*. */
512     ovs_be16 out_port;            /* For OFPFC_DELETE* commands, require
513                                      matching entries to include this as an
514                                      output port.  A value of OFPP_NONE
515                                      indicates no restriction. */
516     ovs_be16 flags;               /* One of OFPFF_*. */
517     ovs_be16 match_len;           /* Size of nx_match. */
518     uint8_t pad[6];               /* Align to 64-bits. */
519     /* Followed by:
520      *   - Exactly match_len (possibly 0) bytes containing the nx_match, then
521      *   - Exactly (match_len + 7)/8*8 - match_len (between 0 and 7) bytes of
522      *     all-zero bytes, then
523      *   - Actions to fill out the remainder of the message length (always a
524      *     multiple of 8).
525      */
526 };
527 OFP_ASSERT(sizeof(struct nx_flow_mod) == 32);
528
529 /* NXT_FLOW_REMOVED (analogous to OFPT_FLOW_REMOVED).
530  *
531  * 'table_id' is present only in Open vSwitch 1.11 and later.  In earlier
532  * versions of Open vSwitch, this is a padding byte that is always zeroed.
533  * Therefore, a 'table_id' value of 0 indicates that the table ID is not known,
534  * and other values may be interpreted as one more than the flow's former table
535  * ID. */
536 struct nx_flow_removed {
537     ovs_be64 cookie;          /* Opaque controller-issued identifier. */
538     ovs_be16 priority;        /* Priority level of flow entry. */
539     uint8_t reason;           /* One of OFPRR_*. */
540     uint8_t table_id;         /* Flow's former table ID, plus one. */
541     ovs_be32 duration_sec;    /* Time flow was alive in seconds. */
542     ovs_be32 duration_nsec;   /* Time flow was alive in nanoseconds beyond
543                                  duration_sec. */
544     ovs_be16 idle_timeout;    /* Idle timeout from original flow mod. */
545     ovs_be16 match_len;       /* Size of nx_match. */
546     ovs_be64 packet_count;
547     ovs_be64 byte_count;
548     /* Followed by:
549      *   - Exactly match_len (possibly 0) bytes containing the nx_match, then
550      *   - Exactly (match_len + 7)/8*8 - match_len (between 0 and 7) bytes of
551      *     all-zero bytes. */
552 };
553 OFP_ASSERT(sizeof(struct nx_flow_removed) == 40);
554
555 /* Nicira vendor stats request of type NXST_FLOW (analogous to OFPST_FLOW
556  * request).
557  *
558  * It is possible to limit matches to certain cookies by using the
559  * NXM_NX_COOKIE and NXM_NX_COOKIE_W matches.
560  */
561 struct nx_flow_stats_request {
562     ovs_be16 out_port;        /* Require matching entries to include this
563                                  as an output port.  A value of OFPP_NONE
564                                  indicates no restriction. */
565     ovs_be16 match_len;       /* Length of nx_match. */
566     uint8_t table_id;         /* ID of table to read (from ofp_table_stats)
567                                  or 0xff for all tables. */
568     uint8_t pad[3];           /* Align to 64 bits. */
569     /* Followed by:
570      *   - Exactly match_len (possibly 0) bytes containing the nx_match, then
571      *   - Exactly (match_len + 7)/8*8 - match_len (between 0 and 7) bytes of
572      *     all-zero bytes, which must also exactly fill out the length of the
573      *     message.
574      */
575 };
576 OFP_ASSERT(sizeof(struct nx_flow_stats_request) == 8);
577
578 /* Body for Nicira vendor stats reply of type NXST_FLOW (analogous to
579  * OFPST_FLOW reply).
580  *
581  * The values of 'idle_age' and 'hard_age' are only meaningful when talking to
582  * a switch that implements the NXT_FLOW_AGE extension.  Zero means that the
583  * true value is unknown, perhaps because hardware does not track the value.
584  * (Zero is also the value that one should ordinarily expect to see talking to
585  * a switch that does not implement NXT_FLOW_AGE, since those switches zero the
586  * padding bytes that these fields replaced.)  A nonzero value X represents X-1
587  * seconds.  A value of 65535 represents 65534 or more seconds.
588  *
589  * 'idle_age' is the number of seconds that the flow has been idle, that is,
590  * the number of seconds since a packet passed through the flow.  'hard_age' is
591  * the number of seconds since the flow was last modified (e.g. OFPFC_MODIFY or
592  * OFPFC_MODIFY_STRICT).  (The 'duration_*' fields are the elapsed time since
593  * the flow was added, regardless of subsequent modifications.)
594  *
595  * For a flow with an idle or hard timeout, 'idle_age' or 'hard_age',
596  * respectively, will ordinarily be smaller than the timeout, but flow
597  * expiration times are only approximate and so one must be prepared to
598  * tolerate expirations that occur somewhat early or late.
599  */
600 struct nx_flow_stats {
601     ovs_be16 length;          /* Length of this entry. */
602     uint8_t table_id;         /* ID of table flow came from. */
603     uint8_t pad;
604     ovs_be32 duration_sec;    /* Time flow has been alive in seconds. */
605     ovs_be32 duration_nsec;   /* Time flow has been alive in nanoseconds
606                                  beyond duration_sec. */
607     ovs_be16 priority;        /* Priority of the entry. */
608     ovs_be16 idle_timeout;    /* Number of seconds idle before expiration. */
609     ovs_be16 hard_timeout;    /* Number of seconds before expiration. */
610     ovs_be16 match_len;       /* Length of nx_match. */
611     ovs_be16 idle_age;        /* Seconds since last packet, plus one. */
612     ovs_be16 hard_age;        /* Seconds since last modification, plus one. */
613     ovs_be64 cookie;          /* Opaque controller-issued identifier. */
614     ovs_be64 packet_count;    /* Number of packets, UINT64_MAX if unknown. */
615     ovs_be64 byte_count;      /* Number of bytes, UINT64_MAX if unknown. */
616     /* Followed by:
617      *   - Exactly match_len (possibly 0) bytes containing the nx_match, then
618      *   - Exactly (match_len + 7)/8*8 - match_len (between 0 and 7) bytes of
619      *     all-zero bytes, then
620      *   - Actions to fill out the remainder 'length' bytes (always a multiple
621      *     of 8).
622      */
623 };
624 OFP_ASSERT(sizeof(struct nx_flow_stats) == 48);
625
626 /* Nicira vendor stats request of type NXST_AGGREGATE (analogous to
627  * OFPST_AGGREGATE request).
628  *
629  * The reply format is identical to the reply format for OFPST_AGGREGATE,
630  * except for the header. */
631 struct nx_aggregate_stats_request {
632     ovs_be16 out_port;        /* Require matching entries to include this
633                                  as an output port.  A value of OFPP_NONE
634                                  indicates no restriction. */
635     ovs_be16 match_len;       /* Length of nx_match. */
636     uint8_t table_id;         /* ID of table to read (from ofp_table_stats)
637                                  or 0xff for all tables. */
638     uint8_t pad[3];           /* Align to 64 bits. */
639     /* Followed by:
640      *   - Exactly match_len (possibly 0) bytes containing the nx_match, then
641      *   - Exactly (match_len + 7)/8*8 - match_len (between 0 and 7) bytes of
642      *     all-zero bytes, which must also exactly fill out the length of the
643      *     message.
644      */
645 };
646 OFP_ASSERT(sizeof(struct nx_aggregate_stats_request) == 8);
647 \f
648 /* NXT_SET_CONTROLLER_ID.
649  *
650  * Each OpenFlow controller connection has a 16-bit identifier that is
651  * initially 0.  This message changes the connection's ID to 'id'.
652  *
653  * Controller connection IDs need not be unique.
654  *
655  * The NXAST_CONTROLLER action is the only current user of controller
656  * connection IDs. */
657 struct nx_controller_id {
658     uint8_t zero[6];            /* Must be zero. */
659     ovs_be16 controller_id;     /* New controller connection ID. */
660 };
661 OFP_ASSERT(sizeof(struct nx_controller_id) == 8);
662 \f
663 /* Flow Table Monitoring
664  * =====================
665  *
666  * NXST_FLOW_MONITOR allows a controller to keep track of changes to OpenFlow
667  * flow table(s) or subsets of them, with the following workflow:
668  *
669  * 1. The controller sends an NXST_FLOW_MONITOR request to begin monitoring
670  *    flows.  The 'id' in the request must be unique among all monitors that
671  *    the controller has started and not yet canceled on this OpenFlow
672  *    connection.
673  *
674  * 2. The switch responds with an NXST_FLOW_MONITOR reply.  If the request's
675  *    'flags' included NXFMF_INITIAL, the reply includes all the flows that
676  *    matched the request at the time of the request (with event NXFME_ADDED).
677  *    If 'flags' did not include NXFMF_INITIAL, the reply is empty.
678  *
679  *    The reply uses the xid of the request (as do all replies to OpenFlow
680  *    requests).
681  *
682  * 3. Whenever a change to a flow table entry matches some outstanding monitor
683  *    request's criteria and flags, the switch sends a notification to the
684  *    controller as an additional NXST_FLOW_MONITOR reply with xid 0.
685  *
686  *    When multiple outstanding monitors match a single change, only a single
687  *    notification is sent.  This merged notification includes the information
688  *    requested in any of the individual monitors.  That is, if any of the
689  *    matching monitors requests actions (NXFMF_ACTIONS), the notification
690  *    includes actions, and if any of the monitors request full changes for the
691  *    controller's own changes (NXFMF_OWN), the controller's own changes will
692  *    be included in full.
693  *
694  * 4. The controller may cancel a monitor with NXT_FLOW_MONITOR_CANCEL.  No
695  *    further notifications will be sent on the basis of the canceled monitor
696  *    afterward.
697  *
698  *
699  * Buffer Management
700  * =================
701  *
702  * OpenFlow messages for flow monitor notifications can overflow the buffer
703  * space available to the switch, either temporarily (e.g. due to network
704  * conditions slowing OpenFlow traffic) or more permanently (e.g. the sustained
705  * rate of flow table change exceeds the network bandwidth between switch and
706  * controller).
707  *
708  * When Open vSwitch's notification buffer space reaches a limiting threshold,
709  * OVS reacts as follows:
710  *
711  * 1. OVS sends an NXT_FLOW_MONITOR_PAUSED message to the controller, following
712  *    all the already queued notifications.  After it receives this message,
713  *    the controller knows that its view of the flow table, as represented by
714  *    flow monitor notifications, is incomplete.
715  *
716  * 2. As long as the notification buffer is not empty:
717  *
718  *        - NXMFE_ADD and NXFME_MODIFIED notifications will not be sent.
719  *
720  *        - NXFME_DELETED notifications will still be sent, but only for flows
721  *          that existed before OVS sent NXT_FLOW_MONITOR_PAUSED.
722  *
723  *        - NXFME_ABBREV notifications will not be sent.  They are treated as
724  *          the expanded version (and therefore only the NXFME_DELETED
725  *          components, if any, are sent).
726  *
727  * 3. When the notification buffer empties, OVS sends NXFME_ADD notifications
728  *    for flows added since the buffer reached its limit and NXFME_MODIFIED
729  *    notifications for flows that existed before the limit was reached and
730  *    changed after the limit was reached.
731  *
732  * 4. OVS sends an NXT_FLOW_MONITOR_RESUMED message to the controller.  After
733  *    it receives this message, the controller knows that its view of the flow
734  *    table, as represented by flow monitor notifications, is again complete.
735  *
736  * This allows the maximum buffer space requirement for notifications to be
737  * bounded by the limit plus the maximum number of supported flows.
738  *
739  *
740  * "Flow Removed" messages
741  * =======================
742  *
743  * The flow monitor mechanism is independent of OFPT_FLOW_REMOVED and
744  * NXT_FLOW_REMOVED.  Flow monitor updates for deletion are sent if
745  * NXFMF_DELETE is set on a monitor, regardless of whether the
746  * OFPFF_SEND_FLOW_REM flag was set when the flow was added. */
747
748 /* NXST_FLOW_MONITOR request.
749  *
750  * The NXST_FLOW_MONITOR request's body consists of an array of zero or more
751  * instances of this structure.  The request arranges to monitor the flows
752  * that match the specified criteria, which are interpreted in the same way as
753  * for NXST_FLOW.
754  *
755  * 'id' identifies a particular monitor for the purpose of allowing it to be
756  * canceled later with NXT_FLOW_MONITOR_CANCEL.  'id' must be unique among
757  * existing monitors that have not already been canceled.
758  *
759  * The reply includes the initial flow matches for monitors that have the
760  * NXFMF_INITIAL flag set.  No single flow will be included in the reply more
761  * than once, even if more than one requested monitor matches that flow.  The
762  * reply will be empty if none of the monitors has NXFMF_INITIAL set or if none
763  * of the monitors initially matches any flows.
764  *
765  * For NXFMF_ADD, an event will be reported if 'out_port' matches against the
766  * actions of the flow being added or, for a flow that is replacing an existing
767  * flow, if 'out_port' matches against the actions of the flow being replaced.
768  * For NXFMF_DELETE, 'out_port' matches against the actions of a flow being
769  * deleted.  For NXFMF_MODIFY, an event will be reported if 'out_port' matches
770  * either the old or the new actions. */
771 struct nx_flow_monitor_request {
772     ovs_be32 id;                /* Controller-assigned ID for this monitor. */
773     ovs_be16 flags;             /* NXFMF_*. */
774     ovs_be16 out_port;          /* Required output port, if not OFPP_NONE. */
775     ovs_be16 match_len;         /* Length of nx_match. */
776     uint8_t table_id;           /* One table's ID or 0xff for all tables. */
777     uint8_t zeros[5];           /* Align to 64 bits (must be zero). */
778     /* Followed by:
779      *   - Exactly match_len (possibly 0) bytes containing the nx_match, then
780      *   - Exactly (match_len + 7)/8*8 - match_len (between 0 and 7) bytes of
781      *     all-zero bytes. */
782 };
783 OFP_ASSERT(sizeof(struct nx_flow_monitor_request) == 16);
784
785 /* 'flags' bits in struct nx_flow_monitor_request. */
786 enum nx_flow_monitor_flags {
787     /* When to send updates. */
788     NXFMF_INITIAL = 1 << 0,     /* Initially matching flows. */
789     NXFMF_ADD = 1 << 1,         /* New matching flows as they are added. */
790     NXFMF_DELETE = 1 << 2,      /* Old matching flows as they are removed. */
791     NXFMF_MODIFY = 1 << 3,      /* Matching flows as they are changed. */
792
793     /* What to include in updates. */
794     NXFMF_ACTIONS = 1 << 4,     /* If set, actions are included. */
795     NXFMF_OWN = 1 << 5,         /* If set, include own changes in full. */
796 };
797
798 /* NXST_FLOW_MONITOR reply header.
799  *
800  * The body of an NXST_FLOW_MONITOR reply is an array of variable-length
801  * structures, each of which begins with this header.  The 'length' member may
802  * be used to traverse the array, and the 'event' member may be used to
803  * determine the particular structure.
804  *
805  * Every instance is a multiple of 8 bytes long. */
806 struct nx_flow_update_header {
807     ovs_be16 length;            /* Length of this entry. */
808     ovs_be16 event;             /* One of NXFME_*. */
809     /* ...other data depending on 'event'... */
810 };
811 OFP_ASSERT(sizeof(struct nx_flow_update_header) == 4);
812
813 /* 'event' values in struct nx_flow_update_header. */
814 enum nx_flow_update_event {
815     /* struct nx_flow_update_full. */
816     NXFME_ADDED = 0,            /* Flow was added. */
817     NXFME_DELETED = 1,          /* Flow was deleted. */
818     NXFME_MODIFIED = 2,         /* Flow (generally its actions) was changed. */
819
820     /* struct nx_flow_update_abbrev. */
821     NXFME_ABBREV = 3,           /* Abbreviated reply. */
822 };
823
824 /* NXST_FLOW_MONITOR reply for NXFME_ADDED, NXFME_DELETED, and
825  * NXFME_MODIFIED. */
826 struct nx_flow_update_full {
827     ovs_be16 length;            /* Length is 24. */
828     ovs_be16 event;             /* One of NXFME_*. */
829     ovs_be16 reason;            /* OFPRR_* for NXFME_DELETED, else zero. */
830     ovs_be16 priority;          /* Priority of the entry. */
831     ovs_be16 idle_timeout;      /* Number of seconds idle before expiration. */
832     ovs_be16 hard_timeout;      /* Number of seconds before expiration. */
833     ovs_be16 match_len;         /* Length of nx_match. */
834     uint8_t table_id;           /* ID of flow's table. */
835     uint8_t pad;                /* Reserved, currently zeroed. */
836     ovs_be64 cookie;            /* Opaque controller-issued identifier. */
837     /* Followed by:
838      *   - Exactly match_len (possibly 0) bytes containing the nx_match, then
839      *   - Exactly (match_len + 7)/8*8 - match_len (between 0 and 7) bytes of
840      *     all-zero bytes, then
841      *   - Actions to fill out the remainder 'length' bytes (always a multiple
842      *     of 8).  If NXFMF_ACTIONS was not specified, or 'event' is
843      *     NXFME_DELETED, no actions are included.
844      */
845 };
846 OFP_ASSERT(sizeof(struct nx_flow_update_full) == 24);
847
848 /* NXST_FLOW_MONITOR reply for NXFME_ABBREV.
849  *
850  * When the controller does not specify NXFMF_OWN in a monitor request, any
851  * flow tables changes due to the controller's own requests (on the same
852  * OpenFlow channel) will be abbreviated, when possible, to this form, which
853  * simply specifies the 'xid' of the OpenFlow request (e.g. an OFPT_FLOW_MOD or
854  * NXT_FLOW_MOD) that caused the change.
855  *
856  * Some changes cannot be abbreviated and will be sent in full:
857  *
858  *   - Changes that only partially succeed.  This can happen if, for example,
859  *     a flow_mod with type OFPFC_MODIFY affects multiple flows, but only some
860  *     of those modifications succeed (e.g. due to hardware limitations).
861  *
862  *     This cannot occur with the Open vSwitch software datapath.  This also
863  *     cannot occur in Open vSwitch 2.4 and later, because these versions only
864  *     execute any flow modifications if all of them will succeed.
865  *
866  *   - Changes that race with conflicting changes made by other controllers or
867  *     other flow_mods (not separated by barriers) by the same controller.
868  *
869  *     This cannot occur with the current Open vSwitch implementation
870  *     (regardless of datapath) because Open vSwitch internally serializes
871  *     potentially conflicting changes.
872  *
873  *   - Changes that occur when flow notification is paused (see "Buffer
874  *     Management" above).
875  *
876  * A flow_mod that does not change the flow table will not trigger any
877  * notification, even an abbreviated one.  For example, a "modify" or "delete"
878  * flow_mod that does not match any flows will not trigger a notification.
879  * Whether an "add" or "modify" that specifies all the same parameters that a
880  * flow already has triggers a notification is unspecified and subject to
881  * change in future versions of Open vSwitch.
882  *
883  * OVS will always send the notifications for a given flow table change before
884  * the reply to a OFPT_BARRIER_REQUEST request that follows the flow table
885  * change.  Thus, if the controller does not receive an abbreviated (or
886  * unabbreviated) notification for a flow_mod before the next
887  * OFPT_BARRIER_REPLY, it will never receive one. */
888 struct nx_flow_update_abbrev {
889     ovs_be16 length;            /* Length is 8. */
890     ovs_be16 event;             /* NXFME_ABBREV. */
891     ovs_be32 xid;               /* Controller-specified xid from flow_mod. */
892 };
893 OFP_ASSERT(sizeof(struct nx_flow_update_abbrev) == 8);
894
895 /* NXT_FLOW_MONITOR_CANCEL.
896  *
897  * Used by a controller to cancel an outstanding monitor. */
898 struct nx_flow_monitor_cancel {
899     ovs_be32 id;                /* 'id' from nx_flow_monitor_request. */
900 };
901 OFP_ASSERT(sizeof(struct nx_flow_monitor_cancel) == 4);
902
903 /* Geneve option table maintainance commands.
904  *
905  * In order to work with Geneve options, we need to maintain a mapping
906  * table between an option (defined by <class, type, length>) and
907  * an NXM field that can be operated on for the purposes of matches,
908  * actions, etc. This mapping must be explicitly specified by the
909  * user.
910  *
911  * There are two primary groups of OpenFlow messages that are introduced
912  * as Nicira extensions: modification commands (add, delete, clear mappings)
913  * and table status request/reply to dump the current table along with switch
914  * information.
915  *
916  * Note that mappings should not be changed while they are in active use by
917  * a flow. The result of doing so is undefined. */
918
919 /* Geneve table commands */
920 enum nx_geneve_table_mod_command {
921     NXGTMC_ADD,          /* New mappings (fails if an option is already
922                             mapped). */
923     NXGTMC_DELETE,       /* Delete mappings, identified by index
924                           * (unmapped options are ignored). */
925     NXGTMC_CLEAR,        /* Clear all mappings. Additional information
926                             in this command is ignored. */
927 };
928
929 /* Map between a Geneve option and an NXM field. */
930 struct nx_geneve_map {
931     ovs_be16 option_class; /* Geneve option class. */
932     uint8_t  option_type;  /* Geneve option type. */
933     uint8_t  option_len;   /* Geneve option length (multiple of 4). */
934     ovs_be16 index;        /* NXM_NX_TUN_METADATA<n> index */
935     uint8_t  pad[2];
936 };
937 OFP_ASSERT(sizeof(struct nx_geneve_map) == 8);
938
939 /* NXT_GENEVE_TABLE_MOD.
940  *
941  * Use to configure a mapping between Geneve options (class, type, length)
942  * and NXM fields (NXM_NX_TUN_METADATA<n> where 'index' is <n>).
943  *
944  * This command is atomic: all operations on different options will
945  * either succeed or fail. */
946 struct nx_geneve_table_mod {
947     ovs_be16 command;           /* One of NTGTMC_* */
948     uint8_t pad[6];
949     /* struct nx_geneve_map[0]; Array of maps between indicies and Geneve
950                                 options. The number of elements is
951                                 inferred from the length field in the
952                                 header. */
953 };
954 OFP_ASSERT(sizeof(struct nx_geneve_table_mod) == 8);
955
956 /* NXT_GENEVE_TABLE_REPLY.
957  *
958  * Issued in reponse to an NXT_GENEVE_TABLE_REQUEST to give information
959  * about the current status of the Geneve table in the switch. Provides
960  * both static information about the switch's capabilities as well as
961  * the configured Geneve option table. */
962 struct nx_geneve_table_reply {
963     ovs_be32 max_option_space; /* Maximum total of option sizes supported. */
964     ovs_be16 max_fields;       /* Maximum number of match fields supported. */
965     uint8_t pad[2];
966     /* struct nx_geneve_map[0]; Array of maps between indicies and Geneve
967                                 options. The number of elements is
968                                 inferred from the length field in the
969                                 header. */
970 };
971 OFP_ASSERT(sizeof(struct nx_geneve_table_reply) == 8);
972
973 #endif /* openflow/nicira-ext.h */