lib/dpif-provider.h

   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 #ifndef DPIF_PROVIDER_H
  18 #define DPIF_PROVIDER_H 1
  19
  20 /* Provider interface to dpifs, which provide an interface to an Open vSwitch
  21  * datapath.  A datapath is a collection of physical or virtual ports that are
  22  * exposed over OpenFlow as a single switch.  Datapaths and the collections of
  23  * ports that they contain may be fixed or dynamic. */
  24
  25 #include "openflow/openflow.h"
  26 #include "dpif.h"
  27 #include "util.h"
  28
  29 #ifdef  __cplusplus
  30 extern "C" {
  31 #endif
  32
  33 /* Open vSwitch datapath interface.
  34  *
  35  * This structure should be treated as opaque by dpif implementations. */
  36 struct dpif {
  37     const struct dpif_class *dpif_class;
  38     char *base_name;
  39     char *full_name;
  40     uint8_t netflow_engine_type;
  41     uint8_t netflow_engine_id;
  42 };
  43
  44 void dpif_init(struct dpif *, const struct dpif_class *, const char *name,
  45                uint8_t netflow_engine_type, uint8_t netflow_engine_id);
  46 void dpif_uninit(struct dpif *dpif, bool close);
  47
  48 static inline void dpif_assert_class(const struct dpif *dpif,
  49                                      const struct dpif_class *dpif_class)
  50 {
  51     ovs_assert(dpif->dpif_class == dpif_class);
  52 }
  53
  54 struct dpif_flow_dump {
  55     struct dpif *dpif;
  56 };
  57
  58 static inline void
  59 dpif_flow_dump_init(struct dpif_flow_dump *dump, const struct dpif *dpif)
  60 {
  61     dump->dpif = CONST_CAST(struct dpif *, dpif);
  62 }
  63
  64 struct dpif_flow_dump_thread {
  65     struct dpif *dpif;
  66 };
  67
  68 static inline void
  69 dpif_flow_dump_thread_init(struct dpif_flow_dump_thread *thread,
  70                            struct dpif_flow_dump *dump)
  71 {
  72     thread->dpif = dump->dpif;
  73 }
  74
  75 /* Datapath interface class structure, to be defined by each implementation of
  76  * a datapath interface.
  77  *
  78  * These functions return 0 if successful or a positive errno value on failure,
  79  * except where otherwise noted.
  80  *
  81  * These functions are expected to execute synchronously, that is, to block as
  82  * necessary to obtain a result.  Thus, they may not return EAGAIN or
  83  * EWOULDBLOCK or EINPROGRESS.  We may relax this requirement in the future if
  84  * and when we encounter performance problems. */
  85 struct dpif_class {
  86     /* Type of dpif in this class, e.g. "system", "netdev", etc.
  87      *
  88      * One of the providers should supply a "system" type, since this is
  89      * the type assumed if no type is specified when opening a dpif. */
  90     const char *type;
  91
  92     /* Enumerates the names of all known created datapaths (of class
  93      * 'dpif_class'), if possible, into 'all_dps'.  The caller has already
  94      * initialized 'all_dps' and other dpif classes might already have added
  95      * names to it.
  96      *
  97      * This is used by the vswitch at startup, so that it can delete any
  98      * datapaths that are not configured.
  99      *
 100      * Some kinds of datapaths might not be practically enumerable, in which
 101      * case this function may be a null pointer. */
 102     int (*enumerate)(struct sset *all_dps, const struct dpif_class *dpif_class);
 103
 104     /* Returns the type to pass to netdev_open() when a dpif of class
 105      * 'dpif_class' has a port of type 'type', for a few special cases
 106      * when a netdev type differs from a port type.  For example, when
 107      * using the userspace datapath, a port of type "internal" needs to
 108      * be opened as "tap".
 109      *
 110      * Returns either 'type' itself or a string literal, which must not
 111      * be freed. */
 112     const char *(*port_open_type)(const struct dpif_class *dpif_class,
 113                                   const char *type);
 114
 115     /* Attempts to open an existing dpif called 'name', if 'create' is false,
 116      * or to open an existing dpif or create a new one, if 'create' is true.
 117      *
 118      * 'dpif_class' is the class of dpif to open.
 119      *
 120      * If successful, stores a pointer to the new dpif in '*dpifp', which must
 121      * have class 'dpif_class'.  On failure there are no requirements on what
 122      * is stored in '*dpifp'. */
 123     int (*open)(const struct dpif_class *dpif_class,
 124                 const char *name, bool create, struct dpif **dpifp);
 125
 126     /* Closes 'dpif' and frees associated memory. */
 127     void (*close)(struct dpif *dpif);
 128
 129     /* Attempts to destroy the dpif underlying 'dpif'.
 130      *
 131      * If successful, 'dpif' will not be used again except as an argument for
 132      * the 'close' member function. */
 133     int (*destroy)(struct dpif *dpif);
 134
 135     /* Performs periodic work needed by 'dpif', if any is necessary.
 136      * Returns true if need to revalidate. */
 137     bool (*run)(struct dpif *dpif);
 138
 139     /* Arranges for poll_block() to wake up if the "run" member function needs
 140      * to be called for 'dpif'. */
 141     void (*wait)(struct dpif *dpif);
 142
 143     /* Retrieves statistics for 'dpif' into 'stats'. */
 144     int (*get_stats)(const struct dpif *dpif, struct dpif_dp_stats *stats);
 145
 146     /* Adds 'netdev' as a new port in 'dpif'.  If '*port_no' is not
 147      * UINT32_MAX, attempts to use that as the port's port number.
 148      *
 149      * If port is successfully added, sets '*port_no' to the new port's
 150      * port number.  Returns EBUSY if caller attempted to choose a port
 151      * number, and it was in use. */
 152     int (*port_add)(struct dpif *dpif, struct netdev *netdev,
 153                     odp_port_t *port_no);
 154
 155     /* Removes port numbered 'port_no' from 'dpif'. */
 156     int (*port_del)(struct dpif *dpif, odp_port_t port_no);
 157
 158     /* Queries 'dpif' for a port with the given 'port_no' or 'devname'.
 159      * If 'port' is not null, stores information about the port into
 160      * '*port' if successful.
 161      *
 162      * If 'port' is not null, the caller takes ownership of data in
 163      * 'port' and must free it with dpif_port_destroy() when it is no
 164      * longer needed. */
 165     int (*port_query_by_number)(const struct dpif *dpif, odp_port_t port_no,
 166                                 struct dpif_port *port);
 167     int (*port_query_by_name)(const struct dpif *dpif, const char *devname,
 168                               struct dpif_port *port);
 169
 170     /* Returns the Netlink PID value to supply in OVS_ACTION_ATTR_USERSPACE
 171      * actions as the OVS_USERSPACE_ATTR_PID attribute's value, for use in
 172      * flows whose packets arrived on port 'port_no'.  In the case where the
 173      * provider allocates multiple Netlink PIDs to a single port, it may use
 174      * 'hash' to spread load among them.  The caller need not use a particular
 175      * hash function; a 5-tuple hash is suitable.
 176      *
 177      * (The datapath implementation might use some different hash function for
 178      * distributing packets received via flow misses among PIDs.  This means
 179      * that packets received via flow misses might be reordered relative to
 180      * packets received via userspace actions.  This is not ordinarily a
 181      * problem.)
 182      *
 183      * A 'port_no' of UINT32_MAX should be treated as a special case.  The
 184      * implementation should return a reserved PID, not allocated to any port,
 185      * that the client may use for special purposes.
 186      *
 187      * The return value only needs to be meaningful when DPIF_UC_ACTION has
 188      * been enabled in the 'dpif''s listen mask, and it is allowed to change
 189      * when DPIF_UC_ACTION is disabled and then re-enabled.
 190      *
 191      * A dpif provider that doesn't have meaningful Netlink PIDs can use NULL
 192      * for this function.  This is equivalent to always returning 0. */
 193     uint32_t (*port_get_pid)(const struct dpif *dpif, odp_port_t port_no,
 194                              uint32_t hash);
 195
 196     /* Attempts to begin dumping the ports in a dpif.  On success, returns 0
 197      * and initializes '*statep' with any data needed for iteration.  On
 198      * failure, returns a positive errno value. */
 199     int (*port_dump_start)(const struct dpif *dpif, void **statep);
 200
 201     /* Attempts to retrieve another port from 'dpif' for 'state', which was
 202      * initialized by a successful call to the 'port_dump_start' function for
 203      * 'dpif'.  On success, stores a new dpif_port into 'port' and returns 0.
 204      * Returns EOF if the end of the port table has been reached, or a positive
 205      * errno value on error.  This function will not be called again once it
 206      * returns nonzero once for a given iteration (but the 'port_dump_done'
 207      * function will be called afterward).
 208      *
 209      * The dpif provider retains ownership of the data stored in 'port'.  It
 210      * must remain valid until at least the next call to 'port_dump_next' or
 211      * 'port_dump_done' for 'state'. */
 212     int (*port_dump_next)(const struct dpif *dpif, void *state,
 213                           struct dpif_port *port);
 214
 215     /* Releases resources from 'dpif' for 'state', which was initialized by a
 216      * successful call to the 'port_dump_start' function for 'dpif'.  */
 217     int (*port_dump_done)(const struct dpif *dpif, void *state);
 218
 219     /* Polls for changes in the set of ports in 'dpif'.  If the set of ports in
 220      * 'dpif' has changed, then this function should do one of the
 221      * following:
 222      *
 223      * - Preferably: store the name of the device that was added to or deleted
 224      *   from 'dpif' in '*devnamep' and return 0.  The caller is responsible
 225      *   for freeing '*devnamep' (with free()) when it no longer needs it.
 226      *
 227      * - Alternatively: return ENOBUFS, without indicating the device that was
 228      *   added or deleted.
 229      *
 230      * Occasional 'false positives', in which the function returns 0 while
 231      * indicating a device that was not actually added or deleted or returns
 232      * ENOBUFS without any change, are acceptable.
 233      *
 234      * If the set of ports in 'dpif' has not changed, returns EAGAIN.  May also
 235      * return other positive errno values to indicate that something has gone
 236      * wrong. */
 237     int (*port_poll)(const struct dpif *dpif, char **devnamep);
 238
 239     /* Arranges for the poll loop to wake up when 'port_poll' will return a
 240      * value other than EAGAIN. */
 241     void (*port_poll_wait)(const struct dpif *dpif);
 242
 243     /* Deletes all flows from 'dpif' and clears all of its queues of received
 244      * packets. */
 245     int (*flow_flush)(struct dpif *dpif);
 246
 247     /* Flow dumping interface.
 248      *
 249      * This is the back-end for the flow dumping interface described in
 250      * dpif.h.  Please read the comments there first, because this code
 251      * closely follows it.
 252      *
 253      * 'flow_dump_create' and 'flow_dump_thread_create' must always return an
 254      * initialized and usable data structure and defer error return until
 255      * flow_dump_destroy().  This hasn't been a problem for the dpifs that
 256      * exist so far.
 257      *
 258      * 'flow_dump_create' and 'flow_dump_thread_create' must initialize the
 259      * structures that they return with dpif_flow_dump_init() and
 260      * dpif_flow_dump_thread_init(), respectively. */
 261     struct dpif_flow_dump *(*flow_dump_create)(const struct dpif *dpif);
 262     int (*flow_dump_destroy)(struct dpif_flow_dump *dump);
 263
 264     struct dpif_flow_dump_thread *(*flow_dump_thread_create)(
 265         struct dpif_flow_dump *dump);
 266     void (*flow_dump_thread_destroy)(struct dpif_flow_dump_thread *thread);
 267
 268     int (*flow_dump_next)(struct dpif_flow_dump_thread *thread,
 269                           struct dpif_flow *flows, int max_flows);
 270
 271     /* Executes each of the 'n_ops' operations in 'ops' on 'dpif', in the order
 272      * in which they are specified, placing each operation's results in the
 273      * "output" members documented in comments and the 'error' member of each
 274      * dpif_op. */
 275     void (*operate)(struct dpif *dpif, struct dpif_op **ops, size_t n_ops);
 276
 277     /* Enables or disables receiving packets with dpif_recv() for 'dpif'.
 278      * Turning packet receive off and then back on is allowed to change Netlink
 279      * PID assignments (see ->port_get_pid()).  The client is responsible for
 280      * updating flows as necessary if it does this. */
 281     int (*recv_set)(struct dpif *dpif, bool enable);
 282
 283     /* Refreshes the poll loops and Netlink sockets associated to each port,
 284      * when the number of upcall handlers (upcall receiving thread) is changed
 285      * to 'n_handlers' and receiving packets for 'dpif' is enabled by
 286      * recv_set().
 287      *
 288      * Since multiple upcall handlers can read upcalls simultaneously from
 289      * 'dpif', each port can have multiple Netlink sockets, one per upcall
 290      * handler.  So, handlers_set() is responsible for the following tasks:
 291      *
 292      *    When receiving upcall is enabled, extends or creates the
 293      *    configuration to support:
 294      *
 295      *        - 'n_handlers' Netlink sockets for each port.
 296      *
 297      *        - 'n_handlers' poll loops, one for each upcall handler.
 298      *
 299      *        - registering the Netlink sockets for the same upcall handler to
 300      *          the corresponding poll loop.
 301      * */
 302     int (*handlers_set)(struct dpif *dpif, uint32_t n_handlers);
 303
 304     /* If 'dpif' creates its own I/O polling threads, refreshes poll threads
 305      * configuration.  'n_rxqs' configures the number of rx_queues, which
 306      * are distributed among threads.  'cmask' configures the cpu mask
 307      * for setting the polling threads' cpu affinity. */
 308     int (*poll_threads_set)(struct dpif *dpif, unsigned int n_rxqs,
 309                             const char *cmask);
 310
 311     /* Translates OpenFlow queue ID 'queue_id' (in host byte order) into a
 312      * priority value used for setting packet priority. */
 313     int (*queue_to_priority)(const struct dpif *dpif, uint32_t queue_id,
 314                              uint32_t *priority);
 315
 316     /* Polls for an upcall from 'dpif' for an upcall handler.  Since there
 317      * can be multiple poll loops (see ->handlers_set()), 'handler_id' is
 318      * needed as index to identify the corresponding poll loop.  If
 319      * successful, stores the upcall into '*upcall', using 'buf' for
 320      * storage.  Should only be called if 'recv_set' has been used to enable
 321      * receiving packets from 'dpif'.
 322      *
 323      * The implementation should point 'upcall->key' and 'upcall->userdata'
 324      * (if any) into data in the caller-provided 'buf'.  The implementation may
 325      * also use 'buf' for storing the data of 'upcall->packet'.  If necessary
 326      * to make room, the implementation may reallocate the data in 'buf'.
 327      *
 328      * The caller owns the data of 'upcall->packet' and may modify it.  If
 329      * packet's headroom is exhausted as it is manipulated, 'upcall->packet'
 330      * will be reallocated.  This requires the data of 'upcall->packet' to be
 331      * released with ofpbuf_uninit() before 'upcall' is destroyed.  However,
 332      * when an error is returned, the 'upcall->packet' may be uninitialized
 333      * and should not be released.
 334      *
 335      * This function must not block.  If no upcall is pending when it is
 336      * called, it should return EAGAIN without blocking. */
 337     int (*recv)(struct dpif *dpif, uint32_t handler_id,
 338                 struct dpif_upcall *upcall, struct ofpbuf *buf);
 339
 340     /* Arranges for the poll loop for an upcall handler to wake up when 'dpif'
 341      * has a message queued to be received with the recv member functions.
 342      * Since there can be multiple poll loops (see ->handlers_set()),
 343      * 'handler_id' is needed as index to identify the corresponding poll loop.
 344      * */
 345     void (*recv_wait)(struct dpif *dpif, uint32_t handler_id);
 346
 347     /* Throws away any queued upcalls that 'dpif' currently has ready to
 348      * return. */
 349     void (*recv_purge)(struct dpif *dpif);
 350
 351     /* For datapaths that run in userspace (i.e. dpif-netdev), threads polling
 352      * for incoming packets can directly call upcall functions instead of
 353      * offloading packet processing to separate handler threads. Datapaths
 354      * that directly call upcall functions should use the functions below to
 355      * to register an upcall function and enable / disable upcalls.
 356      *
 357      * Registers an upcall callback function with 'dpif'. This is only used if
 358      * if 'dpif' directly executes upcall functions. 'aux' is passed to the
 359      * callback on invocation. */
 360     void (*register_upcall_cb)(struct dpif *, upcall_callback *, void *aux);
 361
 362     /* Enables upcalls if 'dpif' directly executes upcall functions. */
 363     void (*enable_upcall)(struct dpif *);
 364
 365     /* Disables upcalls if 'dpif' directly executes upcall functions. */
 366     void (*disable_upcall)(struct dpif *);
 367
 368     /* Get datapath version. Caller is responsible for freeing the string
 369      * returned.  */
 370     char *(*get_datapath_version)(void);
 371 };
 372
 373 extern const struct dpif_class dpif_netlink_class;
 374 extern const struct dpif_class dpif_netdev_class;
 375
 376 #ifdef  __cplusplus
 377 }
 378 #endif
 379
 380 #endif /* dpif-provider.h */