lib/rconn.c

   1 /*
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   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  *
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  11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
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  13  * See the License for the specific language governing permissions and
  14  * limitations under the License.
  15  */
  16
  17 #include <config.h>
  18 #include "rconn.h"
  19 #include <assert.h>
  20 #include <errno.h>
  21 #include <limits.h>
  22 #include <stdlib.h>
  23 #include <string.h>
  24 #include "coverage.h"
  25 #include "ofpbuf.h"
  26 #include "openflow/openflow.h"
  27 #include "poll-loop.h"
  28 #include "sat-math.h"
  29 #include "timeval.h"
  30 #include "util.h"
  31 #include "vconn.h"
  32
  33 #define THIS_MODULE VLM_rconn
  34 #include "vlog.h"
  35
  36 #define STATES                                  \
  37     STATE(VOID, 1 << 0)                         \
  38     STATE(BACKOFF, 1 << 1)                      \
  39     STATE(CONNECTING, 1 << 2)                   \
  40     STATE(ACTIVE, 1 << 3)                       \
  41     STATE(IDLE, 1 << 4)
  42 enum state {
  43 #define STATE(NAME, VALUE) S_##NAME = VALUE,
  44     STATES
  45 #undef STATE
  46 };
  47
  48 static const char *
  49 state_name(enum state state)
  50 {
  51     switch (state) {
  52 #define STATE(NAME, VALUE) case S_##NAME: return #NAME;
  53         STATES
  54 #undef STATE
  55     }
  56     return "***ERROR***";
  57 }
  58
  59 /* A reliable connection to an OpenFlow switch or controller.
  60  *
  61  * See the large comment in rconn.h for more information. */
  62 struct rconn {
  63     enum state state;
  64     time_t state_entered;
  65
  66     struct vconn *vconn;
  67     char *name;
  68     bool reliable;
  69
  70     struct ovs_queue txq;
  71
  72     int backoff;
  73     int max_backoff;
  74     time_t backoff_deadline;
  75     time_t last_received;
  76     time_t last_connected;
  77     unsigned int packets_sent;
  78     unsigned int seqno;
  79     int last_error;
  80
  81     /* In S_ACTIVE and S_IDLE, probably_admitted reports whether we believe
  82      * that the peer has made a (positive) admission control decision on our
  83      * connection.  If we have not yet been (probably) admitted, then the
  84      * connection does not reset the timer used for deciding whether the switch
  85      * should go into fail-open mode.
  86      *
  87      * last_admitted reports the last time we believe such a positive admission
  88      * control decision was made. */
  89     bool probably_admitted;
  90     time_t last_admitted;
  91
  92     /* These values are simply for statistics reporting, not used directly by
  93      * anything internal to the rconn (or ofproto for that matter). */
  94     unsigned int packets_received;
  95     unsigned int n_attempted_connections, n_successful_connections;
  96     time_t creation_time;
  97     unsigned long int total_time_connected;
  98
  99     /* If we can't connect to the peer, it could be for any number of reasons.
 100      * Usually, one would assume it is because the peer is not running or
 101      * because the network is partitioned.  But it could also be because the
 102      * network topology has changed, in which case the upper layer will need to
 103      * reassess it (in particular, obtain a new IP address via DHCP and find
 104      * the new location of the controller).  We set this flag when we suspect
 105      * that this could be the case. */
 106     bool questionable_connectivity;
 107     time_t last_questioned;
 108
 109     /* Throughout this file, "probe" is shorthand for "inactivity probe".
 110      * When nothing has been received from the peer for a while, we send out
 111      * an echo request as an inactivity probe packet.  We should receive back
 112      * a response. */
 113     int probe_interval;         /* Secs of inactivity before sending probe. */
 114
 115     /* When we create a vconn we obtain these values, to save them past the end
 116      * of the vconn's lifetime.  Otherwise, in-band control will only allow
 117      * traffic when a vconn is actually open, but it is nice to allow ARP to
 118      * complete even between connection attempts, and it is also polite to
 119      * allow traffic from other switches to go through to the controller
 120      * whether or not we are connected.
 121      *
 122      * We don't cache the local port, because that changes from one connection
 123      * attempt to the next. */
 124     uint32_t local_ip, remote_ip;
 125     uint16_t remote_port;
 126
 127     /* Messages sent or received are copied to the monitor connections. */
 128 #define MAX_MONITORS 8
 129     struct vconn *monitors[8];
 130     size_t n_monitors;
 131 };
 132
 133 static unsigned int elapsed_in_this_state(const struct rconn *);
 134 static unsigned int timeout(const struct rconn *);
 135 static bool timed_out(const struct rconn *);
 136 static void state_transition(struct rconn *, enum state);
 137 static void set_vconn_name(struct rconn *, const char *name);
 138 static int try_send(struct rconn *);
 139 static int reconnect(struct rconn *);
 140 static void report_error(struct rconn *, int error);
 141 static void disconnect(struct rconn *, int error);
 142 static void flush_queue(struct rconn *);
 143 static void question_connectivity(struct rconn *);
 144 static void copy_to_monitor(struct rconn *, const struct ofpbuf *);
 145 static bool is_connected_state(enum state);
 146 static bool is_admitted_msg(const struct ofpbuf *);
 147
 148 /* Creates a new rconn, connects it (reliably) to 'name', and returns it. */
 149 struct rconn *
 150 rconn_new(const char *name, int inactivity_probe_interval, int max_backoff)
 151 {
 152     struct rconn *rc = rconn_create(inactivity_probe_interval, max_backoff);
 153     rconn_connect(rc, name);
 154     return rc;
 155 }
 156
 157 /* Creates a new rconn, connects it (unreliably) to 'vconn', and returns it. */
 158 struct rconn *
 159 rconn_new_from_vconn(const char *name, struct vconn *vconn)
 160 {
 161     struct rconn *rc = rconn_create(60, 0);
 162     rconn_connect_unreliably(rc, name, vconn);
 163     return rc;
 164 }
 165
 166 /* Creates and returns a new rconn.
 167  *
 168  * 'probe_interval' is a number of seconds.  If the interval passes once
 169  * without an OpenFlow message being received from the peer, the rconn sends
 170  * out an "echo request" message.  If the interval passes again without a
 171  * message being received, the rconn disconnects and re-connects to the peer.
 172  * Setting 'probe_interval' to 0 disables this behavior.
 173  *
 174  * 'max_backoff' is the maximum number of seconds between attempts to connect
 175  * to the peer.  The actual interval starts at 1 second and doubles on each
 176  * failure until it reaches 'max_backoff'.  If 0 is specified, the default of
 177  * 8 seconds is used. */
 178 struct rconn *
 179 rconn_create(int probe_interval, int max_backoff)
 180 {
 181     struct rconn *rc = xzalloc(sizeof *rc);
 182
 183     rc->state = S_VOID;
 184     rc->state_entered = time_now();
 185
 186     rc->vconn = NULL;
 187     rc->name = xstrdup("void");
 188     rc->reliable = false;
 189
 190     queue_init(&rc->txq);
 191
 192     rc->backoff = 0;
 193     rc->max_backoff = max_backoff ? max_backoff : 8;
 194     rc->backoff_deadline = TIME_MIN;
 195     rc->last_received = time_now();
 196     rc->last_connected = time_now();
 197     rc->seqno = 0;
 198
 199     rc->packets_sent = 0;
 200
 201     rc->probably_admitted = false;
 202     rc->last_admitted = time_now();
 203
 204     rc->packets_received = 0;
 205     rc->n_attempted_connections = 0;
 206     rc->n_successful_connections = 0;
 207     rc->creation_time = time_now();
 208     rc->total_time_connected = 0;
 209
 210     rc->questionable_connectivity = false;
 211     rc->last_questioned = time_now();
 212
 213     rconn_set_probe_interval(rc, probe_interval);
 214
 215     rc->n_monitors = 0;
 216
 217     return rc;
 218 }
 219
 220 void
 221 rconn_set_max_backoff(struct rconn *rc, int max_backoff)
 222 {
 223     rc->max_backoff = MAX(1, max_backoff);
 224     if (rc->state == S_BACKOFF && rc->backoff > max_backoff) {
 225         rc->backoff = max_backoff;
 226         if (rc->backoff_deadline > time_now() + max_backoff) {
 227             rc->backoff_deadline = time_now() + max_backoff;
 228         }
 229     }
 230 }
 231
 232 int
 233 rconn_get_max_backoff(const struct rconn *rc)
 234 {
 235     return rc->max_backoff;
 236 }
 237
 238 void
 239 rconn_set_probe_interval(struct rconn *rc, int probe_interval)
 240 {
 241     rc->probe_interval = probe_interval ? MAX(5, probe_interval) : 0;
 242 }
 243
 244 int
 245 rconn_get_probe_interval(const struct rconn *rc)
 246 {
 247     return rc->probe_interval;
 248 }
 249
 250 int
 251 rconn_connect(struct rconn *rc, const char *name)
 252 {
 253     rconn_disconnect(rc);
 254     set_vconn_name(rc, name);
 255     rc->reliable = true;
 256     return reconnect(rc);
 257 }
 258
 259 void
 260 rconn_connect_unreliably(struct rconn *rc,
 261                          const char *name, struct vconn *vconn)
 262 {
 263     assert(vconn != NULL);
 264     rconn_disconnect(rc);
 265     set_vconn_name(rc, name);
 266     rc->reliable = false;
 267     rc->vconn = vconn;
 268     rc->last_connected = time_now();
 269     state_transition(rc, S_ACTIVE);
 270 }
 271
 272 /* If 'rc' is connected, forces it to drop the connection and reconnect. */
 273 void
 274 rconn_reconnect(struct rconn *rc)
 275 {
 276     if (rc->state & (S_ACTIVE | S_IDLE)) {
 277         VLOG_INFO("%s: disconnecting", rc->name);
 278         disconnect(rc, 0);
 279     }
 280 }
 281
 282 void
 283 rconn_disconnect(struct rconn *rc)
 284 {
 285     if (rc->state != S_VOID) {
 286         if (rc->vconn) {
 287             vconn_close(rc->vconn);
 288             rc->vconn = NULL;
 289         }
 290         set_vconn_name(rc, "void");
 291         rc->reliable = false;
 292
 293         rc->backoff = 0;
 294         rc->backoff_deadline = TIME_MIN;
 295
 296         state_transition(rc, S_VOID);
 297     }
 298 }
 299
 300 /* Disconnects 'rc' and frees the underlying storage. */
 301 void
 302 rconn_destroy(struct rconn *rc)
 303 {
 304     if (rc) {
 305         size_t i;
 306
 307         free(rc->name);
 308         vconn_close(rc->vconn);
 309         flush_queue(rc);
 310         queue_destroy(&rc->txq);
 311         for (i = 0; i < rc->n_monitors; i++) {
 312             vconn_close(rc->monitors[i]);
 313         }
 314         free(rc);
 315     }
 316 }
 317
 318 static unsigned int
 319 timeout_VOID(const struct rconn *rc OVS_UNUSED)
 320 {
 321     return UINT_MAX;
 322 }
 323
 324 static void
 325 run_VOID(struct rconn *rc OVS_UNUSED)
 326 {
 327     /* Nothing to do. */
 328 }
 329
 330 static int
 331 reconnect(struct rconn *rc)
 332 {
 333     int retval;
 334
 335     VLOG_INFO("%s: connecting...", rc->name);
 336     rc->n_attempted_connections++;
 337     retval = vconn_open(rc->name, OFP_VERSION, &rc->vconn);
 338     if (!retval) {
 339         rc->remote_ip = vconn_get_remote_ip(rc->vconn);
 340         rc->local_ip = vconn_get_local_ip(rc->vconn);
 341         rc->remote_port = vconn_get_remote_port(rc->vconn);
 342         rc->backoff_deadline = time_now() + rc->backoff;
 343         state_transition(rc, S_CONNECTING);
 344     } else {
 345         VLOG_WARN("%s: connection failed (%s)", rc->name, strerror(retval));
 346         rc->backoff_deadline = TIME_MAX; /* Prevent resetting backoff. */
 347         disconnect(rc, retval);
 348     }
 349     return retval;
 350 }
 351
 352 static unsigned int
 353 timeout_BACKOFF(const struct rconn *rc)
 354 {
 355     return rc->backoff;
 356 }
 357
 358 static void
 359 run_BACKOFF(struct rconn *rc)
 360 {
 361     if (timed_out(rc)) {
 362         reconnect(rc);
 363     }
 364 }
 365
 366 static unsigned int
 367 timeout_CONNECTING(const struct rconn *rc)
 368 {
 369     return MAX(1, rc->backoff);
 370 }
 371
 372 static void
 373 run_CONNECTING(struct rconn *rc)
 374 {
 375     int retval = vconn_connect(rc->vconn);
 376     if (!retval) {
 377         VLOG_INFO("%s: connected", rc->name);
 378         rc->n_successful_connections++;
 379         state_transition(rc, S_ACTIVE);
 380         rc->last_connected = rc->state_entered;
 381     } else if (retval != EAGAIN) {
 382         VLOG_INFO("%s: connection failed (%s)", rc->name, strerror(retval));
 383         disconnect(rc, retval);
 384     } else if (timed_out(rc)) {
 385         VLOG_INFO("%s: connection timed out", rc->name);
 386         rc->backoff_deadline = TIME_MAX; /* Prevent resetting backoff. */
 387         disconnect(rc, ETIMEDOUT);
 388     }
 389 }
 390
 391 static void
 392 do_tx_work(struct rconn *rc)
 393 {
 394     if (!rc->txq.n) {
 395         return;
 396     }
 397     while (rc->txq.n > 0) {
 398         int error = try_send(rc);
 399         if (error) {
 400             break;
 401         }
 402     }
 403     if (!rc->txq.n) {
 404         poll_immediate_wake();
 405     }
 406 }
 407
 408 static unsigned int
 409 timeout_ACTIVE(const struct rconn *rc)
 410 {
 411     if (rc->probe_interval) {
 412         unsigned int base = MAX(rc->last_received, rc->state_entered);
 413         unsigned int arg = base + rc->probe_interval - rc->state_entered;
 414         return arg;
 415     }
 416     return UINT_MAX;
 417 }
 418
 419 static void
 420 run_ACTIVE(struct rconn *rc)
 421 {
 422     if (timed_out(rc)) {
 423         unsigned int base = MAX(rc->last_received, rc->state_entered);
 424         VLOG_DBG("%s: idle %u seconds, sending inactivity probe",
 425                  rc->name, (unsigned int) (time_now() - base));
 426
 427         /* Ordering is important here: rconn_send() can transition to BACKOFF,
 428          * and we don't want to transition back to IDLE if so, because then we
 429          * can end up queuing a packet with vconn == NULL and then *boom*. */
 430         state_transition(rc, S_IDLE);
 431         rconn_send(rc, make_echo_request(), NULL);
 432         return;
 433     }
 434
 435     do_tx_work(rc);
 436 }
 437
 438 static unsigned int
 439 timeout_IDLE(const struct rconn *rc)
 440 {
 441     return rc->probe_interval;
 442 }
 443
 444 static void
 445 run_IDLE(struct rconn *rc)
 446 {
 447     if (timed_out(rc)) {
 448         question_connectivity(rc);
 449         VLOG_ERR("%s: no response to inactivity probe after %u "
 450                  "seconds, disconnecting",
 451                  rc->name, elapsed_in_this_state(rc));
 452         disconnect(rc, ETIMEDOUT);
 453     } else {
 454         do_tx_work(rc);
 455     }
 456 }
 457
 458 /* Performs whatever activities are necessary to maintain 'rc': if 'rc' is
 459  * disconnected, attempts to (re)connect, backing off as necessary; if 'rc' is
 460  * connected, attempts to send packets in the send queue, if any. */
 461 void
 462 rconn_run(struct rconn *rc)
 463 {
 464     int old_state;
 465     size_t i;
 466
 467     if (rc->vconn) {
 468         vconn_run(rc->vconn);
 469     }
 470     for (i = 0; i < rc->n_monitors; i++) {
 471         vconn_run(rc->monitors[i]);
 472     }
 473
 474     do {
 475         old_state = rc->state;
 476         switch (rc->state) {
 477 #define STATE(NAME, VALUE) case S_##NAME: run_##NAME(rc); break;
 478             STATES
 479 #undef STATE
 480         default:
 481             NOT_REACHED();
 482         }
 483     } while (rc->state != old_state);
 484 }
 485
 486 /* Causes the next call to poll_block() to wake up when rconn_run() should be
 487  * called on 'rc'. */
 488 void
 489 rconn_run_wait(struct rconn *rc)
 490 {
 491     unsigned int timeo;
 492     size_t i;
 493
 494     if (rc->vconn) {
 495         vconn_run_wait(rc->vconn);
 496     }
 497     for (i = 0; i < rc->n_monitors; i++) {
 498         vconn_run_wait(rc->monitors[i]);
 499     }
 500
 501     timeo = timeout(rc);
 502     if (timeo != UINT_MAX) {
 503         unsigned int expires = sat_add(rc->state_entered, timeo);
 504         unsigned int remaining = sat_sub(expires, time_now());
 505         poll_timer_wait(sat_mul(remaining, 1000));
 506     }
 507
 508     if ((rc->state & (S_ACTIVE | S_IDLE)) && rc->txq.n) {
 509         vconn_wait(rc->vconn, WAIT_SEND);
 510     }
 511 }
 512
 513 /* Attempts to receive a packet from 'rc'.  If successful, returns the packet;
 514  * otherwise, returns a null pointer.  The caller is responsible for freeing
 515  * the packet (with ofpbuf_delete()). */
 516 struct ofpbuf *
 517 rconn_recv(struct rconn *rc)
 518 {
 519     if (rc->state & (S_ACTIVE | S_IDLE)) {
 520         struct ofpbuf *buffer;
 521         int error = vconn_recv(rc->vconn, &buffer);
 522         if (!error) {
 523             copy_to_monitor(rc, buffer);
 524             if (rc->probably_admitted || is_admitted_msg(buffer)
 525                 || time_now() - rc->last_connected >= 30) {
 526                 rc->probably_admitted = true;
 527                 rc->last_admitted = time_now();
 528             }
 529             rc->last_received = time_now();
 530             rc->packets_received++;
 531             if (rc->state == S_IDLE) {
 532                 state_transition(rc, S_ACTIVE);
 533             }
 534             return buffer;
 535         } else if (error != EAGAIN) {
 536             report_error(rc, error);
 537             disconnect(rc, error);
 538         }
 539     }
 540     return NULL;
 541 }
 542
 543 /* Causes the next call to poll_block() to wake up when a packet may be ready
 544  * to be received by vconn_recv() on 'rc'.  */
 545 void
 546 rconn_recv_wait(struct rconn *rc)
 547 {
 548     if (rc->vconn) {
 549         vconn_wait(rc->vconn, WAIT_RECV);
 550     }
 551 }
 552
 553 /* Sends 'b' on 'rc'.  Returns 0 if successful (in which case 'b' is
 554  * destroyed), or ENOTCONN if 'rc' is not currently connected (in which case
 555  * the caller retains ownership of 'b').
 556  *
 557  * If 'counter' is non-null, then 'counter' will be incremented while the
 558  * packet is in flight, then decremented when it has been sent (or discarded
 559  * due to disconnection).  Because 'b' may be sent (or discarded) before this
 560  * function returns, the caller may not be able to observe any change in
 561  * 'counter'.
 562  *
 563  * There is no rconn_send_wait() function: an rconn has a send queue that it
 564  * takes care of sending if you call rconn_run(), which will have the side
 565  * effect of waking up poll_block(). */
 566 int
 567 rconn_send(struct rconn *rc, struct ofpbuf *b,
 568            struct rconn_packet_counter *counter)
 569 {
 570     if (rconn_is_connected(rc)) {
 571         COVERAGE_INC(rconn_queued);
 572         copy_to_monitor(rc, b);
 573         b->private_p = counter;
 574         if (counter) {
 575             rconn_packet_counter_inc(counter);
 576         }
 577         queue_push_tail(&rc->txq, b);
 578
 579         /* If the queue was empty before we added 'b', try to send some
 580          * packets.  (But if the queue had packets in it, it's because the
 581          * vconn is backlogged and there's no point in stuffing more into it
 582          * now.  We'll get back to that in rconn_run().) */
 583         if (rc->txq.n == 1) {
 584             try_send(rc);
 585         }
 586         return 0;
 587     } else {
 588         return ENOTCONN;
 589     }
 590 }
 591
 592 /* Sends 'b' on 'rc'.  Increments 'counter' while the packet is in flight; it
 593  * will be decremented when it has been sent (or discarded due to
 594  * disconnection).  Returns 0 if successful, EAGAIN if 'counter->n' is already
 595  * at least as large as 'queue_limit', or ENOTCONN if 'rc' is not currently
 596  * connected.  Regardless of return value, 'b' is destroyed.
 597  *
 598  * Because 'b' may be sent (or discarded) before this function returns, the
 599  * caller may not be able to observe any change in 'counter'.
 600  *
 601  * There is no rconn_send_wait() function: an rconn has a send queue that it
 602  * takes care of sending if you call rconn_run(), which will have the side
 603  * effect of waking up poll_block(). */
 604 int
 605 rconn_send_with_limit(struct rconn *rc, struct ofpbuf *b,
 606                       struct rconn_packet_counter *counter, int queue_limit)
 607 {
 608     int retval;
 609     retval = counter->n >= queue_limit ? EAGAIN : rconn_send(rc, b, counter);
 610     if (retval) {
 611         COVERAGE_INC(rconn_overflow);
 612         ofpbuf_delete(b);
 613     }
 614     return retval;
 615 }
 616
 617 /* Returns the total number of packets successfully sent on the underlying
 618  * vconn.  A packet is not counted as sent while it is still queued in the
 619  * rconn, only when it has been successfuly passed to the vconn.  */
 620 unsigned int
 621 rconn_packets_sent(const struct rconn *rc)
 622 {
 623     return rc->packets_sent;
 624 }
 625
 626 /* Adds 'vconn' to 'rc' as a monitoring connection, to which all messages sent
 627  * and received on 'rconn' will be copied.  'rc' takes ownership of 'vconn'. */
 628 void
 629 rconn_add_monitor(struct rconn *rc, struct vconn *vconn)
 630 {
 631     if (rc->n_monitors < ARRAY_SIZE(rc->monitors)) {
 632         VLOG_INFO("new monitor connection from %s", vconn_get_name(vconn));
 633         rc->monitors[rc->n_monitors++] = vconn;
 634     } else {
 635         VLOG_DBG("too many monitor connections, discarding %s",
 636                  vconn_get_name(vconn));
 637         vconn_close(vconn);
 638     }
 639 }
 640
 641 /* Returns 'rc''s name (the 'name' argument passed to rconn_new()). */
 642 const char *
 643 rconn_get_name(const struct rconn *rc)
 644 {
 645     return rc->name;
 646 }
 647
 648 /* Returns true if 'rconn' is connected or in the process of reconnecting,
 649  * false if 'rconn' is disconnected and will not reconnect on its own. */
 650 bool
 651 rconn_is_alive(const struct rconn *rconn)
 652 {
 653     return rconn->state != S_VOID;
 654 }
 655
 656 /* Returns true if 'rconn' is connected, false otherwise. */
 657 bool
 658 rconn_is_connected(const struct rconn *rconn)
 659 {
 660     return is_connected_state(rconn->state);
 661 }
 662
 663 /* Returns true if 'rconn' is connected and thought to have been accepted by
 664  * the peer's admission-control policy. */
 665 bool
 666 rconn_is_admitted(const struct rconn *rconn)
 667 {
 668     return (rconn_is_connected(rconn)
 669             && rconn->last_admitted >= rconn->last_connected);
 670 }
 671
 672 /* Returns 0 if 'rconn' is currently connected and considered to have been
 673  * accepted by the peer's admission-control policy, otherwise the number of
 674  * seconds since 'rconn' was last in such a state. */
 675 int
 676 rconn_failure_duration(const struct rconn *rconn)
 677 {
 678     return rconn_is_admitted(rconn) ? 0 : time_now() - rconn->last_admitted;
 679 }
 680
 681 /* Returns the IP address of the peer, or 0 if the peer's IP address is not
 682  * known. */
 683 uint32_t
 684 rconn_get_remote_ip(const struct rconn *rconn)
 685 {
 686     return rconn->remote_ip;
 687 }
 688
 689 /* Returns the transport port of the peer, or 0 if the peer's port is not
 690  * known. */
 691 uint16_t
 692 rconn_get_remote_port(const struct rconn *rconn)
 693 {
 694     return rconn->remote_port;
 695 }
 696
 697 /* Returns the IP address used to connect to the peer, or 0 if the
 698  * connection is not an IP-based protocol or if its IP address is not
 699  * known. */
 700 uint32_t
 701 rconn_get_local_ip(const struct rconn *rconn)
 702 {
 703     return rconn->local_ip;
 704 }
 705
 706 /* Returns the transport port used to connect to the peer, or 0 if the
 707  * connection does not contain a port or if the port is not known. */
 708 uint16_t
 709 rconn_get_local_port(const struct rconn *rconn)
 710 {
 711     return rconn->vconn ? vconn_get_local_port(rconn->vconn) : 0;
 712 }
 713
 714 /* If 'rconn' can't connect to the peer, it could be for any number of reasons.
 715  * Usually, one would assume it is because the peer is not running or because
 716  * the network is partitioned.  But it could also be because the network
 717  * topology has changed, in which case the upper layer will need to reassess it
 718  * (in particular, obtain a new IP address via DHCP and find the new location
 719  * of the controller).  When this appears that this might be the case, this
 720  * function returns true.  It also clears the questionability flag and prevents
 721  * it from being set again for some time. */
 722 bool
 723 rconn_is_connectivity_questionable(struct rconn *rconn)
 724 {
 725     bool questionable = rconn->questionable_connectivity;
 726     rconn->questionable_connectivity = false;
 727     return questionable;
 728 }
 729
 730 /* Returns the total number of packets successfully received by the underlying
 731  * vconn.  */
 732 unsigned int
 733 rconn_packets_received(const struct rconn *rc)
 734 {
 735     return rc->packets_received;
 736 }
 737
 738 /* Returns a string representing the internal state of 'rc'.  The caller must
 739  * not modify or free the string. */
 740 const char *
 741 rconn_get_state(const struct rconn *rc)
 742 {
 743     return state_name(rc->state);
 744 }
 745
 746 /* Returns the number of connection attempts made by 'rc', including any
 747  * ongoing attempt that has not yet succeeded or failed. */
 748 unsigned int
 749 rconn_get_attempted_connections(const struct rconn *rc)
 750 {
 751     return rc->n_attempted_connections;
 752 }
 753
 754 /* Returns the number of successful connection attempts made by 'rc'. */
 755 unsigned int
 756 rconn_get_successful_connections(const struct rconn *rc)
 757 {
 758     return rc->n_successful_connections;
 759 }
 760
 761 /* Returns the time at which the last successful connection was made by
 762  * 'rc'. */
 763 time_t
 764 rconn_get_last_connection(const struct rconn *rc)
 765 {
 766     return rc->last_connected;
 767 }
 768
 769 /* Returns the time at which the last OpenFlow message was received by 'rc'.
 770  * If no packets have been received on 'rc', returns the time at which 'rc'
 771  * was created. */
 772 time_t
 773 rconn_get_last_received(const struct rconn *rc)
 774 {
 775     return rc->last_received;
 776 }
 777
 778 /* Returns the time at which 'rc' was created. */
 779 time_t
 780 rconn_get_creation_time(const struct rconn *rc)
 781 {
 782     return rc->creation_time;
 783 }
 784
 785 /* Returns the approximate number of seconds that 'rc' has been connected. */
 786 unsigned long int
 787 rconn_get_total_time_connected(const struct rconn *rc)
 788 {
 789     return (rc->total_time_connected
 790             + (rconn_is_connected(rc) ? elapsed_in_this_state(rc) : 0));
 791 }
 792
 793 /* Returns the current amount of backoff, in seconds.  This is the amount of
 794  * time after which the rconn will transition from BACKOFF to CONNECTING. */
 795 int
 796 rconn_get_backoff(const struct rconn *rc)
 797 {
 798     return rc->backoff;
 799 }
 800
 801 /* Returns the number of seconds spent in this state so far. */
 802 unsigned int
 803 rconn_get_state_elapsed(const struct rconn *rc)
 804 {
 805     return elapsed_in_this_state(rc);
 806 }
 807
 808 /* Returns 'rc''s current connection sequence number, a number that changes
 809  * every time that 'rconn' connects or disconnects. */
 810 unsigned int
 811 rconn_get_connection_seqno(const struct rconn *rc)
 812 {
 813     return rc->seqno;
 814 }
 815
 816 /* Returns a value that explains why 'rc' last disconnected:
 817  *
 818  *   - 0 means that the last disconnection was caused by a call to
 819  *     rconn_disconnect(), or that 'rc' is new and has not yet completed its
 820  *     initial connection or connection attempt.
 821  *
 822  *   - EOF means that the connection was closed in the normal way by the peer.
 823  *
 824  *   - A positive integer is an errno value that represents the error.
 825  */
 826 int
 827 rconn_get_last_error(const struct rconn *rc)
 828 {
 829     return rc->last_error;
 830 }
 831 \f
 832 struct rconn_packet_counter *
 833 rconn_packet_counter_create(void)
 834 {
 835     struct rconn_packet_counter *c = xmalloc(sizeof *c);
 836     c->n = 0;
 837     c->ref_cnt = 1;
 838     return c;
 839 }
 840
 841 void
 842 rconn_packet_counter_destroy(struct rconn_packet_counter *c)
 843 {
 844     if (c) {
 845         assert(c->ref_cnt > 0);
 846         if (!--c->ref_cnt && !c->n) {
 847             free(c);
 848         }
 849     }
 850 }
 851
 852 void
 853 rconn_packet_counter_inc(struct rconn_packet_counter *c)
 854 {
 855     c->n++;
 856 }
 857
 858 void
 859 rconn_packet_counter_dec(struct rconn_packet_counter *c)
 860 {
 861     assert(c->n > 0);
 862     if (!--c->n && !c->ref_cnt) {
 863         free(c);
 864     }
 865 }
 866 \f
 867 /* Set the name of the remote vconn to 'name' and clear out the cached IP
 868  * address and port information, since changing the name also likely changes
 869  * these values. */
 870 static void
 871 set_vconn_name(struct rconn *rc, const char *name)
 872 {
 873     free(rc->name);
 874     rc->name = xstrdup(name);
 875     rc->local_ip = 0;
 876     rc->remote_ip = 0;
 877     rc->remote_port = 0;
 878 }
 879
 880 /* Tries to send a packet from 'rc''s send buffer.  Returns 0 if successful,
 881  * otherwise a positive errno value. */
 882 static int
 883 try_send(struct rconn *rc)
 884 {
 885     int retval = 0;
 886     struct ofpbuf *next = rc->txq.head->next;
 887     struct rconn_packet_counter *counter = rc->txq.head->private_p;
 888     retval = vconn_send(rc->vconn, rc->txq.head);
 889     if (retval) {
 890         if (retval != EAGAIN) {
 891             report_error(rc, retval);
 892             disconnect(rc, retval);
 893         }
 894         return retval;
 895     }
 896     COVERAGE_INC(rconn_sent);
 897     rc->packets_sent++;
 898     if (counter) {
 899         rconn_packet_counter_dec(counter);
 900     }
 901     queue_advance_head(&rc->txq, next);
 902     return 0;
 903 }
 904
 905 /* Reports that 'error' caused 'rc' to disconnect.  'error' may be a positive
 906  * errno value, or it may be EOF to indicate that the connection was closed
 907  * normally. */
 908 static void
 909 report_error(struct rconn *rc, int error)
 910 {
 911     if (error == EOF) {
 912         /* If 'rc' isn't reliable, then we don't really expect this connection
 913          * to last forever anyway (probably it's a connection that we received
 914          * via accept()), so use DBG level to avoid cluttering the logs. */
 915         enum vlog_level level = rc->reliable ? VLL_INFO : VLL_DBG;
 916         VLOG(level, "%s: connection closed by peer", rc->name);
 917     } else {
 918         VLOG_WARN("%s: connection dropped (%s)", rc->name, strerror(error));
 919     }
 920 }
 921
 922 /* Disconnects 'rc' and records 'error' as the error that caused 'rc''s last
 923  * disconnection:
 924  *
 925  *   - 0 means that this disconnection is due to a request by 'rc''s client,
 926  *     not due to any kind of network error.
 927  *
 928  *   - EOF means that the connection was closed in the normal way by the peer.
 929  *
 930  *   - A positive integer is an errno value that represents the error.
 931  */
 932 static void
 933 disconnect(struct rconn *rc, int error)
 934 {
 935     rc->last_error = error;
 936     if (rc->reliable) {
 937         time_t now = time_now();
 938
 939         if (rc->state & (S_CONNECTING | S_ACTIVE | S_IDLE)) {
 940             vconn_close(rc->vconn);
 941             rc->vconn = NULL;
 942             flush_queue(rc);
 943         }
 944
 945         if (now >= rc->backoff_deadline) {
 946             rc->backoff = 1;
 947         } else {
 948             rc->backoff = MIN(rc->max_backoff, MAX(1, 2 * rc->backoff));
 949             VLOG_INFO("%s: waiting %d seconds before reconnect\n",
 950                       rc->name, rc->backoff);
 951         }
 952         rc->backoff_deadline = now + rc->backoff;
 953         state_transition(rc, S_BACKOFF);
 954         if (now - rc->last_connected > 60) {
 955             question_connectivity(rc);
 956         }
 957     } else {
 958         rconn_disconnect(rc);
 959     }
 960 }
 961
 962 /* Drops all the packets from 'rc''s send queue and decrements their queue
 963  * counts. */
 964 static void
 965 flush_queue(struct rconn *rc)
 966 {
 967     if (!rc->txq.n) {
 968         return;
 969     }
 970     while (rc->txq.n > 0) {
 971         struct ofpbuf *b = queue_pop_head(&rc->txq);
 972         struct rconn_packet_counter *counter = b->private_p;
 973         if (counter) {
 974             rconn_packet_counter_dec(counter);
 975         }
 976         COVERAGE_INC(rconn_discarded);
 977         ofpbuf_delete(b);
 978     }
 979     poll_immediate_wake();
 980 }
 981
 982 static unsigned int
 983 elapsed_in_this_state(const struct rconn *rc)
 984 {
 985     return time_now() - rc->state_entered;
 986 }
 987
 988 static unsigned int
 989 timeout(const struct rconn *rc)
 990 {
 991     switch (rc->state) {
 992 #define STATE(NAME, VALUE) case S_##NAME: return timeout_##NAME(rc);
 993         STATES
 994 #undef STATE
 995     default:
 996         NOT_REACHED();
 997     }
 998 }
 999
1000 static bool
1001 timed_out(const struct rconn *rc)
1002 {
1003     return time_now() >= sat_add(rc->state_entered, timeout(rc));
1004 }
1005
1006 static void
1007 state_transition(struct rconn *rc, enum state state)
1008 {
1009     rc->seqno += (rc->state == S_ACTIVE) != (state == S_ACTIVE);
1010     if (is_connected_state(state) && !is_connected_state(rc->state)) {
1011         rc->probably_admitted = false;
1012     }
1013     if (rconn_is_connected(rc)) {
1014         rc->total_time_connected += elapsed_in_this_state(rc);
1015     }
1016     VLOG_DBG("%s: entering %s", rc->name, state_name(state));
1017     rc->state = state;
1018     rc->state_entered = time_now();
1019 }
1020
1021 static void
1022 question_connectivity(struct rconn *rc)
1023 {
1024     time_t now = time_now();
1025     if (now - rc->last_questioned > 60) {
1026         rc->questionable_connectivity = true;
1027         rc->last_questioned = now;
1028     }
1029 }
1030
1031 static void
1032 copy_to_monitor(struct rconn *rc, const struct ofpbuf *b)
1033 {
1034     struct ofpbuf *clone = NULL;
1035     int retval;
1036     size_t i;
1037
1038     for (i = 0; i < rc->n_monitors; ) {
1039         struct vconn *vconn = rc->monitors[i];
1040
1041         if (!clone) {
1042             clone = ofpbuf_clone(b);
1043         }
1044         retval = vconn_send(vconn, clone);
1045         if (!retval) {
1046             clone = NULL;
1047         } else if (retval != EAGAIN) {
1048             VLOG_DBG("%s: closing monitor connection to %s: %s",
1049                      rconn_get_name(rc), vconn_get_name(vconn),
1050                      strerror(retval));
1051             rc->monitors[i] = rc->monitors[--rc->n_monitors];
1052             continue;
1053         }
1054         i++;
1055     }
1056     ofpbuf_delete(clone);
1057 }
1058
1059 static bool
1060 is_connected_state(enum state state)
1061 {
1062     return (state & (S_ACTIVE | S_IDLE)) != 0;
1063 }
1064
1065 static bool
1066 is_admitted_msg(const struct ofpbuf *b)
1067 {
1068     struct ofp_header *oh = b->data;
1069     uint8_t type = oh->type;
1070     return !(type < 32
1071              && (1u << type) & ((1u << OFPT_HELLO) |
1072                                 (1u << OFPT_ERROR) |
1073                                 (1u << OFPT_ECHO_REQUEST) |
1074                                 (1u << OFPT_ECHO_REPLY) |
1075                                 (1u << OFPT_VENDOR) |
1076                                 (1u << OFPT_FEATURES_REQUEST) |
1077                                 (1u << OFPT_FEATURES_REPLY) |
1078                                 (1u << OFPT_GET_CONFIG_REQUEST) |
1079                                 (1u << OFPT_GET_CONFIG_REPLY) |
1080                                 (1u << OFPT_SET_CONFIG)));
1081 }