netdev-dpdk: Fix DPDK rings broken by multi queue
[cascardo/ovs.git] / lib / dpif-netdev.c
1 /*
2  * Copyright (c) 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 #include <config.h>
18 #include "dpif-netdev.h"
19
20 #include <ctype.h>
21 #include <errno.h>
22 #include <fcntl.h>
23 #include <inttypes.h>
24 #include <netinet/in.h>
25 #include <sys/socket.h>
26 #include <net/if.h>
27 #include <stdint.h>
28 #include <stdlib.h>
29 #include <string.h>
30 #include <sys/ioctl.h>
31 #include <sys/stat.h>
32 #include <unistd.h>
33
34 #include "cmap.h"
35 #include "csum.h"
36 #include "dpif.h"
37 #include "dpif-provider.h"
38 #include "dummy.h"
39 #include "dynamic-string.h"
40 #include "fat-rwlock.h"
41 #include "flow.h"
42 #include "cmap.h"
43 #include "latch.h"
44 #include "list.h"
45 #include "match.h"
46 #include "meta-flow.h"
47 #include "netdev.h"
48 #include "netdev-dpdk.h"
49 #include "netdev-vport.h"
50 #include "netlink.h"
51 #include "odp-execute.h"
52 #include "odp-util.h"
53 #include "ofp-print.h"
54 #include "ofpbuf.h"
55 #include "ovs-numa.h"
56 #include "ovs-rcu.h"
57 #include "packet-dpif.h"
58 #include "packets.h"
59 #include "poll-loop.h"
60 #include "pvector.h"
61 #include "random.h"
62 #include "seq.h"
63 #include "shash.h"
64 #include "sset.h"
65 #include "timeval.h"
66 #include "unixctl.h"
67 #include "util.h"
68 #include "vlog.h"
69
70 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(dpif_netdev);
71
72 #define FLOW_DUMP_MAX_BATCH 50
73 /* Use per thread recirc_depth to prevent recirculation loop. */
74 #define MAX_RECIRC_DEPTH 5
75 DEFINE_STATIC_PER_THREAD_DATA(uint32_t, recirc_depth, 0)
76
77 /* Configuration parameters. */
78 enum { MAX_FLOWS = 65536 };     /* Maximum number of flows in flow table. */
79
80 /* Protects against changes to 'dp_netdevs'. */
81 static struct ovs_mutex dp_netdev_mutex = OVS_MUTEX_INITIALIZER;
82
83 /* Contains all 'struct dp_netdev's. */
84 static struct shash dp_netdevs OVS_GUARDED_BY(dp_netdev_mutex)
85     = SHASH_INITIALIZER(&dp_netdevs);
86
87 static struct vlog_rate_limit upcall_rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(600, 600);
88
89 /* Stores a miniflow with inline values */
90
91 struct netdev_flow_key {
92     uint32_t hash;       /* Hash function differs for different users. */
93     uint32_t len;        /* Length of the following miniflow (incl. map). */
94     struct miniflow mf;
95     uint32_t buf[FLOW_MAX_PACKET_U32S - MINI_N_INLINE];
96 };
97
98 /* Exact match cache for frequently used flows
99  *
100  * The cache uses a 32-bit hash of the packet (which can be the RSS hash) to
101  * search its entries for a miniflow that matches exactly the miniflow of the
102  * packet. It stores the 'dpcls_rule' (rule) that matches the miniflow.
103  *
104  * A cache entry holds a reference to its 'dp_netdev_flow'.
105  *
106  * A miniflow with a given hash can be in one of EM_FLOW_HASH_SEGS different
107  * entries. The 32-bit hash is split into EM_FLOW_HASH_SEGS values (each of
108  * them is EM_FLOW_HASH_SHIFT bits wide and the remainder is thrown away). Each
109  * value is the index of a cache entry where the miniflow could be.
110  *
111  *
112  * Thread-safety
113  * =============
114  *
115  * Each pmd_thread has its own private exact match cache.
116  * If dp_netdev_input is not called from a pmd thread, a mutex is used.
117  */
118
119 #define EM_FLOW_HASH_SHIFT 10
120 #define EM_FLOW_HASH_ENTRIES (1u << EM_FLOW_HASH_SHIFT)
121 #define EM_FLOW_HASH_MASK (EM_FLOW_HASH_ENTRIES - 1)
122 #define EM_FLOW_HASH_SEGS 2
123
124 struct emc_entry {
125     struct dp_netdev_flow *flow;
126     struct netdev_flow_key key;   /* key.hash used for emc hash value. */
127 };
128
129 struct emc_cache {
130     struct emc_entry entries[EM_FLOW_HASH_ENTRIES];
131 };
132
133 /* Iterate in the exact match cache through every entry that might contain a
134  * miniflow with hash 'HASH'. */
135 #define EMC_FOR_EACH_POS_WITH_HASH(EMC, CURRENT_ENTRY, HASH)                 \
136     for (uint32_t i__ = 0, srch_hash__ = (HASH);                             \
137          (CURRENT_ENTRY) = &(EMC)->entries[srch_hash__ & EM_FLOW_HASH_MASK], \
138          i__ < EM_FLOW_HASH_SEGS;                                            \
139          i__++, srch_hash__ >>= EM_FLOW_HASH_SHIFT)
140 \f
141 /* Simple non-wildcarding single-priority classifier. */
142
143 struct dpcls {
144     struct cmap subtables_map;
145     struct pvector subtables;
146 };
147
148 /* A rule to be inserted to the classifier. */
149 struct dpcls_rule {
150     struct cmap_node cmap_node;   /* Within struct dpcls_subtable 'rules'. */
151     struct netdev_flow_key *mask; /* Subtable's mask. */
152     struct netdev_flow_key flow;  /* Matching key. */
153     /* 'flow' must be the last field, additional space is allocated here. */
154 };
155
156 static void dpcls_init(struct dpcls *);
157 static void dpcls_destroy(struct dpcls *);
158 static void dpcls_insert(struct dpcls *, struct dpcls_rule *,
159                          const struct netdev_flow_key *mask);
160 static void dpcls_remove(struct dpcls *, struct dpcls_rule *);
161 static bool dpcls_lookup(const struct dpcls *cls,
162                          const struct netdev_flow_key keys[],
163                          struct dpcls_rule **rules, size_t cnt);
164 \f
165 /* Datapath based on the network device interface from netdev.h.
166  *
167  *
168  * Thread-safety
169  * =============
170  *
171  * Some members, marked 'const', are immutable.  Accessing other members
172  * requires synchronization, as noted in more detail below.
173  *
174  * Acquisition order is, from outermost to innermost:
175  *
176  *    dp_netdev_mutex (global)
177  *    port_mutex
178  *    flow_mutex
179  */
180 struct dp_netdev {
181     const struct dpif_class *const class;
182     const char *const name;
183     struct dpif *dpif;
184     struct ovs_refcount ref_cnt;
185     atomic_flag destroyed;
186
187     /* Flows.
188      *
189      * Writers of 'flow_table' must take the 'flow_mutex'.  Corresponding
190      * changes to 'cls' must be made while still holding the 'flow_mutex'.
191      */
192     struct ovs_mutex flow_mutex;
193     struct dpcls cls;
194     struct cmap flow_table OVS_GUARDED; /* Flow table. */
195
196     /* Statistics.
197      *
198      * ovsthread_stats is internally synchronized. */
199     struct ovsthread_stats stats; /* Contains 'struct dp_netdev_stats *'. */
200
201     /* Ports.
202      *
203      * Protected by RCU.  Take the mutex to add or remove ports. */
204     struct ovs_mutex port_mutex;
205     struct cmap ports;
206     struct seq *port_seq;       /* Incremented whenever a port changes. */
207
208     /* Protects access to ofproto-dpif-upcall interface during revalidator
209      * thread synchronization. */
210     struct fat_rwlock upcall_rwlock;
211     upcall_callback *upcall_cb;  /* Callback function for executing upcalls. */
212     void *upcall_aux;
213
214     /* Stores all 'struct dp_netdev_pmd_thread's. */
215     struct cmap poll_threads;
216
217     /* Protects the access of the 'struct dp_netdev_pmd_thread'
218      * instance for non-pmd thread. */
219     struct ovs_mutex non_pmd_mutex;
220
221     /* Each pmd thread will store its pointer to
222      * 'struct dp_netdev_pmd_thread' in 'per_pmd_key'. */
223     ovsthread_key_t per_pmd_key;
224
225     /* Number of rx queues for each dpdk interface and the cpu mask
226      * for pin of pmd threads. */
227     size_t n_dpdk_rxqs;
228     char *pmd_cmask;
229 };
230
231 static struct dp_netdev_port *dp_netdev_lookup_port(const struct dp_netdev *dp,
232                                                     odp_port_t);
233
234 enum dp_stat_type {
235     DP_STAT_HIT,                /* Packets that matched in the flow table. */
236     DP_STAT_MISS,               /* Packets that did not match. */
237     DP_STAT_LOST,               /* Packets not passed up to the client. */
238     DP_N_STATS
239 };
240
241 /* Contained by struct dp_netdev's 'stats' member.  */
242 struct dp_netdev_stats {
243     struct ovs_mutex mutex;          /* Protects 'n'. */
244
245     /* Indexed by DP_STAT_*, protected by 'mutex'. */
246     unsigned long long int n[DP_N_STATS] OVS_GUARDED;
247 };
248
249
250 /* A port in a netdev-based datapath. */
251 struct dp_netdev_port {
252     struct cmap_node node;      /* Node in dp_netdev's 'ports'. */
253     odp_port_t port_no;
254     struct netdev *netdev;
255     struct netdev_saved_flags *sf;
256     struct netdev_rxq **rxq;
257     struct ovs_refcount ref_cnt;
258     char *type;                 /* Port type as requested by user. */
259 };
260
261 \f
262 /* A flow in dp_netdev's 'flow_table'.
263  *
264  *
265  * Thread-safety
266  * =============
267  *
268  * Except near the beginning or ending of its lifespan, rule 'rule' belongs to
269  * its dp_netdev's classifier.  The text below calls this classifier 'cls'.
270  *
271  * Motivation
272  * ----------
273  *
274  * The thread safety rules described here for "struct dp_netdev_flow" are
275  * motivated by two goals:
276  *
277  *    - Prevent threads that read members of "struct dp_netdev_flow" from
278  *      reading bad data due to changes by some thread concurrently modifying
279  *      those members.
280  *
281  *    - Prevent two threads making changes to members of a given "struct
282  *      dp_netdev_flow" from interfering with each other.
283  *
284  *
285  * Rules
286  * -----
287  *
288  * A flow 'flow' may be accessed without a risk of being freed during an RCU
289  * grace period.  Code that needs to hold onto a flow for a while
290  * should try incrementing 'flow->ref_cnt' with dp_netdev_flow_ref().
291  *
292  * 'flow->ref_cnt' protects 'flow' from being freed.  It doesn't protect the
293  * flow from being deleted from 'cls' and it doesn't protect members of 'flow'
294  * from modification.
295  *
296  * Some members, marked 'const', are immutable.  Accessing other members
297  * requires synchronization, as noted in more detail below.
298  */
299 struct dp_netdev_flow {
300     bool dead;
301
302     /* Hash table index by unmasked flow. */
303     const struct cmap_node node; /* In owning dp_netdev's 'flow_table'. */
304     const struct flow flow;      /* Unmasked flow that created this entry. */
305
306     /* Number of references.
307      * The classifier owns one reference.
308      * Any thread trying to keep a rule from being freed should hold its own
309      * reference. */
310     struct ovs_refcount ref_cnt;
311
312     /* Statistics.
313      *
314      * Reading or writing these members requires 'mutex'. */
315     struct ovsthread_stats stats; /* Contains "struct dp_netdev_flow_stats". */
316
317     /* Actions. */
318     OVSRCU_TYPE(struct dp_netdev_actions *) actions;
319
320     /* Packet classification. */
321     struct dpcls_rule cr;        /* In owning dp_netdev's 'cls'. */
322     /* 'cr' must be the last member. */
323 };
324
325 static void dp_netdev_flow_unref(struct dp_netdev_flow *);
326 static bool dp_netdev_flow_ref(struct dp_netdev_flow *);
327
328 /* Contained by struct dp_netdev_flow's 'stats' member.  */
329 struct dp_netdev_flow_stats {
330     struct ovs_mutex mutex;         /* Guards all the other members. */
331
332     long long int used OVS_GUARDED; /* Last used time, in monotonic msecs. */
333     long long int packet_count OVS_GUARDED; /* Number of packets matched. */
334     long long int byte_count OVS_GUARDED;   /* Number of bytes matched. */
335     uint16_t tcp_flags OVS_GUARDED; /* Bitwise-OR of seen tcp_flags values. */
336 };
337
338 /* A set of datapath actions within a "struct dp_netdev_flow".
339  *
340  *
341  * Thread-safety
342  * =============
343  *
344  * A struct dp_netdev_actions 'actions' is protected with RCU. */
345 struct dp_netdev_actions {
346     /* These members are immutable: they do not change during the struct's
347      * lifetime.  */
348     struct nlattr *actions;     /* Sequence of OVS_ACTION_ATTR_* attributes. */
349     unsigned int size;          /* Size of 'actions', in bytes. */
350 };
351
352 struct dp_netdev_actions *dp_netdev_actions_create(const struct nlattr *,
353                                                    size_t);
354 struct dp_netdev_actions *dp_netdev_flow_get_actions(
355     const struct dp_netdev_flow *);
356 static void dp_netdev_actions_free(struct dp_netdev_actions *);
357
358 /* PMD: Poll modes drivers.  PMD accesses devices via polling to eliminate
359  * the performance overhead of interrupt processing.  Therefore netdev can
360  * not implement rx-wait for these devices.  dpif-netdev needs to poll
361  * these device to check for recv buffer.  pmd-thread does polling for
362  * devices assigned to itself thread.
363  *
364  * DPDK used PMD for accessing NIC.
365  *
366  * Note, instance with cpu core id NON_PMD_CORE_ID will be reserved for
367  * I/O of all non-pmd threads.  There will be no actual thread created
368  * for the instance.
369  **/
370 struct dp_netdev_pmd_thread {
371     struct dp_netdev *dp;
372     struct cmap_node node;          /* In 'dp->poll_threads'. */
373     /* Per thread exact-match cache.  Note, the instance for cpu core
374      * NON_PMD_CORE_ID can be accessed by multiple threads, and thusly
375      * need to be protected (e.g. by 'dp_netdev_mutex').  All other
376      * instances will only be accessed by its own pmd thread. */
377     struct emc_cache flow_cache;
378     struct latch exit_latch;        /* For terminating the pmd thread. */
379     atomic_uint change_seq;         /* For reloading pmd ports. */
380     pthread_t thread;
381     int index;                      /* Idx of this pmd thread among pmd*/
382                                     /* threads on same numa node. */
383     int core_id;                    /* CPU core id of this pmd thread. */
384     int numa_id;                    /* numa node id of this pmd thread. */
385 };
386
387 #define PMD_INITIAL_SEQ 1
388
389 /* Interface to netdev-based datapath. */
390 struct dpif_netdev {
391     struct dpif dpif;
392     struct dp_netdev *dp;
393     uint64_t last_port_seq;
394 };
395
396 static int get_port_by_number(struct dp_netdev *dp, odp_port_t port_no,
397                               struct dp_netdev_port **portp);
398 static int get_port_by_name(struct dp_netdev *dp, const char *devname,
399                             struct dp_netdev_port **portp);
400 static void dp_netdev_free(struct dp_netdev *)
401     OVS_REQUIRES(dp_netdev_mutex);
402 static void dp_netdev_flow_flush(struct dp_netdev *);
403 static int do_add_port(struct dp_netdev *dp, const char *devname,
404                        const char *type, odp_port_t port_no)
405     OVS_REQUIRES(dp->port_mutex);
406 static void do_del_port(struct dp_netdev *dp, struct dp_netdev_port *)
407     OVS_REQUIRES(dp->port_mutex);
408 static int dpif_netdev_open(const struct dpif_class *, const char *name,
409                             bool create, struct dpif **);
410 static void dp_netdev_execute_actions(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
411                                       struct dpif_packet **, int c,
412                                       bool may_steal,
413                                       const struct nlattr *actions,
414                                       size_t actions_len);
415 static void dp_netdev_input(struct dp_netdev_pmd_thread *,
416                             struct dpif_packet **, int cnt);
417
418 static void dp_netdev_disable_upcall(struct dp_netdev *);
419 static void dp_netdev_configure_pmd(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
420                                     struct dp_netdev *dp, int index,
421                                     int core_id, int numa_id);
422 static void dp_netdev_set_nonpmd(struct dp_netdev *dp);
423 static struct dp_netdev_pmd_thread *dp_netdev_get_nonpmd(struct dp_netdev *dp);
424 static void dp_netdev_destroy_all_pmds(struct dp_netdev *dp);
425 static void dp_netdev_del_pmds_on_numa(struct dp_netdev *dp, int numa_id);
426 static void dp_netdev_set_pmds_on_numa(struct dp_netdev *dp, int numa_id);
427 static void dp_netdev_reset_pmd_threads(struct dp_netdev *dp);
428
429 static void emc_clear_entry(struct emc_entry *ce);
430
431 static void
432 emc_cache_init(struct emc_cache *flow_cache)
433 {
434     int i;
435
436     BUILD_ASSERT(offsetof(struct miniflow, inline_values) == sizeof(uint64_t));
437
438     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flow_cache->entries); i++) {
439         flow_cache->entries[i].flow = NULL;
440         flow_cache->entries[i].key.hash = 0;
441         flow_cache->entries[i].key.len
442             = offsetof(struct miniflow, inline_values);
443         miniflow_initialize(&flow_cache->entries[i].key.mf,
444                             flow_cache->entries[i].key.buf);
445     }
446 }
447
448 static void
449 emc_cache_uninit(struct emc_cache *flow_cache)
450 {
451     int i;
452
453     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flow_cache->entries); i++) {
454         emc_clear_entry(&flow_cache->entries[i]);
455     }
456 }
457
458 static struct dpif_netdev *
459 dpif_netdev_cast(const struct dpif *dpif)
460 {
461     ovs_assert(dpif->dpif_class->open == dpif_netdev_open);
462     return CONTAINER_OF(dpif, struct dpif_netdev, dpif);
463 }
464
465 static struct dp_netdev *
466 get_dp_netdev(const struct dpif *dpif)
467 {
468     return dpif_netdev_cast(dpif)->dp;
469 }
470
471 static int
472 dpif_netdev_enumerate(struct sset *all_dps,
473                       const struct dpif_class *dpif_class)
474 {
475     struct shash_node *node;
476
477     ovs_mutex_lock(&dp_netdev_mutex);
478     SHASH_FOR_EACH(node, &dp_netdevs) {
479         struct dp_netdev *dp = node->data;
480         if (dpif_class != dp->class) {
481             /* 'dp_netdevs' contains both "netdev" and "dummy" dpifs.
482              * If the class doesn't match, skip this dpif. */
483              continue;
484         }
485         sset_add(all_dps, node->name);
486     }
487     ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
488
489     return 0;
490 }
491
492 static bool
493 dpif_netdev_class_is_dummy(const struct dpif_class *class)
494 {
495     return class != &dpif_netdev_class;
496 }
497
498 static const char *
499 dpif_netdev_port_open_type(const struct dpif_class *class, const char *type)
500 {
501     return strcmp(type, "internal") ? type
502                   : dpif_netdev_class_is_dummy(class) ? "dummy"
503                   : "tap";
504 }
505
506 static struct dpif *
507 create_dpif_netdev(struct dp_netdev *dp)
508 {
509     uint16_t netflow_id = hash_string(dp->name, 0);
510     struct dpif_netdev *dpif;
511
512     ovs_refcount_ref(&dp->ref_cnt);
513
514     dpif = xmalloc(sizeof *dpif);
515     dpif_init(&dpif->dpif, dp->class, dp->name, netflow_id >> 8, netflow_id);
516     dpif->dp = dp;
517     dpif->last_port_seq = seq_read(dp->port_seq);
518
519     return &dpif->dpif;
520 }
521
522 /* Choose an unused, non-zero port number and return it on success.
523  * Return ODPP_NONE on failure. */
524 static odp_port_t
525 choose_port(struct dp_netdev *dp, const char *name)
526     OVS_REQUIRES(dp->port_mutex)
527 {
528     uint32_t port_no;
529
530     if (dp->class != &dpif_netdev_class) {
531         const char *p;
532         int start_no = 0;
533
534         /* If the port name begins with "br", start the number search at
535          * 100 to make writing tests easier. */
536         if (!strncmp(name, "br", 2)) {
537             start_no = 100;
538         }
539
540         /* If the port name contains a number, try to assign that port number.
541          * This can make writing unit tests easier because port numbers are
542          * predictable. */
543         for (p = name; *p != '\0'; p++) {
544             if (isdigit((unsigned char) *p)) {
545                 port_no = start_no + strtol(p, NULL, 10);
546                 if (port_no > 0 && port_no != odp_to_u32(ODPP_NONE)
547                     && !dp_netdev_lookup_port(dp, u32_to_odp(port_no))) {
548                     return u32_to_odp(port_no);
549                 }
550                 break;
551             }
552         }
553     }
554
555     for (port_no = 1; port_no <= UINT16_MAX; port_no++) {
556         if (!dp_netdev_lookup_port(dp, u32_to_odp(port_no))) {
557             return u32_to_odp(port_no);
558         }
559     }
560
561     return ODPP_NONE;
562 }
563
564 static int
565 create_dp_netdev(const char *name, const struct dpif_class *class,
566                  struct dp_netdev **dpp)
567     OVS_REQUIRES(dp_netdev_mutex)
568 {
569     struct dp_netdev *dp;
570     int error;
571
572     dp = xzalloc(sizeof *dp);
573     shash_add(&dp_netdevs, name, dp);
574
575     *CONST_CAST(const struct dpif_class **, &dp->class) = class;
576     *CONST_CAST(const char **, &dp->name) = xstrdup(name);
577     ovs_refcount_init(&dp->ref_cnt);
578     atomic_flag_clear(&dp->destroyed);
579
580     ovs_mutex_init(&dp->flow_mutex);
581     dpcls_init(&dp->cls);
582     cmap_init(&dp->flow_table);
583
584     ovsthread_stats_init(&dp->stats);
585
586     ovs_mutex_init(&dp->port_mutex);
587     cmap_init(&dp->ports);
588     dp->port_seq = seq_create();
589     fat_rwlock_init(&dp->upcall_rwlock);
590
591     /* Disable upcalls by default. */
592     dp_netdev_disable_upcall(dp);
593     dp->upcall_aux = NULL;
594     dp->upcall_cb = NULL;
595
596     cmap_init(&dp->poll_threads);
597     ovs_mutex_init_recursive(&dp->non_pmd_mutex);
598     ovsthread_key_create(&dp->per_pmd_key, NULL);
599
600     /* Reserves the core NON_PMD_CORE_ID for all non-pmd threads. */
601     ovs_numa_try_pin_core_specific(NON_PMD_CORE_ID);
602     dp_netdev_set_nonpmd(dp);
603     dp->n_dpdk_rxqs = NR_QUEUE;
604
605     ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
606     error = do_add_port(dp, name, "internal", ODPP_LOCAL);
607     ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
608     if (error) {
609         dp_netdev_free(dp);
610         return error;
611     }
612
613     *dpp = dp;
614     return 0;
615 }
616
617 static int
618 dpif_netdev_open(const struct dpif_class *class, const char *name,
619                  bool create, struct dpif **dpifp)
620 {
621     struct dp_netdev *dp;
622     int error;
623
624     ovs_mutex_lock(&dp_netdev_mutex);
625     dp = shash_find_data(&dp_netdevs, name);
626     if (!dp) {
627         error = create ? create_dp_netdev(name, class, &dp) : ENODEV;
628     } else {
629         error = (dp->class != class ? EINVAL
630                  : create ? EEXIST
631                  : 0);
632     }
633     if (!error) {
634         *dpifp = create_dpif_netdev(dp);
635         dp->dpif = *dpifp;
636     }
637     ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
638
639     return error;
640 }
641
642 static void
643 dp_netdev_destroy_upcall_lock(struct dp_netdev *dp)
644     OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
645 {
646     /* Check that upcalls are disabled, i.e. that the rwlock is taken */
647     ovs_assert(fat_rwlock_tryrdlock(&dp->upcall_rwlock));
648
649     /* Before freeing a lock we should release it */
650     fat_rwlock_unlock(&dp->upcall_rwlock);
651     fat_rwlock_destroy(&dp->upcall_rwlock);
652 }
653
654 /* Requires dp_netdev_mutex so that we can't get a new reference to 'dp'
655  * through the 'dp_netdevs' shash while freeing 'dp'. */
656 static void
657 dp_netdev_free(struct dp_netdev *dp)
658     OVS_REQUIRES(dp_netdev_mutex)
659 {
660     struct dp_netdev_port *port;
661     struct dp_netdev_stats *bucket;
662     int i;
663
664     shash_find_and_delete(&dp_netdevs, dp->name);
665
666     dp_netdev_destroy_all_pmds(dp);
667     cmap_destroy(&dp->poll_threads);
668     ovs_mutex_destroy(&dp->non_pmd_mutex);
669     ovsthread_key_delete(dp->per_pmd_key);
670
671     dp_netdev_flow_flush(dp);
672     ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
673     CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
674         do_del_port(dp, port);
675     }
676     ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
677
678     OVSTHREAD_STATS_FOR_EACH_BUCKET (bucket, i, &dp->stats) {
679         ovs_mutex_destroy(&bucket->mutex);
680         free_cacheline(bucket);
681     }
682     ovsthread_stats_destroy(&dp->stats);
683
684     dpcls_destroy(&dp->cls);
685     cmap_destroy(&dp->flow_table);
686     ovs_mutex_destroy(&dp->flow_mutex);
687     seq_destroy(dp->port_seq);
688     cmap_destroy(&dp->ports);
689
690     /* Upcalls must be disabled at this point */
691     dp_netdev_destroy_upcall_lock(dp);
692
693     free(dp->pmd_cmask);
694     free(CONST_CAST(char *, dp->name));
695     free(dp);
696 }
697
698 static void
699 dp_netdev_unref(struct dp_netdev *dp)
700 {
701     if (dp) {
702         /* Take dp_netdev_mutex so that, if dp->ref_cnt falls to zero, we can't
703          * get a new reference to 'dp' through the 'dp_netdevs' shash. */
704         ovs_mutex_lock(&dp_netdev_mutex);
705         if (ovs_refcount_unref_relaxed(&dp->ref_cnt) == 1) {
706             dp_netdev_free(dp);
707         }
708         ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
709     }
710 }
711
712 static void
713 dpif_netdev_close(struct dpif *dpif)
714 {
715     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
716
717     dp_netdev_unref(dp);
718     free(dpif);
719 }
720
721 static int
722 dpif_netdev_destroy(struct dpif *dpif)
723 {
724     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
725
726     if (!atomic_flag_test_and_set(&dp->destroyed)) {
727         if (ovs_refcount_unref_relaxed(&dp->ref_cnt) == 1) {
728             /* Can't happen: 'dpif' still owns a reference to 'dp'. */
729             OVS_NOT_REACHED();
730         }
731     }
732
733     return 0;
734 }
735
736 static int
737 dpif_netdev_get_stats(const struct dpif *dpif, struct dpif_dp_stats *stats)
738 {
739     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
740     struct dp_netdev_stats *bucket;
741     size_t i;
742
743     stats->n_flows = cmap_count(&dp->flow_table);
744
745     stats->n_hit = stats->n_missed = stats->n_lost = 0;
746     OVSTHREAD_STATS_FOR_EACH_BUCKET (bucket, i, &dp->stats) {
747         ovs_mutex_lock(&bucket->mutex);
748         stats->n_hit += bucket->n[DP_STAT_HIT];
749         stats->n_missed += bucket->n[DP_STAT_MISS];
750         stats->n_lost += bucket->n[DP_STAT_LOST];
751         ovs_mutex_unlock(&bucket->mutex);
752     }
753     stats->n_masks = UINT32_MAX;
754     stats->n_mask_hit = UINT64_MAX;
755
756     return 0;
757 }
758
759 static void
760 dp_netdev_reload_pmd__(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
761 {
762     int old_seq;
763
764     atomic_add_relaxed(&pmd->change_seq, 1, &old_seq);
765 }
766
767 /* Causes all pmd threads to reload its tx/rx devices.
768  * Must be called after adding/removing ports. */
769 static void
770 dp_netdev_reload_pmds(struct dp_netdev *dp)
771 {
772     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
773
774     CMAP_FOR_EACH (pmd, node, &dp->poll_threads) {
775         dp_netdev_reload_pmd__(pmd);
776     }
777 }
778
779 static uint32_t
780 hash_port_no(odp_port_t port_no)
781 {
782     return hash_int(odp_to_u32(port_no), 0);
783 }
784
785 static int
786 do_add_port(struct dp_netdev *dp, const char *devname, const char *type,
787             odp_port_t port_no)
788     OVS_REQUIRES(dp->port_mutex)
789 {
790     struct netdev_saved_flags *sf;
791     struct dp_netdev_port *port;
792     struct netdev *netdev;
793     enum netdev_flags flags;
794     const char *open_type;
795     int error;
796     int i;
797
798     /* XXX reject devices already in some dp_netdev. */
799
800     /* Open and validate network device. */
801     open_type = dpif_netdev_port_open_type(dp->class, type);
802     error = netdev_open(devname, open_type, &netdev);
803     if (error) {
804         return error;
805     }
806     /* XXX reject non-Ethernet devices */
807
808     netdev_get_flags(netdev, &flags);
809     if (flags & NETDEV_LOOPBACK) {
810         VLOG_ERR("%s: cannot add a loopback device", devname);
811         netdev_close(netdev);
812         return EINVAL;
813     }
814
815     if (netdev_is_pmd(netdev)) {
816         int n_cores = ovs_numa_get_n_cores();
817
818         if (n_cores == OVS_CORE_UNSPEC) {
819             VLOG_ERR("%s, cannot get cpu core info", devname);
820             return ENOENT;
821         }
822         /* There can only be ovs_numa_get_n_cores() pmd threads,
823          * so creates a txq for each. */
824         error = netdev_set_multiq(netdev, n_cores, dp->n_dpdk_rxqs);
825         if (error && (error != EOPNOTSUPP)) {
826             VLOG_ERR("%s, cannot set multiq", devname);
827             return errno;
828         }
829     }
830     port = xzalloc(sizeof *port);
831     port->port_no = port_no;
832     port->netdev = netdev;
833     port->rxq = xmalloc(sizeof *port->rxq * netdev_n_rxq(netdev));
834     port->type = xstrdup(type);
835     for (i = 0; i < netdev_n_rxq(netdev); i++) {
836         error = netdev_rxq_open(netdev, &port->rxq[i], i);
837         if (error
838             && !(error == EOPNOTSUPP && dpif_netdev_class_is_dummy(dp->class))) {
839             VLOG_ERR("%s: cannot receive packets on this network device (%s)",
840                      devname, ovs_strerror(errno));
841             netdev_close(netdev);
842             free(port->type);
843             free(port->rxq);
844             free(port);
845             return error;
846         }
847     }
848
849     error = netdev_turn_flags_on(netdev, NETDEV_PROMISC, &sf);
850     if (error) {
851         for (i = 0; i < netdev_n_rxq(netdev); i++) {
852             netdev_rxq_close(port->rxq[i]);
853         }
854         netdev_close(netdev);
855         free(port->type);
856         free(port->rxq);
857         free(port);
858         return error;
859     }
860     port->sf = sf;
861
862     if (netdev_is_pmd(netdev)) {
863         dp_netdev_set_pmds_on_numa(dp, netdev_get_numa_id(netdev));
864         dp_netdev_reload_pmds(dp);
865     }
866     ovs_refcount_init(&port->ref_cnt);
867
868     cmap_insert(&dp->ports, &port->node, hash_port_no(port_no));
869     seq_change(dp->port_seq);
870
871     return 0;
872 }
873
874 static int
875 dpif_netdev_port_add(struct dpif *dpif, struct netdev *netdev,
876                      odp_port_t *port_nop)
877 {
878     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
879     char namebuf[NETDEV_VPORT_NAME_BUFSIZE];
880     const char *dpif_port;
881     odp_port_t port_no;
882     int error;
883
884     ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
885     dpif_port = netdev_vport_get_dpif_port(netdev, namebuf, sizeof namebuf);
886     if (*port_nop != ODPP_NONE) {
887         port_no = *port_nop;
888         error = dp_netdev_lookup_port(dp, *port_nop) ? EBUSY : 0;
889     } else {
890         port_no = choose_port(dp, dpif_port);
891         error = port_no == ODPP_NONE ? EFBIG : 0;
892     }
893     if (!error) {
894         *port_nop = port_no;
895         error = do_add_port(dp, dpif_port, netdev_get_type(netdev), port_no);
896     }
897     ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
898
899     return error;
900 }
901
902 static int
903 dpif_netdev_port_del(struct dpif *dpif, odp_port_t port_no)
904 {
905     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
906     int error;
907
908     ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
909     if (port_no == ODPP_LOCAL) {
910         error = EINVAL;
911     } else {
912         struct dp_netdev_port *port;
913
914         error = get_port_by_number(dp, port_no, &port);
915         if (!error) {
916             do_del_port(dp, port);
917         }
918     }
919     ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
920
921     return error;
922 }
923
924 static bool
925 is_valid_port_number(odp_port_t port_no)
926 {
927     return port_no != ODPP_NONE;
928 }
929
930 static struct dp_netdev_port *
931 dp_netdev_lookup_port(const struct dp_netdev *dp, odp_port_t port_no)
932 {
933     struct dp_netdev_port *port;
934
935     CMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (port, node, hash_port_no(port_no), &dp->ports) {
936         if (port->port_no == port_no) {
937             return port;
938         }
939     }
940     return NULL;
941 }
942
943 static int
944 get_port_by_number(struct dp_netdev *dp,
945                    odp_port_t port_no, struct dp_netdev_port **portp)
946 {
947     if (!is_valid_port_number(port_no)) {
948         *portp = NULL;
949         return EINVAL;
950     } else {
951         *portp = dp_netdev_lookup_port(dp, port_no);
952         return *portp ? 0 : ENOENT;
953     }
954 }
955
956 static void
957 port_ref(struct dp_netdev_port *port)
958 {
959     if (port) {
960         ovs_refcount_ref(&port->ref_cnt);
961     }
962 }
963
964 static bool
965 port_try_ref(struct dp_netdev_port *port)
966 {
967     if (port) {
968         return ovs_refcount_try_ref_rcu(&port->ref_cnt);
969     }
970
971     return false;
972 }
973
974 static void
975 port_destroy__(struct dp_netdev_port *port)
976 {
977     int n_rxq = netdev_n_rxq(port->netdev);
978     int i;
979
980     netdev_close(port->netdev);
981     netdev_restore_flags(port->sf);
982
983     for (i = 0; i < n_rxq; i++) {
984         netdev_rxq_close(port->rxq[i]);
985     }
986     free(port->rxq);
987     free(port->type);
988     free(port);
989 }
990
991 static void
992 port_unref(struct dp_netdev_port *port)
993 {
994     if (port && ovs_refcount_unref_relaxed(&port->ref_cnt) == 1) {
995         ovsrcu_postpone(port_destroy__, port);
996     }
997 }
998
999 static int
1000 get_port_by_name(struct dp_netdev *dp,
1001                  const char *devname, struct dp_netdev_port **portp)
1002     OVS_REQUIRES(dp->port_mutex)
1003 {
1004     struct dp_netdev_port *port;
1005
1006     CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
1007         if (!strcmp(netdev_get_name(port->netdev), devname)) {
1008             *portp = port;
1009             return 0;
1010         }
1011     }
1012     return ENOENT;
1013 }
1014
1015 static int
1016 get_n_pmd_threads_on_numa(struct dp_netdev *dp, int numa_id)
1017 {
1018     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
1019     int n_pmds = 0;
1020
1021     CMAP_FOR_EACH (pmd, node, &dp->poll_threads) {
1022         if (pmd->numa_id == numa_id) {
1023             n_pmds++;
1024         }
1025     }
1026
1027     return n_pmds;
1028 }
1029
1030 /* Returns 'true' if there is a port with pmd netdev and the netdev
1031  * is on numa node 'numa_id'. */
1032 static bool
1033 has_pmd_port_for_numa(struct dp_netdev *dp, int numa_id)
1034 {
1035     struct dp_netdev_port *port;
1036
1037     CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
1038         if (netdev_is_pmd(port->netdev)
1039             && netdev_get_numa_id(port->netdev) == numa_id) {
1040             return true;
1041         }
1042     }
1043
1044     return false;
1045 }
1046
1047
1048 static void
1049 do_del_port(struct dp_netdev *dp, struct dp_netdev_port *port)
1050     OVS_REQUIRES(dp->port_mutex)
1051 {
1052     cmap_remove(&dp->ports, &port->node, hash_odp_port(port->port_no));
1053     seq_change(dp->port_seq);
1054     if (netdev_is_pmd(port->netdev)) {
1055         int numa_id = netdev_get_numa_id(port->netdev);
1056
1057         /* If there is no netdev on the numa node, deletes the pmd threads
1058          * for that numa.  Else, just reloads the queues.  */
1059         if (!has_pmd_port_for_numa(dp, numa_id)) {
1060             dp_netdev_del_pmds_on_numa(dp, numa_id);
1061         }
1062         dp_netdev_reload_pmds(dp);
1063     }
1064
1065     port_unref(port);
1066 }
1067
1068 static void
1069 answer_port_query(const struct dp_netdev_port *port,
1070                   struct dpif_port *dpif_port)
1071 {
1072     dpif_port->name = xstrdup(netdev_get_name(port->netdev));
1073     dpif_port->type = xstrdup(port->type);
1074     dpif_port->port_no = port->port_no;
1075 }
1076
1077 static int
1078 dpif_netdev_port_query_by_number(const struct dpif *dpif, odp_port_t port_no,
1079                                  struct dpif_port *dpif_port)
1080 {
1081     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
1082     struct dp_netdev_port *port;
1083     int error;
1084
1085     error = get_port_by_number(dp, port_no, &port);
1086     if (!error && dpif_port) {
1087         answer_port_query(port, dpif_port);
1088     }
1089
1090     return error;
1091 }
1092
1093 static int
1094 dpif_netdev_port_query_by_name(const struct dpif *dpif, const char *devname,
1095                                struct dpif_port *dpif_port)
1096 {
1097     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
1098     struct dp_netdev_port *port;
1099     int error;
1100
1101     ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
1102     error = get_port_by_name(dp, devname, &port);
1103     if (!error && dpif_port) {
1104         answer_port_query(port, dpif_port);
1105     }
1106     ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
1107
1108     return error;
1109 }
1110
1111 static void
1112 dp_netdev_flow_free(struct dp_netdev_flow *flow)
1113 {
1114     struct dp_netdev_flow_stats *bucket;
1115     size_t i;
1116
1117     OVSTHREAD_STATS_FOR_EACH_BUCKET (bucket, i, &flow->stats) {
1118         ovs_mutex_destroy(&bucket->mutex);
1119         free_cacheline(bucket);
1120     }
1121     ovsthread_stats_destroy(&flow->stats);
1122
1123     dp_netdev_actions_free(dp_netdev_flow_get_actions(flow));
1124     free(flow);
1125 }
1126
1127 static void dp_netdev_flow_unref(struct dp_netdev_flow *flow)
1128 {
1129     if (ovs_refcount_unref_relaxed(&flow->ref_cnt) == 1) {
1130         ovsrcu_postpone(dp_netdev_flow_free, flow);
1131     }
1132 }
1133
1134 static void
1135 dp_netdev_remove_flow(struct dp_netdev *dp, struct dp_netdev_flow *flow)
1136     OVS_REQUIRES(dp->flow_mutex)
1137 {
1138     struct cmap_node *node = CONST_CAST(struct cmap_node *, &flow->node);
1139
1140     dpcls_remove(&dp->cls, &flow->cr);
1141     cmap_remove(&dp->flow_table, node, flow_hash(&flow->flow, 0));
1142     flow->dead = true;
1143
1144     dp_netdev_flow_unref(flow);
1145 }
1146
1147 static void
1148 dp_netdev_flow_flush(struct dp_netdev *dp)
1149 {
1150     struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
1151
1152     ovs_mutex_lock(&dp->flow_mutex);
1153     CMAP_FOR_EACH (netdev_flow, node, &dp->flow_table) {
1154         dp_netdev_remove_flow(dp, netdev_flow);
1155     }
1156     ovs_mutex_unlock(&dp->flow_mutex);
1157 }
1158
1159 static int
1160 dpif_netdev_flow_flush(struct dpif *dpif)
1161 {
1162     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
1163
1164     dp_netdev_flow_flush(dp);
1165     return 0;
1166 }
1167
1168 struct dp_netdev_port_state {
1169     struct cmap_position position;
1170     char *name;
1171 };
1172
1173 static int
1174 dpif_netdev_port_dump_start(const struct dpif *dpif OVS_UNUSED, void **statep)
1175 {
1176     *statep = xzalloc(sizeof(struct dp_netdev_port_state));
1177     return 0;
1178 }
1179
1180 static int
1181 dpif_netdev_port_dump_next(const struct dpif *dpif, void *state_,
1182                            struct dpif_port *dpif_port)
1183 {
1184     struct dp_netdev_port_state *state = state_;
1185     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
1186     struct cmap_node *node;
1187     int retval;
1188
1189     node = cmap_next_position(&dp->ports, &state->position);
1190     if (node) {
1191         struct dp_netdev_port *port;
1192
1193         port = CONTAINER_OF(node, struct dp_netdev_port, node);
1194
1195         free(state->name);
1196         state->name = xstrdup(netdev_get_name(port->netdev));
1197         dpif_port->name = state->name;
1198         dpif_port->type = port->type;
1199         dpif_port->port_no = port->port_no;
1200
1201         retval = 0;
1202     } else {
1203         retval = EOF;
1204     }
1205
1206     return retval;
1207 }
1208
1209 static int
1210 dpif_netdev_port_dump_done(const struct dpif *dpif OVS_UNUSED, void *state_)
1211 {
1212     struct dp_netdev_port_state *state = state_;
1213     free(state->name);
1214     free(state);
1215     return 0;
1216 }
1217
1218 static int
1219 dpif_netdev_port_poll(const struct dpif *dpif_, char **devnamep OVS_UNUSED)
1220 {
1221     struct dpif_netdev *dpif = dpif_netdev_cast(dpif_);
1222     uint64_t new_port_seq;
1223     int error;
1224
1225     new_port_seq = seq_read(dpif->dp->port_seq);
1226     if (dpif->last_port_seq != new_port_seq) {
1227         dpif->last_port_seq = new_port_seq;
1228         error = ENOBUFS;
1229     } else {
1230         error = EAGAIN;
1231     }
1232
1233     return error;
1234 }
1235
1236 static void
1237 dpif_netdev_port_poll_wait(const struct dpif *dpif_)
1238 {
1239     struct dpif_netdev *dpif = dpif_netdev_cast(dpif_);
1240
1241     seq_wait(dpif->dp->port_seq, dpif->last_port_seq);
1242 }
1243
1244 static struct dp_netdev_flow *
1245 dp_netdev_flow_cast(const struct dpcls_rule *cr)
1246 {
1247     return cr ? CONTAINER_OF(cr, struct dp_netdev_flow, cr) : NULL;
1248 }
1249
1250 static bool dp_netdev_flow_ref(struct dp_netdev_flow *flow)
1251 {
1252     return ovs_refcount_try_ref_rcu(&flow->ref_cnt);
1253 }
1254
1255 /* netdev_flow_key utilities.
1256  *
1257  * netdev_flow_key is basically a miniflow.  We use these functions
1258  * (netdev_flow_key_clone, netdev_flow_key_equal, ...) instead of the miniflow
1259  * functions (miniflow_clone_inline, miniflow_equal, ...), because:
1260  *
1261  * - Since we are dealing exclusively with miniflows created by
1262  *   miniflow_extract(), if the map is different the miniflow is different.
1263  *   Therefore we can be faster by comparing the map and the miniflow in a
1264  *   single memcmp().
1265  * _ netdev_flow_key's miniflow has always inline values.
1266  * - These functions can be inlined by the compiler.
1267  *
1268  * The following assertions make sure that what we're doing with miniflow is
1269  * safe
1270  */
1271 BUILD_ASSERT_DECL(offsetof(struct miniflow, inline_values)
1272                   == sizeof(uint64_t));
1273
1274 /* Given the number of bits set in the miniflow map, returns the size of the
1275  * 'netdev_flow_key.mf' */
1276 static inline uint32_t
1277 netdev_flow_key_size(uint32_t flow_u32s)
1278 {
1279     return offsetof(struct miniflow, inline_values) +
1280         MINIFLOW_VALUES_SIZE(flow_u32s);
1281 }
1282
1283 static inline bool
1284 netdev_flow_key_equal(const struct netdev_flow_key *a,
1285                       const struct netdev_flow_key *b)
1286 {
1287     /* 'b->len' may be not set yet. */
1288     return a->hash == b->hash && !memcmp(&a->mf, &b->mf, a->len);
1289 }
1290
1291 /* Used to compare 'netdev_flow_key' in the exact match cache to a miniflow.
1292  * The maps are compared bitwise, so both 'key->mf' 'mf' must have been
1293  * generated by miniflow_extract. */
1294 static inline bool
1295 netdev_flow_key_equal_mf(const struct netdev_flow_key *key,
1296                          const struct miniflow *mf)
1297 {
1298     return !memcmp(&key->mf, mf, key->len);
1299 }
1300
1301 static inline void
1302 netdev_flow_key_clone(struct netdev_flow_key *dst,
1303                       const struct netdev_flow_key *src)
1304 {
1305     memcpy(dst, src,
1306            offsetof(struct netdev_flow_key, mf) + src->len);
1307 }
1308
1309 /* Slow. */
1310 static void
1311 netdev_flow_key_from_flow(struct netdev_flow_key *dst,
1312                           const struct flow *src)
1313 {
1314     struct ofpbuf packet;
1315     uint64_t buf_stub[512 / 8];
1316     struct pkt_metadata md = pkt_metadata_from_flow(src);
1317
1318     miniflow_initialize(&dst->mf, dst->buf);
1319
1320     ofpbuf_use_stub(&packet, buf_stub, sizeof buf_stub);
1321     flow_compose(&packet, src);
1322     miniflow_extract(&packet, &md, &dst->mf);
1323     ofpbuf_uninit(&packet);
1324
1325     dst->len = netdev_flow_key_size(count_1bits(dst->mf.map));
1326     dst->hash = 0; /* Not computed yet. */
1327 }
1328
1329 /* Initialize a netdev_flow_key 'mask' from 'match'. */
1330 static inline void
1331 netdev_flow_mask_init(struct netdev_flow_key *mask,
1332                       const struct match *match)
1333 {
1334     const uint32_t *mask_u32 = (const uint32_t *) &match->wc.masks;
1335     uint32_t *dst = mask->mf.inline_values;
1336     uint64_t map, mask_map = 0;
1337     uint32_t hash = 0;
1338     int n;
1339
1340     /* Only check masks that make sense for the flow. */
1341     map = flow_wc_map(&match->flow);
1342
1343     while (map) {
1344         uint64_t rm1bit = rightmost_1bit(map);
1345         int i = raw_ctz(map);
1346
1347         if (mask_u32[i]) {
1348             mask_map |= rm1bit;
1349             *dst++ = mask_u32[i];
1350             hash = hash_add(hash, mask_u32[i]);
1351         }
1352         map -= rm1bit;
1353     }
1354
1355     mask->mf.values_inline = true;
1356     mask->mf.map = mask_map;
1357
1358     hash = hash_add(hash, mask_map);
1359     hash = hash_add(hash, mask_map >> 32);
1360
1361     n = dst - mask->mf.inline_values;
1362
1363     mask->hash = hash_finish(hash, n * 4);
1364     mask->len = netdev_flow_key_size(n);
1365 }
1366
1367 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src' masked with 'mask'. */
1368 static inline void
1369 netdev_flow_key_init_masked(struct netdev_flow_key *dst,
1370                             const struct flow *flow,
1371                             const struct netdev_flow_key *mask)
1372 {
1373     uint32_t *dst_u32 = dst->mf.inline_values;
1374     const uint32_t *mask_u32 = mask->mf.inline_values;
1375     uint32_t hash = 0;
1376     uint32_t value;
1377
1378     dst->len = mask->len;
1379     dst->mf.values_inline = true;
1380     dst->mf.map = mask->mf.map;
1381
1382     FLOW_FOR_EACH_IN_MAP(value, flow, mask->mf.map) {
1383         *dst_u32 = value & *mask_u32++;
1384         hash = hash_add(hash, *dst_u32++);
1385     }
1386     dst->hash = hash_finish(hash, (dst_u32 - dst->mf.inline_values) * 4);
1387 }
1388
1389 /* Iterate through all netdev_flow_key u32 values specified by 'MAP' */
1390 #define NETDEV_FLOW_KEY_FOR_EACH_IN_MAP(VALUE, KEY, MAP)           \
1391     for (struct mf_for_each_in_map_aux aux__                       \
1392              = { (KEY)->mf.inline_values, (KEY)->mf.map, MAP };    \
1393          mf_get_next_in_map(&aux__, &(VALUE));                     \
1394         )
1395
1396 /* Returns a hash value for the bits of 'key' where there are 1-bits in
1397  * 'mask'. */
1398 static inline uint32_t
1399 netdev_flow_key_hash_in_mask(const struct netdev_flow_key *key,
1400                              const struct netdev_flow_key *mask)
1401 {
1402     const uint32_t *p = mask->mf.inline_values;
1403     uint32_t hash = 0;
1404     uint32_t key_u32;
1405
1406     NETDEV_FLOW_KEY_FOR_EACH_IN_MAP(key_u32, key, mask->mf.map) {
1407         hash = hash_add(hash, key_u32 & *p++);
1408     }
1409
1410     return hash_finish(hash, (p - mask->mf.inline_values) * 4);
1411 }
1412
1413 static inline bool
1414 emc_entry_alive(struct emc_entry *ce)
1415 {
1416     return ce->flow && !ce->flow->dead;
1417 }
1418
1419 static void
1420 emc_clear_entry(struct emc_entry *ce)
1421 {
1422     if (ce->flow) {
1423         dp_netdev_flow_unref(ce->flow);
1424         ce->flow = NULL;
1425     }
1426 }
1427
1428 static inline void
1429 emc_change_entry(struct emc_entry *ce, struct dp_netdev_flow *flow,
1430                  const struct netdev_flow_key *key)
1431 {
1432     if (ce->flow != flow) {
1433         if (ce->flow) {
1434             dp_netdev_flow_unref(ce->flow);
1435         }
1436
1437         if (dp_netdev_flow_ref(flow)) {
1438             ce->flow = flow;
1439         } else {
1440             ce->flow = NULL;
1441         }
1442     }
1443     if (key) {
1444         netdev_flow_key_clone(&ce->key, key);
1445     }
1446 }
1447
1448 static inline void
1449 emc_insert(struct emc_cache *cache, const struct netdev_flow_key *key,
1450            struct dp_netdev_flow *flow)
1451 {
1452     struct emc_entry *to_be_replaced = NULL;
1453     struct emc_entry *current_entry;
1454
1455     EMC_FOR_EACH_POS_WITH_HASH(cache, current_entry, key->hash) {
1456         if (netdev_flow_key_equal(&current_entry->key, key)) {
1457             /* We found the entry with the 'mf' miniflow */
1458             emc_change_entry(current_entry, flow, NULL);
1459             return;
1460         }
1461
1462         /* Replacement policy: put the flow in an empty (not alive) entry, or
1463          * in the first entry where it can be */
1464         if (!to_be_replaced
1465             || (emc_entry_alive(to_be_replaced)
1466                 && !emc_entry_alive(current_entry))
1467             || current_entry->key.hash < to_be_replaced->key.hash) {
1468             to_be_replaced = current_entry;
1469         }
1470     }
1471     /* We didn't find the miniflow in the cache.
1472      * The 'to_be_replaced' entry is where the new flow will be stored */
1473
1474     emc_change_entry(to_be_replaced, flow, key);
1475 }
1476
1477 static inline struct dp_netdev_flow *
1478 emc_lookup(struct emc_cache *cache, const struct netdev_flow_key *key)
1479 {
1480     struct emc_entry *current_entry;
1481
1482     EMC_FOR_EACH_POS_WITH_HASH(cache, current_entry, key->hash) {
1483         if (current_entry->key.hash == key->hash
1484             && emc_entry_alive(current_entry)
1485             && netdev_flow_key_equal_mf(&current_entry->key, &key->mf)) {
1486
1487             /* We found the entry with the 'key->mf' miniflow */
1488             return current_entry->flow;
1489         }
1490     }
1491
1492     return NULL;
1493 }
1494
1495 static struct dp_netdev_flow *
1496 dp_netdev_lookup_flow(const struct dp_netdev *dp,
1497                       const struct netdev_flow_key *key)
1498 {
1499     struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
1500     struct dpcls_rule *rule;
1501
1502     dpcls_lookup(&dp->cls, key, &rule, 1);
1503     netdev_flow = dp_netdev_flow_cast(rule);
1504
1505     return netdev_flow;
1506 }
1507
1508 static struct dp_netdev_flow *
1509 dp_netdev_find_flow(const struct dp_netdev *dp, const struct flow *flow)
1510 {
1511     struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
1512
1513     CMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (netdev_flow, node, flow_hash(flow, 0),
1514                              &dp->flow_table) {
1515         if (flow_equal(&netdev_flow->flow, flow)) {
1516             return netdev_flow;
1517         }
1518     }
1519
1520     return NULL;
1521 }
1522
1523 static void
1524 get_dpif_flow_stats(const struct dp_netdev_flow *netdev_flow,
1525                     struct dpif_flow_stats *stats)
1526 {
1527     struct dp_netdev_flow_stats *bucket;
1528     size_t i;
1529
1530     memset(stats, 0, sizeof *stats);
1531     OVSTHREAD_STATS_FOR_EACH_BUCKET (bucket, i, &netdev_flow->stats) {
1532         ovs_mutex_lock(&bucket->mutex);
1533         stats->n_packets += bucket->packet_count;
1534         stats->n_bytes += bucket->byte_count;
1535         stats->used = MAX(stats->used, bucket->used);
1536         stats->tcp_flags |= bucket->tcp_flags;
1537         ovs_mutex_unlock(&bucket->mutex);
1538     }
1539 }
1540
1541 static void
1542 dp_netdev_flow_to_dpif_flow(const struct dp_netdev_flow *netdev_flow,
1543                             struct ofpbuf *buffer, struct dpif_flow *flow)
1544 {
1545     struct flow_wildcards wc;
1546     struct dp_netdev_actions *actions;
1547
1548     miniflow_expand(&netdev_flow->cr.mask->mf, &wc.masks);
1549     odp_flow_key_from_mask(buffer, &wc.masks, &netdev_flow->flow,
1550                            odp_to_u32(wc.masks.in_port.odp_port),
1551                            SIZE_MAX, true);
1552     flow->mask = ofpbuf_data(buffer);
1553     flow->mask_len = ofpbuf_size(buffer);
1554
1555     actions = dp_netdev_flow_get_actions(netdev_flow);
1556     flow->actions = actions->actions;
1557     flow->actions_len = actions->size;
1558
1559     get_dpif_flow_stats(netdev_flow, &flow->stats);
1560 }
1561
1562 static int
1563 dpif_netdev_mask_from_nlattrs(const struct nlattr *key, uint32_t key_len,
1564                               const struct nlattr *mask_key,
1565                               uint32_t mask_key_len, const struct flow *flow,
1566                               struct flow *mask)
1567 {
1568     if (mask_key_len) {
1569         enum odp_key_fitness fitness;
1570
1571         fitness = odp_flow_key_to_mask(mask_key, mask_key_len, mask, flow);
1572         if (fitness) {
1573             /* This should not happen: it indicates that
1574              * odp_flow_key_from_mask() and odp_flow_key_to_mask()
1575              * disagree on the acceptable form of a mask.  Log the problem
1576              * as an error, with enough details to enable debugging. */
1577             static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
1578
1579             if (!VLOG_DROP_ERR(&rl)) {
1580                 struct ds s;
1581
1582                 ds_init(&s);
1583                 odp_flow_format(key, key_len, mask_key, mask_key_len, NULL, &s,
1584                                 true);
1585                 VLOG_ERR("internal error parsing flow mask %s (%s)",
1586                          ds_cstr(&s), odp_key_fitness_to_string(fitness));
1587                 ds_destroy(&s);
1588             }
1589
1590             return EINVAL;
1591         }
1592     } else {
1593         enum mf_field_id id;
1594         /* No mask key, unwildcard everything except fields whose
1595          * prerequisities are not met. */
1596         memset(mask, 0x0, sizeof *mask);
1597
1598         for (id = 0; id < MFF_N_IDS; ++id) {
1599             /* Skip registers and metadata. */
1600             if (!(id >= MFF_REG0 && id < MFF_REG0 + FLOW_N_REGS)
1601                 && id != MFF_METADATA) {
1602                 const struct mf_field *mf = mf_from_id(id);
1603                 if (mf_are_prereqs_ok(mf, flow)) {
1604                     mf_mask_field(mf, mask);
1605                 }
1606             }
1607         }
1608     }
1609
1610     /* Force unwildcard the in_port.
1611      *
1612      * We need to do this even in the case where we unwildcard "everything"
1613      * above because "everything" only includes the 16-bit OpenFlow port number
1614      * mask->in_port.ofp_port, which only covers half of the 32-bit datapath
1615      * port number mask->in_port.odp_port. */
1616     mask->in_port.odp_port = u32_to_odp(UINT32_MAX);
1617
1618     return 0;
1619 }
1620
1621 static int
1622 dpif_netdev_flow_from_nlattrs(const struct nlattr *key, uint32_t key_len,
1623                               struct flow *flow)
1624 {
1625     odp_port_t in_port;
1626
1627     if (odp_flow_key_to_flow(key, key_len, flow)) {
1628         /* This should not happen: it indicates that odp_flow_key_from_flow()
1629          * and odp_flow_key_to_flow() disagree on the acceptable form of a
1630          * flow.  Log the problem as an error, with enough details to enable
1631          * debugging. */
1632         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
1633
1634         if (!VLOG_DROP_ERR(&rl)) {
1635             struct ds s;
1636
1637             ds_init(&s);
1638             odp_flow_format(key, key_len, NULL, 0, NULL, &s, true);
1639             VLOG_ERR("internal error parsing flow key %s", ds_cstr(&s));
1640             ds_destroy(&s);
1641         }
1642
1643         return EINVAL;
1644     }
1645
1646     in_port = flow->in_port.odp_port;
1647     if (!is_valid_port_number(in_port) && in_port != ODPP_NONE) {
1648         return EINVAL;
1649     }
1650
1651     return 0;
1652 }
1653
1654 static int
1655 dpif_netdev_flow_get(const struct dpif *dpif, const struct dpif_flow_get *get)
1656 {
1657     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
1658     struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
1659     struct flow key;
1660     int error;
1661
1662     error = dpif_netdev_flow_from_nlattrs(get->key, get->key_len, &key);
1663     if (error) {
1664         return error;
1665     }
1666
1667     netdev_flow = dp_netdev_find_flow(dp, &key);
1668
1669     if (netdev_flow) {
1670         dp_netdev_flow_to_dpif_flow(netdev_flow, get->buffer, get->flow);
1671      } else {
1672         error = ENOENT;
1673     }
1674
1675     return error;
1676 }
1677
1678 static struct dp_netdev_flow *
1679 dp_netdev_flow_add(struct dp_netdev *dp, struct match *match,
1680                    const struct nlattr *actions, size_t actions_len)
1681     OVS_REQUIRES(dp->flow_mutex)
1682 {
1683     struct dp_netdev_flow *flow;
1684     struct netdev_flow_key mask;
1685
1686     netdev_flow_mask_init(&mask, match);
1687     /* Make sure wc does not have metadata. */
1688     ovs_assert(!(mask.mf.map & (MINIFLOW_MAP(metadata) | MINIFLOW_MAP(regs))));
1689
1690     /* Do not allocate extra space. */
1691     flow = xmalloc(sizeof *flow - sizeof flow->cr.flow.mf + mask.len);
1692     flow->dead = false;
1693     *CONST_CAST(struct flow *, &flow->flow) = match->flow;
1694     ovs_refcount_init(&flow->ref_cnt);
1695     ovsthread_stats_init(&flow->stats);
1696     ovsrcu_set(&flow->actions, dp_netdev_actions_create(actions, actions_len));
1697
1698     cmap_insert(&dp->flow_table,
1699                 CONST_CAST(struct cmap_node *, &flow->node),
1700                 flow_hash(&flow->flow, 0));
1701     netdev_flow_key_init_masked(&flow->cr.flow, &match->flow, &mask);
1702     dpcls_insert(&dp->cls, &flow->cr, &mask);
1703
1704     if (OVS_UNLIKELY(VLOG_IS_DBG_ENABLED())) {
1705         struct match match;
1706         struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
1707
1708         match.flow = flow->flow;
1709         miniflow_expand(&flow->cr.mask->mf, &match.wc.masks);
1710
1711         ds_put_cstr(&ds, "flow_add: ");
1712         match_format(&match, &ds, OFP_DEFAULT_PRIORITY);
1713         ds_put_cstr(&ds, ", actions:");
1714         format_odp_actions(&ds, actions, actions_len);
1715
1716         VLOG_DBG_RL(&upcall_rl, "%s", ds_cstr(&ds));
1717
1718         ds_destroy(&ds);
1719     }
1720
1721     return flow;
1722 }
1723
1724 static void
1725 clear_stats(struct dp_netdev_flow *netdev_flow)
1726 {
1727     struct dp_netdev_flow_stats *bucket;
1728     size_t i;
1729
1730     OVSTHREAD_STATS_FOR_EACH_BUCKET (bucket, i, &netdev_flow->stats) {
1731         ovs_mutex_lock(&bucket->mutex);
1732         bucket->used = 0;
1733         bucket->packet_count = 0;
1734         bucket->byte_count = 0;
1735         bucket->tcp_flags = 0;
1736         ovs_mutex_unlock(&bucket->mutex);
1737     }
1738 }
1739
1740 static int
1741 dpif_netdev_flow_put(struct dpif *dpif, const struct dpif_flow_put *put)
1742 {
1743     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
1744     struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
1745     struct netdev_flow_key key;
1746     struct match match;
1747     int error;
1748
1749     error = dpif_netdev_flow_from_nlattrs(put->key, put->key_len, &match.flow);
1750     if (error) {
1751         return error;
1752     }
1753     error = dpif_netdev_mask_from_nlattrs(put->key, put->key_len,
1754                                           put->mask, put->mask_len,
1755                                           &match.flow, &match.wc.masks);
1756     if (error) {
1757         return error;
1758     }
1759
1760     /* Must produce a netdev_flow_key for lookup.
1761      * This interface is no longer performance critical, since it is not used
1762      * for upcall processing any more. */
1763     netdev_flow_key_from_flow(&key, &match.flow);
1764
1765     ovs_mutex_lock(&dp->flow_mutex);
1766     netdev_flow = dp_netdev_lookup_flow(dp, &key);
1767     if (!netdev_flow) {
1768         if (put->flags & DPIF_FP_CREATE) {
1769             if (cmap_count(&dp->flow_table) < MAX_FLOWS) {
1770                 if (put->stats) {
1771                     memset(put->stats, 0, sizeof *put->stats);
1772                 }
1773                 dp_netdev_flow_add(dp, &match, put->actions, put->actions_len);
1774                 error = 0;
1775             } else {
1776                 error = EFBIG;
1777             }
1778         } else {
1779             error = ENOENT;
1780         }
1781     } else {
1782         if (put->flags & DPIF_FP_MODIFY
1783             && flow_equal(&match.flow, &netdev_flow->flow)) {
1784             struct dp_netdev_actions *new_actions;
1785             struct dp_netdev_actions *old_actions;
1786
1787             new_actions = dp_netdev_actions_create(put->actions,
1788                                                    put->actions_len);
1789
1790             old_actions = dp_netdev_flow_get_actions(netdev_flow);
1791             ovsrcu_set(&netdev_flow->actions, new_actions);
1792
1793             if (put->stats) {
1794                 get_dpif_flow_stats(netdev_flow, put->stats);
1795             }
1796             if (put->flags & DPIF_FP_ZERO_STATS) {
1797                 clear_stats(netdev_flow);
1798             }
1799
1800             ovsrcu_postpone(dp_netdev_actions_free, old_actions);
1801         } else if (put->flags & DPIF_FP_CREATE) {
1802             error = EEXIST;
1803         } else {
1804             /* Overlapping flow. */
1805             error = EINVAL;
1806         }
1807     }
1808     ovs_mutex_unlock(&dp->flow_mutex);
1809
1810     return error;
1811 }
1812
1813 static int
1814 dpif_netdev_flow_del(struct dpif *dpif, const struct dpif_flow_del *del)
1815 {
1816     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
1817     struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
1818     struct flow key;
1819     int error;
1820
1821     error = dpif_netdev_flow_from_nlattrs(del->key, del->key_len, &key);
1822     if (error) {
1823         return error;
1824     }
1825
1826     ovs_mutex_lock(&dp->flow_mutex);
1827     netdev_flow = dp_netdev_find_flow(dp, &key);
1828     if (netdev_flow) {
1829         if (del->stats) {
1830             get_dpif_flow_stats(netdev_flow, del->stats);
1831         }
1832         dp_netdev_remove_flow(dp, netdev_flow);
1833     } else {
1834         error = ENOENT;
1835     }
1836     ovs_mutex_unlock(&dp->flow_mutex);
1837
1838     return error;
1839 }
1840
1841 struct dpif_netdev_flow_dump {
1842     struct dpif_flow_dump up;
1843     struct cmap_position pos;
1844     int status;
1845     struct ovs_mutex mutex;
1846 };
1847
1848 static struct dpif_netdev_flow_dump *
1849 dpif_netdev_flow_dump_cast(struct dpif_flow_dump *dump)
1850 {
1851     return CONTAINER_OF(dump, struct dpif_netdev_flow_dump, up);
1852 }
1853
1854 static struct dpif_flow_dump *
1855 dpif_netdev_flow_dump_create(const struct dpif *dpif_)
1856 {
1857     struct dpif_netdev_flow_dump *dump;
1858
1859     dump = xmalloc(sizeof *dump);
1860     dpif_flow_dump_init(&dump->up, dpif_);
1861     memset(&dump->pos, 0, sizeof dump->pos);
1862     dump->status = 0;
1863     ovs_mutex_init(&dump->mutex);
1864
1865     return &dump->up;
1866 }
1867
1868 static int
1869 dpif_netdev_flow_dump_destroy(struct dpif_flow_dump *dump_)
1870 {
1871     struct dpif_netdev_flow_dump *dump = dpif_netdev_flow_dump_cast(dump_);
1872
1873     ovs_mutex_destroy(&dump->mutex);
1874     free(dump);
1875     return 0;
1876 }
1877
1878 struct dpif_netdev_flow_dump_thread {
1879     struct dpif_flow_dump_thread up;
1880     struct dpif_netdev_flow_dump *dump;
1881     struct odputil_keybuf keybuf[FLOW_DUMP_MAX_BATCH];
1882     struct odputil_keybuf maskbuf[FLOW_DUMP_MAX_BATCH];
1883 };
1884
1885 static struct dpif_netdev_flow_dump_thread *
1886 dpif_netdev_flow_dump_thread_cast(struct dpif_flow_dump_thread *thread)
1887 {
1888     return CONTAINER_OF(thread, struct dpif_netdev_flow_dump_thread, up);
1889 }
1890
1891 static struct dpif_flow_dump_thread *
1892 dpif_netdev_flow_dump_thread_create(struct dpif_flow_dump *dump_)
1893 {
1894     struct dpif_netdev_flow_dump *dump = dpif_netdev_flow_dump_cast(dump_);
1895     struct dpif_netdev_flow_dump_thread *thread;
1896
1897     thread = xmalloc(sizeof *thread);
1898     dpif_flow_dump_thread_init(&thread->up, &dump->up);
1899     thread->dump = dump;
1900     return &thread->up;
1901 }
1902
1903 static void
1904 dpif_netdev_flow_dump_thread_destroy(struct dpif_flow_dump_thread *thread_)
1905 {
1906     struct dpif_netdev_flow_dump_thread *thread
1907         = dpif_netdev_flow_dump_thread_cast(thread_);
1908
1909     free(thread);
1910 }
1911
1912 static int
1913 dpif_netdev_flow_dump_next(struct dpif_flow_dump_thread *thread_,
1914                            struct dpif_flow *flows, int max_flows)
1915 {
1916     struct dpif_netdev_flow_dump_thread *thread
1917         = dpif_netdev_flow_dump_thread_cast(thread_);
1918     struct dpif_netdev_flow_dump *dump = thread->dump;
1919     struct dpif_netdev *dpif = dpif_netdev_cast(thread->up.dpif);
1920     struct dp_netdev_flow *netdev_flows[FLOW_DUMP_MAX_BATCH];
1921     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(&dpif->dpif);
1922     int n_flows = 0;
1923     int i;
1924
1925     ovs_mutex_lock(&dump->mutex);
1926     if (!dump->status) {
1927         for (n_flows = 0; n_flows < MIN(max_flows, FLOW_DUMP_MAX_BATCH);
1928              n_flows++) {
1929             struct cmap_node *node;
1930
1931             node = cmap_next_position(&dp->flow_table, &dump->pos);
1932             if (!node) {
1933                 dump->status = EOF;
1934                 break;
1935             }
1936             netdev_flows[n_flows] = CONTAINER_OF(node, struct dp_netdev_flow,
1937                                                  node);
1938         }
1939     }
1940     ovs_mutex_unlock(&dump->mutex);
1941
1942     for (i = 0; i < n_flows; i++) {
1943         struct odputil_keybuf *maskbuf = &thread->maskbuf[i];
1944         struct odputil_keybuf *keybuf = &thread->keybuf[i];
1945         struct dp_netdev_flow *netdev_flow = netdev_flows[i];
1946         struct dpif_flow *f = &flows[i];
1947         struct dp_netdev_actions *dp_actions;
1948         struct flow_wildcards wc;
1949         struct ofpbuf buf;
1950
1951         miniflow_expand(&netdev_flow->cr.mask->mf, &wc.masks);
1952
1953         /* Key. */
1954         ofpbuf_use_stack(&buf, keybuf, sizeof *keybuf);
1955         odp_flow_key_from_flow(&buf, &netdev_flow->flow, &wc.masks,
1956                                netdev_flow->flow.in_port.odp_port, true);
1957         f->key = ofpbuf_data(&buf);
1958         f->key_len = ofpbuf_size(&buf);
1959
1960         /* Mask. */
1961         ofpbuf_use_stack(&buf, maskbuf, sizeof *maskbuf);
1962         odp_flow_key_from_mask(&buf, &wc.masks, &netdev_flow->flow,
1963                                odp_to_u32(wc.masks.in_port.odp_port),
1964                                SIZE_MAX, true);
1965         f->mask = ofpbuf_data(&buf);
1966         f->mask_len = ofpbuf_size(&buf);
1967
1968         /* Actions. */
1969         dp_actions = dp_netdev_flow_get_actions(netdev_flow);
1970         f->actions = dp_actions->actions;
1971         f->actions_len = dp_actions->size;
1972
1973         /* Stats. */
1974         get_dpif_flow_stats(netdev_flow, &f->stats);
1975     }
1976
1977     return n_flows;
1978 }
1979
1980 static int
1981 dpif_netdev_execute(struct dpif *dpif, struct dpif_execute *execute)
1982     OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
1983 {
1984     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
1985     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
1986     struct dpif_packet packet, *pp;
1987
1988     if (ofpbuf_size(execute->packet) < ETH_HEADER_LEN ||
1989         ofpbuf_size(execute->packet) > UINT16_MAX) {
1990         return EINVAL;
1991     }
1992
1993     packet.ofpbuf = *execute->packet;
1994     packet.md = execute->md;
1995     pp = &packet;
1996
1997     /* Tries finding the 'pmd'.  If NULL is returned, that means
1998      * the current thread is a non-pmd thread and should use
1999      * dp_netdev_get_nonpmd(). */
2000     pmd = ovsthread_getspecific(dp->per_pmd_key);
2001     if (!pmd) {
2002         pmd = dp_netdev_get_nonpmd(dp);
2003     }
2004
2005     /* If the current thread is non-pmd thread, acquires
2006      * the 'non_pmd_mutex'. */
2007     if (pmd->core_id == NON_PMD_CORE_ID) {
2008         ovs_mutex_lock(&dp->non_pmd_mutex);
2009     }
2010     dp_netdev_execute_actions(pmd, &pp, 1, false, execute->actions,
2011                               execute->actions_len);
2012     if (pmd->core_id == NON_PMD_CORE_ID) {
2013         ovs_mutex_unlock(&dp->non_pmd_mutex);
2014     }
2015
2016     /* Even though may_steal is set to false, some actions could modify or
2017      * reallocate the ofpbuf memory. We need to pass those changes to the
2018      * caller */
2019     *execute->packet = packet.ofpbuf;
2020     execute->md = packet.md;
2021     return 0;
2022 }
2023
2024 static void
2025 dpif_netdev_operate(struct dpif *dpif, struct dpif_op **ops, size_t n_ops)
2026 {
2027     size_t i;
2028
2029     for (i = 0; i < n_ops; i++) {
2030         struct dpif_op *op = ops[i];
2031
2032         switch (op->type) {
2033         case DPIF_OP_FLOW_PUT:
2034             op->error = dpif_netdev_flow_put(dpif, &op->u.flow_put);
2035             break;
2036
2037         case DPIF_OP_FLOW_DEL:
2038             op->error = dpif_netdev_flow_del(dpif, &op->u.flow_del);
2039             break;
2040
2041         case DPIF_OP_EXECUTE:
2042             op->error = dpif_netdev_execute(dpif, &op->u.execute);
2043             break;
2044
2045         case DPIF_OP_FLOW_GET:
2046             op->error = dpif_netdev_flow_get(dpif, &op->u.flow_get);
2047             break;
2048         }
2049     }
2050 }
2051
2052 /* Returns true if the configuration for rx queues or cpu mask
2053  * is changed. */
2054 static bool
2055 pmd_config_changed(const struct dp_netdev *dp, size_t rxqs, const char *cmask)
2056 {
2057     if (dp->n_dpdk_rxqs != rxqs) {
2058         return true;
2059     } else {
2060         if (dp->pmd_cmask != NULL && cmask != NULL) {
2061             return strcmp(dp->pmd_cmask, cmask);
2062         } else {
2063             return (dp->pmd_cmask != NULL || cmask != NULL);
2064         }
2065     }
2066 }
2067
2068 /* Resets pmd threads if the configuration for 'rxq's or cpu mask changes. */
2069 static int
2070 dpif_netdev_pmd_set(struct dpif *dpif, unsigned int n_rxqs, const char *cmask)
2071 {
2072     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
2073
2074     if (pmd_config_changed(dp, n_rxqs, cmask)) {
2075         struct dp_netdev_port *port;
2076
2077         dp_netdev_destroy_all_pmds(dp);
2078
2079         CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
2080             if (netdev_is_pmd(port->netdev)) {
2081                 int i, err;
2082
2083                 /* Closes the existing 'rxq's. */
2084                 for (i = 0; i < netdev_n_rxq(port->netdev); i++) {
2085                     netdev_rxq_close(port->rxq[i]);
2086                     port->rxq[i] = NULL;
2087                 }
2088
2089                 /* Sets the new rx queue config.  */
2090                 err = netdev_set_multiq(port->netdev, ovs_numa_get_n_cores(),
2091                                         n_rxqs);
2092                 if (err && (err != EOPNOTSUPP)) {
2093                     VLOG_ERR("Failed to set dpdk interface %s rx_queue to:"
2094                              " %u", netdev_get_name(port->netdev),
2095                              n_rxqs);
2096                     return err;
2097                 }
2098
2099                 /* If the set_multiq() above succeeds, reopens the 'rxq's. */
2100                 port->rxq = xrealloc(port->rxq, sizeof *port->rxq
2101                                      * netdev_n_rxq(port->netdev));
2102                 for (i = 0; i < netdev_n_rxq(port->netdev); i++) {
2103                     netdev_rxq_open(port->netdev, &port->rxq[i], i);
2104                 }
2105             }
2106         }
2107         dp->n_dpdk_rxqs = n_rxqs;
2108
2109         /* Reconfigures the cpu mask. */
2110         ovs_numa_set_cpu_mask(cmask);
2111         free(dp->pmd_cmask);
2112         dp->pmd_cmask = cmask ? xstrdup(cmask) : NULL;
2113
2114         /* Restores the non-pmd. */
2115         dp_netdev_set_nonpmd(dp);
2116         /* Restores all pmd threads. */
2117         dp_netdev_reset_pmd_threads(dp);
2118     }
2119
2120     return 0;
2121 }
2122
2123 static int
2124 dpif_netdev_queue_to_priority(const struct dpif *dpif OVS_UNUSED,
2125                               uint32_t queue_id, uint32_t *priority)
2126 {
2127     *priority = queue_id;
2128     return 0;
2129 }
2130
2131 \f
2132 /* Creates and returns a new 'struct dp_netdev_actions', with a reference count
2133  * of 1, whose actions are a copy of from the 'ofpacts_len' bytes of
2134  * 'ofpacts'. */
2135 struct dp_netdev_actions *
2136 dp_netdev_actions_create(const struct nlattr *actions, size_t size)
2137 {
2138     struct dp_netdev_actions *netdev_actions;
2139
2140     netdev_actions = xmalloc(sizeof *netdev_actions);
2141     netdev_actions->actions = xmemdup(actions, size);
2142     netdev_actions->size = size;
2143
2144     return netdev_actions;
2145 }
2146
2147 struct dp_netdev_actions *
2148 dp_netdev_flow_get_actions(const struct dp_netdev_flow *flow)
2149 {
2150     return ovsrcu_get(struct dp_netdev_actions *, &flow->actions);
2151 }
2152
2153 static void
2154 dp_netdev_actions_free(struct dp_netdev_actions *actions)
2155 {
2156     free(actions->actions);
2157     free(actions);
2158 }
2159 \f
2160
2161 static void
2162 dp_netdev_process_rxq_port(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
2163                            struct dp_netdev_port *port,
2164                            struct netdev_rxq *rxq)
2165 {
2166     struct dpif_packet *packets[NETDEV_MAX_RX_BATCH];
2167     int error, cnt;
2168
2169     error = netdev_rxq_recv(rxq, packets, &cnt);
2170     if (!error) {
2171         int i;
2172
2173         *recirc_depth_get() = 0;
2174
2175         /* XXX: initialize md in netdev implementation. */
2176         for (i = 0; i < cnt; i++) {
2177             packets[i]->md = PKT_METADATA_INITIALIZER(port->port_no);
2178         }
2179         dp_netdev_input(pmd, packets, cnt);
2180     } else if (error != EAGAIN && error != EOPNOTSUPP) {
2181         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
2182
2183         VLOG_ERR_RL(&rl, "error receiving data from %s: %s",
2184                     netdev_get_name(port->netdev), ovs_strerror(error));
2185     }
2186 }
2187
2188 static void
2189 dpif_netdev_run(struct dpif *dpif)
2190 {
2191     struct dp_netdev_port *port;
2192     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
2193     struct dp_netdev_pmd_thread *non_pmd = dp_netdev_get_nonpmd(dp);
2194
2195     ovs_mutex_lock(&dp->non_pmd_mutex);
2196     CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
2197         if (!netdev_is_pmd(port->netdev)) {
2198             int i;
2199
2200             for (i = 0; i < netdev_n_rxq(port->netdev); i++) {
2201                 dp_netdev_process_rxq_port(non_pmd, port, port->rxq[i]);
2202             }
2203         }
2204     }
2205     ovs_mutex_unlock(&dp->non_pmd_mutex);
2206 }
2207
2208 static void
2209 dpif_netdev_wait(struct dpif *dpif)
2210 {
2211     struct dp_netdev_port *port;
2212     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
2213
2214     ovs_mutex_lock(&dp_netdev_mutex);
2215     CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
2216         if (!netdev_is_pmd(port->netdev)) {
2217             int i;
2218
2219             for (i = 0; i < netdev_n_rxq(port->netdev); i++) {
2220                 netdev_rxq_wait(port->rxq[i]);
2221             }
2222         }
2223     }
2224     ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
2225 }
2226
2227 struct rxq_poll {
2228     struct dp_netdev_port *port;
2229     struct netdev_rxq *rx;
2230 };
2231
2232 static int
2233 pmd_load_queues(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
2234                 struct rxq_poll **ppoll_list, int poll_cnt)
2235 {
2236     struct rxq_poll *poll_list = *ppoll_list;
2237     struct dp_netdev_port *port;
2238     int n_pmds_on_numa, index, i;
2239
2240     /* Simple scheduler for netdev rx polling. */
2241     for (i = 0; i < poll_cnt; i++) {
2242         port_unref(poll_list[i].port);
2243     }
2244
2245     poll_cnt = 0;
2246     n_pmds_on_numa = get_n_pmd_threads_on_numa(pmd->dp, pmd->numa_id);
2247     index = 0;
2248
2249     CMAP_FOR_EACH (port, node, &pmd->dp->ports) {
2250         /* Calls port_try_ref() to prevent the main thread
2251          * from deleting the port. */
2252         if (port_try_ref(port)) {
2253             if (netdev_is_pmd(port->netdev)
2254                 && netdev_get_numa_id(port->netdev) == pmd->numa_id) {
2255                 int i;
2256
2257                 for (i = 0; i < netdev_n_rxq(port->netdev); i++) {
2258                     if ((index % n_pmds_on_numa) == pmd->index) {
2259                         poll_list = xrealloc(poll_list,
2260                                         sizeof *poll_list * (poll_cnt + 1));
2261
2262                         port_ref(port);
2263                         poll_list[poll_cnt].port = port;
2264                         poll_list[poll_cnt].rx = port->rxq[i];
2265                         poll_cnt++;
2266                     }
2267                     index++;
2268                 }
2269             }
2270             /* Unrefs the port_try_ref(). */
2271             port_unref(port);
2272         }
2273     }
2274
2275     *ppoll_list = poll_list;
2276     return poll_cnt;
2277 }
2278
2279 static void *
2280 pmd_thread_main(void *f_)
2281 {
2282     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd = f_;
2283     unsigned int lc = 0;
2284     struct rxq_poll *poll_list;
2285     unsigned int port_seq = PMD_INITIAL_SEQ;
2286     int poll_cnt;
2287     int i;
2288
2289     poll_cnt = 0;
2290     poll_list = NULL;
2291
2292     /* Stores the pmd thread's 'pmd' to 'per_pmd_key'. */
2293     ovsthread_setspecific(pmd->dp->per_pmd_key, pmd);
2294     pmd_thread_setaffinity_cpu(pmd->core_id);
2295 reload:
2296     emc_cache_init(&pmd->flow_cache);
2297     poll_cnt = pmd_load_queues(pmd, &poll_list, poll_cnt);
2298
2299     for (;;) {
2300         int i;
2301
2302         for (i = 0; i < poll_cnt; i++) {
2303             dp_netdev_process_rxq_port(pmd, poll_list[i].port, poll_list[i].rx);
2304         }
2305
2306         if (lc++ > 1024) {
2307             unsigned int seq;
2308
2309             lc = 0;
2310
2311             ovsrcu_quiesce();
2312
2313             atomic_read_relaxed(&pmd->change_seq, &seq);
2314             if (seq != port_seq) {
2315                 port_seq = seq;
2316                 break;
2317             }
2318         }
2319     }
2320
2321     emc_cache_uninit(&pmd->flow_cache);
2322
2323     if (!latch_is_set(&pmd->exit_latch)){
2324         goto reload;
2325     }
2326
2327     for (i = 0; i < poll_cnt; i++) {
2328          port_unref(poll_list[i].port);
2329     }
2330
2331     free(poll_list);
2332     return NULL;
2333 }
2334
2335 static void
2336 dp_netdev_disable_upcall(struct dp_netdev *dp)
2337     OVS_ACQUIRES(dp->upcall_rwlock)
2338 {
2339     fat_rwlock_wrlock(&dp->upcall_rwlock);
2340 }
2341
2342 static void
2343 dpif_netdev_disable_upcall(struct dpif *dpif)
2344     OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
2345 {
2346     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
2347     dp_netdev_disable_upcall(dp);
2348 }
2349
2350 static void
2351 dp_netdev_enable_upcall(struct dp_netdev *dp)
2352     OVS_RELEASES(dp->upcall_rwlock)
2353 {
2354     fat_rwlock_unlock(&dp->upcall_rwlock);
2355 }
2356
2357 static void
2358 dpif_netdev_enable_upcall(struct dpif *dpif)
2359     OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
2360 {
2361     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
2362     dp_netdev_enable_upcall(dp);
2363 }
2364
2365 /* Returns the pointer to the dp_netdev_pmd_thread for non-pmd threads. */
2366 static struct dp_netdev_pmd_thread *
2367 dp_netdev_get_nonpmd(struct dp_netdev *dp)
2368 {
2369     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
2370     const struct cmap_node *pnode;
2371
2372     pnode = cmap_find(&dp->poll_threads, hash_int(NON_PMD_CORE_ID, 0));
2373     ovs_assert(pnode);
2374     pmd = CONTAINER_OF(pnode, struct dp_netdev_pmd_thread, node);
2375
2376     return pmd;
2377 }
2378
2379 /* Sets the 'struct dp_netdev_pmd_thread' for non-pmd threads. */
2380 static void
2381 dp_netdev_set_nonpmd(struct dp_netdev *dp)
2382 {
2383     struct dp_netdev_pmd_thread *non_pmd;
2384
2385     non_pmd = xzalloc(sizeof *non_pmd);
2386     dp_netdev_configure_pmd(non_pmd, dp, 0, NON_PMD_CORE_ID,
2387                             OVS_NUMA_UNSPEC);
2388 }
2389
2390 /* Configures the 'pmd' based on the input argument. */
2391 static void
2392 dp_netdev_configure_pmd(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd, struct dp_netdev *dp,
2393                         int index, int core_id, int numa_id)
2394 {
2395     pmd->dp = dp;
2396     pmd->index = index;
2397     pmd->core_id = core_id;
2398     pmd->numa_id = numa_id;
2399     latch_init(&pmd->exit_latch);
2400     atomic_init(&pmd->change_seq, PMD_INITIAL_SEQ);
2401     /* init the 'flow_cache' since there is no
2402      * actual thread created for NON_PMD_CORE_ID. */
2403     if (core_id == NON_PMD_CORE_ID) {
2404         emc_cache_init(&pmd->flow_cache);
2405     }
2406     cmap_insert(&dp->poll_threads, CONST_CAST(struct cmap_node *, &pmd->node),
2407                 hash_int(core_id, 0));
2408 }
2409
2410 /* Stops the pmd thread, removes it from the 'dp->poll_threads'
2411  * and destroys the struct. */
2412 static void
2413 dp_netdev_del_pmd(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
2414 {
2415     /* Uninit the 'flow_cache' since there is
2416      * no actual thread uninit it. */
2417     if (pmd->core_id == NON_PMD_CORE_ID) {
2418         emc_cache_uninit(&pmd->flow_cache);
2419     } else {
2420         latch_set(&pmd->exit_latch);
2421         dp_netdev_reload_pmd__(pmd);
2422         ovs_numa_unpin_core(pmd->core_id);
2423         xpthread_join(pmd->thread, NULL);
2424     }
2425     cmap_remove(&pmd->dp->poll_threads, &pmd->node, hash_int(pmd->core_id, 0));
2426     latch_destroy(&pmd->exit_latch);
2427     free(pmd);
2428 }
2429
2430 /* Destroys all pmd threads. */
2431 static void
2432 dp_netdev_destroy_all_pmds(struct dp_netdev *dp)
2433 {
2434     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
2435
2436     CMAP_FOR_EACH (pmd, node, &dp->poll_threads) {
2437         dp_netdev_del_pmd(pmd);
2438     }
2439 }
2440
2441 /* Deletes all pmd threads on numa node 'numa_id'. */
2442 static void
2443 dp_netdev_del_pmds_on_numa(struct dp_netdev *dp, int numa_id)
2444 {
2445     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
2446
2447     CMAP_FOR_EACH (pmd, node, &dp->poll_threads) {
2448         if (pmd->numa_id == numa_id) {
2449             dp_netdev_del_pmd(pmd);
2450         }
2451     }
2452 }
2453
2454 /* Checks the numa node id of 'netdev' and starts pmd threads for
2455  * the numa node. */
2456 static void
2457 dp_netdev_set_pmds_on_numa(struct dp_netdev *dp, int numa_id)
2458 {
2459     int n_pmds;
2460
2461     if (!ovs_numa_numa_id_is_valid(numa_id)) {
2462         VLOG_ERR("Cannot create pmd threads due to numa id (%d)"
2463                  "invalid", numa_id);
2464         return ;
2465     }
2466
2467     n_pmds = get_n_pmd_threads_on_numa(dp, numa_id);
2468
2469     /* If there are already pmd threads created for the numa node
2470      * in which 'netdev' is on, do nothing.  Else, creates the
2471      * pmd threads for the numa node. */
2472     if (!n_pmds) {
2473         int can_have, n_unpinned, i;
2474
2475         n_unpinned = ovs_numa_get_n_unpinned_cores_on_numa(numa_id);
2476         if (!n_unpinned) {
2477             VLOG_ERR("Cannot create pmd threads due to out of unpinned "
2478                      "cores on numa node");
2479             return;
2480         }
2481
2482         /* If cpu mask is specified, uses all unpinned cores, otherwise
2483          * tries creating NR_PMD_THREADS pmd threads. */
2484         can_have = dp->pmd_cmask ? n_unpinned : MIN(n_unpinned, NR_PMD_THREADS);
2485         for (i = 0; i < can_have; i++) {
2486             struct dp_netdev_pmd_thread *pmd = xzalloc(sizeof *pmd);
2487             int core_id = ovs_numa_get_unpinned_core_on_numa(numa_id);
2488
2489             dp_netdev_configure_pmd(pmd, dp, i, core_id, numa_id);
2490             /* Each thread will distribute all devices rx-queues among
2491              * themselves. */
2492             pmd->thread = ovs_thread_create("pmd", pmd_thread_main, pmd);
2493         }
2494         VLOG_INFO("Created %d pmd threads on numa node %d", can_have, numa_id);
2495     }
2496 }
2497
2498 \f
2499 static void *
2500 dp_netdev_flow_stats_new_cb(void)
2501 {
2502     struct dp_netdev_flow_stats *bucket = xzalloc_cacheline(sizeof *bucket);
2503     ovs_mutex_init(&bucket->mutex);
2504     return bucket;
2505 }
2506
2507 /* Called after pmd threads config change.  Restarts pmd threads with
2508  * new configuration. */
2509 static void
2510 dp_netdev_reset_pmd_threads(struct dp_netdev *dp)
2511 {
2512     struct dp_netdev_port *port;
2513
2514     CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
2515         if (netdev_is_pmd(port->netdev)) {
2516             int numa_id = netdev_get_numa_id(port->netdev);
2517
2518             dp_netdev_set_pmds_on_numa(dp, numa_id);
2519         }
2520     }
2521 }
2522
2523 static void
2524 dp_netdev_flow_used(struct dp_netdev_flow *netdev_flow,
2525                     int cnt, int size,
2526                     uint16_t tcp_flags)
2527 {
2528     long long int now = time_msec();
2529     struct dp_netdev_flow_stats *bucket;
2530
2531     bucket = ovsthread_stats_bucket_get(&netdev_flow->stats,
2532                                         dp_netdev_flow_stats_new_cb);
2533
2534     ovs_mutex_lock(&bucket->mutex);
2535     bucket->used = MAX(now, bucket->used);
2536     bucket->packet_count += cnt;
2537     bucket->byte_count += size;
2538     bucket->tcp_flags |= tcp_flags;
2539     ovs_mutex_unlock(&bucket->mutex);
2540 }
2541
2542 static void *
2543 dp_netdev_stats_new_cb(void)
2544 {
2545     struct dp_netdev_stats *bucket = xzalloc_cacheline(sizeof *bucket);
2546     ovs_mutex_init(&bucket->mutex);
2547     return bucket;
2548 }
2549
2550 static void
2551 dp_netdev_count_packet(struct dp_netdev *dp, enum dp_stat_type type, int cnt)
2552 {
2553     struct dp_netdev_stats *bucket;
2554
2555     bucket = ovsthread_stats_bucket_get(&dp->stats, dp_netdev_stats_new_cb);
2556     ovs_mutex_lock(&bucket->mutex);
2557     bucket->n[type] += cnt;
2558     ovs_mutex_unlock(&bucket->mutex);
2559 }
2560
2561 static int
2562 dp_netdev_upcall(struct dp_netdev *dp, struct dpif_packet *packet_,
2563                  struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc,
2564                  enum dpif_upcall_type type, const struct nlattr *userdata,
2565                  struct ofpbuf *actions, struct ofpbuf *put_actions)
2566 {
2567     struct ofpbuf *packet = &packet_->ofpbuf;
2568
2569     if (type == DPIF_UC_MISS) {
2570         dp_netdev_count_packet(dp, DP_STAT_MISS, 1);
2571     }
2572
2573     if (OVS_UNLIKELY(!dp->upcall_cb)) {
2574         return ENODEV;
2575     }
2576
2577     if (OVS_UNLIKELY(!VLOG_DROP_DBG(&upcall_rl))) {
2578         struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
2579         struct ofpbuf key;
2580         char *packet_str;
2581
2582         ofpbuf_init(&key, 0);
2583         odp_flow_key_from_flow(&key, flow, &wc->masks, flow->in_port.odp_port,
2584                                true);
2585
2586         packet_str = ofp_packet_to_string(ofpbuf_data(packet),
2587                                           ofpbuf_size(packet));
2588
2589         odp_flow_key_format(ofpbuf_data(&key), ofpbuf_size(&key), &ds);
2590
2591         VLOG_DBG("%s: %s upcall:\n%s\n%s", dp->name,
2592                  dpif_upcall_type_to_string(type), ds_cstr(&ds), packet_str);
2593
2594         ofpbuf_uninit(&key);
2595         free(packet_str);
2596         ds_destroy(&ds);
2597     }
2598
2599     return dp->upcall_cb(packet, flow, type, userdata, actions, wc,
2600                          put_actions, dp->upcall_aux);
2601 }
2602
2603 static inline uint32_t
2604 dpif_netdev_packet_get_dp_hash(struct dpif_packet *packet,
2605                                const struct miniflow *mf)
2606 {
2607     uint32_t hash;
2608
2609     hash = dpif_packet_get_dp_hash(packet);
2610     if (OVS_UNLIKELY(!hash)) {
2611         hash = miniflow_hash_5tuple(mf, 0);
2612         dpif_packet_set_dp_hash(packet, hash);
2613     }
2614     return hash;
2615 }
2616
2617 struct packet_batch {
2618     unsigned int packet_count;
2619     unsigned int byte_count;
2620     uint16_t tcp_flags;
2621
2622     struct dp_netdev_flow *flow;
2623
2624     struct dpif_packet *packets[NETDEV_MAX_RX_BATCH];
2625 };
2626
2627 static inline void
2628 packet_batch_update(struct packet_batch *batch, struct dpif_packet *packet,
2629                     const struct miniflow *mf)
2630 {
2631     batch->tcp_flags |= miniflow_get_tcp_flags(mf);
2632     batch->packets[batch->packet_count++] = packet;
2633     batch->byte_count += ofpbuf_size(&packet->ofpbuf);
2634 }
2635
2636 static inline void
2637 packet_batch_init(struct packet_batch *batch, struct dp_netdev_flow *flow)
2638 {
2639     batch->flow = flow;
2640
2641     batch->packet_count = 0;
2642     batch->byte_count = 0;
2643     batch->tcp_flags = 0;
2644 }
2645
2646 static inline void
2647 packet_batch_execute(struct packet_batch *batch,
2648                      struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
2649 {
2650     struct dp_netdev_actions *actions;
2651     struct dp_netdev_flow *flow = batch->flow;
2652
2653     dp_netdev_flow_used(batch->flow, batch->packet_count, batch->byte_count,
2654                         batch->tcp_flags);
2655
2656     actions = dp_netdev_flow_get_actions(flow);
2657
2658     dp_netdev_execute_actions(pmd, batch->packets, batch->packet_count, true,
2659                               actions->actions, actions->size);
2660
2661     dp_netdev_count_packet(pmd->dp, DP_STAT_HIT, batch->packet_count);
2662 }
2663
2664 static inline bool
2665 dp_netdev_queue_batches(struct dpif_packet *pkt,
2666                         struct dp_netdev_flow *flow, const struct miniflow *mf,
2667                         struct packet_batch *batches, size_t *n_batches,
2668                         size_t max_batches)
2669 {
2670     struct packet_batch *batch = NULL;
2671     int j;
2672
2673     if (OVS_UNLIKELY(!flow)) {
2674         return false;
2675     }
2676     /* XXX: This O(n^2) algortihm makes sense if we're operating under the
2677      * assumption that the number of distinct flows (and therefore the
2678      * number of distinct batches) is quite small.  If this turns out not
2679      * to be the case, it may make sense to pre sort based on the
2680      * netdev_flow pointer.  That done we can get the appropriate batching
2681      * in O(n * log(n)) instead. */
2682     for (j = *n_batches - 1; j >= 0; j--) {
2683         if (batches[j].flow == flow) {
2684             batch = &batches[j];
2685             packet_batch_update(batch, pkt, mf);
2686             return true;
2687         }
2688     }
2689     if (OVS_UNLIKELY(*n_batches >= max_batches)) {
2690         return false;
2691     }
2692
2693     batch = &batches[(*n_batches)++];
2694     packet_batch_init(batch, flow);
2695     packet_batch_update(batch, pkt, mf);
2696     return true;
2697 }
2698
2699 static inline void
2700 dpif_packet_swap(struct dpif_packet **a, struct dpif_packet **b)
2701 {
2702     struct dpif_packet *tmp = *a;
2703     *a = *b;
2704     *b = tmp;
2705 }
2706
2707 /* Try to process all ('cnt') the 'packets' using only the exact match cache
2708  * 'flow_cache'. If a flow is not found for a packet 'packets[i]', or if there
2709  * is no matching batch for a packet's flow, the miniflow is copied into 'keys'
2710  * and the packet pointer is moved at the beginning of the 'packets' array.
2711  *
2712  * The function returns the number of packets that needs to be processed in the
2713  * 'packets' array (they have been moved to the beginning of the vector).
2714  */
2715 static inline size_t
2716 emc_processing(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd, struct dpif_packet **packets,
2717                size_t cnt, struct netdev_flow_key *keys)
2718 {
2719     struct netdev_flow_key key;
2720     struct packet_batch batches[4];
2721     struct emc_cache *flow_cache = &pmd->flow_cache;
2722     size_t n_batches, i;
2723     size_t notfound_cnt = 0;
2724
2725     n_batches = 0;
2726     miniflow_initialize(&key.mf, key.buf);
2727     for (i = 0; i < cnt; i++) {
2728         struct dp_netdev_flow *flow;
2729
2730         if (OVS_UNLIKELY(ofpbuf_size(&packets[i]->ofpbuf) < ETH_HEADER_LEN)) {
2731             dpif_packet_delete(packets[i]);
2732             continue;
2733         }
2734
2735         miniflow_extract(&packets[i]->ofpbuf, &packets[i]->md, &key.mf);
2736         key.len = 0; /* Not computed yet. */
2737         key.hash = dpif_netdev_packet_get_dp_hash(packets[i], &key.mf);
2738
2739         flow = emc_lookup(flow_cache, &key);
2740         if (OVS_UNLIKELY(!dp_netdev_queue_batches(packets[i], flow, &key.mf,
2741                                                   batches, &n_batches,
2742                                                   ARRAY_SIZE(batches)))) {
2743             if (i != notfound_cnt) {
2744                 dpif_packet_swap(&packets[i], &packets[notfound_cnt]);
2745             }
2746
2747             keys[notfound_cnt++] = key;
2748         }
2749     }
2750
2751     for (i = 0; i < n_batches; i++) {
2752         packet_batch_execute(&batches[i], pmd);
2753     }
2754
2755     return notfound_cnt;
2756 }
2757
2758 static inline void
2759 fast_path_processing(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
2760                      struct dpif_packet **packets, size_t cnt,
2761                      struct netdev_flow_key *keys)
2762 {
2763 #if !defined(__CHECKER__) && !defined(_WIN32)
2764     const size_t PKT_ARRAY_SIZE = cnt;
2765 #else
2766     /* Sparse or MSVC doesn't like variable length array. */
2767     enum { PKT_ARRAY_SIZE = NETDEV_MAX_RX_BATCH };
2768 #endif
2769     struct packet_batch batches[PKT_ARRAY_SIZE];
2770     struct dpcls_rule *rules[PKT_ARRAY_SIZE];
2771     struct dp_netdev *dp = pmd->dp;
2772     struct emc_cache *flow_cache = &pmd->flow_cache;
2773     size_t n_batches, i;
2774     bool any_miss;
2775
2776     for (i = 0; i < cnt; i++) {
2777         /* Key length is needed in all the cases, hash computed on demand. */
2778         keys[i].len = netdev_flow_key_size(count_1bits(keys[i].mf.map));
2779     }
2780     any_miss = !dpcls_lookup(&dp->cls, keys, rules, cnt);
2781     if (OVS_UNLIKELY(any_miss) && !fat_rwlock_tryrdlock(&dp->upcall_rwlock)) {
2782         uint64_t actions_stub[512 / 8], slow_stub[512 / 8];
2783         struct ofpbuf actions, put_actions;
2784
2785         ofpbuf_use_stub(&actions, actions_stub, sizeof actions_stub);
2786         ofpbuf_use_stub(&put_actions, slow_stub, sizeof slow_stub);
2787
2788         for (i = 0; i < cnt; i++) {
2789             struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
2790             struct ofpbuf *add_actions;
2791             struct match match;
2792             int error;
2793
2794             if (OVS_LIKELY(rules[i])) {
2795                 continue;
2796             }
2797
2798             /* It's possible that an earlier slow path execution installed
2799              * a rule covering this flow.  In this case, it's a lot cheaper
2800              * to catch it here than execute a miss. */
2801             netdev_flow = dp_netdev_lookup_flow(dp, &keys[i]);
2802             if (netdev_flow) {
2803                 rules[i] = &netdev_flow->cr;
2804                 continue;
2805             }
2806
2807             miniflow_expand(&keys[i].mf, &match.flow);
2808
2809             ofpbuf_clear(&actions);
2810             ofpbuf_clear(&put_actions);
2811
2812             error = dp_netdev_upcall(dp, packets[i], &match.flow, &match.wc,
2813                                      DPIF_UC_MISS, NULL, &actions,
2814                                      &put_actions);
2815             if (OVS_UNLIKELY(error && error != ENOSPC)) {
2816                 continue;
2817             }
2818
2819             /* We can't allow the packet batching in the next loop to execute
2820              * the actions.  Otherwise, if there are any slow path actions,
2821              * we'll send the packet up twice. */
2822             dp_netdev_execute_actions(pmd, &packets[i], 1, true,
2823                                       ofpbuf_data(&actions),
2824                                       ofpbuf_size(&actions));
2825
2826             add_actions = ofpbuf_size(&put_actions)
2827                 ? &put_actions
2828                 : &actions;
2829
2830             if (OVS_LIKELY(error != ENOSPC)) {
2831                 /* XXX: There's a race window where a flow covering this packet
2832                  * could have already been installed since we last did the flow
2833                  * lookup before upcall.  This could be solved by moving the
2834                  * mutex lock outside the loop, but that's an awful long time
2835                  * to be locking everyone out of making flow installs.  If we
2836                  * move to a per-core classifier, it would be reasonable. */
2837                 ovs_mutex_lock(&dp->flow_mutex);
2838                 netdev_flow = dp_netdev_lookup_flow(dp, &keys[i]);
2839                 if (OVS_LIKELY(!netdev_flow)) {
2840                     netdev_flow = dp_netdev_flow_add(dp, &match,
2841                                                      ofpbuf_data(add_actions),
2842                                                      ofpbuf_size(add_actions));
2843                 }
2844                 ovs_mutex_unlock(&dp->flow_mutex);
2845
2846                 emc_insert(flow_cache, &keys[i], netdev_flow);
2847             }
2848         }
2849
2850         ofpbuf_uninit(&actions);
2851         ofpbuf_uninit(&put_actions);
2852         fat_rwlock_unlock(&dp->upcall_rwlock);
2853     } else if (OVS_UNLIKELY(any_miss)) {
2854         int dropped_cnt = 0;
2855
2856         for (i = 0; i < cnt; i++) {
2857             if (OVS_UNLIKELY(!rules[i])) {
2858                 dpif_packet_delete(packets[i]);
2859                 dropped_cnt++;
2860             }
2861         }
2862
2863         dp_netdev_count_packet(dp, DP_STAT_LOST, dropped_cnt);
2864     }
2865
2866     n_batches = 0;
2867     for (i = 0; i < cnt; i++) {
2868         struct dpif_packet *packet = packets[i];
2869         struct dp_netdev_flow *flow;
2870
2871         if (OVS_UNLIKELY(!rules[i])) {
2872             continue;
2873         }
2874
2875         flow = dp_netdev_flow_cast(rules[i]);
2876
2877         emc_insert(flow_cache, &keys[i], flow);
2878         dp_netdev_queue_batches(packet, flow, &keys[i].mf, batches,
2879                                 &n_batches, ARRAY_SIZE(batches));
2880     }
2881
2882     for (i = 0; i < n_batches; i++) {
2883         packet_batch_execute(&batches[i], pmd);
2884     }
2885 }
2886
2887 static void
2888 dp_netdev_input(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
2889                 struct dpif_packet **packets, int cnt)
2890 {
2891 #if !defined(__CHECKER__) && !defined(_WIN32)
2892     const size_t PKT_ARRAY_SIZE = cnt;
2893 #else
2894     /* Sparse or MSVC doesn't like variable length array. */
2895     enum { PKT_ARRAY_SIZE = NETDEV_MAX_RX_BATCH };
2896 #endif
2897     struct netdev_flow_key keys[PKT_ARRAY_SIZE];
2898     size_t newcnt;
2899
2900     newcnt = emc_processing(pmd, packets, cnt, keys);
2901     if (OVS_UNLIKELY(newcnt)) {
2902         fast_path_processing(pmd, packets, newcnt, keys);
2903     }
2904 }
2905
2906 struct dp_netdev_execute_aux {
2907     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
2908 };
2909
2910 static void
2911 dpif_netdev_register_upcall_cb(struct dpif *dpif, upcall_callback *cb,
2912                                void *aux)
2913 {
2914     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
2915     dp->upcall_aux = aux;
2916     dp->upcall_cb = cb;
2917 }
2918
2919 static void
2920 dp_netdev_drop_packets(struct dpif_packet ** packets, int cnt, bool may_steal)
2921 {
2922     int i;
2923
2924     if (may_steal) {
2925         for (i = 0; i < cnt; i++) {
2926             dpif_packet_delete(packets[i]);
2927         }
2928     }
2929 }
2930
2931 static void
2932 dp_execute_cb(void *aux_, struct dpif_packet **packets, int cnt,
2933               const struct nlattr *a, bool may_steal)
2934     OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
2935 {
2936     struct dp_netdev_execute_aux *aux = aux_;
2937     uint32_t *depth = recirc_depth_get();
2938     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd= aux->pmd;
2939     struct dp_netdev *dp= pmd->dp;
2940     int type = nl_attr_type(a);
2941     struct dp_netdev_port *p;
2942     int i;
2943
2944     switch ((enum ovs_action_attr)type) {
2945     case OVS_ACTION_ATTR_OUTPUT:
2946         p = dp_netdev_lookup_port(dp, u32_to_odp(nl_attr_get_u32(a)));
2947         if (OVS_LIKELY(p)) {
2948             netdev_send(p->netdev, pmd->core_id, packets, cnt, may_steal);
2949             return;
2950         }
2951         break;
2952
2953     case OVS_ACTION_ATTR_USERSPACE:
2954         if (!fat_rwlock_tryrdlock(&dp->upcall_rwlock)) {
2955             const struct nlattr *userdata;
2956             struct ofpbuf actions;
2957             struct flow flow;
2958
2959             userdata = nl_attr_find_nested(a, OVS_USERSPACE_ATTR_USERDATA);
2960             ofpbuf_init(&actions, 0);
2961
2962             for (i = 0; i < cnt; i++) {
2963                 int error;
2964
2965                 ofpbuf_clear(&actions);
2966
2967                 flow_extract(&packets[i]->ofpbuf, &packets[i]->md, &flow);
2968                 error = dp_netdev_upcall(dp, packets[i], &flow, NULL,
2969                                          DPIF_UC_ACTION, userdata, &actions,
2970                                          NULL);
2971                 if (!error || error == ENOSPC) {
2972                     dp_netdev_execute_actions(pmd, &packets[i], 1, may_steal,
2973                                               ofpbuf_data(&actions),
2974                                               ofpbuf_size(&actions));
2975                 } else if (may_steal) {
2976                     dpif_packet_delete(packets[i]);
2977                 }
2978             }
2979             ofpbuf_uninit(&actions);
2980             fat_rwlock_unlock(&dp->upcall_rwlock);
2981
2982             return;
2983         }
2984         break;
2985
2986     case OVS_ACTION_ATTR_HASH: {
2987         const struct ovs_action_hash *hash_act;
2988         uint32_t hash;
2989
2990         hash_act = nl_attr_get(a);
2991
2992         for (i = 0; i < cnt; i++) {
2993
2994             if (hash_act->hash_alg == OVS_HASH_ALG_L4) {
2995                 /* Hash need not be symmetric, nor does it need to include
2996                  * L2 fields. */
2997                 hash = hash_2words(dpif_packet_get_dp_hash(packets[i]),
2998                                    hash_act->hash_basis);
2999             } else {
3000                 VLOG_WARN("Unknown hash algorithm specified "
3001                           "for the hash action.");
3002                 hash = 2;
3003             }
3004
3005             if (!hash) {
3006                 hash = 1; /* 0 is not valid */
3007             }
3008
3009             dpif_packet_set_dp_hash(packets[i], hash);
3010         }
3011         return;
3012     }
3013
3014     case OVS_ACTION_ATTR_RECIRC:
3015         if (*depth < MAX_RECIRC_DEPTH) {
3016
3017             (*depth)++;
3018             for (i = 0; i < cnt; i++) {
3019                 struct dpif_packet *recirc_pkt;
3020
3021                 recirc_pkt = (may_steal) ? packets[i]
3022                                     : dpif_packet_clone(packets[i]);
3023
3024                 recirc_pkt->md.recirc_id = nl_attr_get_u32(a);
3025
3026                 /* Hash is private to each packet */
3027                 recirc_pkt->md.dp_hash = dpif_packet_get_dp_hash(packets[i]);
3028
3029                 dp_netdev_input(pmd, &recirc_pkt, 1);
3030             }
3031             (*depth)--;
3032
3033             return;
3034         }
3035
3036         VLOG_WARN("Packet dropped. Max recirculation depth exceeded.");
3037         break;
3038
3039     case OVS_ACTION_ATTR_PUSH_VLAN:
3040     case OVS_ACTION_ATTR_POP_VLAN:
3041     case OVS_ACTION_ATTR_PUSH_MPLS:
3042     case OVS_ACTION_ATTR_POP_MPLS:
3043     case OVS_ACTION_ATTR_SET:
3044     case OVS_ACTION_ATTR_SET_MASKED:
3045     case OVS_ACTION_ATTR_SAMPLE:
3046     case OVS_ACTION_ATTR_UNSPEC:
3047     case __OVS_ACTION_ATTR_MAX:
3048         OVS_NOT_REACHED();
3049     }
3050
3051     dp_netdev_drop_packets(packets, cnt, may_steal);
3052 }
3053
3054 static void
3055 dp_netdev_execute_actions(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
3056                           struct dpif_packet **packets, int cnt,
3057                           bool may_steal,
3058                           const struct nlattr *actions, size_t actions_len)
3059 {
3060     struct dp_netdev_execute_aux aux = { pmd };
3061
3062     odp_execute_actions(&aux, packets, cnt, may_steal, actions,
3063                         actions_len, dp_execute_cb);
3064 }
3065
3066 const struct dpif_class dpif_netdev_class = {
3067     "netdev",
3068     dpif_netdev_enumerate,
3069     dpif_netdev_port_open_type,
3070     dpif_netdev_open,
3071     dpif_netdev_close,
3072     dpif_netdev_destroy,
3073     dpif_netdev_run,
3074     dpif_netdev_wait,
3075     dpif_netdev_get_stats,
3076     dpif_netdev_port_add,
3077     dpif_netdev_port_del,
3078     dpif_netdev_port_query_by_number,
3079     dpif_netdev_port_query_by_name,
3080     NULL,                       /* port_get_pid */
3081     dpif_netdev_port_dump_start,
3082     dpif_netdev_port_dump_next,
3083     dpif_netdev_port_dump_done,
3084     dpif_netdev_port_poll,
3085     dpif_netdev_port_poll_wait,
3086     dpif_netdev_flow_flush,
3087     dpif_netdev_flow_dump_create,
3088     dpif_netdev_flow_dump_destroy,
3089     dpif_netdev_flow_dump_thread_create,
3090     dpif_netdev_flow_dump_thread_destroy,
3091     dpif_netdev_flow_dump_next,
3092     dpif_netdev_operate,
3093     NULL,                       /* recv_set */
3094     NULL,                       /* handlers_set */
3095     dpif_netdev_pmd_set,
3096     dpif_netdev_queue_to_priority,
3097     NULL,                       /* recv */
3098     NULL,                       /* recv_wait */
3099     NULL,                       /* recv_purge */
3100     dpif_netdev_register_upcall_cb,
3101     dpif_netdev_enable_upcall,
3102     dpif_netdev_disable_upcall,
3103 };
3104
3105 static void
3106 dpif_dummy_change_port_number(struct unixctl_conn *conn, int argc OVS_UNUSED,
3107                               const char *argv[], void *aux OVS_UNUSED)
3108 {
3109     struct dp_netdev_port *old_port;
3110     struct dp_netdev_port *new_port;
3111     struct dp_netdev *dp;
3112     odp_port_t port_no;
3113
3114     ovs_mutex_lock(&dp_netdev_mutex);
3115     dp = shash_find_data(&dp_netdevs, argv[1]);
3116     if (!dp || !dpif_netdev_class_is_dummy(dp->class)) {
3117         ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
3118         unixctl_command_reply_error(conn, "unknown datapath or not a dummy");
3119         return;
3120     }
3121     ovs_refcount_ref(&dp->ref_cnt);
3122     ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
3123
3124     ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
3125     if (get_port_by_name(dp, argv[2], &old_port)) {
3126         unixctl_command_reply_error(conn, "unknown port");
3127         goto exit;
3128     }
3129
3130     port_no = u32_to_odp(atoi(argv[3]));
3131     if (!port_no || port_no == ODPP_NONE) {
3132         unixctl_command_reply_error(conn, "bad port number");
3133         goto exit;
3134     }
3135     if (dp_netdev_lookup_port(dp, port_no)) {
3136         unixctl_command_reply_error(conn, "port number already in use");
3137         goto exit;
3138     }
3139
3140     /* Remove old port. */
3141     cmap_remove(&dp->ports, &old_port->node, hash_port_no(old_port->port_no));
3142     ovsrcu_postpone(free, old_port);
3143
3144     /* Insert new port (cmap semantics mean we cannot re-insert 'old_port'). */
3145     new_port = xmemdup(old_port, sizeof *old_port);
3146     new_port->port_no = port_no;
3147     cmap_insert(&dp->ports, &new_port->node, hash_port_no(port_no));
3148
3149     seq_change(dp->port_seq);
3150     unixctl_command_reply(conn, NULL);
3151
3152 exit:
3153     ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
3154     dp_netdev_unref(dp);
3155 }
3156
3157 static void
3158 dpif_dummy_delete_port(struct unixctl_conn *conn, int argc OVS_UNUSED,
3159                        const char *argv[], void *aux OVS_UNUSED)
3160 {
3161     struct dp_netdev_port *port;
3162     struct dp_netdev *dp;
3163
3164     ovs_mutex_lock(&dp_netdev_mutex);
3165     dp = shash_find_data(&dp_netdevs, argv[1]);
3166     if (!dp || !dpif_netdev_class_is_dummy(dp->class)) {
3167         ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
3168         unixctl_command_reply_error(conn, "unknown datapath or not a dummy");
3169         return;
3170     }
3171     ovs_refcount_ref(&dp->ref_cnt);
3172     ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
3173
3174     ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
3175     if (get_port_by_name(dp, argv[2], &port)) {
3176         unixctl_command_reply_error(conn, "unknown port");
3177     } else if (port->port_no == ODPP_LOCAL) {
3178         unixctl_command_reply_error(conn, "can't delete local port");
3179     } else {
3180         do_del_port(dp, port);
3181         unixctl_command_reply(conn, NULL);
3182     }
3183     ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
3184
3185     dp_netdev_unref(dp);
3186 }
3187
3188 static void
3189 dpif_dummy_register__(const char *type)
3190 {
3191     struct dpif_class *class;
3192
3193     class = xmalloc(sizeof *class);
3194     *class = dpif_netdev_class;
3195     class->type = xstrdup(type);
3196     dp_register_provider(class);
3197 }
3198
3199 void
3200 dpif_dummy_register(bool override)
3201 {
3202     if (override) {
3203         struct sset types;
3204         const char *type;
3205
3206         sset_init(&types);
3207         dp_enumerate_types(&types);
3208         SSET_FOR_EACH (type, &types) {
3209             if (!dp_unregister_provider(type)) {
3210                 dpif_dummy_register__(type);
3211             }
3212         }
3213         sset_destroy(&types);
3214     }
3215
3216     dpif_dummy_register__("dummy");
3217
3218     unixctl_command_register("dpif-dummy/change-port-number",
3219                              "dp port new-number",
3220                              3, 3, dpif_dummy_change_port_number, NULL);
3221     unixctl_command_register("dpif-dummy/delete-port", "dp port",
3222                              2, 2, dpif_dummy_delete_port, NULL);
3223 }
3224 \f
3225 /* Datapath Classifier. */
3226
3227 /* A set of rules that all have the same fields wildcarded. */
3228 struct dpcls_subtable {
3229     /* The fields are only used by writers. */
3230     struct cmap_node cmap_node OVS_GUARDED; /* Within dpcls 'subtables_map'. */
3231
3232     /* These fields are accessed by readers. */
3233     struct cmap rules;           /* Contains "struct dpcls_rule"s. */
3234     struct netdev_flow_key mask; /* Wildcards for fields (const). */
3235     /* 'mask' must be the last field, additional space is allocated here. */
3236 };
3237
3238 /* Initializes 'cls' as a classifier that initially contains no classification
3239  * rules. */
3240 static void
3241 dpcls_init(struct dpcls *cls)
3242 {
3243     cmap_init(&cls->subtables_map);
3244     pvector_init(&cls->subtables);
3245 }
3246
3247 static void
3248 dpcls_destroy_subtable(struct dpcls *cls, struct dpcls_subtable *subtable)
3249 {
3250     pvector_remove(&cls->subtables, subtable);
3251     cmap_remove(&cls->subtables_map, &subtable->cmap_node,
3252                 subtable->mask.hash);
3253     cmap_destroy(&subtable->rules);
3254     ovsrcu_postpone(free, subtable);
3255 }
3256
3257 /* Destroys 'cls'.  Rules within 'cls', if any, are not freed; this is the
3258  * caller's responsibility.
3259  * May only be called after all the readers have been terminated. */
3260 static void
3261 dpcls_destroy(struct dpcls *cls)
3262 {
3263     if (cls) {
3264         struct dpcls_subtable *subtable;
3265
3266         CMAP_FOR_EACH (subtable, cmap_node, &cls->subtables_map) {
3267             dpcls_destroy_subtable(cls, subtable);
3268         }
3269         cmap_destroy(&cls->subtables_map);
3270         pvector_destroy(&cls->subtables);
3271     }
3272 }
3273
3274 static struct dpcls_subtable *
3275 dpcls_create_subtable(struct dpcls *cls, const struct netdev_flow_key *mask)
3276 {
3277     struct dpcls_subtable *subtable;
3278
3279     /* Need to add one. */
3280     subtable = xmalloc(sizeof *subtable
3281                        - sizeof subtable->mask.mf + mask->len);
3282     cmap_init(&subtable->rules);
3283     netdev_flow_key_clone(&subtable->mask, mask);
3284     cmap_insert(&cls->subtables_map, &subtable->cmap_node, mask->hash);
3285     pvector_insert(&cls->subtables, subtable, 0);
3286
3287     return subtable;
3288 }
3289
3290 static inline struct dpcls_subtable *
3291 dpcls_find_subtable(struct dpcls *cls, const struct netdev_flow_key *mask)
3292 {
3293     struct dpcls_subtable *subtable;
3294
3295     CMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (subtable, cmap_node, mask->hash,
3296                              &cls->subtables_map) {
3297         if (netdev_flow_key_equal(&subtable->mask, mask)) {
3298             return subtable;
3299         }
3300     }
3301     return dpcls_create_subtable(cls, mask);
3302 }
3303
3304 /* Insert 'rule' into 'cls'. */
3305 static void
3306 dpcls_insert(struct dpcls *cls, struct dpcls_rule *rule,
3307              const struct netdev_flow_key *mask)
3308 {
3309     struct dpcls_subtable *subtable = dpcls_find_subtable(cls, mask);
3310
3311     rule->mask = &subtable->mask;
3312     cmap_insert(&subtable->rules, &rule->cmap_node, rule->flow.hash);
3313 }
3314
3315 /* Removes 'rule' from 'cls', also destructing the 'rule'. */
3316 static void
3317 dpcls_remove(struct dpcls *cls, struct dpcls_rule *rule)
3318 {
3319     struct dpcls_subtable *subtable;
3320
3321     ovs_assert(rule->mask);
3322
3323     INIT_CONTAINER(subtable, rule->mask, mask);
3324
3325     if (cmap_remove(&subtable->rules, &rule->cmap_node, rule->flow.hash)
3326         == 0) {
3327         dpcls_destroy_subtable(cls, subtable);
3328     }
3329 }
3330
3331 /* Returns true if 'target' satisifies 'key' in 'mask', that is, if each 1-bit
3332  * in 'mask' the values in 'key' and 'target' are the same.
3333  *
3334  * Note: 'key' and 'mask' have the same mask, and 'key' is already masked. */
3335 static inline bool
3336 dpcls_rule_matches_key(const struct dpcls_rule *rule,
3337                        const struct netdev_flow_key *target)
3338 {
3339     const uint32_t *keyp = rule->flow.mf.inline_values;
3340     const uint32_t *maskp = rule->mask->mf.inline_values;
3341     uint32_t target_u32;
3342
3343     NETDEV_FLOW_KEY_FOR_EACH_IN_MAP(target_u32, target, rule->flow.mf.map) {
3344         if (OVS_UNLIKELY((target_u32 & *maskp++) != *keyp++)) {
3345             return false;
3346         }
3347     }
3348     return true;
3349 }
3350
3351 /* For each miniflow in 'flows' performs a classifier lookup writing the result
3352  * into the corresponding slot in 'rules'.  If a particular entry in 'flows' is
3353  * NULL it is skipped.
3354  *
3355  * This function is optimized for use in the userspace datapath and therefore
3356  * does not implement a lot of features available in the standard
3357  * classifier_lookup() function.  Specifically, it does not implement
3358  * priorities, instead returning any rule which matches the flow.
3359  *
3360  * Returns true if all flows found a corresponding rule. */
3361 static bool
3362 dpcls_lookup(const struct dpcls *cls, const struct netdev_flow_key keys[],
3363              struct dpcls_rule **rules, const size_t cnt)
3364 {
3365     /* The batch size 16 was experimentally found faster than 8 or 32. */
3366     typedef uint16_t map_type;
3367 #define MAP_BITS (sizeof(map_type) * CHAR_BIT)
3368
3369 #if !defined(__CHECKER__) && !defined(_WIN32)
3370     const int N_MAPS = DIV_ROUND_UP(cnt, MAP_BITS);
3371 #else
3372     enum { N_MAPS = DIV_ROUND_UP(NETDEV_MAX_RX_BATCH, MAP_BITS) };
3373 #endif
3374     map_type maps[N_MAPS];
3375     struct dpcls_subtable *subtable;
3376
3377     memset(maps, 0xff, sizeof maps);
3378     if (cnt % MAP_BITS) {
3379         maps[N_MAPS - 1] >>= MAP_BITS - cnt % MAP_BITS; /* Clear extra bits. */
3380     }
3381     memset(rules, 0, cnt * sizeof *rules);
3382
3383     PVECTOR_FOR_EACH (subtable, &cls->subtables) {
3384         const struct netdev_flow_key *mkeys = keys;
3385         struct dpcls_rule **mrules = rules;
3386         map_type remains = 0;
3387         int m;
3388
3389         BUILD_ASSERT_DECL(sizeof remains == sizeof *maps);
3390
3391         for (m = 0; m < N_MAPS; m++, mkeys += MAP_BITS, mrules += MAP_BITS) {
3392             uint32_t hashes[MAP_BITS];
3393             const struct cmap_node *nodes[MAP_BITS];
3394             unsigned long map = maps[m];
3395             int i;
3396
3397             if (!map) {
3398                 continue; /* Skip empty maps. */
3399             }
3400
3401             /* Compute hashes for the remaining keys. */
3402             ULONG_FOR_EACH_1(i, map) {
3403                 hashes[i] = netdev_flow_key_hash_in_mask(&mkeys[i],
3404                                                          &subtable->mask);
3405             }
3406             /* Lookup. */
3407             map = cmap_find_batch(&subtable->rules, map, hashes, nodes);
3408             /* Check results. */
3409             ULONG_FOR_EACH_1(i, map) {
3410                 struct dpcls_rule *rule;
3411
3412                 CMAP_NODE_FOR_EACH (rule, cmap_node, nodes[i]) {
3413                     if (OVS_LIKELY(dpcls_rule_matches_key(rule, &mkeys[i]))) {
3414                         mrules[i] = rule;
3415                         goto next;
3416                     }
3417                 }
3418                 ULONG_SET0(map, i);   /* Did not match. */
3419             next:
3420                 ;                     /* Keep Sparse happy. */
3421             }
3422             maps[m] &= ~map;          /* Clear the found rules. */
3423             remains |= maps[m];
3424         }
3425         if (!remains) {
3426             return true;              /* All found. */
3427         }
3428     }
3429     return false;                     /* Some misses. */
3430 }