dp-packet: Remove ofpbuf dependency.
[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 "dp-packet.h"
37 #include "dpif.h"
38 #include "dpif-provider.h"
39 #include "dummy.h"
40 #include "dynamic-string.h"
41 #include "fat-rwlock.h"
42 #include "flow.h"
43 #include "cmap.h"
44 #include "latch.h"
45 #include "list.h"
46 #include "match.h"
47 #include "meta-flow.h"
48 #include "netdev.h"
49 #include "netdev-dpdk.h"
50 #include "netdev-vport.h"
51 #include "netlink.h"
52 #include "odp-execute.h"
53 #include "odp-util.h"
54 #include "ofp-print.h"
55 #include "ofpbuf.h"
56 #include "ovs-numa.h"
57 #include "ovs-rcu.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 "tnl-arp-cache.h"
67 #include "unixctl.h"
68 #include "util.h"
69 #include "openvswitch/vlog.h"
70
71 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(dpif_netdev);
72
73 #define FLOW_DUMP_MAX_BATCH 50
74 /* Use per thread recirc_depth to prevent recirculation loop. */
75 #define MAX_RECIRC_DEPTH 5
76 DEFINE_STATIC_PER_THREAD_DATA(uint32_t, recirc_depth, 0)
77
78 /* Configuration parameters. */
79 enum { MAX_FLOWS = 65536 };     /* Maximum number of flows in flow table. */
80
81 /* Protects against changes to 'dp_netdevs'. */
82 static struct ovs_mutex dp_netdev_mutex = OVS_MUTEX_INITIALIZER;
83
84 /* Contains all 'struct dp_netdev's. */
85 static struct shash dp_netdevs OVS_GUARDED_BY(dp_netdev_mutex)
86     = SHASH_INITIALIZER(&dp_netdevs);
87
88 static struct vlog_rate_limit upcall_rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(600, 600);
89
90 /* Stores a miniflow with inline values */
91
92 struct netdev_flow_key {
93     uint32_t hash;       /* Hash function differs for different users. */
94     uint32_t len;        /* Length of the following miniflow (incl. map). */
95     struct miniflow mf;
96     uint64_t buf[FLOW_MAX_PACKET_U64S - MINI_N_INLINE];
97 };
98
99 /* Exact match cache for frequently used flows
100  *
101  * The cache uses a 32-bit hash of the packet (which can be the RSS hash) to
102  * search its entries for a miniflow that matches exactly the miniflow of the
103  * packet. It stores the 'dpcls_rule' (rule) that matches the miniflow.
104  *
105  * A cache entry holds a reference to its 'dp_netdev_flow'.
106  *
107  * A miniflow with a given hash can be in one of EM_FLOW_HASH_SEGS different
108  * entries. The 32-bit hash is split into EM_FLOW_HASH_SEGS values (each of
109  * them is EM_FLOW_HASH_SHIFT bits wide and the remainder is thrown away). Each
110  * value is the index of a cache entry where the miniflow could be.
111  *
112  *
113  * Thread-safety
114  * =============
115  *
116  * Each pmd_thread has its own private exact match cache.
117  * If dp_netdev_input is not called from a pmd thread, a mutex is used.
118  */
119
120 #define EM_FLOW_HASH_SHIFT 10
121 #define EM_FLOW_HASH_ENTRIES (1u << EM_FLOW_HASH_SHIFT)
122 #define EM_FLOW_HASH_MASK (EM_FLOW_HASH_ENTRIES - 1)
123 #define EM_FLOW_HASH_SEGS 2
124
125 struct emc_entry {
126     struct dp_netdev_flow *flow;
127     struct netdev_flow_key key;   /* key.hash used for emc hash value. */
128 };
129
130 struct emc_cache {
131     struct emc_entry entries[EM_FLOW_HASH_ENTRIES];
132     int sweep_idx;                /* For emc_cache_slow_sweep(). */
133 };
134
135 /* Iterate in the exact match cache through every entry that might contain a
136  * miniflow with hash 'HASH'. */
137 #define EMC_FOR_EACH_POS_WITH_HASH(EMC, CURRENT_ENTRY, HASH)                 \
138     for (uint32_t i__ = 0, srch_hash__ = (HASH);                             \
139          (CURRENT_ENTRY) = &(EMC)->entries[srch_hash__ & EM_FLOW_HASH_MASK], \
140          i__ < EM_FLOW_HASH_SEGS;                                            \
141          i__++, srch_hash__ >>= EM_FLOW_HASH_SHIFT)
142 \f
143 /* Simple non-wildcarding single-priority classifier. */
144
145 struct dpcls {
146     struct cmap subtables_map;
147     struct pvector subtables;
148 };
149
150 /* A rule to be inserted to the classifier. */
151 struct dpcls_rule {
152     struct cmap_node cmap_node;   /* Within struct dpcls_subtable 'rules'. */
153     struct netdev_flow_key *mask; /* Subtable's mask. */
154     struct netdev_flow_key flow;  /* Matching key. */
155     /* 'flow' must be the last field, additional space is allocated here. */
156 };
157
158 static void dpcls_init(struct dpcls *);
159 static void dpcls_destroy(struct dpcls *);
160 static void dpcls_insert(struct dpcls *, struct dpcls_rule *,
161                          const struct netdev_flow_key *mask);
162 static void dpcls_remove(struct dpcls *, struct dpcls_rule *);
163 static bool dpcls_lookup(const struct dpcls *cls,
164                          const struct netdev_flow_key keys[],
165                          struct dpcls_rule **rules, size_t cnt);
166 \f
167 /* Datapath based on the network device interface from netdev.h.
168  *
169  *
170  * Thread-safety
171  * =============
172  *
173  * Some members, marked 'const', are immutable.  Accessing other members
174  * requires synchronization, as noted in more detail below.
175  *
176  * Acquisition order is, from outermost to innermost:
177  *
178  *    dp_netdev_mutex (global)
179  *    port_mutex
180  */
181 struct dp_netdev {
182     const struct dpif_class *const class;
183     const char *const name;
184     struct dpif *dpif;
185     struct ovs_refcount ref_cnt;
186     atomic_flag destroyed;
187
188     /* Ports.
189      *
190      * Protected by RCU.  Take the mutex to add or remove ports. */
191     struct ovs_mutex port_mutex;
192     struct cmap ports;
193     struct seq *port_seq;       /* Incremented whenever a port changes. */
194
195     /* Protects access to ofproto-dpif-upcall interface during revalidator
196      * thread synchronization. */
197     struct fat_rwlock upcall_rwlock;
198     upcall_callback *upcall_cb;  /* Callback function for executing upcalls. */
199     void *upcall_aux;
200
201     /* Stores all 'struct dp_netdev_pmd_thread's. */
202     struct cmap poll_threads;
203
204     /* Protects the access of the 'struct dp_netdev_pmd_thread'
205      * instance for non-pmd thread. */
206     struct ovs_mutex non_pmd_mutex;
207
208     /* Each pmd thread will store its pointer to
209      * 'struct dp_netdev_pmd_thread' in 'per_pmd_key'. */
210     ovsthread_key_t per_pmd_key;
211
212     /* Number of rx queues for each dpdk interface and the cpu mask
213      * for pin of pmd threads. */
214     size_t n_dpdk_rxqs;
215     char *pmd_cmask;
216     uint64_t last_tnl_conf_seq;
217 };
218
219 static struct dp_netdev_port *dp_netdev_lookup_port(const struct dp_netdev *dp,
220                                                     odp_port_t);
221
222 enum dp_stat_type {
223     DP_STAT_HIT,                /* Packets that matched in the flow table. */
224     DP_STAT_MISS,               /* Packets that did not match. */
225     DP_STAT_LOST,               /* Packets not passed up to the client. */
226     DP_N_STATS
227 };
228
229 /* A port in a netdev-based datapath. */
230 struct dp_netdev_port {
231     struct cmap_node node;      /* Node in dp_netdev's 'ports'. */
232     odp_port_t port_no;
233     struct netdev *netdev;
234     struct netdev_saved_flags *sf;
235     struct netdev_rxq **rxq;
236     struct ovs_refcount ref_cnt;
237     char *type;                 /* Port type as requested by user. */
238 };
239
240 /* Contained by struct dp_netdev_flow's 'stats' member.  */
241 struct dp_netdev_flow_stats {
242     long long int used;             /* Last used time, in monotonic msecs. */
243     long long int packet_count;     /* Number of packets matched. */
244     long long int byte_count;       /* Number of bytes matched. */
245     uint16_t tcp_flags;             /* Bitwise-OR of seen tcp_flags values. */
246 };
247
248 /* A flow in 'dp_netdev_pmd_thread's 'flow_table'.
249  *
250  *
251  * Thread-safety
252  * =============
253  *
254  * Except near the beginning or ending of its lifespan, rule 'rule' belongs to
255  * its pmd thread's classifier.  The text below calls this classifier 'cls'.
256  *
257  * Motivation
258  * ----------
259  *
260  * The thread safety rules described here for "struct dp_netdev_flow" are
261  * motivated by two goals:
262  *
263  *    - Prevent threads that read members of "struct dp_netdev_flow" from
264  *      reading bad data due to changes by some thread concurrently modifying
265  *      those members.
266  *
267  *    - Prevent two threads making changes to members of a given "struct
268  *      dp_netdev_flow" from interfering with each other.
269  *
270  *
271  * Rules
272  * -----
273  *
274  * A flow 'flow' may be accessed without a risk of being freed during an RCU
275  * grace period.  Code that needs to hold onto a flow for a while
276  * should try incrementing 'flow->ref_cnt' with dp_netdev_flow_ref().
277  *
278  * 'flow->ref_cnt' protects 'flow' from being freed.  It doesn't protect the
279  * flow from being deleted from 'cls' and it doesn't protect members of 'flow'
280  * from modification.
281  *
282  * Some members, marked 'const', are immutable.  Accessing other members
283  * requires synchronization, as noted in more detail below.
284  */
285 struct dp_netdev_flow {
286     bool dead;
287
288     /* Hash table index by unmasked flow. */
289     const struct cmap_node node; /* In owning dp_netdev_pmd_thread's */
290                                  /* 'flow_table'. */
291     const ovs_u128 ufid;         /* Unique flow identifier. */
292     const struct flow flow;      /* Unmasked flow that created this entry. */
293     const int pmd_id;            /* The 'core_id' of pmd thread owning this */
294                                  /* flow. */
295
296     /* Number of references.
297      * The classifier owns one reference.
298      * Any thread trying to keep a rule from being freed should hold its own
299      * reference. */
300     struct ovs_refcount ref_cnt;
301
302     /* Statistics. */
303     struct dp_netdev_flow_stats stats;
304
305     /* Actions. */
306     OVSRCU_TYPE(struct dp_netdev_actions *) actions;
307
308     /* Packet classification. */
309     struct dpcls_rule cr;        /* In owning dp_netdev's 'cls'. */
310     /* 'cr' must be the last member. */
311 };
312
313 static void dp_netdev_flow_unref(struct dp_netdev_flow *);
314 static bool dp_netdev_flow_ref(struct dp_netdev_flow *);
315 static int dpif_netdev_flow_from_nlattrs(const struct nlattr *, uint32_t,
316                                          struct flow *);
317
318 /* A set of datapath actions within a "struct dp_netdev_flow".
319  *
320  *
321  * Thread-safety
322  * =============
323  *
324  * A struct dp_netdev_actions 'actions' is protected with RCU. */
325 struct dp_netdev_actions {
326     /* These members are immutable: they do not change during the struct's
327      * lifetime.  */
328     struct nlattr *actions;     /* Sequence of OVS_ACTION_ATTR_* attributes. */
329     unsigned int size;          /* Size of 'actions', in bytes. */
330 };
331
332 struct dp_netdev_actions *dp_netdev_actions_create(const struct nlattr *,
333                                                    size_t);
334 struct dp_netdev_actions *dp_netdev_flow_get_actions(
335     const struct dp_netdev_flow *);
336 static void dp_netdev_actions_free(struct dp_netdev_actions *);
337
338 /* Contained by struct dp_netdev_pmd_thread's 'stats' member.  */
339 struct dp_netdev_pmd_stats {
340     /* Indexed by DP_STAT_*. */
341     unsigned long long int n[DP_N_STATS];
342 };
343
344 /* PMD: Poll modes drivers.  PMD accesses devices via polling to eliminate
345  * the performance overhead of interrupt processing.  Therefore netdev can
346  * not implement rx-wait for these devices.  dpif-netdev needs to poll
347  * these device to check for recv buffer.  pmd-thread does polling for
348  * devices assigned to itself.
349  *
350  * DPDK used PMD for accessing NIC.
351  *
352  * Note, instance with cpu core id NON_PMD_CORE_ID will be reserved for
353  * I/O of all non-pmd threads.  There will be no actual thread created
354  * for the instance.
355  *
356  * Each struct has its own flow table and classifier.  Packets received
357  * from managed ports are looked up in the corresponding pmd thread's
358  * flow table, and are executed with the found actions.
359  * */
360 struct dp_netdev_pmd_thread {
361     struct dp_netdev *dp;
362     struct ovs_refcount ref_cnt;    /* Every reference must be refcount'ed. */
363     struct cmap_node node;          /* In 'dp->poll_threads'. */
364
365     pthread_cond_t cond;            /* For synchronizing pmd thread reload. */
366     struct ovs_mutex cond_mutex;    /* Mutex for condition variable. */
367
368     /* Per thread exact-match cache.  Note, the instance for cpu core
369      * NON_PMD_CORE_ID can be accessed by multiple threads, and thusly
370      * need to be protected (e.g. by 'dp_netdev_mutex').  All other
371      * instances will only be accessed by its own pmd thread. */
372     struct emc_cache flow_cache;
373
374     /* Classifier and Flow-Table.
375      *
376      * Writers of 'flow_table' must take the 'flow_mutex'.  Corresponding
377      * changes to 'cls' must be made while still holding the 'flow_mutex'.
378      */
379     struct ovs_mutex flow_mutex;
380     struct dpcls cls;
381     struct cmap flow_table OVS_GUARDED; /* Flow table. */
382
383     /* Statistics. */
384     struct dp_netdev_pmd_stats stats;
385
386     struct latch exit_latch;        /* For terminating the pmd thread. */
387     atomic_uint change_seq;         /* For reloading pmd ports. */
388     pthread_t thread;
389     int index;                      /* Idx of this pmd thread among pmd*/
390                                     /* threads on same numa node. */
391     int core_id;                    /* CPU core id of this pmd thread. */
392     int numa_id;                    /* numa node id of this pmd thread. */
393 };
394
395 #define PMD_INITIAL_SEQ 1
396
397 /* Interface to netdev-based datapath. */
398 struct dpif_netdev {
399     struct dpif dpif;
400     struct dp_netdev *dp;
401     uint64_t last_port_seq;
402 };
403
404 static int get_port_by_number(struct dp_netdev *dp, odp_port_t port_no,
405                               struct dp_netdev_port **portp);
406 static int get_port_by_name(struct dp_netdev *dp, const char *devname,
407                             struct dp_netdev_port **portp);
408 static void dp_netdev_free(struct dp_netdev *)
409     OVS_REQUIRES(dp_netdev_mutex);
410 static int do_add_port(struct dp_netdev *dp, const char *devname,
411                        const char *type, odp_port_t port_no)
412     OVS_REQUIRES(dp->port_mutex);
413 static void do_del_port(struct dp_netdev *dp, struct dp_netdev_port *)
414     OVS_REQUIRES(dp->port_mutex);
415 static int dpif_netdev_open(const struct dpif_class *, const char *name,
416                             bool create, struct dpif **);
417 static void dp_netdev_execute_actions(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
418                                       struct dp_packet **, int c,
419                                       bool may_steal,
420                                       const struct nlattr *actions,
421                                       size_t actions_len);
422 static void dp_netdev_input(struct dp_netdev_pmd_thread *,
423                             struct dp_packet **, int cnt);
424
425 static void dp_netdev_disable_upcall(struct dp_netdev *);
426 void dp_netdev_pmd_reload_done(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd);
427 static void dp_netdev_configure_pmd(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
428                                     struct dp_netdev *dp, int index,
429                                     int core_id, int numa_id);
430 static void dp_netdev_destroy_pmd(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd);
431 static void dp_netdev_set_nonpmd(struct dp_netdev *dp);
432 static struct dp_netdev_pmd_thread *dp_netdev_get_pmd(struct dp_netdev *dp,
433                                                       int core_id);
434 static struct dp_netdev_pmd_thread *
435 dp_netdev_pmd_get_next(struct dp_netdev *dp, struct cmap_position *pos);
436 static void dp_netdev_destroy_all_pmds(struct dp_netdev *dp);
437 static void dp_netdev_del_pmds_on_numa(struct dp_netdev *dp, int numa_id);
438 static void dp_netdev_set_pmds_on_numa(struct dp_netdev *dp, int numa_id);
439 static void dp_netdev_reset_pmd_threads(struct dp_netdev *dp);
440 static bool dp_netdev_pmd_try_ref(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd);
441 static void dp_netdev_pmd_unref(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd);
442 static void dp_netdev_pmd_flow_flush(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd);
443
444 static inline bool emc_entry_alive(struct emc_entry *ce);
445 static void emc_clear_entry(struct emc_entry *ce);
446
447 static void
448 emc_cache_init(struct emc_cache *flow_cache)
449 {
450     int i;
451
452     BUILD_ASSERT(offsetof(struct miniflow, inline_values) == sizeof(uint64_t));
453
454     flow_cache->sweep_idx = 0;
455     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flow_cache->entries); i++) {
456         flow_cache->entries[i].flow = NULL;
457         flow_cache->entries[i].key.hash = 0;
458         flow_cache->entries[i].key.len
459             = offsetof(struct miniflow, inline_values);
460         miniflow_initialize(&flow_cache->entries[i].key.mf,
461                             flow_cache->entries[i].key.buf);
462     }
463 }
464
465 static void
466 emc_cache_uninit(struct emc_cache *flow_cache)
467 {
468     int i;
469
470     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flow_cache->entries); i++) {
471         emc_clear_entry(&flow_cache->entries[i]);
472     }
473 }
474
475 /* Check and clear dead flow references slowly (one entry at each
476  * invocation).  */
477 static void
478 emc_cache_slow_sweep(struct emc_cache *flow_cache)
479 {
480     struct emc_entry *entry = &flow_cache->entries[flow_cache->sweep_idx];
481
482     if (!emc_entry_alive(entry)) {
483         emc_clear_entry(entry);
484     }
485     flow_cache->sweep_idx = (flow_cache->sweep_idx + 1) & EM_FLOW_HASH_MASK;
486 }
487
488 static struct dpif_netdev *
489 dpif_netdev_cast(const struct dpif *dpif)
490 {
491     ovs_assert(dpif->dpif_class->open == dpif_netdev_open);
492     return CONTAINER_OF(dpif, struct dpif_netdev, dpif);
493 }
494
495 static struct dp_netdev *
496 get_dp_netdev(const struct dpif *dpif)
497 {
498     return dpif_netdev_cast(dpif)->dp;
499 }
500
501 static int
502 dpif_netdev_enumerate(struct sset *all_dps,
503                       const struct dpif_class *dpif_class)
504 {
505     struct shash_node *node;
506
507     ovs_mutex_lock(&dp_netdev_mutex);
508     SHASH_FOR_EACH(node, &dp_netdevs) {
509         struct dp_netdev *dp = node->data;
510         if (dpif_class != dp->class) {
511             /* 'dp_netdevs' contains both "netdev" and "dummy" dpifs.
512              * If the class doesn't match, skip this dpif. */
513              continue;
514         }
515         sset_add(all_dps, node->name);
516     }
517     ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
518
519     return 0;
520 }
521
522 static bool
523 dpif_netdev_class_is_dummy(const struct dpif_class *class)
524 {
525     return class != &dpif_netdev_class;
526 }
527
528 static const char *
529 dpif_netdev_port_open_type(const struct dpif_class *class, const char *type)
530 {
531     return strcmp(type, "internal") ? type
532                   : dpif_netdev_class_is_dummy(class) ? "dummy"
533                   : "tap";
534 }
535
536 static struct dpif *
537 create_dpif_netdev(struct dp_netdev *dp)
538 {
539     uint16_t netflow_id = hash_string(dp->name, 0);
540     struct dpif_netdev *dpif;
541
542     ovs_refcount_ref(&dp->ref_cnt);
543
544     dpif = xmalloc(sizeof *dpif);
545     dpif_init(&dpif->dpif, dp->class, dp->name, netflow_id >> 8, netflow_id);
546     dpif->dp = dp;
547     dpif->last_port_seq = seq_read(dp->port_seq);
548
549     return &dpif->dpif;
550 }
551
552 /* Choose an unused, non-zero port number and return it on success.
553  * Return ODPP_NONE on failure. */
554 static odp_port_t
555 choose_port(struct dp_netdev *dp, const char *name)
556     OVS_REQUIRES(dp->port_mutex)
557 {
558     uint32_t port_no;
559
560     if (dp->class != &dpif_netdev_class) {
561         const char *p;
562         int start_no = 0;
563
564         /* If the port name begins with "br", start the number search at
565          * 100 to make writing tests easier. */
566         if (!strncmp(name, "br", 2)) {
567             start_no = 100;
568         }
569
570         /* If the port name contains a number, try to assign that port number.
571          * This can make writing unit tests easier because port numbers are
572          * predictable. */
573         for (p = name; *p != '\0'; p++) {
574             if (isdigit((unsigned char) *p)) {
575                 port_no = start_no + strtol(p, NULL, 10);
576                 if (port_no > 0 && port_no != odp_to_u32(ODPP_NONE)
577                     && !dp_netdev_lookup_port(dp, u32_to_odp(port_no))) {
578                     return u32_to_odp(port_no);
579                 }
580                 break;
581             }
582         }
583     }
584
585     for (port_no = 1; port_no <= UINT16_MAX; port_no++) {
586         if (!dp_netdev_lookup_port(dp, u32_to_odp(port_no))) {
587             return u32_to_odp(port_no);
588         }
589     }
590
591     return ODPP_NONE;
592 }
593
594 static int
595 create_dp_netdev(const char *name, const struct dpif_class *class,
596                  struct dp_netdev **dpp)
597     OVS_REQUIRES(dp_netdev_mutex)
598 {
599     struct dp_netdev *dp;
600     int error;
601
602     dp = xzalloc(sizeof *dp);
603     shash_add(&dp_netdevs, name, dp);
604
605     *CONST_CAST(const struct dpif_class **, &dp->class) = class;
606     *CONST_CAST(const char **, &dp->name) = xstrdup(name);
607     ovs_refcount_init(&dp->ref_cnt);
608     atomic_flag_clear(&dp->destroyed);
609
610     ovs_mutex_init(&dp->port_mutex);
611     cmap_init(&dp->ports);
612     dp->port_seq = seq_create();
613     fat_rwlock_init(&dp->upcall_rwlock);
614
615     /* Disable upcalls by default. */
616     dp_netdev_disable_upcall(dp);
617     dp->upcall_aux = NULL;
618     dp->upcall_cb = NULL;
619
620     cmap_init(&dp->poll_threads);
621     ovs_mutex_init_recursive(&dp->non_pmd_mutex);
622     ovsthread_key_create(&dp->per_pmd_key, NULL);
623
624     /* Reserves the core NON_PMD_CORE_ID for all non-pmd threads. */
625     ovs_numa_try_pin_core_specific(NON_PMD_CORE_ID);
626     dp_netdev_set_nonpmd(dp);
627     dp->n_dpdk_rxqs = NR_QUEUE;
628
629     ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
630     error = do_add_port(dp, name, "internal", ODPP_LOCAL);
631     ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
632     if (error) {
633         dp_netdev_free(dp);
634         return error;
635     }
636
637     dp->last_tnl_conf_seq = seq_read(tnl_conf_seq);
638     *dpp = dp;
639     return 0;
640 }
641
642 static int
643 dpif_netdev_open(const struct dpif_class *class, const char *name,
644                  bool create, struct dpif **dpifp)
645 {
646     struct dp_netdev *dp;
647     int error;
648
649     ovs_mutex_lock(&dp_netdev_mutex);
650     dp = shash_find_data(&dp_netdevs, name);
651     if (!dp) {
652         error = create ? create_dp_netdev(name, class, &dp) : ENODEV;
653     } else {
654         error = (dp->class != class ? EINVAL
655                  : create ? EEXIST
656                  : 0);
657     }
658     if (!error) {
659         *dpifp = create_dpif_netdev(dp);
660         dp->dpif = *dpifp;
661     }
662     ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
663
664     return error;
665 }
666
667 static void
668 dp_netdev_destroy_upcall_lock(struct dp_netdev *dp)
669     OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
670 {
671     /* Check that upcalls are disabled, i.e. that the rwlock is taken */
672     ovs_assert(fat_rwlock_tryrdlock(&dp->upcall_rwlock));
673
674     /* Before freeing a lock we should release it */
675     fat_rwlock_unlock(&dp->upcall_rwlock);
676     fat_rwlock_destroy(&dp->upcall_rwlock);
677 }
678
679 /* Requires dp_netdev_mutex so that we can't get a new reference to 'dp'
680  * through the 'dp_netdevs' shash while freeing 'dp'. */
681 static void
682 dp_netdev_free(struct dp_netdev *dp)
683     OVS_REQUIRES(dp_netdev_mutex)
684 {
685     struct dp_netdev_port *port;
686
687     shash_find_and_delete(&dp_netdevs, dp->name);
688
689     dp_netdev_destroy_all_pmds(dp);
690     cmap_destroy(&dp->poll_threads);
691     ovs_mutex_destroy(&dp->non_pmd_mutex);
692     ovsthread_key_delete(dp->per_pmd_key);
693
694     ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
695     CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
696         do_del_port(dp, port);
697     }
698     ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
699
700     seq_destroy(dp->port_seq);
701     cmap_destroy(&dp->ports);
702
703     /* Upcalls must be disabled at this point */
704     dp_netdev_destroy_upcall_lock(dp);
705
706     free(dp->pmd_cmask);
707     free(CONST_CAST(char *, dp->name));
708     free(dp);
709 }
710
711 static void
712 dp_netdev_unref(struct dp_netdev *dp)
713 {
714     if (dp) {
715         /* Take dp_netdev_mutex so that, if dp->ref_cnt falls to zero, we can't
716          * get a new reference to 'dp' through the 'dp_netdevs' shash. */
717         ovs_mutex_lock(&dp_netdev_mutex);
718         if (ovs_refcount_unref_relaxed(&dp->ref_cnt) == 1) {
719             dp_netdev_free(dp);
720         }
721         ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
722     }
723 }
724
725 static void
726 dpif_netdev_close(struct dpif *dpif)
727 {
728     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
729
730     dp_netdev_unref(dp);
731     free(dpif);
732 }
733
734 static int
735 dpif_netdev_destroy(struct dpif *dpif)
736 {
737     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
738
739     if (!atomic_flag_test_and_set(&dp->destroyed)) {
740         if (ovs_refcount_unref_relaxed(&dp->ref_cnt) == 1) {
741             /* Can't happen: 'dpif' still owns a reference to 'dp'. */
742             OVS_NOT_REACHED();
743         }
744     }
745
746     return 0;
747 }
748
749 static int
750 dpif_netdev_get_stats(const struct dpif *dpif, struct dpif_dp_stats *stats)
751 {
752     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
753     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
754
755     stats->n_flows = stats->n_hit = stats->n_missed = stats->n_lost = 0;
756     CMAP_FOR_EACH (pmd, node, &dp->poll_threads) {
757         stats->n_flows += cmap_count(&pmd->flow_table);
758         stats->n_hit += pmd->stats.n[DP_STAT_HIT];
759         stats->n_missed += pmd->stats.n[DP_STAT_MISS];
760         stats->n_lost += pmd->stats.n[DP_STAT_LOST];
761     }
762     stats->n_masks = UINT32_MAX;
763     stats->n_mask_hit = UINT64_MAX;
764
765     return 0;
766 }
767
768 static void
769 dp_netdev_reload_pmd__(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
770 {
771     int old_seq;
772
773     if (pmd->core_id == NON_PMD_CORE_ID) {
774         return;
775     }
776
777     ovs_mutex_lock(&pmd->cond_mutex);
778     atomic_add_relaxed(&pmd->change_seq, 1, &old_seq);
779     ovs_mutex_cond_wait(&pmd->cond, &pmd->cond_mutex);
780     ovs_mutex_unlock(&pmd->cond_mutex);
781 }
782
783 /* Causes all pmd threads to reload its tx/rx devices.
784  * Must be called after adding/removing ports. */
785 static void
786 dp_netdev_reload_pmds(struct dp_netdev *dp)
787 {
788     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
789
790     CMAP_FOR_EACH (pmd, node, &dp->poll_threads) {
791         dp_netdev_reload_pmd__(pmd);
792     }
793 }
794
795 static uint32_t
796 hash_port_no(odp_port_t port_no)
797 {
798     return hash_int(odp_to_u32(port_no), 0);
799 }
800
801 static int
802 do_add_port(struct dp_netdev *dp, const char *devname, const char *type,
803             odp_port_t port_no)
804     OVS_REQUIRES(dp->port_mutex)
805 {
806     struct netdev_saved_flags *sf;
807     struct dp_netdev_port *port;
808     struct netdev *netdev;
809     enum netdev_flags flags;
810     const char *open_type;
811     int error;
812     int i;
813
814     /* XXX reject devices already in some dp_netdev. */
815
816     /* Open and validate network device. */
817     open_type = dpif_netdev_port_open_type(dp->class, type);
818     error = netdev_open(devname, open_type, &netdev);
819     if (error) {
820         return error;
821     }
822     /* XXX reject non-Ethernet devices */
823
824     netdev_get_flags(netdev, &flags);
825     if (flags & NETDEV_LOOPBACK) {
826         VLOG_ERR("%s: cannot add a loopback device", devname);
827         netdev_close(netdev);
828         return EINVAL;
829     }
830
831     if (netdev_is_pmd(netdev)) {
832         int n_cores = ovs_numa_get_n_cores();
833
834         if (n_cores == OVS_CORE_UNSPEC) {
835             VLOG_ERR("%s, cannot get cpu core info", devname);
836             return ENOENT;
837         }
838         /* There can only be ovs_numa_get_n_cores() pmd threads,
839          * so creates a txq for each. */
840         error = netdev_set_multiq(netdev, n_cores, dp->n_dpdk_rxqs);
841         if (error && (error != EOPNOTSUPP)) {
842             VLOG_ERR("%s, cannot set multiq", devname);
843             return errno;
844         }
845     }
846     port = xzalloc(sizeof *port);
847     port->port_no = port_no;
848     port->netdev = netdev;
849     port->rxq = xmalloc(sizeof *port->rxq * netdev_n_rxq(netdev));
850     port->type = xstrdup(type);
851     for (i = 0; i < netdev_n_rxq(netdev); i++) {
852         error = netdev_rxq_open(netdev, &port->rxq[i], i);
853         if (error
854             && !(error == EOPNOTSUPP && dpif_netdev_class_is_dummy(dp->class))) {
855             VLOG_ERR("%s: cannot receive packets on this network device (%s)",
856                      devname, ovs_strerror(errno));
857             netdev_close(netdev);
858             free(port->type);
859             free(port->rxq);
860             free(port);
861             return error;
862         }
863     }
864
865     error = netdev_turn_flags_on(netdev, NETDEV_PROMISC, &sf);
866     if (error) {
867         for (i = 0; i < netdev_n_rxq(netdev); i++) {
868             netdev_rxq_close(port->rxq[i]);
869         }
870         netdev_close(netdev);
871         free(port->type);
872         free(port->rxq);
873         free(port);
874         return error;
875     }
876     port->sf = sf;
877
878     ovs_refcount_init(&port->ref_cnt);
879     cmap_insert(&dp->ports, &port->node, hash_port_no(port_no));
880
881     if (netdev_is_pmd(netdev)) {
882         dp_netdev_set_pmds_on_numa(dp, netdev_get_numa_id(netdev));
883         dp_netdev_reload_pmds(dp);
884     }
885     seq_change(dp->port_seq);
886
887     return 0;
888 }
889
890 static int
891 dpif_netdev_port_add(struct dpif *dpif, struct netdev *netdev,
892                      odp_port_t *port_nop)
893 {
894     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
895     char namebuf[NETDEV_VPORT_NAME_BUFSIZE];
896     const char *dpif_port;
897     odp_port_t port_no;
898     int error;
899
900     ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
901     dpif_port = netdev_vport_get_dpif_port(netdev, namebuf, sizeof namebuf);
902     if (*port_nop != ODPP_NONE) {
903         port_no = *port_nop;
904         error = dp_netdev_lookup_port(dp, *port_nop) ? EBUSY : 0;
905     } else {
906         port_no = choose_port(dp, dpif_port);
907         error = port_no == ODPP_NONE ? EFBIG : 0;
908     }
909     if (!error) {
910         *port_nop = port_no;
911         error = do_add_port(dp, dpif_port, netdev_get_type(netdev), port_no);
912     }
913     ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
914
915     return error;
916 }
917
918 static int
919 dpif_netdev_port_del(struct dpif *dpif, odp_port_t port_no)
920 {
921     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
922     int error;
923
924     ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
925     if (port_no == ODPP_LOCAL) {
926         error = EINVAL;
927     } else {
928         struct dp_netdev_port *port;
929
930         error = get_port_by_number(dp, port_no, &port);
931         if (!error) {
932             do_del_port(dp, port);
933         }
934     }
935     ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
936
937     return error;
938 }
939
940 static bool
941 is_valid_port_number(odp_port_t port_no)
942 {
943     return port_no != ODPP_NONE;
944 }
945
946 static struct dp_netdev_port *
947 dp_netdev_lookup_port(const struct dp_netdev *dp, odp_port_t port_no)
948 {
949     struct dp_netdev_port *port;
950
951     CMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (port, node, hash_port_no(port_no), &dp->ports) {
952         if (port->port_no == port_no) {
953             return port;
954         }
955     }
956     return NULL;
957 }
958
959 static int
960 get_port_by_number(struct dp_netdev *dp,
961                    odp_port_t port_no, struct dp_netdev_port **portp)
962 {
963     if (!is_valid_port_number(port_no)) {
964         *portp = NULL;
965         return EINVAL;
966     } else {
967         *portp = dp_netdev_lookup_port(dp, port_no);
968         return *portp ? 0 : ENOENT;
969     }
970 }
971
972 static void
973 port_ref(struct dp_netdev_port *port)
974 {
975     if (port) {
976         ovs_refcount_ref(&port->ref_cnt);
977     }
978 }
979
980 static bool
981 port_try_ref(struct dp_netdev_port *port)
982 {
983     if (port) {
984         return ovs_refcount_try_ref_rcu(&port->ref_cnt);
985     }
986
987     return false;
988 }
989
990 static void
991 port_unref(struct dp_netdev_port *port)
992 {
993     if (port && ovs_refcount_unref_relaxed(&port->ref_cnt) == 1) {
994         int n_rxq = netdev_n_rxq(port->netdev);
995         int i;
996
997         netdev_close(port->netdev);
998         netdev_restore_flags(port->sf);
999
1000         for (i = 0; i < n_rxq; i++) {
1001             netdev_rxq_close(port->rxq[i]);
1002         }
1003         free(port->rxq);
1004         free(port->type);
1005         free(port);
1006     }
1007 }
1008
1009 static int
1010 get_port_by_name(struct dp_netdev *dp,
1011                  const char *devname, struct dp_netdev_port **portp)
1012     OVS_REQUIRES(dp->port_mutex)
1013 {
1014     struct dp_netdev_port *port;
1015
1016     CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
1017         if (!strcmp(netdev_get_name(port->netdev), devname)) {
1018             *portp = port;
1019             return 0;
1020         }
1021     }
1022     return ENOENT;
1023 }
1024
1025 static int
1026 get_n_pmd_threads_on_numa(struct dp_netdev *dp, int numa_id)
1027 {
1028     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
1029     int n_pmds = 0;
1030
1031     CMAP_FOR_EACH (pmd, node, &dp->poll_threads) {
1032         if (pmd->numa_id == numa_id) {
1033             n_pmds++;
1034         }
1035     }
1036
1037     return n_pmds;
1038 }
1039
1040 /* Returns 'true' if there is a port with pmd netdev and the netdev
1041  * is on numa node 'numa_id'. */
1042 static bool
1043 has_pmd_port_for_numa(struct dp_netdev *dp, int numa_id)
1044 {
1045     struct dp_netdev_port *port;
1046
1047     CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
1048         if (netdev_is_pmd(port->netdev)
1049             && netdev_get_numa_id(port->netdev) == numa_id) {
1050             return true;
1051         }
1052     }
1053
1054     return false;
1055 }
1056
1057
1058 static void
1059 do_del_port(struct dp_netdev *dp, struct dp_netdev_port *port)
1060     OVS_REQUIRES(dp->port_mutex)
1061 {
1062     cmap_remove(&dp->ports, &port->node, hash_odp_port(port->port_no));
1063     seq_change(dp->port_seq);
1064     if (netdev_is_pmd(port->netdev)) {
1065         int numa_id = netdev_get_numa_id(port->netdev);
1066
1067         /* If there is no netdev on the numa node, deletes the pmd threads
1068          * for that numa.  Else, just reloads the queues.  */
1069         if (!has_pmd_port_for_numa(dp, numa_id)) {
1070             dp_netdev_del_pmds_on_numa(dp, numa_id);
1071         }
1072         dp_netdev_reload_pmds(dp);
1073     }
1074
1075     port_unref(port);
1076 }
1077
1078 static void
1079 answer_port_query(const struct dp_netdev_port *port,
1080                   struct dpif_port *dpif_port)
1081 {
1082     dpif_port->name = xstrdup(netdev_get_name(port->netdev));
1083     dpif_port->type = xstrdup(port->type);
1084     dpif_port->port_no = port->port_no;
1085 }
1086
1087 static int
1088 dpif_netdev_port_query_by_number(const struct dpif *dpif, odp_port_t port_no,
1089                                  struct dpif_port *dpif_port)
1090 {
1091     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
1092     struct dp_netdev_port *port;
1093     int error;
1094
1095     error = get_port_by_number(dp, port_no, &port);
1096     if (!error && dpif_port) {
1097         answer_port_query(port, dpif_port);
1098     }
1099
1100     return error;
1101 }
1102
1103 static int
1104 dpif_netdev_port_query_by_name(const struct dpif *dpif, const char *devname,
1105                                struct dpif_port *dpif_port)
1106 {
1107     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
1108     struct dp_netdev_port *port;
1109     int error;
1110
1111     ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
1112     error = get_port_by_name(dp, devname, &port);
1113     if (!error && dpif_port) {
1114         answer_port_query(port, dpif_port);
1115     }
1116     ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
1117
1118     return error;
1119 }
1120
1121 static void
1122 dp_netdev_flow_free(struct dp_netdev_flow *flow)
1123 {
1124     dp_netdev_actions_free(dp_netdev_flow_get_actions(flow));
1125     free(flow);
1126 }
1127
1128 static void dp_netdev_flow_unref(struct dp_netdev_flow *flow)
1129 {
1130     if (ovs_refcount_unref_relaxed(&flow->ref_cnt) == 1) {
1131         ovsrcu_postpone(dp_netdev_flow_free, flow);
1132     }
1133 }
1134
1135 static uint32_t
1136 dp_netdev_flow_hash(const ovs_u128 *ufid)
1137 {
1138     return ufid->u32[0];
1139 }
1140
1141 static void
1142 dp_netdev_pmd_remove_flow(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
1143                           struct dp_netdev_flow *flow)
1144     OVS_REQUIRES(pmd->flow_mutex)
1145 {
1146     struct cmap_node *node = CONST_CAST(struct cmap_node *, &flow->node);
1147
1148     dpcls_remove(&pmd->cls, &flow->cr);
1149     cmap_remove(&pmd->flow_table, node, dp_netdev_flow_hash(&flow->ufid));
1150     flow->dead = true;
1151
1152     dp_netdev_flow_unref(flow);
1153 }
1154
1155 static void
1156 dp_netdev_pmd_flow_flush(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
1157 {
1158     struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
1159
1160     ovs_mutex_lock(&pmd->flow_mutex);
1161     CMAP_FOR_EACH (netdev_flow, node, &pmd->flow_table) {
1162         dp_netdev_pmd_remove_flow(pmd, netdev_flow);
1163     }
1164     ovs_mutex_unlock(&pmd->flow_mutex);
1165 }
1166
1167 static int
1168 dpif_netdev_flow_flush(struct dpif *dpif)
1169 {
1170     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
1171     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
1172
1173     CMAP_FOR_EACH (pmd, node, &dp->poll_threads) {
1174         dp_netdev_pmd_flow_flush(pmd);
1175     }
1176
1177     return 0;
1178 }
1179
1180 struct dp_netdev_port_state {
1181     struct cmap_position position;
1182     char *name;
1183 };
1184
1185 static int
1186 dpif_netdev_port_dump_start(const struct dpif *dpif OVS_UNUSED, void **statep)
1187 {
1188     *statep = xzalloc(sizeof(struct dp_netdev_port_state));
1189     return 0;
1190 }
1191
1192 static int
1193 dpif_netdev_port_dump_next(const struct dpif *dpif, void *state_,
1194                            struct dpif_port *dpif_port)
1195 {
1196     struct dp_netdev_port_state *state = state_;
1197     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
1198     struct cmap_node *node;
1199     int retval;
1200
1201     node = cmap_next_position(&dp->ports, &state->position);
1202     if (node) {
1203         struct dp_netdev_port *port;
1204
1205         port = CONTAINER_OF(node, struct dp_netdev_port, node);
1206
1207         free(state->name);
1208         state->name = xstrdup(netdev_get_name(port->netdev));
1209         dpif_port->name = state->name;
1210         dpif_port->type = port->type;
1211         dpif_port->port_no = port->port_no;
1212
1213         retval = 0;
1214     } else {
1215         retval = EOF;
1216     }
1217
1218     return retval;
1219 }
1220
1221 static int
1222 dpif_netdev_port_dump_done(const struct dpif *dpif OVS_UNUSED, void *state_)
1223 {
1224     struct dp_netdev_port_state *state = state_;
1225     free(state->name);
1226     free(state);
1227     return 0;
1228 }
1229
1230 static int
1231 dpif_netdev_port_poll(const struct dpif *dpif_, char **devnamep OVS_UNUSED)
1232 {
1233     struct dpif_netdev *dpif = dpif_netdev_cast(dpif_);
1234     uint64_t new_port_seq;
1235     int error;
1236
1237     new_port_seq = seq_read(dpif->dp->port_seq);
1238     if (dpif->last_port_seq != new_port_seq) {
1239         dpif->last_port_seq = new_port_seq;
1240         error = ENOBUFS;
1241     } else {
1242         error = EAGAIN;
1243     }
1244
1245     return error;
1246 }
1247
1248 static void
1249 dpif_netdev_port_poll_wait(const struct dpif *dpif_)
1250 {
1251     struct dpif_netdev *dpif = dpif_netdev_cast(dpif_);
1252
1253     seq_wait(dpif->dp->port_seq, dpif->last_port_seq);
1254 }
1255
1256 static struct dp_netdev_flow *
1257 dp_netdev_flow_cast(const struct dpcls_rule *cr)
1258 {
1259     return cr ? CONTAINER_OF(cr, struct dp_netdev_flow, cr) : NULL;
1260 }
1261
1262 static bool dp_netdev_flow_ref(struct dp_netdev_flow *flow)
1263 {
1264     return ovs_refcount_try_ref_rcu(&flow->ref_cnt);
1265 }
1266
1267 /* netdev_flow_key utilities.
1268  *
1269  * netdev_flow_key is basically a miniflow.  We use these functions
1270  * (netdev_flow_key_clone, netdev_flow_key_equal, ...) instead of the miniflow
1271  * functions (miniflow_clone_inline, miniflow_equal, ...), because:
1272  *
1273  * - Since we are dealing exclusively with miniflows created by
1274  *   miniflow_extract(), if the map is different the miniflow is different.
1275  *   Therefore we can be faster by comparing the map and the miniflow in a
1276  *   single memcmp().
1277  * _ netdev_flow_key's miniflow has always inline values.
1278  * - These functions can be inlined by the compiler.
1279  *
1280  * The following assertions make sure that what we're doing with miniflow is
1281  * safe
1282  */
1283 BUILD_ASSERT_DECL(offsetof(struct miniflow, inline_values)
1284                   == sizeof(uint64_t));
1285
1286 /* Given the number of bits set in the miniflow map, returns the size of the
1287  * 'netdev_flow_key.mf' */
1288 static inline uint32_t
1289 netdev_flow_key_size(uint32_t flow_u32s)
1290 {
1291     return offsetof(struct miniflow, inline_values) +
1292         MINIFLOW_VALUES_SIZE(flow_u32s);
1293 }
1294
1295 static inline bool
1296 netdev_flow_key_equal(const struct netdev_flow_key *a,
1297                       const struct netdev_flow_key *b)
1298 {
1299     /* 'b->len' may be not set yet. */
1300     return a->hash == b->hash && !memcmp(&a->mf, &b->mf, a->len);
1301 }
1302
1303 /* Used to compare 'netdev_flow_key' in the exact match cache to a miniflow.
1304  * The maps are compared bitwise, so both 'key->mf' 'mf' must have been
1305  * generated by miniflow_extract. */
1306 static inline bool
1307 netdev_flow_key_equal_mf(const struct netdev_flow_key *key,
1308                          const struct miniflow *mf)
1309 {
1310     return !memcmp(&key->mf, mf, key->len);
1311 }
1312
1313 static inline void
1314 netdev_flow_key_clone(struct netdev_flow_key *dst,
1315                       const struct netdev_flow_key *src)
1316 {
1317     memcpy(dst, src,
1318            offsetof(struct netdev_flow_key, mf) + src->len);
1319 }
1320
1321 /* Slow. */
1322 static void
1323 netdev_flow_key_from_flow(struct netdev_flow_key *dst,
1324                           const struct flow *src)
1325 {
1326     struct dp_packet packet;
1327     uint64_t buf_stub[512 / 8];
1328
1329     miniflow_initialize(&dst->mf, dst->buf);
1330
1331     dp_packet_use_stub(&packet, buf_stub, sizeof buf_stub);
1332     pkt_metadata_from_flow(&packet.md, src);
1333     flow_compose(&packet, src);
1334     miniflow_extract(&packet, &dst->mf);
1335     dp_packet_uninit(&packet);
1336
1337     dst->len = netdev_flow_key_size(count_1bits(dst->mf.map));
1338     dst->hash = 0; /* Not computed yet. */
1339 }
1340
1341 /* Initialize a netdev_flow_key 'mask' from 'match'. */
1342 static inline void
1343 netdev_flow_mask_init(struct netdev_flow_key *mask,
1344                       const struct match *match)
1345 {
1346     const uint64_t *mask_u64 = (const uint64_t *) &match->wc.masks;
1347     uint64_t *dst = mask->mf.inline_values;
1348     uint64_t map, mask_map = 0;
1349     uint32_t hash = 0;
1350     int n;
1351
1352     /* Only check masks that make sense for the flow. */
1353     map = flow_wc_map(&match->flow);
1354
1355     while (map) {
1356         uint64_t rm1bit = rightmost_1bit(map);
1357         int i = raw_ctz(map);
1358
1359         if (mask_u64[i]) {
1360             mask_map |= rm1bit;
1361             *dst++ = mask_u64[i];
1362             hash = hash_add64(hash, mask_u64[i]);
1363         }
1364         map -= rm1bit;
1365     }
1366
1367     mask->mf.values_inline = true;
1368     mask->mf.map = mask_map;
1369
1370     hash = hash_add64(hash, mask_map);
1371
1372     n = dst - mask->mf.inline_values;
1373
1374     mask->hash = hash_finish(hash, n * 8);
1375     mask->len = netdev_flow_key_size(n);
1376 }
1377
1378 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src' masked with 'mask'. */
1379 static inline void
1380 netdev_flow_key_init_masked(struct netdev_flow_key *dst,
1381                             const struct flow *flow,
1382                             const struct netdev_flow_key *mask)
1383 {
1384     uint64_t *dst_u64 = dst->mf.inline_values;
1385     const uint64_t *mask_u64 = mask->mf.inline_values;
1386     uint32_t hash = 0;
1387     uint64_t value;
1388
1389     dst->len = mask->len;
1390     dst->mf.values_inline = true;
1391     dst->mf.map = mask->mf.map;
1392
1393     FLOW_FOR_EACH_IN_MAP(value, flow, mask->mf.map) {
1394         *dst_u64 = value & *mask_u64++;
1395         hash = hash_add64(hash, *dst_u64++);
1396     }
1397     dst->hash = hash_finish(hash, (dst_u64 - dst->mf.inline_values) * 8);
1398 }
1399
1400 /* Iterate through all netdev_flow_key u64 values specified by 'MAP' */
1401 #define NETDEV_FLOW_KEY_FOR_EACH_IN_MAP(VALUE, KEY, MAP)           \
1402     for (struct mf_for_each_in_map_aux aux__                       \
1403              = { (KEY)->mf.inline_values, (KEY)->mf.map, MAP };    \
1404          mf_get_next_in_map(&aux__, &(VALUE));                     \
1405         )
1406
1407 /* Returns a hash value for the bits of 'key' where there are 1-bits in
1408  * 'mask'. */
1409 static inline uint32_t
1410 netdev_flow_key_hash_in_mask(const struct netdev_flow_key *key,
1411                              const struct netdev_flow_key *mask)
1412 {
1413     const uint64_t *p = mask->mf.inline_values;
1414     uint32_t hash = 0;
1415     uint64_t key_u64;
1416
1417     NETDEV_FLOW_KEY_FOR_EACH_IN_MAP(key_u64, key, mask->mf.map) {
1418         hash = hash_add64(hash, key_u64 & *p++);
1419     }
1420
1421     return hash_finish(hash, (p - mask->mf.inline_values) * 8);
1422 }
1423
1424 static inline bool
1425 emc_entry_alive(struct emc_entry *ce)
1426 {
1427     return ce->flow && !ce->flow->dead;
1428 }
1429
1430 static void
1431 emc_clear_entry(struct emc_entry *ce)
1432 {
1433     if (ce->flow) {
1434         dp_netdev_flow_unref(ce->flow);
1435         ce->flow = NULL;
1436     }
1437 }
1438
1439 static inline void
1440 emc_change_entry(struct emc_entry *ce, struct dp_netdev_flow *flow,
1441                  const struct netdev_flow_key *key)
1442 {
1443     if (ce->flow != flow) {
1444         if (ce->flow) {
1445             dp_netdev_flow_unref(ce->flow);
1446         }
1447
1448         if (dp_netdev_flow_ref(flow)) {
1449             ce->flow = flow;
1450         } else {
1451             ce->flow = NULL;
1452         }
1453     }
1454     if (key) {
1455         netdev_flow_key_clone(&ce->key, key);
1456     }
1457 }
1458
1459 static inline void
1460 emc_insert(struct emc_cache *cache, const struct netdev_flow_key *key,
1461            struct dp_netdev_flow *flow)
1462 {
1463     struct emc_entry *to_be_replaced = NULL;
1464     struct emc_entry *current_entry;
1465
1466     EMC_FOR_EACH_POS_WITH_HASH(cache, current_entry, key->hash) {
1467         if (netdev_flow_key_equal(&current_entry->key, key)) {
1468             /* We found the entry with the 'mf' miniflow */
1469             emc_change_entry(current_entry, flow, NULL);
1470             return;
1471         }
1472
1473         /* Replacement policy: put the flow in an empty (not alive) entry, or
1474          * in the first entry where it can be */
1475         if (!to_be_replaced
1476             || (emc_entry_alive(to_be_replaced)
1477                 && !emc_entry_alive(current_entry))
1478             || current_entry->key.hash < to_be_replaced->key.hash) {
1479             to_be_replaced = current_entry;
1480         }
1481     }
1482     /* We didn't find the miniflow in the cache.
1483      * The 'to_be_replaced' entry is where the new flow will be stored */
1484
1485     emc_change_entry(to_be_replaced, flow, key);
1486 }
1487
1488 static inline struct dp_netdev_flow *
1489 emc_lookup(struct emc_cache *cache, const struct netdev_flow_key *key)
1490 {
1491     struct emc_entry *current_entry;
1492
1493     EMC_FOR_EACH_POS_WITH_HASH(cache, current_entry, key->hash) {
1494         if (current_entry->key.hash == key->hash
1495             && emc_entry_alive(current_entry)
1496             && netdev_flow_key_equal_mf(&current_entry->key, &key->mf)) {
1497
1498             /* We found the entry with the 'key->mf' miniflow */
1499             return current_entry->flow;
1500         }
1501     }
1502
1503     return NULL;
1504 }
1505
1506 static struct dp_netdev_flow *
1507 dp_netdev_pmd_lookup_flow(const struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
1508                           const struct netdev_flow_key *key)
1509 {
1510     struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
1511     struct dpcls_rule *rule;
1512
1513     dpcls_lookup(&pmd->cls, key, &rule, 1);
1514     netdev_flow = dp_netdev_flow_cast(rule);
1515
1516     return netdev_flow;
1517 }
1518
1519 static struct dp_netdev_flow *
1520 dp_netdev_pmd_find_flow(const struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
1521                         const ovs_u128 *ufidp, const struct nlattr *key,
1522                         size_t key_len)
1523 {
1524     struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
1525     struct flow flow;
1526     ovs_u128 ufid;
1527
1528     /* If a UFID is not provided, determine one based on the key. */
1529     if (!ufidp && key && key_len
1530         && !dpif_netdev_flow_from_nlattrs(key, key_len, &flow)) {
1531         dpif_flow_hash(pmd->dp->dpif, &flow, sizeof flow, &ufid);
1532         ufidp = &ufid;
1533     }
1534
1535     if (ufidp) {
1536         CMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (netdev_flow, node, dp_netdev_flow_hash(ufidp),
1537                                  &pmd->flow_table) {
1538             if (ovs_u128_equal(&netdev_flow->ufid, ufidp)) {
1539                 return netdev_flow;
1540             }
1541         }
1542     }
1543
1544     return NULL;
1545 }
1546
1547 static void
1548 get_dpif_flow_stats(const struct dp_netdev_flow *netdev_flow,
1549                     struct dpif_flow_stats *stats)
1550 {
1551     stats->n_packets = netdev_flow->stats.packet_count;
1552     stats->n_bytes = netdev_flow->stats.byte_count;
1553     stats->used = netdev_flow->stats.used;
1554     stats->tcp_flags = netdev_flow->stats.tcp_flags;
1555 }
1556
1557 /* Converts to the dpif_flow format, using 'key_buf' and 'mask_buf' for
1558  * storing the netlink-formatted key/mask. 'key_buf' may be the same as
1559  * 'mask_buf'. Actions will be returned without copying, by relying on RCU to
1560  * protect them. */
1561 static void
1562 dp_netdev_flow_to_dpif_flow(const struct dp_netdev_flow *netdev_flow,
1563                             struct ofpbuf *key_buf, struct ofpbuf *mask_buf,
1564                             struct dpif_flow *flow, bool terse)
1565 {
1566     if (terse) {
1567         memset(flow, 0, sizeof *flow);
1568     } else {
1569         struct flow_wildcards wc;
1570         struct dp_netdev_actions *actions;
1571         size_t offset;
1572
1573         miniflow_expand(&netdev_flow->cr.mask->mf, &wc.masks);
1574
1575         /* Key */
1576         offset = ofpbuf_size(key_buf);
1577         flow->key = ofpbuf_tail(key_buf);
1578         odp_flow_key_from_flow(key_buf, &netdev_flow->flow, &wc.masks,
1579                                netdev_flow->flow.in_port.odp_port, true);
1580         flow->key_len = ofpbuf_size(key_buf) - offset;
1581
1582         /* Mask */
1583         offset = ofpbuf_size(mask_buf);
1584         flow->mask = ofpbuf_tail(mask_buf);
1585         odp_flow_key_from_mask(mask_buf, &wc.masks, &netdev_flow->flow,
1586                                odp_to_u32(wc.masks.in_port.odp_port),
1587                                SIZE_MAX, true);
1588         flow->mask_len = ofpbuf_size(mask_buf) - offset;
1589
1590         /* Actions */
1591         actions = dp_netdev_flow_get_actions(netdev_flow);
1592         flow->actions = actions->actions;
1593         flow->actions_len = actions->size;
1594     }
1595
1596     flow->ufid = netdev_flow->ufid;
1597     flow->ufid_present = true;
1598     flow->pmd_id = netdev_flow->pmd_id;
1599     get_dpif_flow_stats(netdev_flow, &flow->stats);
1600 }
1601
1602 static int
1603 dpif_netdev_mask_from_nlattrs(const struct nlattr *key, uint32_t key_len,
1604                               const struct nlattr *mask_key,
1605                               uint32_t mask_key_len, const struct flow *flow,
1606                               struct flow *mask)
1607 {
1608     if (mask_key_len) {
1609         enum odp_key_fitness fitness;
1610
1611         fitness = odp_flow_key_to_mask(mask_key, mask_key_len, mask, flow);
1612         if (fitness) {
1613             /* This should not happen: it indicates that
1614              * odp_flow_key_from_mask() and odp_flow_key_to_mask()
1615              * disagree on the acceptable form of a mask.  Log the problem
1616              * as an error, with enough details to enable debugging. */
1617             static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
1618
1619             if (!VLOG_DROP_ERR(&rl)) {
1620                 struct ds s;
1621
1622                 ds_init(&s);
1623                 odp_flow_format(key, key_len, mask_key, mask_key_len, NULL, &s,
1624                                 true);
1625                 VLOG_ERR("internal error parsing flow mask %s (%s)",
1626                          ds_cstr(&s), odp_key_fitness_to_string(fitness));
1627                 ds_destroy(&s);
1628             }
1629
1630             return EINVAL;
1631         }
1632     } else {
1633         enum mf_field_id id;
1634         /* No mask key, unwildcard everything except fields whose
1635          * prerequisities are not met. */
1636         memset(mask, 0x0, sizeof *mask);
1637
1638         for (id = 0; id < MFF_N_IDS; ++id) {
1639             /* Skip registers and metadata. */
1640             if (!(id >= MFF_REG0 && id < MFF_REG0 + FLOW_N_REGS)
1641                 && id != MFF_METADATA) {
1642                 const struct mf_field *mf = mf_from_id(id);
1643                 if (mf_are_prereqs_ok(mf, flow)) {
1644                     mf_mask_field(mf, mask);
1645                 }
1646             }
1647         }
1648     }
1649
1650     /* Force unwildcard the in_port.
1651      *
1652      * We need to do this even in the case where we unwildcard "everything"
1653      * above because "everything" only includes the 16-bit OpenFlow port number
1654      * mask->in_port.ofp_port, which only covers half of the 32-bit datapath
1655      * port number mask->in_port.odp_port. */
1656     mask->in_port.odp_port = u32_to_odp(UINT32_MAX);
1657
1658     return 0;
1659 }
1660
1661 static int
1662 dpif_netdev_flow_from_nlattrs(const struct nlattr *key, uint32_t key_len,
1663                               struct flow *flow)
1664 {
1665     odp_port_t in_port;
1666
1667     if (odp_flow_key_to_flow(key, key_len, flow)) {
1668         /* This should not happen: it indicates that odp_flow_key_from_flow()
1669          * and odp_flow_key_to_flow() disagree on the acceptable form of a
1670          * flow.  Log the problem as an error, with enough details to enable
1671          * debugging. */
1672         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
1673
1674         if (!VLOG_DROP_ERR(&rl)) {
1675             struct ds s;
1676
1677             ds_init(&s);
1678             odp_flow_format(key, key_len, NULL, 0, NULL, &s, true);
1679             VLOG_ERR("internal error parsing flow key %s", ds_cstr(&s));
1680             ds_destroy(&s);
1681         }
1682
1683         return EINVAL;
1684     }
1685
1686     in_port = flow->in_port.odp_port;
1687     if (!is_valid_port_number(in_port) && in_port != ODPP_NONE) {
1688         return EINVAL;
1689     }
1690
1691     return 0;
1692 }
1693
1694 static int
1695 dpif_netdev_flow_get(const struct dpif *dpif, const struct dpif_flow_get *get)
1696 {
1697     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
1698     struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
1699     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
1700     int pmd_id = get->pmd_id == PMD_ID_NULL ? NON_PMD_CORE_ID : get->pmd_id;
1701     int error = 0;
1702
1703     pmd = dp_netdev_get_pmd(dp, pmd_id);
1704     if (!pmd) {
1705         return EINVAL;
1706     }
1707
1708     netdev_flow = dp_netdev_pmd_find_flow(pmd, get->ufid, get->key,
1709                                           get->key_len);
1710     if (netdev_flow) {
1711         dp_netdev_flow_to_dpif_flow(netdev_flow, get->buffer, get->buffer,
1712                                     get->flow, false);
1713     } else {
1714         error = ENOENT;
1715     }
1716     dp_netdev_pmd_unref(pmd);
1717
1718
1719     return error;
1720 }
1721
1722 static struct dp_netdev_flow *
1723 dp_netdev_flow_add(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
1724                    struct match *match, const ovs_u128 *ufid,
1725                    const struct nlattr *actions, size_t actions_len)
1726     OVS_REQUIRES(pmd->flow_mutex)
1727 {
1728     struct dp_netdev_flow *flow;
1729     struct netdev_flow_key mask;
1730
1731     netdev_flow_mask_init(&mask, match);
1732     /* Make sure wc does not have metadata. */
1733     ovs_assert(!(mask.mf.map & (MINIFLOW_MAP(metadata) | MINIFLOW_MAP(regs))));
1734
1735     /* Do not allocate extra space. */
1736     flow = xmalloc(sizeof *flow - sizeof flow->cr.flow.mf + mask.len);
1737     memset(&flow->stats, 0, sizeof flow->stats);
1738     flow->dead = false;
1739     *CONST_CAST(int *, &flow->pmd_id) = pmd->core_id;
1740     *CONST_CAST(struct flow *, &flow->flow) = match->flow;
1741     *CONST_CAST(ovs_u128 *, &flow->ufid) = *ufid;
1742     ovs_refcount_init(&flow->ref_cnt);
1743     ovsrcu_set(&flow->actions, dp_netdev_actions_create(actions, actions_len));
1744
1745     netdev_flow_key_init_masked(&flow->cr.flow, &match->flow, &mask);
1746     dpcls_insert(&pmd->cls, &flow->cr, &mask);
1747
1748     cmap_insert(&pmd->flow_table, CONST_CAST(struct cmap_node *, &flow->node),
1749                 dp_netdev_flow_hash(&flow->ufid));
1750
1751     if (OVS_UNLIKELY(VLOG_IS_DBG_ENABLED())) {
1752         struct match match;
1753         struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
1754
1755         match.flow = flow->flow;
1756         miniflow_expand(&flow->cr.mask->mf, &match.wc.masks);
1757
1758         ds_put_cstr(&ds, "flow_add: ");
1759         odp_format_ufid(ufid, &ds);
1760         ds_put_cstr(&ds, " ");
1761         match_format(&match, &ds, OFP_DEFAULT_PRIORITY);
1762         ds_put_cstr(&ds, ", actions:");
1763         format_odp_actions(&ds, actions, actions_len);
1764
1765         VLOG_DBG_RL(&upcall_rl, "%s", ds_cstr(&ds));
1766
1767         ds_destroy(&ds);
1768     }
1769
1770     return flow;
1771 }
1772
1773 static int
1774 dpif_netdev_flow_put(struct dpif *dpif, const struct dpif_flow_put *put)
1775 {
1776     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
1777     struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
1778     struct netdev_flow_key key;
1779     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
1780     struct match match;
1781     ovs_u128 ufid;
1782     int pmd_id = put->pmd_id == PMD_ID_NULL ? NON_PMD_CORE_ID : put->pmd_id;
1783     int error;
1784
1785     error = dpif_netdev_flow_from_nlattrs(put->key, put->key_len, &match.flow);
1786     if (error) {
1787         return error;
1788     }
1789     error = dpif_netdev_mask_from_nlattrs(put->key, put->key_len,
1790                                           put->mask, put->mask_len,
1791                                           &match.flow, &match.wc.masks);
1792     if (error) {
1793         return error;
1794     }
1795
1796     pmd = dp_netdev_get_pmd(dp, pmd_id);
1797     if (!pmd) {
1798         return EINVAL;
1799     }
1800
1801     /* Must produce a netdev_flow_key for lookup.
1802      * This interface is no longer performance critical, since it is not used
1803      * for upcall processing any more. */
1804     netdev_flow_key_from_flow(&key, &match.flow);
1805
1806     if (put->ufid) {
1807         ufid = *put->ufid;
1808     } else {
1809         dpif_flow_hash(dpif, &match.flow, sizeof match.flow, &ufid);
1810     }
1811
1812     ovs_mutex_lock(&pmd->flow_mutex);
1813     netdev_flow = dp_netdev_pmd_lookup_flow(pmd, &key);
1814     if (!netdev_flow) {
1815         if (put->flags & DPIF_FP_CREATE) {
1816             if (cmap_count(&pmd->flow_table) < MAX_FLOWS) {
1817                 if (put->stats) {
1818                     memset(put->stats, 0, sizeof *put->stats);
1819                 }
1820                 dp_netdev_flow_add(pmd, &match, &ufid, put->actions,
1821                                    put->actions_len);
1822                 error = 0;
1823             } else {
1824                 error = EFBIG;
1825             }
1826         } else {
1827             error = ENOENT;
1828         }
1829     } else {
1830         if (put->flags & DPIF_FP_MODIFY
1831             && flow_equal(&match.flow, &netdev_flow->flow)) {
1832             struct dp_netdev_actions *new_actions;
1833             struct dp_netdev_actions *old_actions;
1834
1835             new_actions = dp_netdev_actions_create(put->actions,
1836                                                    put->actions_len);
1837
1838             old_actions = dp_netdev_flow_get_actions(netdev_flow);
1839             ovsrcu_set(&netdev_flow->actions, new_actions);
1840
1841             if (put->stats) {
1842                 get_dpif_flow_stats(netdev_flow, put->stats);
1843             }
1844             if (put->flags & DPIF_FP_ZERO_STATS) {
1845                 memset(&netdev_flow->stats, 0, sizeof netdev_flow->stats);
1846             }
1847
1848             ovsrcu_postpone(dp_netdev_actions_free, old_actions);
1849         } else if (put->flags & DPIF_FP_CREATE) {
1850             error = EEXIST;
1851         } else {
1852             /* Overlapping flow. */
1853             error = EINVAL;
1854         }
1855     }
1856     ovs_mutex_unlock(&pmd->flow_mutex);
1857     dp_netdev_pmd_unref(pmd);
1858
1859     return error;
1860 }
1861
1862 static int
1863 dpif_netdev_flow_del(struct dpif *dpif, const struct dpif_flow_del *del)
1864 {
1865     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
1866     struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
1867     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
1868     int pmd_id = del->pmd_id == PMD_ID_NULL ? NON_PMD_CORE_ID : del->pmd_id;
1869     int error = 0;
1870
1871     pmd = dp_netdev_get_pmd(dp, pmd_id);
1872     if (!pmd) {
1873         return EINVAL;
1874     }
1875
1876     ovs_mutex_lock(&pmd->flow_mutex);
1877     netdev_flow = dp_netdev_pmd_find_flow(pmd, del->ufid, del->key,
1878                                           del->key_len);
1879     if (netdev_flow) {
1880         if (del->stats) {
1881             get_dpif_flow_stats(netdev_flow, del->stats);
1882         }
1883         dp_netdev_pmd_remove_flow(pmd, netdev_flow);
1884     } else {
1885         error = ENOENT;
1886     }
1887     ovs_mutex_unlock(&pmd->flow_mutex);
1888     dp_netdev_pmd_unref(pmd);
1889
1890     return error;
1891 }
1892
1893 struct dpif_netdev_flow_dump {
1894     struct dpif_flow_dump up;
1895     struct cmap_position poll_thread_pos;
1896     struct cmap_position flow_pos;
1897     struct dp_netdev_pmd_thread *cur_pmd;
1898     int status;
1899     struct ovs_mutex mutex;
1900 };
1901
1902 static struct dpif_netdev_flow_dump *
1903 dpif_netdev_flow_dump_cast(struct dpif_flow_dump *dump)
1904 {
1905     return CONTAINER_OF(dump, struct dpif_netdev_flow_dump, up);
1906 }
1907
1908 static struct dpif_flow_dump *
1909 dpif_netdev_flow_dump_create(const struct dpif *dpif_, bool terse)
1910 {
1911     struct dpif_netdev_flow_dump *dump;
1912
1913     dump = xzalloc(sizeof *dump);
1914     dpif_flow_dump_init(&dump->up, dpif_);
1915     dump->up.terse = terse;
1916     ovs_mutex_init(&dump->mutex);
1917
1918     return &dump->up;
1919 }
1920
1921 static int
1922 dpif_netdev_flow_dump_destroy(struct dpif_flow_dump *dump_)
1923 {
1924     struct dpif_netdev_flow_dump *dump = dpif_netdev_flow_dump_cast(dump_);
1925
1926     ovs_mutex_destroy(&dump->mutex);
1927     free(dump);
1928     return 0;
1929 }
1930
1931 struct dpif_netdev_flow_dump_thread {
1932     struct dpif_flow_dump_thread up;
1933     struct dpif_netdev_flow_dump *dump;
1934     struct odputil_keybuf keybuf[FLOW_DUMP_MAX_BATCH];
1935     struct odputil_keybuf maskbuf[FLOW_DUMP_MAX_BATCH];
1936 };
1937
1938 static struct dpif_netdev_flow_dump_thread *
1939 dpif_netdev_flow_dump_thread_cast(struct dpif_flow_dump_thread *thread)
1940 {
1941     return CONTAINER_OF(thread, struct dpif_netdev_flow_dump_thread, up);
1942 }
1943
1944 static struct dpif_flow_dump_thread *
1945 dpif_netdev_flow_dump_thread_create(struct dpif_flow_dump *dump_)
1946 {
1947     struct dpif_netdev_flow_dump *dump = dpif_netdev_flow_dump_cast(dump_);
1948     struct dpif_netdev_flow_dump_thread *thread;
1949
1950     thread = xmalloc(sizeof *thread);
1951     dpif_flow_dump_thread_init(&thread->up, &dump->up);
1952     thread->dump = dump;
1953     return &thread->up;
1954 }
1955
1956 static void
1957 dpif_netdev_flow_dump_thread_destroy(struct dpif_flow_dump_thread *thread_)
1958 {
1959     struct dpif_netdev_flow_dump_thread *thread
1960         = dpif_netdev_flow_dump_thread_cast(thread_);
1961
1962     free(thread);
1963 }
1964
1965 static int
1966 dpif_netdev_flow_dump_next(struct dpif_flow_dump_thread *thread_,
1967                            struct dpif_flow *flows, int max_flows)
1968 {
1969     struct dpif_netdev_flow_dump_thread *thread
1970         = dpif_netdev_flow_dump_thread_cast(thread_);
1971     struct dpif_netdev_flow_dump *dump = thread->dump;
1972     struct dp_netdev_flow *netdev_flows[FLOW_DUMP_MAX_BATCH];
1973     int n_flows = 0;
1974     int i;
1975
1976     ovs_mutex_lock(&dump->mutex);
1977     if (!dump->status) {
1978         struct dpif_netdev *dpif = dpif_netdev_cast(thread->up.dpif);
1979         struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(&dpif->dpif);
1980         struct dp_netdev_pmd_thread *pmd = dump->cur_pmd;
1981         int flow_limit = MIN(max_flows, FLOW_DUMP_MAX_BATCH);
1982
1983         /* First call to dump_next(), extracts the first pmd thread.
1984          * If there is no pmd thread, returns immediately. */
1985         if (!pmd) {
1986             pmd = dp_netdev_pmd_get_next(dp, &dump->poll_thread_pos);
1987             if (!pmd) {
1988                 ovs_mutex_unlock(&dump->mutex);
1989                 return n_flows;
1990
1991             }
1992         }
1993
1994         do {
1995             for (n_flows = 0; n_flows < flow_limit; n_flows++) {
1996                 struct cmap_node *node;
1997
1998                 node = cmap_next_position(&pmd->flow_table, &dump->flow_pos);
1999                 if (!node) {
2000                     break;
2001                 }
2002                 netdev_flows[n_flows] = CONTAINER_OF(node,
2003                                                      struct dp_netdev_flow,
2004                                                      node);
2005             }
2006             /* When finishing dumping the current pmd thread, moves to
2007              * the next. */
2008             if (n_flows < flow_limit) {
2009                 memset(&dump->flow_pos, 0, sizeof dump->flow_pos);
2010                 dp_netdev_pmd_unref(pmd);
2011                 pmd = dp_netdev_pmd_get_next(dp, &dump->poll_thread_pos);
2012                 if (!pmd) {
2013                     dump->status = EOF;
2014                     break;
2015                 }
2016             }
2017             /* Keeps the reference to next caller. */
2018             dump->cur_pmd = pmd;
2019
2020             /* If the current dump is empty, do not exit the loop, since the
2021              * remaining pmds could have flows to be dumped.  Just dumps again
2022              * on the new 'pmd'. */
2023         } while (!n_flows);
2024     }
2025     ovs_mutex_unlock(&dump->mutex);
2026
2027     for (i = 0; i < n_flows; i++) {
2028         struct odputil_keybuf *maskbuf = &thread->maskbuf[i];
2029         struct odputil_keybuf *keybuf = &thread->keybuf[i];
2030         struct dp_netdev_flow *netdev_flow = netdev_flows[i];
2031         struct dpif_flow *f = &flows[i];
2032         struct ofpbuf key, mask;
2033
2034         ofpbuf_use_stack(&key, keybuf, sizeof *keybuf);
2035         ofpbuf_use_stack(&mask, maskbuf, sizeof *maskbuf);
2036         dp_netdev_flow_to_dpif_flow(netdev_flow, &key, &mask, f,
2037                                     dump->up.terse);
2038     }
2039
2040     return n_flows;
2041 }
2042
2043 static int
2044 dpif_netdev_execute(struct dpif *dpif, struct dpif_execute *execute)
2045     OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
2046 {
2047     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
2048     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
2049     struct dp_packet *pp;
2050
2051     if (dp_packet_size(execute->packet) < ETH_HEADER_LEN ||
2052         dp_packet_size(execute->packet) > UINT16_MAX) {
2053         return EINVAL;
2054     }
2055
2056     /* Tries finding the 'pmd'.  If NULL is returned, that means
2057      * the current thread is a non-pmd thread and should use
2058      * dp_netdev_get_pmd(dp, NON_PMD_CORE_ID). */
2059     pmd = ovsthread_getspecific(dp->per_pmd_key);
2060     if (!pmd) {
2061         pmd = dp_netdev_get_pmd(dp, NON_PMD_CORE_ID);
2062     }
2063
2064     /* If the current thread is non-pmd thread, acquires
2065      * the 'non_pmd_mutex'. */
2066     if (pmd->core_id == NON_PMD_CORE_ID) {
2067         ovs_mutex_lock(&dp->non_pmd_mutex);
2068         ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
2069     }
2070
2071     pp = execute->packet;
2072     dp_netdev_execute_actions(pmd, &pp, 1, false, execute->actions,
2073                               execute->actions_len);
2074     if (pmd->core_id == NON_PMD_CORE_ID) {
2075         dp_netdev_pmd_unref(pmd);
2076         ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
2077         ovs_mutex_unlock(&dp->non_pmd_mutex);
2078     }
2079
2080     return 0;
2081 }
2082
2083 static void
2084 dpif_netdev_operate(struct dpif *dpif, struct dpif_op **ops, size_t n_ops)
2085 {
2086     size_t i;
2087
2088     for (i = 0; i < n_ops; i++) {
2089         struct dpif_op *op = ops[i];
2090
2091         switch (op->type) {
2092         case DPIF_OP_FLOW_PUT:
2093             op->error = dpif_netdev_flow_put(dpif, &op->u.flow_put);
2094             break;
2095
2096         case DPIF_OP_FLOW_DEL:
2097             op->error = dpif_netdev_flow_del(dpif, &op->u.flow_del);
2098             break;
2099
2100         case DPIF_OP_EXECUTE:
2101             op->error = dpif_netdev_execute(dpif, &op->u.execute);
2102             break;
2103
2104         case DPIF_OP_FLOW_GET:
2105             op->error = dpif_netdev_flow_get(dpif, &op->u.flow_get);
2106             break;
2107         }
2108     }
2109 }
2110
2111 /* Returns true if the configuration for rx queues or cpu mask
2112  * is changed. */
2113 static bool
2114 pmd_config_changed(const struct dp_netdev *dp, size_t rxqs, const char *cmask)
2115 {
2116     if (dp->n_dpdk_rxqs != rxqs) {
2117         return true;
2118     } else {
2119         if (dp->pmd_cmask != NULL && cmask != NULL) {
2120             return strcmp(dp->pmd_cmask, cmask);
2121         } else {
2122             return (dp->pmd_cmask != NULL || cmask != NULL);
2123         }
2124     }
2125 }
2126
2127 /* Resets pmd threads if the configuration for 'rxq's or cpu mask changes. */
2128 static int
2129 dpif_netdev_pmd_set(struct dpif *dpif, unsigned int n_rxqs, const char *cmask)
2130 {
2131     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
2132
2133     if (pmd_config_changed(dp, n_rxqs, cmask)) {
2134         struct dp_netdev_port *port;
2135
2136         dp_netdev_destroy_all_pmds(dp);
2137
2138         CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
2139             if (netdev_is_pmd(port->netdev)) {
2140                 int i, err;
2141
2142                 /* Closes the existing 'rxq's. */
2143                 for (i = 0; i < netdev_n_rxq(port->netdev); i++) {
2144                     netdev_rxq_close(port->rxq[i]);
2145                     port->rxq[i] = NULL;
2146                 }
2147
2148                 /* Sets the new rx queue config.  */
2149                 err = netdev_set_multiq(port->netdev, ovs_numa_get_n_cores(),
2150                                         n_rxqs);
2151                 if (err && (err != EOPNOTSUPP)) {
2152                     VLOG_ERR("Failed to set dpdk interface %s rx_queue to:"
2153                              " %u", netdev_get_name(port->netdev),
2154                              n_rxqs);
2155                     return err;
2156                 }
2157
2158                 /* If the set_multiq() above succeeds, reopens the 'rxq's. */
2159                 port->rxq = xrealloc(port->rxq, sizeof *port->rxq
2160                                      * netdev_n_rxq(port->netdev));
2161                 for (i = 0; i < netdev_n_rxq(port->netdev); i++) {
2162                     netdev_rxq_open(port->netdev, &port->rxq[i], i);
2163                 }
2164             }
2165         }
2166         dp->n_dpdk_rxqs = n_rxqs;
2167
2168         /* Reconfigures the cpu mask. */
2169         ovs_numa_set_cpu_mask(cmask);
2170         free(dp->pmd_cmask);
2171         dp->pmd_cmask = cmask ? xstrdup(cmask) : NULL;
2172
2173         /* Restores the non-pmd. */
2174         dp_netdev_set_nonpmd(dp);
2175         /* Restores all pmd threads. */
2176         dp_netdev_reset_pmd_threads(dp);
2177     }
2178
2179     return 0;
2180 }
2181
2182 static int
2183 dpif_netdev_queue_to_priority(const struct dpif *dpif OVS_UNUSED,
2184                               uint32_t queue_id, uint32_t *priority)
2185 {
2186     *priority = queue_id;
2187     return 0;
2188 }
2189
2190 \f
2191 /* Creates and returns a new 'struct dp_netdev_actions', with a reference count
2192  * of 1, whose actions are a copy of from the 'ofpacts_len' bytes of
2193  * 'ofpacts'. */
2194 struct dp_netdev_actions *
2195 dp_netdev_actions_create(const struct nlattr *actions, size_t size)
2196 {
2197     struct dp_netdev_actions *netdev_actions;
2198
2199     netdev_actions = xmalloc(sizeof *netdev_actions);
2200     netdev_actions->actions = xmemdup(actions, size);
2201     netdev_actions->size = size;
2202
2203     return netdev_actions;
2204 }
2205
2206 struct dp_netdev_actions *
2207 dp_netdev_flow_get_actions(const struct dp_netdev_flow *flow)
2208 {
2209     return ovsrcu_get(struct dp_netdev_actions *, &flow->actions);
2210 }
2211
2212 static void
2213 dp_netdev_actions_free(struct dp_netdev_actions *actions)
2214 {
2215     free(actions->actions);
2216     free(actions);
2217 }
2218 \f
2219
2220 static void
2221 dp_netdev_process_rxq_port(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
2222                            struct dp_netdev_port *port,
2223                            struct netdev_rxq *rxq)
2224 {
2225     struct dp_packet *packets[NETDEV_MAX_RX_BATCH];
2226     int error, cnt;
2227
2228     error = netdev_rxq_recv(rxq, packets, &cnt);
2229     if (!error) {
2230         int i;
2231
2232         *recirc_depth_get() = 0;
2233
2234         /* XXX: initialize md in netdev implementation. */
2235         for (i = 0; i < cnt; i++) {
2236             packets[i]->md = PKT_METADATA_INITIALIZER(port->port_no);
2237         }
2238         dp_netdev_input(pmd, packets, cnt);
2239     } else if (error != EAGAIN && error != EOPNOTSUPP) {
2240         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
2241
2242         VLOG_ERR_RL(&rl, "error receiving data from %s: %s",
2243                     netdev_get_name(port->netdev), ovs_strerror(error));
2244     }
2245 }
2246
2247 /* Return true if needs to revalidate datapath flows. */
2248 static bool
2249 dpif_netdev_run(struct dpif *dpif)
2250 {
2251     struct dp_netdev_port *port;
2252     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
2253     struct dp_netdev_pmd_thread *non_pmd = dp_netdev_get_pmd(dp,
2254                                                              NON_PMD_CORE_ID);
2255     uint64_t new_tnl_seq;
2256
2257     ovs_mutex_lock(&dp->non_pmd_mutex);
2258     CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
2259         if (!netdev_is_pmd(port->netdev)) {
2260             int i;
2261
2262             for (i = 0; i < netdev_n_rxq(port->netdev); i++) {
2263                 dp_netdev_process_rxq_port(non_pmd, port, port->rxq[i]);
2264             }
2265         }
2266     }
2267     ovs_mutex_unlock(&dp->non_pmd_mutex);
2268     dp_netdev_pmd_unref(non_pmd);
2269
2270     tnl_arp_cache_run();
2271     new_tnl_seq = seq_read(tnl_conf_seq);
2272
2273     if (dp->last_tnl_conf_seq != new_tnl_seq) {
2274         dp->last_tnl_conf_seq = new_tnl_seq;
2275         return true;
2276     }
2277     return false;
2278 }
2279
2280 static void
2281 dpif_netdev_wait(struct dpif *dpif)
2282 {
2283     struct dp_netdev_port *port;
2284     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
2285
2286     ovs_mutex_lock(&dp_netdev_mutex);
2287     CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
2288         if (!netdev_is_pmd(port->netdev)) {
2289             int i;
2290
2291             for (i = 0; i < netdev_n_rxq(port->netdev); i++) {
2292                 netdev_rxq_wait(port->rxq[i]);
2293             }
2294         }
2295     }
2296     ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
2297     seq_wait(tnl_conf_seq, dp->last_tnl_conf_seq);
2298 }
2299
2300 struct rxq_poll {
2301     struct dp_netdev_port *port;
2302     struct netdev_rxq *rx;
2303 };
2304
2305 static int
2306 pmd_load_queues(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
2307                 struct rxq_poll **ppoll_list, int poll_cnt)
2308 {
2309     struct rxq_poll *poll_list = *ppoll_list;
2310     struct dp_netdev_port *port;
2311     int n_pmds_on_numa, index, i;
2312
2313     /* Simple scheduler for netdev rx polling. */
2314     for (i = 0; i < poll_cnt; i++) {
2315         port_unref(poll_list[i].port);
2316     }
2317
2318     poll_cnt = 0;
2319     n_pmds_on_numa = get_n_pmd_threads_on_numa(pmd->dp, pmd->numa_id);
2320     index = 0;
2321
2322     CMAP_FOR_EACH (port, node, &pmd->dp->ports) {
2323         /* Calls port_try_ref() to prevent the main thread
2324          * from deleting the port. */
2325         if (port_try_ref(port)) {
2326             if (netdev_is_pmd(port->netdev)
2327                 && netdev_get_numa_id(port->netdev) == pmd->numa_id) {
2328                 int i;
2329
2330                 for (i = 0; i < netdev_n_rxq(port->netdev); i++) {
2331                     if ((index % n_pmds_on_numa) == pmd->index) {
2332                         poll_list = xrealloc(poll_list,
2333                                         sizeof *poll_list * (poll_cnt + 1));
2334
2335                         port_ref(port);
2336                         poll_list[poll_cnt].port = port;
2337                         poll_list[poll_cnt].rx = port->rxq[i];
2338                         poll_cnt++;
2339                     }
2340                     index++;
2341                 }
2342             }
2343             /* Unrefs the port_try_ref(). */
2344             port_unref(port);
2345         }
2346     }
2347
2348     *ppoll_list = poll_list;
2349     return poll_cnt;
2350 }
2351
2352 static void *
2353 pmd_thread_main(void *f_)
2354 {
2355     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd = f_;
2356     unsigned int lc = 0;
2357     struct rxq_poll *poll_list;
2358     unsigned int port_seq = PMD_INITIAL_SEQ;
2359     int poll_cnt;
2360     int i;
2361
2362     poll_cnt = 0;
2363     poll_list = NULL;
2364
2365     /* Stores the pmd thread's 'pmd' to 'per_pmd_key'. */
2366     ovsthread_setspecific(pmd->dp->per_pmd_key, pmd);
2367     pmd_thread_setaffinity_cpu(pmd->core_id);
2368 reload:
2369     emc_cache_init(&pmd->flow_cache);
2370     poll_cnt = pmd_load_queues(pmd, &poll_list, poll_cnt);
2371
2372     /* Signal here to make sure the pmd finishes
2373      * reloading the updated configuration. */
2374     dp_netdev_pmd_reload_done(pmd);
2375
2376     for (;;) {
2377         int i;
2378
2379         for (i = 0; i < poll_cnt; i++) {
2380             dp_netdev_process_rxq_port(pmd, poll_list[i].port, poll_list[i].rx);
2381         }
2382
2383         if (lc++ > 1024) {
2384             unsigned int seq;
2385
2386             lc = 0;
2387
2388             emc_cache_slow_sweep(&pmd->flow_cache);
2389             ovsrcu_quiesce();
2390
2391             atomic_read_relaxed(&pmd->change_seq, &seq);
2392             if (seq != port_seq) {
2393                 port_seq = seq;
2394                 break;
2395             }
2396         }
2397     }
2398
2399     emc_cache_uninit(&pmd->flow_cache);
2400
2401     if (!latch_is_set(&pmd->exit_latch)){
2402         goto reload;
2403     }
2404
2405     for (i = 0; i < poll_cnt; i++) {
2406          port_unref(poll_list[i].port);
2407     }
2408
2409     dp_netdev_pmd_reload_done(pmd);
2410
2411     free(poll_list);
2412     return NULL;
2413 }
2414
2415 static void
2416 dp_netdev_disable_upcall(struct dp_netdev *dp)
2417     OVS_ACQUIRES(dp->upcall_rwlock)
2418 {
2419     fat_rwlock_wrlock(&dp->upcall_rwlock);
2420 }
2421
2422 static void
2423 dpif_netdev_disable_upcall(struct dpif *dpif)
2424     OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
2425 {
2426     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
2427     dp_netdev_disable_upcall(dp);
2428 }
2429
2430 static void
2431 dp_netdev_enable_upcall(struct dp_netdev *dp)
2432     OVS_RELEASES(dp->upcall_rwlock)
2433 {
2434     fat_rwlock_unlock(&dp->upcall_rwlock);
2435 }
2436
2437 static void
2438 dpif_netdev_enable_upcall(struct dpif *dpif)
2439     OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
2440 {
2441     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
2442     dp_netdev_enable_upcall(dp);
2443 }
2444
2445 void
2446 dp_netdev_pmd_reload_done(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
2447 {
2448     ovs_mutex_lock(&pmd->cond_mutex);
2449     xpthread_cond_signal(&pmd->cond);
2450     ovs_mutex_unlock(&pmd->cond_mutex);
2451 }
2452
2453 /* Finds and refs the dp_netdev_pmd_thread on core 'core_id'.  Returns
2454  * the pointer if succeeds, otherwise, NULL.
2455  *
2456  * Caller must unrefs the returned reference.  */
2457 static struct dp_netdev_pmd_thread *
2458 dp_netdev_get_pmd(struct dp_netdev *dp, int core_id)
2459 {
2460     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
2461     const struct cmap_node *pnode;
2462
2463     pnode = cmap_find(&dp->poll_threads, hash_int(core_id, 0));
2464     if (!pnode) {
2465         return NULL;
2466     }
2467     pmd = CONTAINER_OF(pnode, struct dp_netdev_pmd_thread, node);
2468
2469     return dp_netdev_pmd_try_ref(pmd) ? pmd : NULL;
2470 }
2471
2472 /* Sets the 'struct dp_netdev_pmd_thread' for non-pmd threads. */
2473 static void
2474 dp_netdev_set_nonpmd(struct dp_netdev *dp)
2475 {
2476     struct dp_netdev_pmd_thread *non_pmd;
2477
2478     non_pmd = xzalloc(sizeof *non_pmd);
2479     dp_netdev_configure_pmd(non_pmd, dp, 0, NON_PMD_CORE_ID,
2480                             OVS_NUMA_UNSPEC);
2481 }
2482
2483 /* Caller must have valid pointer to 'pmd'. */
2484 static bool
2485 dp_netdev_pmd_try_ref(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
2486 {
2487     return ovs_refcount_try_ref_rcu(&pmd->ref_cnt);
2488 }
2489
2490 static void
2491 dp_netdev_pmd_unref(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
2492 {
2493     if (pmd && ovs_refcount_unref(&pmd->ref_cnt) == 1) {
2494         ovsrcu_postpone(dp_netdev_destroy_pmd, pmd);
2495     }
2496 }
2497
2498 /* Given cmap position 'pos', tries to ref the next node.  If try_ref()
2499  * fails, keeps checking for next node until reaching the end of cmap.
2500  *
2501  * Caller must unrefs the returned reference. */
2502 static struct dp_netdev_pmd_thread *
2503 dp_netdev_pmd_get_next(struct dp_netdev *dp, struct cmap_position *pos)
2504 {
2505     struct dp_netdev_pmd_thread *next;
2506
2507     do {
2508         struct cmap_node *node;
2509
2510         node = cmap_next_position(&dp->poll_threads, pos);
2511         next = node ? CONTAINER_OF(node, struct dp_netdev_pmd_thread, node)
2512             : NULL;
2513     } while (next && !dp_netdev_pmd_try_ref(next));
2514
2515     return next;
2516 }
2517
2518 /* Configures the 'pmd' based on the input argument. */
2519 static void
2520 dp_netdev_configure_pmd(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd, struct dp_netdev *dp,
2521                         int index, int core_id, int numa_id)
2522 {
2523     pmd->dp = dp;
2524     pmd->index = index;
2525     pmd->core_id = core_id;
2526     pmd->numa_id = numa_id;
2527
2528     ovs_refcount_init(&pmd->ref_cnt);
2529     latch_init(&pmd->exit_latch);
2530     atomic_init(&pmd->change_seq, PMD_INITIAL_SEQ);
2531     xpthread_cond_init(&pmd->cond, NULL);
2532     ovs_mutex_init(&pmd->cond_mutex);
2533     ovs_mutex_init(&pmd->flow_mutex);
2534     dpcls_init(&pmd->cls);
2535     cmap_init(&pmd->flow_table);
2536     /* init the 'flow_cache' since there is no
2537      * actual thread created for NON_PMD_CORE_ID. */
2538     if (core_id == NON_PMD_CORE_ID) {
2539         emc_cache_init(&pmd->flow_cache);
2540     }
2541     cmap_insert(&dp->poll_threads, CONST_CAST(struct cmap_node *, &pmd->node),
2542                 hash_int(core_id, 0));
2543 }
2544
2545 static void
2546 dp_netdev_destroy_pmd(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
2547 {
2548     dp_netdev_pmd_flow_flush(pmd);
2549     dpcls_destroy(&pmd->cls);
2550     cmap_destroy(&pmd->flow_table);
2551     ovs_mutex_destroy(&pmd->flow_mutex);
2552     latch_destroy(&pmd->exit_latch);
2553     xpthread_cond_destroy(&pmd->cond);
2554     ovs_mutex_destroy(&pmd->cond_mutex);
2555     free(pmd);
2556 }
2557
2558 /* Stops the pmd thread, removes it from the 'dp->poll_threads',
2559  * and unrefs the struct. */
2560 static void
2561 dp_netdev_del_pmd(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
2562 {
2563     /* Uninit the 'flow_cache' since there is
2564      * no actual thread uninit it for NON_PMD_CORE_ID. */
2565     if (pmd->core_id == NON_PMD_CORE_ID) {
2566         emc_cache_uninit(&pmd->flow_cache);
2567     } else {
2568         latch_set(&pmd->exit_latch);
2569         dp_netdev_reload_pmd__(pmd);
2570         ovs_numa_unpin_core(pmd->core_id);
2571         xpthread_join(pmd->thread, NULL);
2572     }
2573     cmap_remove(&pmd->dp->poll_threads, &pmd->node, hash_int(pmd->core_id, 0));
2574     dp_netdev_pmd_unref(pmd);
2575 }
2576
2577 /* Destroys all pmd threads. */
2578 static void
2579 dp_netdev_destroy_all_pmds(struct dp_netdev *dp)
2580 {
2581     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
2582
2583     CMAP_FOR_EACH (pmd, node, &dp->poll_threads) {
2584         dp_netdev_del_pmd(pmd);
2585     }
2586 }
2587
2588 /* Deletes all pmd threads on numa node 'numa_id'. */
2589 static void
2590 dp_netdev_del_pmds_on_numa(struct dp_netdev *dp, int numa_id)
2591 {
2592     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
2593
2594     CMAP_FOR_EACH (pmd, node, &dp->poll_threads) {
2595         if (pmd->numa_id == numa_id) {
2596             dp_netdev_del_pmd(pmd);
2597         }
2598     }
2599 }
2600
2601 /* Checks the numa node id of 'netdev' and starts pmd threads for
2602  * the numa node. */
2603 static void
2604 dp_netdev_set_pmds_on_numa(struct dp_netdev *dp, int numa_id)
2605 {
2606     int n_pmds;
2607
2608     if (!ovs_numa_numa_id_is_valid(numa_id)) {
2609         VLOG_ERR("Cannot create pmd threads due to numa id (%d)"
2610                  "invalid", numa_id);
2611         return ;
2612     }
2613
2614     n_pmds = get_n_pmd_threads_on_numa(dp, numa_id);
2615
2616     /* If there are already pmd threads created for the numa node
2617      * in which 'netdev' is on, do nothing.  Else, creates the
2618      * pmd threads for the numa node. */
2619     if (!n_pmds) {
2620         int can_have, n_unpinned, i;
2621
2622         n_unpinned = ovs_numa_get_n_unpinned_cores_on_numa(numa_id);
2623         if (!n_unpinned) {
2624             VLOG_ERR("Cannot create pmd threads due to out of unpinned "
2625                      "cores on numa node");
2626             return;
2627         }
2628
2629         /* If cpu mask is specified, uses all unpinned cores, otherwise
2630          * tries creating NR_PMD_THREADS pmd threads. */
2631         can_have = dp->pmd_cmask ? n_unpinned : MIN(n_unpinned, NR_PMD_THREADS);
2632         for (i = 0; i < can_have; i++) {
2633             struct dp_netdev_pmd_thread *pmd = xzalloc(sizeof *pmd);
2634             int core_id = ovs_numa_get_unpinned_core_on_numa(numa_id);
2635
2636             dp_netdev_configure_pmd(pmd, dp, i, core_id, numa_id);
2637             /* Each thread will distribute all devices rx-queues among
2638              * themselves. */
2639             pmd->thread = ovs_thread_create("pmd", pmd_thread_main, pmd);
2640         }
2641         VLOG_INFO("Created %d pmd threads on numa node %d", can_have, numa_id);
2642     }
2643 }
2644
2645 \f
2646 /* Called after pmd threads config change.  Restarts pmd threads with
2647  * new configuration. */
2648 static void
2649 dp_netdev_reset_pmd_threads(struct dp_netdev *dp)
2650 {
2651     struct dp_netdev_port *port;
2652
2653     CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
2654         if (netdev_is_pmd(port->netdev)) {
2655             int numa_id = netdev_get_numa_id(port->netdev);
2656
2657             dp_netdev_set_pmds_on_numa(dp, numa_id);
2658         }
2659     }
2660 }
2661
2662 static char *
2663 dpif_netdev_get_datapath_version(void)
2664 {
2665      return xstrdup("<built-in>");
2666 }
2667
2668 static void
2669 dp_netdev_flow_used(struct dp_netdev_flow *netdev_flow, int cnt, int size,
2670                     uint16_t tcp_flags)
2671 {
2672     long long int now = time_msec();
2673
2674     netdev_flow->stats.used = MAX(now, netdev_flow->stats.used);
2675     netdev_flow->stats.packet_count += cnt;
2676     netdev_flow->stats.byte_count += size;
2677     netdev_flow->stats.tcp_flags |= tcp_flags;
2678 }
2679
2680 static void
2681 dp_netdev_count_packet(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
2682                        enum dp_stat_type type, int cnt)
2683 {
2684     pmd->stats.n[type] += cnt;
2685 }
2686
2687 static int
2688 dp_netdev_upcall(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd, struct dp_packet *packet_,
2689                  struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc, ovs_u128 *ufid,
2690                  enum dpif_upcall_type type, const struct nlattr *userdata,
2691                  struct ofpbuf *actions, struct ofpbuf *put_actions)
2692 {
2693     struct dp_netdev *dp = pmd->dp;
2694
2695     if (type == DPIF_UC_MISS) {
2696         dp_netdev_count_packet(pmd, DP_STAT_MISS, 1);
2697     }
2698
2699     if (OVS_UNLIKELY(!dp->upcall_cb)) {
2700         return ENODEV;
2701     }
2702
2703     if (OVS_UNLIKELY(!VLOG_DROP_DBG(&upcall_rl))) {
2704         struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
2705         char *packet_str;
2706         struct ofpbuf key;
2707
2708         ofpbuf_init(&key, 0);
2709         odp_flow_key_from_flow(&key, flow, &wc->masks, flow->in_port.odp_port,
2710                                true);
2711         packet_str = ofp_packet_to_string(dp_packet_data(packet_),
2712                                           dp_packet_size(packet_));
2713
2714         odp_flow_key_format(ofpbuf_data(&key), ofpbuf_size(&key), &ds);
2715
2716         VLOG_DBG("%s: %s upcall:\n%s\n%s", dp->name,
2717                  dpif_upcall_type_to_string(type), ds_cstr(&ds), packet_str);
2718
2719         ofpbuf_uninit(&key);
2720         free(packet_str);
2721         ds_destroy(&ds);
2722     }
2723
2724     return dp->upcall_cb(packet_, flow, ufid, pmd->core_id, type, userdata,
2725                          actions, wc, put_actions, dp->upcall_aux);
2726 }
2727
2728 static inline uint32_t
2729 dpif_netdev_packet_get_dp_hash(struct dp_packet *packet,
2730                                const struct miniflow *mf)
2731 {
2732     uint32_t hash;
2733
2734     hash = dp_packet_get_dp_hash(packet);
2735     if (OVS_UNLIKELY(!hash)) {
2736         hash = miniflow_hash_5tuple(mf, 0);
2737         dp_packet_set_dp_hash(packet, hash);
2738     }
2739     return hash;
2740 }
2741
2742 struct packet_batch {
2743     unsigned int packet_count;
2744     unsigned int byte_count;
2745     uint16_t tcp_flags;
2746
2747     struct dp_netdev_flow *flow;
2748
2749     struct dp_packet *packets[NETDEV_MAX_RX_BATCH];
2750 };
2751
2752 static inline void
2753 packet_batch_update(struct packet_batch *batch, struct dp_packet *packet,
2754                     const struct miniflow *mf)
2755 {
2756     batch->tcp_flags |= miniflow_get_tcp_flags(mf);
2757     batch->packets[batch->packet_count++] = packet;
2758     batch->byte_count += dp_packet_size(packet);
2759 }
2760
2761 static inline void
2762 packet_batch_init(struct packet_batch *batch, struct dp_netdev_flow *flow)
2763 {
2764     batch->flow = flow;
2765
2766     batch->packet_count = 0;
2767     batch->byte_count = 0;
2768     batch->tcp_flags = 0;
2769 }
2770
2771 static inline void
2772 packet_batch_execute(struct packet_batch *batch,
2773                      struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
2774 {
2775     struct dp_netdev_actions *actions;
2776     struct dp_netdev_flow *flow = batch->flow;
2777
2778     dp_netdev_flow_used(batch->flow, batch->packet_count, batch->byte_count,
2779                         batch->tcp_flags);
2780
2781     actions = dp_netdev_flow_get_actions(flow);
2782
2783     dp_netdev_execute_actions(pmd, batch->packets, batch->packet_count, true,
2784                               actions->actions, actions->size);
2785
2786     dp_netdev_count_packet(pmd, DP_STAT_HIT, batch->packet_count);
2787 }
2788
2789 static inline bool
2790 dp_netdev_queue_batches(struct dp_packet *pkt,
2791                         struct dp_netdev_flow *flow, const struct miniflow *mf,
2792                         struct packet_batch *batches, size_t *n_batches,
2793                         size_t max_batches)
2794 {
2795     struct packet_batch *batch = NULL;
2796     int j;
2797
2798     if (OVS_UNLIKELY(!flow)) {
2799         return false;
2800     }
2801     /* XXX: This O(n^2) algortihm makes sense if we're operating under the
2802      * assumption that the number of distinct flows (and therefore the
2803      * number of distinct batches) is quite small.  If this turns out not
2804      * to be the case, it may make sense to pre sort based on the
2805      * netdev_flow pointer.  That done we can get the appropriate batching
2806      * in O(n * log(n)) instead. */
2807     for (j = *n_batches - 1; j >= 0; j--) {
2808         if (batches[j].flow == flow) {
2809             batch = &batches[j];
2810             packet_batch_update(batch, pkt, mf);
2811             return true;
2812         }
2813     }
2814     if (OVS_UNLIKELY(*n_batches >= max_batches)) {
2815         return false;
2816     }
2817
2818     batch = &batches[(*n_batches)++];
2819     packet_batch_init(batch, flow);
2820     packet_batch_update(batch, pkt, mf);
2821     return true;
2822 }
2823
2824 static inline void
2825 dp_packet_swap(struct dp_packet **a, struct dp_packet **b)
2826 {
2827     struct dp_packet *tmp = *a;
2828     *a = *b;
2829     *b = tmp;
2830 }
2831
2832 /* Try to process all ('cnt') the 'packets' using only the exact match cache
2833  * 'flow_cache'. If a flow is not found for a packet 'packets[i]', or if there
2834  * is no matching batch for a packet's flow, the miniflow is copied into 'keys'
2835  * and the packet pointer is moved at the beginning of the 'packets' array.
2836  *
2837  * The function returns the number of packets that needs to be processed in the
2838  * 'packets' array (they have been moved to the beginning of the vector).
2839  */
2840 static inline size_t
2841 emc_processing(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd, struct dp_packet **packets,
2842                size_t cnt, struct netdev_flow_key *keys)
2843 {
2844     struct netdev_flow_key key;
2845     struct packet_batch batches[4];
2846     struct emc_cache *flow_cache = &pmd->flow_cache;
2847     size_t n_batches, i;
2848     size_t notfound_cnt = 0;
2849
2850     n_batches = 0;
2851     miniflow_initialize(&key.mf, key.buf);
2852     for (i = 0; i < cnt; i++) {
2853         struct dp_netdev_flow *flow;
2854
2855         if (OVS_UNLIKELY(dp_packet_size(packets[i]) < ETH_HEADER_LEN)) {
2856             dp_packet_delete(packets[i]);
2857             continue;
2858         }
2859
2860         miniflow_extract(packets[i], &key.mf);
2861         key.len = 0; /* Not computed yet. */
2862         key.hash = dpif_netdev_packet_get_dp_hash(packets[i], &key.mf);
2863
2864         flow = emc_lookup(flow_cache, &key);
2865         if (OVS_UNLIKELY(!dp_netdev_queue_batches(packets[i], flow, &key.mf,
2866                                                   batches, &n_batches,
2867                                                   ARRAY_SIZE(batches)))) {
2868             if (i != notfound_cnt) {
2869                 dp_packet_swap(&packets[i], &packets[notfound_cnt]);
2870             }
2871
2872             keys[notfound_cnt++] = key;
2873         }
2874     }
2875
2876     for (i = 0; i < n_batches; i++) {
2877         packet_batch_execute(&batches[i], pmd);
2878     }
2879
2880     return notfound_cnt;
2881 }
2882
2883 static inline void
2884 fast_path_processing(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
2885                      struct dp_packet **packets, size_t cnt,
2886                      struct netdev_flow_key *keys)
2887 {
2888 #if !defined(__CHECKER__) && !defined(_WIN32)
2889     const size_t PKT_ARRAY_SIZE = cnt;
2890 #else
2891     /* Sparse or MSVC doesn't like variable length array. */
2892     enum { PKT_ARRAY_SIZE = NETDEV_MAX_RX_BATCH };
2893 #endif
2894     struct packet_batch batches[PKT_ARRAY_SIZE];
2895     struct dpcls_rule *rules[PKT_ARRAY_SIZE];
2896     struct dp_netdev *dp = pmd->dp;
2897     struct emc_cache *flow_cache = &pmd->flow_cache;
2898     size_t n_batches, i;
2899     bool any_miss;
2900
2901     for (i = 0; i < cnt; i++) {
2902         /* Key length is needed in all the cases, hash computed on demand. */
2903         keys[i].len = netdev_flow_key_size(count_1bits(keys[i].mf.map));
2904     }
2905     any_miss = !dpcls_lookup(&pmd->cls, keys, rules, cnt);
2906     if (OVS_UNLIKELY(any_miss) && !fat_rwlock_tryrdlock(&dp->upcall_rwlock)) {
2907         uint64_t actions_stub[512 / 8], slow_stub[512 / 8];
2908         struct ofpbuf actions, put_actions;
2909         ovs_u128 ufid;
2910
2911         ofpbuf_use_stub(&actions, actions_stub, sizeof actions_stub);
2912         ofpbuf_use_stub(&put_actions, slow_stub, sizeof slow_stub);
2913
2914         for (i = 0; i < cnt; i++) {
2915             struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
2916             struct ofpbuf *add_actions;
2917             struct match match;
2918             int error;
2919
2920             if (OVS_LIKELY(rules[i])) {
2921                 continue;
2922             }
2923
2924             /* It's possible that an earlier slow path execution installed
2925              * a rule covering this flow.  In this case, it's a lot cheaper
2926              * to catch it here than execute a miss. */
2927             netdev_flow = dp_netdev_pmd_lookup_flow(pmd, &keys[i]);
2928             if (netdev_flow) {
2929                 rules[i] = &netdev_flow->cr;
2930                 continue;
2931             }
2932
2933             miniflow_expand(&keys[i].mf, &match.flow);
2934
2935             ofpbuf_clear(&actions);
2936             ofpbuf_clear(&put_actions);
2937
2938             dpif_flow_hash(dp->dpif, &match.flow, sizeof match.flow, &ufid);
2939             error = dp_netdev_upcall(pmd, packets[i], &match.flow, &match.wc,
2940                                      &ufid, DPIF_UC_MISS, NULL, &actions,
2941                                      &put_actions);
2942             if (OVS_UNLIKELY(error && error != ENOSPC)) {
2943                 continue;
2944             }
2945
2946             /* We can't allow the packet batching in the next loop to execute
2947              * the actions.  Otherwise, if there are any slow path actions,
2948              * we'll send the packet up twice. */
2949             dp_netdev_execute_actions(pmd, &packets[i], 1, true,
2950                                       ofpbuf_data(&actions),
2951                                       ofpbuf_size(&actions));
2952
2953             add_actions = ofpbuf_size(&put_actions)
2954                 ? &put_actions
2955                 : &actions;
2956
2957             if (OVS_LIKELY(error != ENOSPC)) {
2958                 /* XXX: There's a race window where a flow covering this packet
2959                  * could have already been installed since we last did the flow
2960                  * lookup before upcall.  This could be solved by moving the
2961                  * mutex lock outside the loop, but that's an awful long time
2962                  * to be locking everyone out of making flow installs.  If we
2963                  * move to a per-core classifier, it would be reasonable. */
2964                 ovs_mutex_lock(&pmd->flow_mutex);
2965                 netdev_flow = dp_netdev_pmd_lookup_flow(pmd, &keys[i]);
2966                 if (OVS_LIKELY(!netdev_flow)) {
2967                     netdev_flow = dp_netdev_flow_add(pmd, &match, &ufid,
2968                                                      ofpbuf_data(add_actions),
2969                                                      ofpbuf_size(add_actions));
2970                 }
2971                 ovs_mutex_unlock(&pmd->flow_mutex);
2972
2973                 emc_insert(flow_cache, &keys[i], netdev_flow);
2974             }
2975         }
2976
2977         ofpbuf_uninit(&actions);
2978         ofpbuf_uninit(&put_actions);
2979         fat_rwlock_unlock(&dp->upcall_rwlock);
2980     } else if (OVS_UNLIKELY(any_miss)) {
2981         int dropped_cnt = 0;
2982
2983         for (i = 0; i < cnt; i++) {
2984             if (OVS_UNLIKELY(!rules[i])) {
2985                 dp_packet_delete(packets[i]);
2986                 dropped_cnt++;
2987             }
2988         }
2989
2990         dp_netdev_count_packet(pmd, DP_STAT_LOST, dropped_cnt);
2991     }
2992
2993     n_batches = 0;
2994     for (i = 0; i < cnt; i++) {
2995         struct dp_packet *packet = packets[i];
2996         struct dp_netdev_flow *flow;
2997
2998         if (OVS_UNLIKELY(!rules[i])) {
2999             continue;
3000         }
3001
3002         flow = dp_netdev_flow_cast(rules[i]);
3003
3004         emc_insert(flow_cache, &keys[i], flow);
3005         dp_netdev_queue_batches(packet, flow, &keys[i].mf, batches,
3006                                 &n_batches, ARRAY_SIZE(batches));
3007     }
3008
3009     for (i = 0; i < n_batches; i++) {
3010         packet_batch_execute(&batches[i], pmd);
3011     }
3012 }
3013
3014 static void
3015 dp_netdev_input(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
3016                 struct dp_packet **packets, int cnt)
3017 {
3018 #if !defined(__CHECKER__) && !defined(_WIN32)
3019     const size_t PKT_ARRAY_SIZE = cnt;
3020 #else
3021     /* Sparse or MSVC doesn't like variable length array. */
3022     enum { PKT_ARRAY_SIZE = NETDEV_MAX_RX_BATCH };
3023 #endif
3024     struct netdev_flow_key keys[PKT_ARRAY_SIZE];
3025     size_t newcnt;
3026
3027     newcnt = emc_processing(pmd, packets, cnt, keys);
3028     if (OVS_UNLIKELY(newcnt)) {
3029         fast_path_processing(pmd, packets, newcnt, keys);
3030     }
3031 }
3032
3033 struct dp_netdev_execute_aux {
3034     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
3035 };
3036
3037 static void
3038 dpif_netdev_register_upcall_cb(struct dpif *dpif, upcall_callback *cb,
3039                                void *aux)
3040 {
3041     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
3042     dp->upcall_aux = aux;
3043     dp->upcall_cb = cb;
3044 }
3045
3046 static void
3047 dp_netdev_drop_packets(struct dp_packet ** packets, int cnt, bool may_steal)
3048 {
3049     if (may_steal) {
3050         int i;
3051
3052         for (i = 0; i < cnt; i++) {
3053             dp_packet_delete(packets[i]);
3054         }
3055     }
3056 }
3057
3058 static int
3059 push_tnl_action(const struct dp_netdev *dp,
3060                    const struct nlattr *attr,
3061                    struct dp_packet **packets, int cnt)
3062 {
3063     struct dp_netdev_port *tun_port;
3064     const struct ovs_action_push_tnl *data;
3065
3066     data = nl_attr_get(attr);
3067
3068     tun_port = dp_netdev_lookup_port(dp, u32_to_odp(data->tnl_port));
3069     if (!tun_port) {
3070         return -EINVAL;
3071     }
3072     netdev_push_header(tun_port->netdev, packets, cnt, data);
3073
3074     return 0;
3075 }
3076
3077 static void
3078 dp_netdev_clone_pkt_batch(struct dp_packet **tnl_pkt,
3079                           struct dp_packet **packets, int cnt)
3080 {
3081     int i;
3082
3083     for (i = 0; i < cnt; i++) {
3084         tnl_pkt[i] = dp_packet_clone(packets[i]);
3085     }
3086 }
3087
3088 static void
3089 dp_execute_cb(void *aux_, struct dp_packet **packets, int cnt,
3090               const struct nlattr *a, bool may_steal)
3091     OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
3092 {
3093     struct dp_netdev_execute_aux *aux = aux_;
3094     uint32_t *depth = recirc_depth_get();
3095     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd= aux->pmd;
3096     struct dp_netdev *dp= pmd->dp;
3097     int type = nl_attr_type(a);
3098     struct dp_netdev_port *p;
3099     int i;
3100
3101     switch ((enum ovs_action_attr)type) {
3102     case OVS_ACTION_ATTR_OUTPUT:
3103         p = dp_netdev_lookup_port(dp, u32_to_odp(nl_attr_get_u32(a)));
3104         if (OVS_LIKELY(p)) {
3105             netdev_send(p->netdev, pmd->core_id, packets, cnt, may_steal);
3106             return;
3107         }
3108         break;
3109
3110     case OVS_ACTION_ATTR_TUNNEL_PUSH:
3111         if (*depth < MAX_RECIRC_DEPTH) {
3112             struct dp_packet *tnl_pkt[NETDEV_MAX_RX_BATCH];
3113             int err;
3114
3115             if (!may_steal) {
3116                 dp_netdev_clone_pkt_batch(tnl_pkt, packets, cnt);
3117                 packets = tnl_pkt;
3118             }
3119
3120             err = push_tnl_action(dp, a, packets, cnt);
3121             if (!err) {
3122                 (*depth)++;
3123                 dp_netdev_input(pmd, packets, cnt);
3124                 (*depth)--;
3125             } else {
3126                 dp_netdev_drop_packets(tnl_pkt, cnt, !may_steal);
3127             }
3128             return;
3129         }
3130         break;
3131
3132     case OVS_ACTION_ATTR_TUNNEL_POP:
3133         if (*depth < MAX_RECIRC_DEPTH) {
3134             odp_port_t portno = u32_to_odp(nl_attr_get_u32(a));
3135
3136             p = dp_netdev_lookup_port(dp, portno);
3137             if (p) {
3138                 struct dp_packet *tnl_pkt[NETDEV_MAX_RX_BATCH];
3139                 int err;
3140
3141                 if (!may_steal) {
3142                    dp_netdev_clone_pkt_batch(tnl_pkt, packets, cnt);
3143                    packets = tnl_pkt;
3144                 }
3145
3146                 err = netdev_pop_header(p->netdev, packets, cnt);
3147                 if (!err) {
3148
3149                     for (i = 0; i < cnt; i++) {
3150                         packets[i]->md.in_port.odp_port = portno;
3151                     }
3152
3153                     (*depth)++;
3154                     dp_netdev_input(pmd, packets, cnt);
3155                     (*depth)--;
3156                 } else {
3157                     dp_netdev_drop_packets(tnl_pkt, cnt, !may_steal);
3158                 }
3159                 return;
3160             }
3161         }
3162         break;
3163
3164     case OVS_ACTION_ATTR_USERSPACE:
3165         if (!fat_rwlock_tryrdlock(&dp->upcall_rwlock)) {
3166             const struct nlattr *userdata;
3167             struct ofpbuf actions;
3168             struct flow flow;
3169             ovs_u128 ufid;
3170
3171             userdata = nl_attr_find_nested(a, OVS_USERSPACE_ATTR_USERDATA);
3172             ofpbuf_init(&actions, 0);
3173
3174             for (i = 0; i < cnt; i++) {
3175                 int error;
3176
3177                 ofpbuf_clear(&actions);
3178
3179                 flow_extract(packets[i], &flow);
3180                 dpif_flow_hash(dp->dpif, &flow, sizeof flow, &ufid);
3181                 error = dp_netdev_upcall(pmd, packets[i], &flow, NULL, &ufid,
3182                                          DPIF_UC_ACTION, userdata,&actions,
3183                                          NULL);
3184                 if (!error || error == ENOSPC) {
3185                     dp_netdev_execute_actions(pmd, &packets[i], 1, may_steal,
3186                                               ofpbuf_data(&actions),
3187                                               ofpbuf_size(&actions));
3188                 } else if (may_steal) {
3189                     dp_packet_delete(packets[i]);
3190                 }
3191             }
3192             ofpbuf_uninit(&actions);
3193             fat_rwlock_unlock(&dp->upcall_rwlock);
3194
3195             return;
3196         }
3197         break;
3198
3199     case OVS_ACTION_ATTR_RECIRC:
3200         if (*depth < MAX_RECIRC_DEPTH) {
3201
3202             (*depth)++;
3203             for (i = 0; i < cnt; i++) {
3204                 struct dp_packet *recirc_pkt;
3205
3206                 recirc_pkt = (may_steal) ? packets[i]
3207                                     : dp_packet_clone(packets[i]);
3208
3209                 recirc_pkt->md.recirc_id = nl_attr_get_u32(a);
3210
3211                 /* Hash is private to each packet */
3212                 recirc_pkt->md.dp_hash = dp_packet_get_dp_hash(packets[i]);
3213
3214                 dp_netdev_input(pmd, &recirc_pkt, 1);
3215             }
3216             (*depth)--;
3217
3218             return;
3219         }
3220
3221         VLOG_WARN("Packet dropped. Max recirculation depth exceeded.");
3222         break;
3223
3224     case OVS_ACTION_ATTR_PUSH_VLAN:
3225     case OVS_ACTION_ATTR_POP_VLAN:
3226     case OVS_ACTION_ATTR_PUSH_MPLS:
3227     case OVS_ACTION_ATTR_POP_MPLS:
3228     case OVS_ACTION_ATTR_SET:
3229     case OVS_ACTION_ATTR_SET_MASKED:
3230     case OVS_ACTION_ATTR_SAMPLE:
3231     case OVS_ACTION_ATTR_HASH:
3232     case OVS_ACTION_ATTR_UNSPEC:
3233     case __OVS_ACTION_ATTR_MAX:
3234         OVS_NOT_REACHED();
3235     }
3236
3237     dp_netdev_drop_packets(packets, cnt, may_steal);
3238 }
3239
3240 static void
3241 dp_netdev_execute_actions(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
3242                           struct dp_packet **packets, int cnt,
3243                           bool may_steal,
3244                           const struct nlattr *actions, size_t actions_len)
3245 {
3246     struct dp_netdev_execute_aux aux = { pmd };
3247
3248     odp_execute_actions(&aux, packets, cnt, may_steal, actions,
3249                         actions_len, dp_execute_cb);
3250 }
3251
3252 const struct dpif_class dpif_netdev_class = {
3253     "netdev",
3254     dpif_netdev_enumerate,
3255     dpif_netdev_port_open_type,
3256     dpif_netdev_open,
3257     dpif_netdev_close,
3258     dpif_netdev_destroy,
3259     dpif_netdev_run,
3260     dpif_netdev_wait,
3261     dpif_netdev_get_stats,
3262     dpif_netdev_port_add,
3263     dpif_netdev_port_del,
3264     dpif_netdev_port_query_by_number,
3265     dpif_netdev_port_query_by_name,
3266     NULL,                       /* port_get_pid */
3267     dpif_netdev_port_dump_start,
3268     dpif_netdev_port_dump_next,
3269     dpif_netdev_port_dump_done,
3270     dpif_netdev_port_poll,
3271     dpif_netdev_port_poll_wait,
3272     dpif_netdev_flow_flush,
3273     dpif_netdev_flow_dump_create,
3274     dpif_netdev_flow_dump_destroy,
3275     dpif_netdev_flow_dump_thread_create,
3276     dpif_netdev_flow_dump_thread_destroy,
3277     dpif_netdev_flow_dump_next,
3278     dpif_netdev_operate,
3279     NULL,                       /* recv_set */
3280     NULL,                       /* handlers_set */
3281     dpif_netdev_pmd_set,
3282     dpif_netdev_queue_to_priority,
3283     NULL,                       /* recv */
3284     NULL,                       /* recv_wait */
3285     NULL,                       /* recv_purge */
3286     dpif_netdev_register_upcall_cb,
3287     dpif_netdev_enable_upcall,
3288     dpif_netdev_disable_upcall,
3289     dpif_netdev_get_datapath_version,
3290 };
3291
3292 static void
3293 dpif_dummy_change_port_number(struct unixctl_conn *conn, int argc OVS_UNUSED,
3294                               const char *argv[], void *aux OVS_UNUSED)
3295 {
3296     struct dp_netdev_port *old_port;
3297     struct dp_netdev_port *new_port;
3298     struct dp_netdev *dp;
3299     odp_port_t port_no;
3300
3301     ovs_mutex_lock(&dp_netdev_mutex);
3302     dp = shash_find_data(&dp_netdevs, argv[1]);
3303     if (!dp || !dpif_netdev_class_is_dummy(dp->class)) {
3304         ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
3305         unixctl_command_reply_error(conn, "unknown datapath or not a dummy");
3306         return;
3307     }
3308     ovs_refcount_ref(&dp->ref_cnt);
3309     ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
3310
3311     ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
3312     if (get_port_by_name(dp, argv[2], &old_port)) {
3313         unixctl_command_reply_error(conn, "unknown port");
3314         goto exit;
3315     }
3316
3317     port_no = u32_to_odp(atoi(argv[3]));
3318     if (!port_no || port_no == ODPP_NONE) {
3319         unixctl_command_reply_error(conn, "bad port number");
3320         goto exit;
3321     }
3322     if (dp_netdev_lookup_port(dp, port_no)) {
3323         unixctl_command_reply_error(conn, "port number already in use");
3324         goto exit;
3325     }
3326
3327     /* Remove old port. */
3328     cmap_remove(&dp->ports, &old_port->node, hash_port_no(old_port->port_no));
3329     ovsrcu_postpone(free, old_port);
3330
3331     /* Insert new port (cmap semantics mean we cannot re-insert 'old_port'). */
3332     new_port = xmemdup(old_port, sizeof *old_port);
3333     new_port->port_no = port_no;
3334     cmap_insert(&dp->ports, &new_port->node, hash_port_no(port_no));
3335
3336     seq_change(dp->port_seq);
3337     unixctl_command_reply(conn, NULL);
3338
3339 exit:
3340     ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
3341     dp_netdev_unref(dp);
3342 }
3343
3344 static void
3345 dpif_dummy_delete_port(struct unixctl_conn *conn, int argc OVS_UNUSED,
3346                        const char *argv[], void *aux OVS_UNUSED)
3347 {
3348     struct dp_netdev_port *port;
3349     struct dp_netdev *dp;
3350
3351     ovs_mutex_lock(&dp_netdev_mutex);
3352     dp = shash_find_data(&dp_netdevs, argv[1]);
3353     if (!dp || !dpif_netdev_class_is_dummy(dp->class)) {
3354         ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
3355         unixctl_command_reply_error(conn, "unknown datapath or not a dummy");
3356         return;
3357     }
3358     ovs_refcount_ref(&dp->ref_cnt);
3359     ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
3360
3361     ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
3362     if (get_port_by_name(dp, argv[2], &port)) {
3363         unixctl_command_reply_error(conn, "unknown port");
3364     } else if (port->port_no == ODPP_LOCAL) {
3365         unixctl_command_reply_error(conn, "can't delete local port");
3366     } else {
3367         do_del_port(dp, port);
3368         unixctl_command_reply(conn, NULL);
3369     }
3370     ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
3371
3372     dp_netdev_unref(dp);
3373 }
3374
3375 static void
3376 dpif_dummy_register__(const char *type)
3377 {
3378     struct dpif_class *class;
3379
3380     class = xmalloc(sizeof *class);
3381     *class = dpif_netdev_class;
3382     class->type = xstrdup(type);
3383     dp_register_provider(class);
3384 }
3385
3386 void
3387 dpif_dummy_register(bool override)
3388 {
3389     if (override) {
3390         struct sset types;
3391         const char *type;
3392
3393         sset_init(&types);
3394         dp_enumerate_types(&types);
3395         SSET_FOR_EACH (type, &types) {
3396             if (!dp_unregister_provider(type)) {
3397                 dpif_dummy_register__(type);
3398             }
3399         }
3400         sset_destroy(&types);
3401     }
3402
3403     dpif_dummy_register__("dummy");
3404
3405     unixctl_command_register("dpif-dummy/change-port-number",
3406                              "dp port new-number",
3407                              3, 3, dpif_dummy_change_port_number, NULL);
3408     unixctl_command_register("dpif-dummy/delete-port", "dp port",
3409                              2, 2, dpif_dummy_delete_port, NULL);
3410 }
3411 \f
3412 /* Datapath Classifier. */
3413
3414 /* A set of rules that all have the same fields wildcarded. */
3415 struct dpcls_subtable {
3416     /* The fields are only used by writers. */
3417     struct cmap_node cmap_node OVS_GUARDED; /* Within dpcls 'subtables_map'. */
3418
3419     /* These fields are accessed by readers. */
3420     struct cmap rules;           /* Contains "struct dpcls_rule"s. */
3421     struct netdev_flow_key mask; /* Wildcards for fields (const). */
3422     /* 'mask' must be the last field, additional space is allocated here. */
3423 };
3424
3425 /* Initializes 'cls' as a classifier that initially contains no classification
3426  * rules. */
3427 static void
3428 dpcls_init(struct dpcls *cls)
3429 {
3430     cmap_init(&cls->subtables_map);
3431     pvector_init(&cls->subtables);
3432 }
3433
3434 static void
3435 dpcls_destroy_subtable(struct dpcls *cls, struct dpcls_subtable *subtable)
3436 {
3437     pvector_remove(&cls->subtables, subtable);
3438     cmap_remove(&cls->subtables_map, &subtable->cmap_node,
3439                 subtable->mask.hash);
3440     cmap_destroy(&subtable->rules);
3441     ovsrcu_postpone(free, subtable);
3442 }
3443
3444 /* Destroys 'cls'.  Rules within 'cls', if any, are not freed; this is the
3445  * caller's responsibility.
3446  * May only be called after all the readers have been terminated. */
3447 static void
3448 dpcls_destroy(struct dpcls *cls)
3449 {
3450     if (cls) {
3451         struct dpcls_subtable *subtable;
3452
3453         CMAP_FOR_EACH (subtable, cmap_node, &cls->subtables_map) {
3454             dpcls_destroy_subtable(cls, subtable);
3455         }
3456         cmap_destroy(&cls->subtables_map);
3457         pvector_destroy(&cls->subtables);
3458     }
3459 }
3460
3461 static struct dpcls_subtable *
3462 dpcls_create_subtable(struct dpcls *cls, const struct netdev_flow_key *mask)
3463 {
3464     struct dpcls_subtable *subtable;
3465
3466     /* Need to add one. */
3467     subtable = xmalloc(sizeof *subtable
3468                        - sizeof subtable->mask.mf + mask->len);
3469     cmap_init(&subtable->rules);
3470     netdev_flow_key_clone(&subtable->mask, mask);
3471     cmap_insert(&cls->subtables_map, &subtable->cmap_node, mask->hash);
3472     pvector_insert(&cls->subtables, subtable, 0);
3473     pvector_publish(&cls->subtables);
3474
3475     return subtable;
3476 }
3477
3478 static inline struct dpcls_subtable *
3479 dpcls_find_subtable(struct dpcls *cls, const struct netdev_flow_key *mask)
3480 {
3481     struct dpcls_subtable *subtable;
3482
3483     CMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (subtable, cmap_node, mask->hash,
3484                              &cls->subtables_map) {
3485         if (netdev_flow_key_equal(&subtable->mask, mask)) {
3486             return subtable;
3487         }
3488     }
3489     return dpcls_create_subtable(cls, mask);
3490 }
3491
3492 /* Insert 'rule' into 'cls'. */
3493 static void
3494 dpcls_insert(struct dpcls *cls, struct dpcls_rule *rule,
3495              const struct netdev_flow_key *mask)
3496 {
3497     struct dpcls_subtable *subtable = dpcls_find_subtable(cls, mask);
3498
3499     rule->mask = &subtable->mask;
3500     cmap_insert(&subtable->rules, &rule->cmap_node, rule->flow.hash);
3501 }
3502
3503 /* Removes 'rule' from 'cls', also destructing the 'rule'. */
3504 static void
3505 dpcls_remove(struct dpcls *cls, struct dpcls_rule *rule)
3506 {
3507     struct dpcls_subtable *subtable;
3508
3509     ovs_assert(rule->mask);
3510
3511     INIT_CONTAINER(subtable, rule->mask, mask);
3512
3513     if (cmap_remove(&subtable->rules, &rule->cmap_node, rule->flow.hash)
3514         == 0) {
3515         dpcls_destroy_subtable(cls, subtable);
3516         pvector_publish(&cls->subtables);
3517     }
3518 }
3519
3520 /* Returns true if 'target' satisifies 'key' in 'mask', that is, if each 1-bit
3521  * in 'mask' the values in 'key' and 'target' are the same.
3522  *
3523  * Note: 'key' and 'mask' have the same mask, and 'key' is already masked. */
3524 static inline bool
3525 dpcls_rule_matches_key(const struct dpcls_rule *rule,
3526                        const struct netdev_flow_key *target)
3527 {
3528     const uint64_t *keyp = rule->flow.mf.inline_values;
3529     const uint64_t *maskp = rule->mask->mf.inline_values;
3530     uint64_t target_u64;
3531
3532     NETDEV_FLOW_KEY_FOR_EACH_IN_MAP(target_u64, target, rule->flow.mf.map) {
3533         if (OVS_UNLIKELY((target_u64 & *maskp++) != *keyp++)) {
3534             return false;
3535         }
3536     }
3537     return true;
3538 }
3539
3540 /* For each miniflow in 'flows' performs a classifier lookup writing the result
3541  * into the corresponding slot in 'rules'.  If a particular entry in 'flows' is
3542  * NULL it is skipped.
3543  *
3544  * This function is optimized for use in the userspace datapath and therefore
3545  * does not implement a lot of features available in the standard
3546  * classifier_lookup() function.  Specifically, it does not implement
3547  * priorities, instead returning any rule which matches the flow.
3548  *
3549  * Returns true if all flows found a corresponding rule. */
3550 static bool
3551 dpcls_lookup(const struct dpcls *cls, const struct netdev_flow_key keys[],
3552              struct dpcls_rule **rules, const size_t cnt)
3553 {
3554     /* The batch size 16 was experimentally found faster than 8 or 32. */
3555     typedef uint16_t map_type;
3556 #define MAP_BITS (sizeof(map_type) * CHAR_BIT)
3557
3558 #if !defined(__CHECKER__) && !defined(_WIN32)
3559     const int N_MAPS = DIV_ROUND_UP(cnt, MAP_BITS);
3560 #else
3561     enum { N_MAPS = DIV_ROUND_UP(NETDEV_MAX_RX_BATCH, MAP_BITS) };
3562 #endif
3563     map_type maps[N_MAPS];
3564     struct dpcls_subtable *subtable;
3565
3566     memset(maps, 0xff, sizeof maps);
3567     if (cnt % MAP_BITS) {
3568         maps[N_MAPS - 1] >>= MAP_BITS - cnt % MAP_BITS; /* Clear extra bits. */
3569     }
3570     memset(rules, 0, cnt * sizeof *rules);
3571
3572     PVECTOR_FOR_EACH (subtable, &cls->subtables) {
3573         const struct netdev_flow_key *mkeys = keys;
3574         struct dpcls_rule **mrules = rules;
3575         map_type remains = 0;
3576         int m;
3577
3578         BUILD_ASSERT_DECL(sizeof remains == sizeof *maps);
3579
3580         for (m = 0; m < N_MAPS; m++, mkeys += MAP_BITS, mrules += MAP_BITS) {
3581             uint32_t hashes[MAP_BITS];
3582             const struct cmap_node *nodes[MAP_BITS];
3583             unsigned long map = maps[m];
3584             int i;
3585
3586             if (!map) {
3587                 continue; /* Skip empty maps. */
3588             }
3589
3590             /* Compute hashes for the remaining keys. */
3591             ULONG_FOR_EACH_1(i, map) {
3592                 hashes[i] = netdev_flow_key_hash_in_mask(&mkeys[i],
3593                                                          &subtable->mask);
3594             }
3595             /* Lookup. */
3596             map = cmap_find_batch(&subtable->rules, map, hashes, nodes);
3597             /* Check results. */
3598             ULONG_FOR_EACH_1(i, map) {
3599                 struct dpcls_rule *rule;
3600
3601                 CMAP_NODE_FOR_EACH (rule, cmap_node, nodes[i]) {
3602                     if (OVS_LIKELY(dpcls_rule_matches_key(rule, &mkeys[i]))) {
3603                         mrules[i] = rule;
3604                         goto next;
3605                     }
3606                 }
3607                 ULONG_SET0(map, i);   /* Did not match. */
3608             next:
3609                 ;                     /* Keep Sparse happy. */
3610             }
3611             maps[m] &= ~map;          /* Clear the found rules. */
3612             remains |= maps[m];
3613         }
3614         if (!remains) {
3615             return true;              /* All found. */
3616         }
3617     }
3618     return false;                     /* Some misses. */
3619 }