eac85efd9594e17275e90423e30384ec1d604f3d
[cascardo/ovs.git] / ofproto / ofproto-provider.h
1 /*
2  * Copyright (c) 2009, 2010, 2011, 2012, 2013 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 OFPROTO_OFPROTO_PROVIDER_H
18 #define OFPROTO_OFPROTO_PROVIDER_H 1
19
20 /* Definitions for use within ofproto. */
21
22 #include "cfm.h"
23 #include "classifier.h"
24 #include "guarded-list.h"
25 #include "heap.h"
26 #include "hindex.h"
27 #include "list.h"
28 #include "ofp-errors.h"
29 #include "ofp-util.h"
30 #include "ofproto/ofproto.h"
31 #include "ovs-atomic.h"
32 #include "ovs-thread.h"
33 #include "shash.h"
34 #include "simap.h"
35 #include "timeval.h"
36
37 struct match;
38 struct ofpact;
39 struct ofputil_flow_mod;
40 struct bfd_cfg;
41 struct meter;
42
43 extern struct ovs_mutex ofproto_mutex;
44
45 /* An OpenFlow switch.
46  *
47  * With few exceptions, ofproto implementations may look at these fields but
48  * should not modify them. */
49 struct ofproto {
50     struct hmap_node hmap_node; /* In global 'all_ofprotos' hmap. */
51     const struct ofproto_class *ofproto_class;
52     char *type;                 /* Datapath type. */
53     char *name;                 /* Datapath name. */
54
55     /* Settings. */
56     uint64_t fallback_dpid;     /* Datapath ID if no better choice found. */
57     uint64_t datapath_id;       /* Datapath ID. */
58     bool forward_bpdu;          /* Option to allow forwarding of BPDU frames
59                                  * when NORMAL action is invoked. */
60     char *mfr_desc;             /* Manufacturer (NULL for default)b. */
61     char *hw_desc;              /* Hardware (NULL for default). */
62     char *sw_desc;              /* Software version (NULL for default). */
63     char *serial_desc;          /* Serial number (NULL for default). */
64     char *dp_desc;              /* Datapath description (NULL for default). */
65     enum ofp_config_flags frag_handling; /* One of OFPC_*.  */
66
67     /* Datapath. */
68     struct hmap ports;          /* Contains "struct ofport"s. */
69     struct shash port_by_name;
70     unsigned long *ofp_port_ids;/* Bitmap of used OpenFlow port numbers. */
71     struct simap ofp_requests;  /* OpenFlow port number requests. */
72     uint16_t alloc_port_no;     /* Last allocated OpenFlow port number. */
73     uint16_t max_ports;         /* Max possible OpenFlow port num, plus one. */
74
75     /* Flow tables. */
76     long long int eviction_group_timer; /* For rate limited reheapification. */
77     struct oftable *tables;
78     int n_tables;
79
80     /* Rules indexed on their cookie values, in all flow tables. */
81     struct hindex cookies OVS_GUARDED_BY(ofproto_mutex);
82
83     /* List of expirable flows, in all flow tables. */
84     struct list expirable OVS_GUARDED_BY(ofproto_mutex);
85
86     /* Meter table.
87      * OpenFlow meters start at 1.  To avoid confusion we leave the first
88      * pointer in the array un-used, and index directly with the OpenFlow
89      * meter_id. */
90     struct ofputil_meter_features meter_features;
91     struct meter **meters; /* 'meter_features.max_meter' + 1 pointers. */
92
93     /* OpenFlow connections. */
94     struct connmgr *connmgr;
95
96     /* Flow table operation tracking. */
97     int state;                  /* Internal state. */
98     struct list pending;        /* List of "struct ofopgroup"s. */
99     unsigned int n_pending;     /* list_size(&pending). */
100     struct hmap deletions;      /* All OFOPERATION_DELETE "ofoperation"s. */
101
102     /* Delayed rule executions.
103      *
104      * We delay calls to ->ofproto_class->rule_execute() past releasing
105      * ofproto_mutex during a flow_mod, because otherwise a "learn" action
106      * triggered by the executing the packet would try to recursively modify
107      * the flow table and reacquire the global lock. */
108     struct guarded_list rule_executes;
109
110     /* Flow table operation logging. */
111     int n_add, n_delete, n_modify; /* Number of unreported ops of each kind. */
112     long long int first_op, last_op; /* Range of times for unreported ops. */
113     long long int next_op_report;    /* Time to report ops, or LLONG_MAX. */
114     long long int op_backoff;        /* Earliest time to report ops again. */
115
116     /* Linux VLAN device support (e.g. "eth0.10" for VLAN 10.)
117      *
118      * This is deprecated.  It is only for compatibility with broken device
119      * drivers in old versions of Linux that do not properly support VLANs when
120      * VLAN devices are not used.  When broken device drivers are no longer in
121      * widespread use, we will delete these interfaces. */
122     unsigned long int *vlan_bitmap; /* 4096-bit bitmap of in-use VLANs. */
123     bool vlans_changed;             /* True if new VLANs are in use. */
124     int min_mtu;                    /* Current MTU of non-internal ports. */
125 };
126
127 void ofproto_init_tables(struct ofproto *, int n_tables);
128 void ofproto_init_max_ports(struct ofproto *, uint16_t max_ports);
129
130 struct ofproto *ofproto_lookup(const char *name);
131 struct ofport *ofproto_get_port(const struct ofproto *, ofp_port_t ofp_port);
132
133 /* An OpenFlow port within a "struct ofproto".
134  *
135  * With few exceptions, ofproto implementations may look at these fields but
136  * should not modify them. */
137 struct ofport {
138     struct hmap_node hmap_node; /* In struct ofproto's "ports" hmap. */
139     struct ofproto *ofproto;    /* The ofproto that contains this port. */
140     struct netdev *netdev;
141     struct ofputil_phy_port pp;
142     ofp_port_t ofp_port;        /* OpenFlow port number. */
143     unsigned int change_seq;
144     long long int created;      /* Time created, in msec. */
145     int mtu;
146 };
147
148 void ofproto_port_set_state(struct ofport *, enum ofputil_port_state);
149
150 /* OpenFlow table flags:
151  *
152  *   - "Hidden" tables are not included in OpenFlow operations that operate on
153  *     "all tables".  For example, a request for flow stats on all tables will
154  *     omit flows in hidden tables, table stats requests will omit the table
155  *     entirely, and the switch features reply will not count the hidden table.
156  *
157  *     However, operations that specifically name the particular table still
158  *     operate on it.  For example, flow_mods and flow stats requests on a
159  *     hidden table work.
160  *
161  *     To avoid gaps in table IDs (which have unclear validity in OpenFlow),
162  *     hidden tables must be the highest-numbered tables that a provider
163  *     implements.
164  *
165  *   - "Read-only" tables can't be changed through OpenFlow operations.  (At
166  *     the moment all flow table operations go effectively through OpenFlow, so
167  *     this means that read-only tables can't be changed at all after the
168  *     read-only flag is set.)
169  *
170  * The generic ofproto layer never sets these flags.  An ofproto provider can
171  * set them if it is appropriate.
172  */
173 enum oftable_flags {
174     OFTABLE_HIDDEN = 1 << 0,   /* Hide from most OpenFlow operations. */
175     OFTABLE_READONLY = 1 << 1  /* Don't allow OpenFlow to change this table. */
176 };
177
178 /* A flow table within a "struct ofproto". */
179 struct oftable {
180     enum oftable_flags flags;
181     struct classifier cls;      /* Contains "struct rule"s. */
182     char *name;                 /* Table name exposed via OpenFlow, or NULL. */
183
184     /* Maximum number of flows or UINT_MAX if there is no limit besides any
185      * limit imposed by resource limitations. */
186     unsigned int max_flows;
187
188     /* These members determine the handling of an attempt to add a flow that
189      * would cause the table to have more than 'max_flows' flows.
190      *
191      * If 'eviction_fields' is NULL, overflows will be rejected with an error.
192      *
193      * If 'eviction_fields' is nonnull (regardless of whether n_eviction_fields
194      * is nonzero), an overflow will cause a flow to be removed.  The flow to
195      * be removed is chosen to give fairness among groups distinguished by
196      * different values for the subfields within 'groups'. */
197     struct mf_subfield *eviction_fields;
198     size_t n_eviction_fields;
199
200     /* Eviction groups.
201      *
202      * When a flow is added that would cause the table to have more than
203      * 'max_flows' flows, and 'eviction_fields' is nonnull, these groups are
204      * used to decide which rule to evict: the rule is chosen from the eviction
205      * group that contains the greatest number of rules.*/
206     uint32_t eviction_group_id_basis;
207     struct hmap eviction_groups_by_id;
208     struct heap eviction_groups_by_size;
209 };
210
211 /* Assigns TABLE to each oftable, in turn, in OFPROTO.
212  *
213  * All parameters are evaluated multiple times. */
214 #define OFPROTO_FOR_EACH_TABLE(TABLE, OFPROTO)              \
215     for ((TABLE) = (OFPROTO)->tables;                       \
216          (TABLE) < &(OFPROTO)->tables[(OFPROTO)->n_tables]; \
217          (TABLE)++)
218
219 /* An OpenFlow flow within a "struct ofproto".
220  *
221  * With few exceptions, ofproto implementations may look at these fields but
222  * should not modify them. */
223 struct rule {
224     struct ofproto *ofproto;     /* The ofproto that contains this rule. */
225     struct cls_rule cr;          /* In owning ofproto's classifier. */
226     atomic_uint ref_count;
227
228     struct ofoperation *pending; /* Operation now in progress, if nonnull. */
229
230     ovs_be64 flow_cookie;        /* Controller-issued identifier. Guarded by
231                                     rwlock. */
232     struct hindex_node cookie_node OVS_GUARDED_BY(ofproto_mutex);
233
234     long long int created;       /* Creation time. */
235     long long int modified;      /* Time of last modification. */
236     long long int used;          /* Last use; time created if never used. */
237     uint8_t table_id;            /* Index in ofproto's 'tables' array. */
238     bool send_flow_removed;      /* Send a flow removed message? */
239
240     struct ovs_mutex timeout_mutex;
241     uint16_t hard_timeout OVS_GUARDED; /* In seconds from ->modified. */
242     uint16_t idle_timeout OVS_GUARDED; /* In seconds from ->used. */
243
244     /* Eviction groups. */
245     struct heap_node evg_node;   /* In eviction_group's "rules" heap. */
246     struct eviction_group *eviction_group; /* NULL if not in any group. */
247
248     /* The rwlock is used to protect those elements in struct rule which are
249      * accessed by multiple threads.  The main ofproto code is guaranteed not
250      * to change any of the elements "Guarded by rwlock" without holding the
251      * writelock.
252      *
253      * While maintaining a pointer to struct rule, threads are required to hold
254      * a readlock on the classifier that holds the rule or increment the rule's
255      * ref_count.
256      *
257      * A rule will not be evicted unless its classifier's write lock is
258      * held. */
259     struct ovs_rwlock rwlock;
260
261     /* Guarded by rwlock. */
262     struct rule_actions *actions;
263
264     struct list meter_list_node; /* In owning meter's 'rules' list. */
265
266     /* Flow monitors. */
267     enum nx_flow_monitor_flags monitor_flags;
268     uint64_t add_seqno;         /* Sequence number when added. */
269     uint64_t modify_seqno;      /* Sequence number when changed. */
270
271     /* Optimisation for flow expiry.  In ofproto's 'expirable' list if this
272      * rule is expirable, otherwise empty. */
273     struct list expirable OVS_GUARDED_BY(ofproto_mutex);
274 };
275
276 void ofproto_rule_ref(struct rule *);
277 void ofproto_rule_unref(struct rule *);
278
279 /* A set of actions within a "struct rule".
280  *
281  *
282  * Thread-safety
283  * =============
284  *
285  * A struct rule_actions 'actions' may be accessed without a risk of being
286  * freed by code that holds a read-lock or write-lock on 'rule->rwlock' (where
287  * 'rule' is the rule for which 'rule->actions == actions') or that owns a
288  * reference to 'actions->ref_count' (or both). */
289 struct rule_actions {
290     atomic_uint ref_count;
291
292     /* These members are immutable: they do not change during the struct's
293      * lifetime.  */
294     struct ofpact *ofpacts;     /* Sequence of "struct ofpacts". */
295     unsigned int ofpacts_len;   /* Size of 'ofpacts', in bytes. */
296     uint32_t meter_id;          /* Non-zero OF meter_id, or zero. */
297 };
298
299 struct rule_actions *rule_actions_create(const struct ofpact *, size_t);
300 void rule_actions_ref(struct rule_actions *);
301 void rule_actions_unref(struct rule_actions *);
302
303 /* A set of rules to which an OpenFlow operation applies. */
304 struct rule_collection {
305     struct rule **rules;        /* The rules. */
306     size_t n;                   /* Number of rules collected. */
307
308     size_t capacity;            /* Number of rules that will fit in 'rules'. */
309     struct rule *stub[64];      /* Preallocated rules to avoid malloc(). */
310 };
311
312 void rule_collection_init(struct rule_collection *);
313 void rule_collection_add(struct rule_collection *, struct rule *);
314 void rule_collection_destroy(struct rule_collection *);
315
316 /* Threshold at which to begin flow table eviction. Only affects the
317  * ofproto-dpif implementation */
318 extern unsigned flow_eviction_threshold;
319
320 /* Number of upcall handler threads. Only affects the ofproto-dpif
321  * implementation. */
322 extern unsigned n_handler_threads;
323
324 /* Determines which model to use for handling misses in the ofproto-dpif
325  * implementation */
326 extern enum ofproto_flow_miss_model flow_miss_model;
327
328 static inline struct rule *
329 rule_from_cls_rule(const struct cls_rule *cls_rule)
330 {
331     return cls_rule ? CONTAINER_OF(cls_rule, struct rule, cr) : NULL;
332 }
333
334 void ofproto_rule_expire(struct rule *rule, uint8_t reason);
335 void ofproto_rule_delete(struct ofproto *, struct classifier *cls,
336                          struct rule *) OVS_REQ_WRLOCK(cls->rwlock);
337 void ofproto_rule_reduce_timeouts(struct rule *rule, uint16_t idle_timeout,
338                                   uint16_t hard_timeout)
339     OVS_EXCLUDED(ofproto_mutex, rule->timeout_mutex);
340
341 bool ofproto_rule_has_out_port(const struct rule *, ofp_port_t out_port);
342
343 void ofoperation_complete(struct ofoperation *, enum ofperr);
344
345 bool ofoperation_has_out_port(const struct ofoperation *, ofp_port_t out_port);
346
347 bool ofproto_rule_is_hidden(const struct rule *);
348
349 /* ofproto class structure, to be defined by each ofproto implementation.
350  *
351  *
352  * Data Structures
353  * ===============
354  *
355  * These functions work primarily with three different kinds of data
356  * structures:
357  *
358  *   - "struct ofproto", which represents an OpenFlow switch.
359  *
360  *   - "struct ofport", which represents a port within an ofproto.
361  *
362  *   - "struct rule", which represents an OpenFlow flow within an ofproto.
363  *
364  * Each of these data structures contains all of the implementation-independent
365  * generic state for the respective concept, called the "base" state.  None of
366  * them contains any extra space for ofproto implementations to use.  Instead,
367  * each implementation is expected to declare its own data structure that
368  * contains an instance of the generic data structure plus additional
369  * implementation-specific members, called the "derived" state.  The
370  * implementation can use casts or (preferably) the CONTAINER_OF macro to
371  * obtain access to derived state given only a pointer to the embedded generic
372  * data structure.
373  *
374  *
375  * Life Cycle
376  * ==========
377  *
378  * Four stylized functions accompany each of these data structures:
379  *
380  *            "alloc"       "construct"       "destruct"       "dealloc"
381  *            ------------  ----------------  ---------------  --------------
382  *   ofproto  ->alloc       ->construct       ->destruct       ->dealloc
383  *   ofport   ->port_alloc  ->port_construct  ->port_destruct  ->port_dealloc
384  *   rule     ->rule_alloc  ->rule_construct  ->rule_destruct  ->rule_dealloc
385  *
386  * "ofproto" and "ofport" have this exact life cycle.  The "rule" data
387  * structure also follow this life cycle with some additional elaborations
388  * described under "Rule Life Cycle" below.
389  *
390  * Any instance of a given data structure goes through the following life
391  * cycle:
392  *
393  *   1. The client calls the "alloc" function to obtain raw memory.  If "alloc"
394  *      fails, skip all the other steps.
395  *
396  *   2. The client initializes all of the data structure's base state.  If this
397  *      fails, skip to step 7.
398  *
399  *   3. The client calls the "construct" function.  The implementation
400  *      initializes derived state.  It may refer to the already-initialized
401  *      base state.  If "construct" fails, skip to step 6.
402  *
403  *   4. The data structure is now initialized and in use.
404  *
405  *   5. When the data structure is no longer needed, the client calls the
406  *      "destruct" function.  The implementation uninitializes derived state.
407  *      The base state has not been uninitialized yet, so the implementation
408  *      may still refer to it.
409  *
410  *   6. The client uninitializes all of the data structure's base state.
411  *
412  *   7. The client calls the "dealloc" to free the raw memory.  The
413  *      implementation must not refer to base or derived state in the data
414  *      structure, because it has already been uninitialized.
415  *
416  * Each "alloc" function allocates and returns a new instance of the respective
417  * data structure.  The "alloc" function is not given any information about the
418  * use of the new data structure, so it cannot perform much initialization.
419  * Its purpose is just to ensure that the new data structure has enough room
420  * for base and derived state.  It may return a null pointer if memory is not
421  * available, in which case none of the other functions is called.
422  *
423  * Each "construct" function initializes derived state in its respective data
424  * structure.  When "construct" is called, all of the base state has already
425  * been initialized, so the "construct" function may refer to it.  The
426  * "construct" function is allowed to fail, in which case the client calls the
427  * "dealloc" function (but not the "destruct" function).
428  *
429  * Each "destruct" function uninitializes and frees derived state in its
430  * respective data structure.  When "destruct" is called, the base state has
431  * not yet been uninitialized, so the "destruct" function may refer to it.  The
432  * "destruct" function is not allowed to fail.
433  *
434  * Each "dealloc" function frees raw memory that was allocated by the the
435  * "alloc" function.  The memory's base and derived members might not have ever
436  * been initialized (but if "construct" returned successfully, then it has been
437  * "destruct"ed already).  The "dealloc" function is not allowed to fail.
438  *
439  *
440  * Conventions
441  * ===========
442  *
443  * Most of these functions return 0 if they are successful or a positive error
444  * code on failure.  Depending on the function, valid error codes are either
445  * errno values or OFPERR_* OpenFlow error codes.
446  *
447  * Most of these functions are expected to execute synchronously, that is, to
448  * block as necessary to obtain a result.  Thus, these functions may return
449  * EAGAIN (or EWOULDBLOCK or EINPROGRESS) only where the function descriptions
450  * explicitly say those errors are a possibility.  We may relax this
451  * requirement in the future if and when we encounter performance problems. */
452 struct ofproto_class {
453 /* ## ----------------- ## */
454 /* ## Factory Functions ## */
455 /* ## ----------------- ## */
456
457     /* Initializes provider.  The caller may pass in 'iface_hints',
458      * which contains an shash of "struct iface_hint" elements indexed
459      * by the interface's name.  The provider may use these hints to
460      * describe the startup configuration in order to reinitialize its
461      * state.  The caller owns the provided data, so a provider must
462      * make copies of anything required.  An ofproto provider must
463      * remove any existing state that is not described by the hint, and
464      * may choose to remove it all. */
465     void (*init)(const struct shash *iface_hints);
466
467     /* Enumerates the types of all support ofproto types into 'types'.  The
468      * caller has already initialized 'types' and other ofproto classes might
469      * already have added names to it. */
470     void (*enumerate_types)(struct sset *types);
471
472     /* Enumerates the names of all existing datapath of the specified 'type'
473      * into 'names' 'all_dps'.  The caller has already initialized 'names' as
474      * an empty sset.
475      *
476      * 'type' is one of the types enumerated by ->enumerate_types().
477      *
478      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.
479      */
480     int (*enumerate_names)(const char *type, struct sset *names);
481
482     /* Deletes the datapath with the specified 'type' and 'name'.  The caller
483      * should have closed any open ofproto with this 'type' and 'name'; this
484      * function is allowed to fail if that is not the case.
485      *
486      * 'type' is one of the types enumerated by ->enumerate_types().
487      * 'name' is one of the names enumerated by ->enumerate_names() for 'type'.
488      *
489      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.
490      */
491     int (*del)(const char *type, const char *name);
492
493     /* Returns the type to pass to netdev_open() when a datapath of type
494      * 'datapath_type' has a port of type 'port_type', for a few special
495      * cases when a netdev type differs from a port type.  For example,
496      * when using the userspace datapath, a port of type "internal"
497      * needs to be opened as "tap".
498      *
499      * Returns either 'type' itself or a string literal, which must not
500      * be freed. */
501     const char *(*port_open_type)(const char *datapath_type,
502                                   const char *port_type);
503
504 /* ## ------------------------ ## */
505 /* ## Top-Level type Functions ## */
506 /* ## ------------------------ ## */
507
508     /* Performs any periodic activity required on ofprotos of type
509      * 'type'.
510      *
511      * An ofproto provider may implement it or not, depending on whether
512      * it needs type-level maintenance.
513      *
514      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
515     int (*type_run)(const char *type);
516
517     /* Performs periodic activity required on ofprotos of type 'type'
518      * that needs to be done with the least possible latency.
519      *
520      * This is run multiple times per main loop.  An ofproto provider may
521      * implement it or not, according to whether it provides a performance
522      * boost for that ofproto implementation.
523      *
524      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
525     int (*type_run_fast)(const char *type);
526
527     /* Causes the poll loop to wake up when a type 'type''s 'run'
528      * function needs to be called, e.g. by calling the timer or fd
529      * waiting functions in poll-loop.h.
530      *
531      * An ofproto provider may implement it or not, depending on whether
532      * it needs type-level maintenance. */
533     void (*type_wait)(const char *type);
534
535 /* ## --------------------------- ## */
536 /* ## Top-Level ofproto Functions ## */
537 /* ## --------------------------- ## */
538
539     /* Life-cycle functions for an "ofproto" (see "Life Cycle" above).
540      *
541      *
542      * Construction
543      * ============
544      *
545      * ->construct() should not modify any base members of the ofproto.  The
546      * client will initialize the ofproto's 'ports' and 'tables' members after
547      * construction is complete.
548      *
549      * When ->construct() is called, the client does not yet know how many flow
550      * tables the datapath supports, so ofproto->n_tables will be 0 and
551      * ofproto->tables will be NULL.  ->construct() should call
552      * ofproto_init_tables() to allocate and initialize ofproto->n_tables and
553      * ofproto->tables.  Each flow table will be initially empty, so
554      * ->construct() should delete flows from the underlying datapath, if
555      * necessary, rather than populating the tables.
556      *
557      * If the ofproto knows the maximum port number that the datapath can have,
558      * then it can call ofproto_init_max_ports().  If it does so, then the
559      * client will ensure that the actions it allows to be used through
560      * OpenFlow do not refer to ports above that maximum number.
561      *
562      * Only one ofproto instance needs to be supported for any given datapath.
563      * If a datapath is already open as part of one "ofproto", then another
564      * attempt to "construct" the same datapath as part of another ofproto is
565      * allowed to fail with an error.
566      *
567      * ->construct() returns 0 if successful, otherwise a positive errno
568      * value.
569      *
570      *
571      * Destruction
572      * ===========
573      *
574      * If 'ofproto' has any pending asynchronous operations, ->destruct()
575      * must complete all of them by calling ofoperation_complete().
576      *
577      * ->destruct() must also destroy all remaining rules in the ofproto's
578      * tables, by passing each remaining rule to ofproto_rule_delete(), and
579      * then complete each of those deletions in turn by calling
580      * ofoperation_complete().
581      *
582      * (Thus, there is a multi-step process for any rule currently being
583      * inserted or modified at the beginning of destruction: first
584      * ofoperation_complete() that operation, then ofproto_rule_delete() the
585      * rule, then ofoperation_complete() the deletion operation.)
586      *
587      * The client will destroy the flow tables themselves after ->destruct()
588      * returns.
589      */
590     struct ofproto *(*alloc)(void);
591     int (*construct)(struct ofproto *ofproto);
592     void (*destruct)(struct ofproto *ofproto);
593     void (*dealloc)(struct ofproto *ofproto);
594
595     /* Performs any periodic activity required by 'ofproto'.  It should:
596      *
597      *   - Call connmgr_send_packet_in() for each received packet that missed
598      *     in the OpenFlow flow table or that had a OFPP_CONTROLLER output
599      *     action.
600      *
601      *   - Call ofproto_rule_expire() for each OpenFlow flow that has reached
602      *     its hard_timeout or idle_timeout, to expire the flow.
603      *
604      *     (But rules that are part of a pending operation, e.g. rules for
605      *     which ->pending is true, may not expire.)
606      *
607      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
608     int (*run)(struct ofproto *ofproto);
609
610     /* Performs periodic activity required by 'ofproto' that needs to be done
611      * with the least possible latency.
612      *
613      * This is run multiple times per main loop.  An ofproto provider may
614      * implement it or not, according to whether it provides a performance
615      * boost for that ofproto implementation. */
616     int (*run_fast)(struct ofproto *ofproto);
617
618     /* Causes the poll loop to wake up when 'ofproto''s 'run' function needs to
619      * be called, e.g. by calling the timer or fd waiting functions in
620      * poll-loop.h.  */
621     void (*wait)(struct ofproto *ofproto);
622
623     /* Adds some memory usage statistics for the implementation of 'ofproto'
624      * into 'usage', for use with memory_report().
625      *
626      * This function is optional. */
627     void (*get_memory_usage)(const struct ofproto *ofproto,
628                              struct simap *usage);
629
630     /* Every "struct rule" in 'ofproto' is about to be deleted, one by one.
631      * This function may prepare for that, for example by clearing state in
632      * advance.  It should *not* actually delete any "struct rule"s from
633      * 'ofproto', only prepare for it.
634      *
635      * This function is optional; it's really just for optimization in case
636      * it's cheaper to delete all the flows from your hardware in a single pass
637      * than to do it one by one. */
638     void (*flush)(struct ofproto *ofproto);
639
640     /* Helper for the OpenFlow OFPT_FEATURES_REQUEST request.
641      *
642      * The implementation should store true in '*arp_match_ip' if the switch
643      * supports matching IP addresses inside ARP requests and replies, false
644      * otherwise.
645      *
646      * The implementation should store in '*actions' a bitmap of the supported
647      * OpenFlow actions.  Vendor actions are not included in '*actions'. */
648     void (*get_features)(struct ofproto *ofproto,
649                          bool *arp_match_ip,
650                          enum ofputil_action_bitmap *actions);
651
652     /* Helper for the OpenFlow OFPST_TABLE statistics request.
653      *
654      * The 'ots' array contains 'ofproto->n_tables' elements.  Each element is
655      * initialized as:
656      *
657      *   - 'table_id' to the array index.
658      *
659      *   - 'name' to "table#" where # is the table ID.
660      *
661      *   - 'match' and 'wildcards' to OFPXMT12_MASK.
662      *
663      *   - 'write_actions' and 'apply_actions' to OFPAT12_OUTPUT.
664      *
665      *   - 'write_setfields' and 'apply_setfields' to OFPXMT12_MASK.
666      *
667      *   - 'metadata_match' and 'metadata_write' to UINT64_MAX.
668      *
669      *   - 'instructions' to OFPIT11_ALL.
670      *
671      *   - 'config' to OFPTC11_TABLE_MISS_MASK.
672      *
673      *   - 'max_entries' to 1,000,000.
674      *
675      *   - 'active_count' to the classifier_count() for the table.
676      *
677      *   - 'lookup_count' and 'matched_count' to 0.
678      *
679      * The implementation should update any members in each element for which
680      * it has better values:
681      *
682      *   - 'name' to a more meaningful name.
683      *
684      *   - 'wildcards' to the set of wildcards actually supported by the table
685      *     (if it doesn't support all OpenFlow wildcards).
686      *
687      *   - 'instructions' to set the instructions actually supported by
688      *     the table.
689      *
690      *   - 'write_actions' to set the write actions actually supported by
691      *     the table (if it doesn't support all OpenFlow actions).
692      *
693      *   - 'apply_actions' to set the apply actions actually supported by
694      *     the table (if it doesn't support all OpenFlow actions).
695      *
696      *   - 'write_setfields' to set the write setfields actually supported by
697      *     the table.
698      *
699      *   - 'apply_setfields' to set the apply setfields actually supported by
700      *     the table.
701      *
702      *   - 'max_entries' to the maximum number of flows actually supported by
703      *     the hardware.
704      *
705      *   - 'lookup_count' to the number of packets looked up in this flow table
706      *     so far.
707      *
708      *   - 'matched_count' to the number of packets looked up in this flow
709      *     table so far that matched one of the flow entries.
710      *
711      * All of the members of struct ofp12_table_stats are in network byte
712      * order.
713      */
714     void (*get_tables)(struct ofproto *ofproto, struct ofp12_table_stats *ots);
715
716 /* ## ---------------- ## */
717 /* ## ofport Functions ## */
718 /* ## ---------------- ## */
719
720     /* Life-cycle functions for a "struct ofport" (see "Life Cycle" above).
721      *
722      * ->port_construct() should not modify any base members of the ofport.
723      * An ofproto implementation should use the 'ofp_port' member of
724      * "struct ofport" as the OpenFlow port number.
725      *
726      * ofports are managed by the base ofproto code.  The ofproto
727      * implementation should only create and destroy them in response to calls
728      * to these functions.  The base ofproto code will create and destroy
729      * ofports in the following situations:
730      *
731      *   - Just after the ->construct() function is called, the base ofproto
732      *     iterates over all of the implementation's ports, using
733      *     ->port_dump_start() and related functions, and constructs an ofport
734      *     for each dumped port.
735      *
736      *   - If ->port_poll() reports that a specific port has changed, then the
737      *     base ofproto will query that port with ->port_query_by_name() and
738      *     construct or destruct ofports as necessary to reflect the updated
739      *     set of ports.
740      *
741      *   - If ->port_poll() returns ENOBUFS to report an unspecified port set
742      *     change, then the base ofproto will iterate over all of the
743      *     implementation's ports, in the same way as at ofproto
744      *     initialization, and construct and destruct ofports to reflect all of
745      *     the changes.
746      *
747      * ->port_construct() returns 0 if successful, otherwise a positive errno
748      * value.
749      */
750     struct ofport *(*port_alloc)(void);
751     int (*port_construct)(struct ofport *ofport);
752     void (*port_destruct)(struct ofport *ofport);
753     void (*port_dealloc)(struct ofport *ofport);
754
755     /* Called after 'ofport->netdev' is replaced by a new netdev object.  If
756      * the ofproto implementation uses the ofport's netdev internally, then it
757      * should switch to using the new one.  The old one has been closed.
758      *
759      * An ofproto implementation that doesn't need to do anything in this
760      * function may use a null pointer. */
761     void (*port_modified)(struct ofport *ofport);
762
763     /* Called after an OpenFlow request changes a port's configuration.
764      * 'ofport->pp.config' contains the new configuration.  'old_config'
765      * contains the previous configuration.
766      *
767      * The caller implements OFPUTIL_PC_PORT_DOWN using netdev functions to
768      * turn NETDEV_UP on and off, so this function doesn't have to do anything
769      * for that bit (and it won't be called if that is the only bit that
770      * changes). */
771     void (*port_reconfigured)(struct ofport *ofport,
772                               enum ofputil_port_config old_config);
773
774     /* Looks up a port named 'devname' in 'ofproto'.  On success, initializes
775      * '*port' appropriately.
776      *
777      * The caller owns the data in 'port' and must free it with
778      * ofproto_port_destroy() when it is no longer needed. */
779     int (*port_query_by_name)(const struct ofproto *ofproto,
780                               const char *devname, struct ofproto_port *port);
781
782     /* Attempts to add 'netdev' as a port on 'ofproto'.  Returns 0 if
783      * successful, otherwise a positive errno value.  The caller should
784      * inform the implementation of the OpenFlow port through the
785      * ->port_construct() method.
786      *
787      * It doesn't matter whether the new port will be returned by a later call
788      * to ->port_poll(); the implementation may do whatever is more
789      * convenient. */
790     int (*port_add)(struct ofproto *ofproto, struct netdev *netdev);
791
792     /* Deletes port number 'ofp_port' from the datapath for 'ofproto'.  Returns
793      * 0 if successful, otherwise a positive errno value.
794      *
795      * It doesn't matter whether the new port will be returned by a later call
796      * to ->port_poll(); the implementation may do whatever is more
797      * convenient. */
798     int (*port_del)(struct ofproto *ofproto, ofp_port_t ofp_port);
799
800     /* Get port stats */
801     int (*port_get_stats)(const struct ofport *port,
802                           struct netdev_stats *stats);
803
804     /* Port iteration functions.
805      *
806      * The client might not be entirely in control of the ports within an
807      * ofproto.  Some hardware implementations, for example, might have a fixed
808      * set of ports in a datapath.  For this reason, the client needs a way to
809      * iterate through all the ports that are actually in a datapath.  These
810      * functions provide that functionality.
811      *
812      * The 'state' pointer provides the implementation a place to
813      * keep track of its position.  Its format is opaque to the caller.
814      *
815      * The ofproto provider retains ownership of the data that it stores into
816      * ->port_dump_next()'s 'port' argument.  The data must remain valid until
817      * at least the next call to ->port_dump_next() or ->port_dump_done() for
818      * 'state'.  The caller will not modify or free it.
819      *
820      * Details
821      * =======
822      *
823      * ->port_dump_start() attempts to begin dumping the ports in 'ofproto'.
824      * On success, it should return 0 and initialize '*statep' with any data
825      * needed for iteration.  On failure, returns a positive errno value, and
826      * the client will not call ->port_dump_next() or ->port_dump_done().
827      *
828      * ->port_dump_next() attempts to retrieve another port from 'ofproto' for
829      * 'state'.  If there is another port, it should store the port's
830      * information into 'port' and return 0.  It should return EOF if all ports
831      * have already been iterated.  Otherwise, on error, it should return a
832      * positive errno value.  This function will not be called again once it
833      * returns nonzero once for a given iteration (but the 'port_dump_done'
834      * function will be called afterward).
835      *
836      * ->port_dump_done() allows the implementation to release resources used
837      * for iteration.  The caller might decide to stop iteration in the middle
838      * by calling this function before ->port_dump_next() returns nonzero.
839      *
840      * Usage Example
841      * =============
842      *
843      * int error;
844      * void *state;
845      *
846      * error = ofproto->ofproto_class->port_dump_start(ofproto, &state);
847      * if (!error) {
848      *     for (;;) {
849      *         struct ofproto_port port;
850      *
851      *         error = ofproto->ofproto_class->port_dump_next(
852      *                     ofproto, state, &port);
853      *         if (error) {
854      *             break;
855      *         }
856      *         // Do something with 'port' here (without modifying or freeing
857      *         // any of its data).
858      *     }
859      *     ofproto->ofproto_class->port_dump_done(ofproto, state);
860      * }
861      * // 'error' is now EOF (success) or a positive errno value (failure).
862      */
863     int (*port_dump_start)(const struct ofproto *ofproto, void **statep);
864     int (*port_dump_next)(const struct ofproto *ofproto, void *state,
865                           struct ofproto_port *port);
866     int (*port_dump_done)(const struct ofproto *ofproto, void *state);
867
868     /* Polls for changes in the set of ports in 'ofproto'.  If the set of ports
869      * in 'ofproto' has changed, then this function should do one of the
870      * following:
871      *
872      * - Preferably: store the name of the device that was added to or deleted
873      *   from 'ofproto' in '*devnamep' and return 0.  The caller is responsible
874      *   for freeing '*devnamep' (with free()) when it no longer needs it.
875      *
876      * - Alternatively: return ENOBUFS, without indicating the device that was
877      *   added or deleted.
878      *
879      * Occasional 'false positives', in which the function returns 0 while
880      * indicating a device that was not actually added or deleted or returns
881      * ENOBUFS without any change, are acceptable.
882      *
883      * The purpose of 'port_poll' is to let 'ofproto' know about changes made
884      * externally to the 'ofproto' object, e.g. by a system administrator via
885      * ovs-dpctl.  Therefore, it's OK, and even preferable, for port_poll() to
886      * not report changes made through calls to 'port_add' or 'port_del' on the
887      * same 'ofproto' object.  (But it's OK for it to report them too, just
888      * slightly less efficient.)
889      *
890      * If the set of ports in 'ofproto' has not changed, returns EAGAIN.  May
891      * also return other positive errno values to indicate that something has
892      * gone wrong.
893      *
894      * If the set of ports in a datapath is fixed, or if the only way that the
895      * set of ports in a datapath can change is through ->port_add() and
896      * ->port_del(), then this function may be a null pointer.
897      */
898     int (*port_poll)(const struct ofproto *ofproto, char **devnamep);
899
900     /* Arranges for the poll loop to wake up when ->port_poll() will return a
901      * value other than EAGAIN.
902      *
903      * If the set of ports in a datapath is fixed, or if the only way that the
904      * set of ports in a datapath can change is through ->port_add() and
905      * ->port_del(), or if the poll loop will always wake up anyway when
906      * ->port_poll() will return a value other than EAGAIN, then this function
907      * may be a null pointer.
908      */
909     void (*port_poll_wait)(const struct ofproto *ofproto);
910
911     /* Checks the status of LACP negotiation for 'port'.  Returns 1 if LACP
912      * partner information for 'port' is up-to-date, 0 if LACP partner
913      * information is not current (generally indicating a connectivity
914      * problem), or -1 if LACP is not enabled on 'port'.
915      *
916      * This function may be a null pointer if the ofproto implementation does
917      * not support LACP. */
918     int (*port_is_lacp_current)(const struct ofport *port);
919
920 /* ## ----------------------- ## */
921 /* ## OpenFlow Rule Functions ## */
922 /* ## ----------------------- ## */
923
924     /* Chooses an appropriate table for 'match' within 'ofproto'.  On
925      * success, stores the table ID into '*table_idp' and returns 0.  On
926      * failure, returns an OpenFlow error code.
927      *
928      * The choice of table should be a function of 'match' and 'ofproto''s
929      * datapath capabilities.  It should not depend on the flows already in
930      * 'ofproto''s flow tables.  Failure implies that an OpenFlow rule with
931      * 'match' as its matching condition can never be inserted into 'ofproto',
932      * even starting from an empty flow table.
933      *
934      * If multiple tables are candidates for inserting the flow, the function
935      * should choose one arbitrarily (but deterministically).
936      *
937      * If this function is NULL then table 0 is always chosen. */
938     enum ofperr (*rule_choose_table)(const struct ofproto *ofproto,
939                                      const struct match *match,
940                                      uint8_t *table_idp);
941
942     /* Life-cycle functions for a "struct rule".
943      *
944      *
945      * Rule Life Cycle
946      * ===============
947      *
948      * The life cycle of a struct rule is an elaboration of the basic life
949      * cycle described above under "Life Cycle".
950      *
951      * After a rule is successfully constructed, it is then inserted.  If
952      * insertion completes successfully, then before it is later destructed, it
953      * is deleted.
954      *
955      * You can think of a rule as having the following extra steps inserted
956      * between "Life Cycle" steps 4 and 5:
957      *
958      *   4.1. The client inserts the rule into the flow table, making it
959      *        visible in flow table lookups.
960      *
961      *   4.2. The client calls "rule_insert".  Immediately or eventually, the
962      *        implementation calls ofoperation_complete() to indicate that the
963      *        insertion completed.  If the operation failed, skip to step 5.
964      *
965      *   4.3. The rule is now installed in the flow table.  Eventually it will
966      *        be deleted.
967      *
968      *   4.4. The client removes the rule from the flow table.  It is no longer
969      *        visible in flow table lookups.
970      *
971      *   4.5. The client calls "rule_delete".  Immediately or eventually, the
972      *        implementation calls ofoperation_complete() to indicate that the
973      *        deletion completed.  Deletion is not allowed to fail, so it must
974      *        be successful.
975      *
976      *
977      * Asynchronous Operation Support
978      * ==============================
979      *
980      * The "insert" and "delete" life-cycle operations on rules can operate
981      * asynchronously, meaning that ->rule_insert() and ->rule_delete() only
982      * need to initiate their respective operations and do not need to wait for
983      * them to complete before they return.  ->rule_modify_actions() also
984      * operates asynchronously.
985      *
986      * An ofproto implementation reports the success or failure of an
987      * asynchronous operation on a rule using the rule's 'pending' member,
988      * which points to a opaque "struct ofoperation" that represents the
989      * ongoing operation.  When the operation completes, the ofproto
990      * implementation calls ofoperation_complete(), passing the ofoperation and
991      * an error indication.
992      *
993      * Only the following contexts may call ofoperation_complete():
994      *
995      *   - The function called to initiate the operation, e.g. ->rule_insert()
996      *     or ->rule_delete().  This is the best choice if the operation
997      *     completes quickly.
998      *
999      *   - The implementation's ->run() function.
1000      *
1001      *   - The implementation's ->destruct() function.
1002      *
1003      * The ofproto base code updates the flow table optimistically, assuming
1004      * that the operation will probably succeed:
1005      *
1006      *   - ofproto adds the rule in the flow table before calling
1007      *     ->rule_insert().
1008      *
1009      *   - ofproto updates the rule's actions and other properties before
1010      *     calling ->rule_modify_actions().
1011      *
1012      *   - ofproto removes the rule before calling ->rule_delete().
1013      *
1014      * With one exception, when an asynchronous operation completes with an
1015      * error, ofoperation_complete() backs out the already applied changes:
1016      *
1017      *   - If adding a rule in the flow table fails, ofproto removes the new
1018      *     rule.
1019      *
1020      *   - If modifying a rule fails, ofproto restores the original actions
1021      *     (and other properties).
1022      *
1023      *   - Removing a rule is not allowed to fail.  It must always succeed.
1024      *
1025      * The ofproto base code serializes operations: if any operation is in
1026      * progress on a given rule, ofproto postpones initiating any new operation
1027      * on that rule until the pending operation completes.  Therefore, every
1028      * operation must eventually complete through a call to
1029      * ofoperation_complete() to avoid delaying new operations indefinitely
1030      * (including any OpenFlow request that affects the rule in question, even
1031      * just to query its statistics).
1032      *
1033      *
1034      * Construction
1035      * ============
1036      *
1037      * When ->rule_construct() is called, 'rule' is a new rule that is not yet
1038      * inserted into a flow table.  ->rule_construct() should initialize enough
1039      * of the rule's derived state for 'rule' to be suitable for inserting into
1040      * a flow table.  ->rule_construct() should not modify any base members of
1041      * struct rule.
1042      *
1043      * If ->rule_construct() fails (as indicated by returning a nonzero
1044      * OpenFlow error code), the ofproto base code will uninitialize and
1045      * deallocate 'rule'.  See "Rule Life Cycle" above for more details.
1046      *
1047      * ->rule_construct() may also:
1048      *
1049      *   - Validate that the datapath supports the matching rule in 'rule->cr'
1050      *     datapath.  For example, if the rule's table does not support
1051      *     registers, then it is an error if 'rule->cr' does not wildcard all
1052      *     registers.
1053      *
1054      *   - Validate that the datapath can correctly implement 'rule->ofpacts'.
1055      *
1056      * Some implementations might need to defer these tasks to ->rule_insert(),
1057      * which is also acceptable.
1058      *
1059      *
1060      * Insertion
1061      * =========
1062      *
1063      * Following successful construction, the ofproto base case inserts 'rule'
1064      * into its flow table, then it calls ->rule_insert().  ->rule_insert()
1065      * should set in motion adding the new rule to the datapath flow table.  It
1066      * must act as follows:
1067      *
1068      *   - If it completes insertion, either by succeeding or failing, it must
1069      *     call ofoperation_complete()
1070      *
1071      *   - If insertion is only partially complete, then it must return without
1072      *     calling ofoperation_complete().  Later, when the insertion is
1073      *     complete, the ->run() or ->destruct() function must call
1074      *     ofoperation_complete() to report success or failure.
1075      *
1076      * If ->rule_insert() fails, the ofproto base code will remove 'rule' from
1077      * the flow table, destruct, uninitialize, and deallocate 'rule'.  See
1078      * "Rule Life Cycle" above for more details.
1079      *
1080      *
1081      * Deletion
1082      * ========
1083      *
1084      * The ofproto base code removes 'rule' from its flow table before it calls
1085      * ->rule_delete().  ->rule_delete() should set in motion removing 'rule'
1086      * from the datapath flow table.  It must act as follows:
1087      *
1088      *   - If it completes deletion, it must call ofoperation_complete().
1089      *
1090      *   - If deletion is only partially complete, then it must return without
1091      *     calling ofoperation_complete().  Later, when the deletion is
1092      *     complete, the ->run() or ->destruct() function must call
1093      *     ofoperation_complete().
1094      *
1095      * Rule deletion must not fail.
1096      *
1097      *
1098      * Destruction
1099      * ===========
1100      *
1101      * ->rule_destruct() must uninitialize derived state.
1102      *
1103      * Rule destruction must not fail. */
1104     struct rule *(*rule_alloc)(void);
1105     enum ofperr (*rule_construct)(struct rule *rule);
1106     void (*rule_insert)(struct rule *rule);
1107     void (*rule_delete)(struct rule *rule);
1108     void (*rule_destruct)(struct rule *rule);
1109     void (*rule_dealloc)(struct rule *rule);
1110
1111     /* Obtains statistics for 'rule', storing the number of packets that have
1112      * matched it in '*packet_count' and the number of bytes in those packets
1113      * in '*byte_count'.  UINT64_MAX indicates that the packet count or byte
1114      * count is unknown. */
1115     void (*rule_get_stats)(struct rule *rule, uint64_t *packet_count,
1116                            uint64_t *byte_count);
1117
1118     /* Applies the actions in 'rule' to 'packet'.  (This implements sending
1119      * buffered packets for OpenFlow OFPT_FLOW_MOD commands.)
1120      *
1121      * Takes ownership of 'packet' (so it should eventually free it, with
1122      * ofpbuf_delete()).
1123      *
1124      * 'flow' reflects the flow information for 'packet'.  All of the
1125      * information in 'flow' is extracted from 'packet', except for
1126      * flow->tunnel and flow->in_port, which are assigned the correct values
1127      * for the incoming packet.  The register values are zeroed.  'packet''s
1128      * header pointers (e.g. packet->l3) are appropriately initialized.
1129      * packet->l3 is aligned on a 32-bit boundary.
1130      *
1131      * The implementation should add the statistics for 'packet' into 'rule'.
1132      *
1133      * Returns 0 if successful, otherwise an OpenFlow error code. */
1134     enum ofperr (*rule_execute)(struct rule *rule, const struct flow *flow,
1135                                 struct ofpbuf *packet);
1136
1137     /* When ->rule_modify_actions() is called, the caller has already replaced
1138      * the OpenFlow actions in 'rule' by a new set.  (The original actions are
1139      * in rule->pending->actions.)
1140      *
1141      * ->rule_modify_actions() should set the following in motion:
1142      *
1143      *   - Validate that the datapath can correctly implement the actions now
1144      *     in 'rule'.
1145      *
1146      *   - Update the datapath flow table with the new actions.
1147      *
1148      *   - Only if 'reset_counters' is true, reset any packet or byte counters
1149      *     associated with the rule to zero, so that rule_get_stats() will not
1150      *     longer count those packets or bytes.
1151      *
1152      * If the operation synchronously completes, ->rule_modify_actions() may
1153      * call ofoperation_complete() before it returns.  Otherwise, ->run()
1154      * should call ofoperation_complete() later, after the operation does
1155      * complete.
1156      *
1157      * If the operation fails, then the base ofproto code will restore the
1158      * original 'actions' and 'n_actions' of 'rule'.
1159      *
1160      * ->rule_modify_actions() should not modify any base members of struct
1161      * rule. */
1162     void (*rule_modify_actions)(struct rule *rule, bool reset_counters);
1163
1164     /* Changes the OpenFlow IP fragment handling policy to 'frag_handling',
1165      * which takes one of the following values, with the corresponding
1166      * meanings:
1167      *
1168      *  - OFPC_FRAG_NORMAL: The switch should treat IP fragments the same way
1169      *    as other packets, omitting TCP and UDP port numbers (always setting
1170      *    them to 0).
1171      *
1172      *  - OFPC_FRAG_DROP: The switch should drop all IP fragments without
1173      *    passing them through the flow table.
1174      *
1175      *  - OFPC_FRAG_REASM: The switch should reassemble IP fragments before
1176      *    passing packets through the flow table.
1177      *
1178      *  - OFPC_FRAG_NX_MATCH (a Nicira extension): Similar to OFPC_FRAG_NORMAL,
1179      *    except that TCP and UDP port numbers should be included in fragments
1180      *    with offset 0.
1181      *
1182      * Implementations are not required to support every mode.
1183      * OFPC_FRAG_NORMAL is the default mode when an ofproto is created.
1184      *
1185      * At the time of the call to ->set_frag_handling(), the current mode is
1186      * available in 'ofproto->frag_handling'.  ->set_frag_handling() returns
1187      * true if the requested mode was set, false if it is not supported.
1188      *
1189      * Upon successful return, the caller changes 'ofproto->frag_handling' to
1190      * reflect the new mode.
1191      */
1192     bool (*set_frag_handling)(struct ofproto *ofproto,
1193                               enum ofp_config_flags frag_handling);
1194
1195     /* Implements the OpenFlow OFPT_PACKET_OUT command.  The datapath should
1196      * execute the 'ofpacts_len' bytes of "struct ofpacts" in 'ofpacts'.
1197      *
1198      * The caller retains ownership of 'packet' and of 'ofpacts', so
1199      * ->packet_out() should not modify or free them.
1200      *
1201      * This function must validate that it can correctly implement 'ofpacts'.
1202      * If not, then it should return an OpenFlow error code.
1203      *
1204      * 'flow' reflects the flow information for 'packet'.  All of the
1205      * information in 'flow' is extracted from 'packet', except for
1206      * flow->in_port (see below).  flow->tunnel and its register values are
1207      * zeroed.
1208      *
1209      * flow->in_port comes from the OpenFlow OFPT_PACKET_OUT message.  The
1210      * implementation should reject invalid flow->in_port values by returning
1211      * OFPERR_OFPBRC_BAD_PORT.  (If the implementation called
1212      * ofproto_init_max_ports(), then the client will reject these ports
1213      * itself.)  For consistency, the implementation should consider valid for
1214      * flow->in_port any value that could possibly be seen in a packet that it
1215      * passes to connmgr_send_packet_in().  Ideally, even an implementation
1216      * that never generates packet-ins (e.g. due to hardware limitations)
1217      * should still allow flow->in_port values for every possible physical port
1218      * and OFPP_LOCAL.  The only virtual ports (those above OFPP_MAX) that the
1219      * caller will ever pass in as flow->in_port, other than OFPP_LOCAL, are
1220      * OFPP_NONE and OFPP_CONTROLLER.  The implementation should allow both of
1221      * these, treating each of them as packets generated by the controller as
1222      * opposed to packets originating from some switch port.
1223      *
1224      * (Ordinarily the only effect of flow->in_port is on output actions that
1225      * involve the input port, such as actions that output to OFPP_IN_PORT,
1226      * OFPP_FLOOD, or OFPP_ALL.  flow->in_port can also affect Nicira extension
1227      * "resubmit" actions.)
1228      *
1229      * 'packet' is not matched against the OpenFlow flow table, so its
1230      * statistics should not be included in OpenFlow flow statistics.
1231      *
1232      * Returns 0 if successful, otherwise an OpenFlow error code. */
1233     enum ofperr (*packet_out)(struct ofproto *ofproto, struct ofpbuf *packet,
1234                               const struct flow *flow,
1235                               const struct ofpact *ofpacts,
1236                               size_t ofpacts_len);
1237
1238 /* ## ------------------------- ## */
1239 /* ## OFPP_NORMAL configuration ## */
1240 /* ## ------------------------- ## */
1241
1242     /* Configures NetFlow on 'ofproto' according to the options in
1243      * 'netflow_options', or turns off NetFlow if 'netflow_options' is NULL.
1244      *
1245      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that 'ofproto' does not support
1246      * NetFlow, as does a null pointer. */
1247     int (*set_netflow)(struct ofproto *ofproto,
1248                        const struct netflow_options *netflow_options);
1249
1250     void (*get_netflow_ids)(const struct ofproto *ofproto,
1251                             uint8_t *engine_type, uint8_t *engine_id);
1252
1253     /* Configures sFlow on 'ofproto' according to the options in
1254      * 'sflow_options', or turns off sFlow if 'sflow_options' is NULL.
1255      *
1256      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that 'ofproto' does not support
1257      * sFlow, as does a null pointer. */
1258     int (*set_sflow)(struct ofproto *ofproto,
1259                      const struct ofproto_sflow_options *sflow_options);
1260
1261     /* Configures IPFIX on 'ofproto' according to the options in
1262      * 'bridge_exporter_options' and the 'flow_exporters_options'
1263      * array, or turns off IPFIX if 'bridge_exporter_options' and
1264      * 'flow_exporters_options' is NULL.
1265      *
1266      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that 'ofproto' does not support
1267      * IPFIX, as does a null pointer. */
1268     int (*set_ipfix)(
1269         struct ofproto *ofproto,
1270         const struct ofproto_ipfix_bridge_exporter_options
1271             *bridge_exporter_options,
1272         const struct ofproto_ipfix_flow_exporter_options
1273             *flow_exporters_options, size_t n_flow_exporters_options);
1274
1275     /* Configures connectivity fault management on 'ofport'.
1276      *
1277      * If 'cfm_settings' is nonnull, configures CFM according to its members.
1278      *
1279      * If 'cfm_settings' is null, removes any connectivity fault management
1280      * configuration from 'ofport'.
1281      *
1282      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1283      * support CFM, as does a null pointer. */
1284     int (*set_cfm)(struct ofport *ofport, const struct cfm_settings *s);
1285
1286     /* Checks the status of CFM configured on 'ofport'.  Returns true if the
1287      * port's CFM status was successfully stored into '*status'.  Returns false
1288      * if the port did not have CFM configured, in which case '*status' is
1289      * indeterminate.
1290      *
1291      * The caller must provide and owns '*status', but it does not own and must
1292      * not modify or free the array returned in 'status->rmps'. */
1293     bool (*get_cfm_status)(const struct ofport *ofport,
1294                            struct ofproto_cfm_status *status);
1295
1296     /* Configures BFD on 'ofport'.
1297      *
1298      * If 'cfg' is NULL, or 'cfg' does not contain the key value pair
1299      * "enable=true", removes BFD from 'ofport'.  Otherwise, configures BFD
1300      * according to 'cfg'.
1301      *
1302      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1303      * support BFD, as does a null pointer. */
1304     int (*set_bfd)(struct ofport *ofport, const struct smap *cfg);
1305
1306     /* Populates 'smap' with the status of BFD on 'ofport'.  Returns 0 on
1307      * success, or a positive errno.  EOPNOTSUPP as a return value indicates
1308      * that this ofproto_class does not support BFD, as does a null pointer. */
1309     int (*get_bfd_status)(struct ofport *ofport, struct smap *smap);
1310
1311     /* Configures spanning tree protocol (STP) on 'ofproto' using the
1312      * settings defined in 's'.
1313      *
1314      * If 's' is nonnull, configures STP according to its members.
1315      *
1316      * If 's' is null, removes any STP configuration from 'ofproto'.
1317      *
1318      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1319      * support STP, as does a null pointer. */
1320     int (*set_stp)(struct ofproto *ofproto,
1321                    const struct ofproto_stp_settings *s);
1322
1323     /* Retrieves state of spanning tree protocol (STP) on 'ofproto'.
1324      *
1325      * Stores STP state for 'ofproto' in 's'.  If the 'enabled' member
1326      * is false, the other member values are not meaningful.
1327      *
1328      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1329      * support STP, as does a null pointer. */
1330     int (*get_stp_status)(struct ofproto *ofproto,
1331                           struct ofproto_stp_status *s);
1332
1333     /* Configures spanning tree protocol (STP) on 'ofport' using the
1334      * settings defined in 's'.
1335      *
1336      * If 's' is nonnull, configures STP according to its members.  The
1337      * caller is responsible for assigning STP port numbers (using the
1338      * 'port_num' member in the range of 1 through 255, inclusive) and
1339      * ensuring there are no duplicates.
1340      *
1341      * If 's' is null, removes any STP configuration from 'ofport'.
1342      *
1343      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1344      * support STP, as does a null pointer. */
1345     int (*set_stp_port)(struct ofport *ofport,
1346                         const struct ofproto_port_stp_settings *s);
1347
1348     /* Retrieves spanning tree protocol (STP) port status of 'ofport'.
1349      *
1350      * Stores STP state for 'ofport' in 's'.  If the 'enabled' member is
1351      * false, the other member values are not meaningful.
1352      *
1353      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1354      * support STP, as does a null pointer. */
1355     int (*get_stp_port_status)(struct ofport *ofport,
1356                                struct ofproto_port_stp_status *s);
1357
1358     /* Registers meta-data associated with the 'n_qdscp' Qualities of Service
1359      * 'queues' attached to 'ofport'.  This data is not intended to be
1360      * sufficient to implement QoS.  Instead, providers may use this
1361      * information to implement features which require knowledge of what queues
1362      * exist on a port, and some basic information about them.
1363      *
1364      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1365      * support QoS, as does a null pointer. */
1366     int (*set_queues)(struct ofport *ofport,
1367                       const struct ofproto_port_queue *queues, size_t n_qdscp);
1368
1369     /* If 's' is nonnull, this function registers a "bundle" associated with
1370      * client data pointer 'aux' in 'ofproto'.  A bundle is the same concept as
1371      * a Port in OVSDB, that is, it consists of one or more "slave" devices
1372      * (Interfaces, in OVSDB) along with VLAN and LACP configuration and, if
1373      * there is more than one slave, a bonding configuration.  If 'aux' is
1374      * already registered then this function updates its configuration to 's'.
1375      * Otherwise, this function registers a new bundle.
1376      *
1377      * If 's' is NULL, this function unregisters the bundle registered on
1378      * 'ofproto' associated with client data pointer 'aux'.  If no such bundle
1379      * has been registered, this has no effect.
1380      *
1381      * This function affects only the behavior of the NXAST_AUTOPATH action and
1382      * output to the OFPP_NORMAL port.  An implementation that does not support
1383      * it at all may set it to NULL or return EOPNOTSUPP.  An implementation
1384      * that supports only a subset of the functionality should implement what
1385      * it can and return 0. */
1386     int (*bundle_set)(struct ofproto *ofproto, void *aux,
1387                       const struct ofproto_bundle_settings *s);
1388
1389     /* If 'port' is part of any bundle, removes it from that bundle.  If the
1390      * bundle now has no ports, deletes the bundle.  If the bundle now has only
1391      * one port, deconfigures the bundle's bonding configuration. */
1392     void (*bundle_remove)(struct ofport *ofport);
1393
1394     /* If 's' is nonnull, this function registers a mirror associated with
1395      * client data pointer 'aux' in 'ofproto'.  A mirror is the same concept as
1396      * a Mirror in OVSDB.  If 'aux' is already registered then this function
1397      * updates its configuration to 's'.  Otherwise, this function registers a
1398      * new mirror.
1399      *
1400      * If 's' is NULL, this function unregisters the mirror registered on
1401      * 'ofproto' associated with client data pointer 'aux'.  If no such mirror
1402      * has been registered, this has no effect.
1403      *
1404      * An implementation that does not support mirroring at all may set
1405      * it to NULL or return EOPNOTSUPP.  An implementation that supports
1406      * only a subset of the functionality should implement what it can
1407      * and return 0. */
1408     int (*mirror_set)(struct ofproto *ofproto, void *aux,
1409                       const struct ofproto_mirror_settings *s);
1410
1411     /* Retrieves statistics from mirror associated with client data
1412      * pointer 'aux' in 'ofproto'.  Stores packet and byte counts in
1413      * 'packets' and 'bytes', respectively.  If a particular counter is
1414      * not supported, the appropriate argument is set to UINT64_MAX.
1415      *
1416      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1417      * support retrieving mirror statistics. */
1418     int (*mirror_get_stats)(struct ofproto *ofproto, void *aux,
1419                             uint64_t *packets, uint64_t *bytes);
1420
1421     /* Configures the VLANs whose bits are set to 1 in 'flood_vlans' as VLANs
1422      * on which all packets are flooded, instead of using MAC learning.  If
1423      * 'flood_vlans' is NULL, then MAC learning applies to all VLANs.
1424      *
1425      * This function affects only the behavior of the OFPP_NORMAL action.  An
1426      * implementation that does not support it may set it to NULL or return
1427      * EOPNOTSUPP. */
1428     int (*set_flood_vlans)(struct ofproto *ofproto,
1429                            unsigned long *flood_vlans);
1430
1431     /* Returns true if 'aux' is a registered bundle that is currently in use as
1432      * the output for a mirror. */
1433     bool (*is_mirror_output_bundle)(const struct ofproto *ofproto, void *aux);
1434
1435     /* When the configuration option of forward_bpdu changes, this function
1436      * will be invoked. */
1437     void (*forward_bpdu_changed)(struct ofproto *ofproto);
1438
1439     /* Sets the MAC aging timeout for the OFPP_NORMAL action to 'idle_time', in
1440      * seconds, and the maximum number of MAC table entries to
1441      * 'max_entries'.
1442      *
1443      * An implementation that doesn't support configuring these features may
1444      * set this function to NULL or implement it as a no-op. */
1445     void (*set_mac_table_config)(struct ofproto *ofproto,
1446                                  unsigned int idle_time, size_t max_entries);
1447
1448 /* Linux VLAN device support (e.g. "eth0.10" for VLAN 10.)
1449  *
1450  * This is deprecated.  It is only for compatibility with broken device drivers
1451  * in old versions of Linux that do not properly support VLANs when VLAN
1452  * devices are not used.  When broken device drivers are no longer in
1453  * widespread use, we will delete these interfaces. */
1454
1455     /* If 'realdev_ofp_port' is nonzero, then this function configures 'ofport'
1456      * as a VLAN splinter port for VLAN 'vid', associated with the real device
1457      * that has OpenFlow port number 'realdev_ofp_port'.
1458      *
1459      * If 'realdev_ofp_port' is zero, then this function deconfigures 'ofport'
1460      * as a VLAN splinter port.
1461      *
1462      * This function should be NULL if an implementation does not support it.
1463      */
1464     int (*set_realdev)(struct ofport *ofport,
1465                        ofp_port_t realdev_ofp_port, int vid);
1466
1467 /* ## ------------------------ ## */
1468 /* ## OpenFlow meter functions ## */
1469 /* ## ------------------------ ## */
1470
1471     /* These functions should be NULL if an implementation does not support
1472      * them.  They must be all null or all non-null.. */
1473
1474     /* Initializes 'features' to describe the metering features supported by
1475      * 'ofproto'. */
1476     void (*meter_get_features)(const struct ofproto *ofproto,
1477                                struct ofputil_meter_features *features);
1478
1479     /* If '*id' is UINT32_MAX, adds a new meter with the given 'config'.  On
1480      * success the function must store a provider meter ID other than
1481      * UINT32_MAX in '*id'.  All further references to the meter will be made
1482      * with the returned provider meter id rather than the OpenFlow meter id.
1483      * The caller does not try to interpret the provider meter id, giving the
1484      * implementation the freedom to either use the OpenFlow meter_id value
1485      * provided in the meter configuration, or any other value suitable for the
1486      * implementation.
1487      *
1488      * If '*id' is a value other than UINT32_MAX, modifies the existing meter
1489      * with that meter provider ID to have configuration 'config'.  On failure,
1490      * the existing meter configuration is left intact.  Regardless of success,
1491      * any change to '*id' updates the provider meter id used for this
1492      * meter. */
1493     enum ofperr (*meter_set)(struct ofproto *ofproto, ofproto_meter_id *id,
1494                              const struct ofputil_meter_config *config);
1495
1496     /* Gets the meter and meter band packet and byte counts for maximum of
1497      * 'stats->n_bands' bands for the meter with provider ID 'id' within
1498      * 'ofproto'.  The caller fills in the other stats values.  The band stats
1499      * are copied to memory at 'stats->bands' provided by the caller.  The
1500      * number of returned band stats is returned in 'stats->n_bands'. */
1501     enum ofperr (*meter_get)(const struct ofproto *ofproto,
1502                              ofproto_meter_id id,
1503                              struct ofputil_meter_stats *stats);
1504
1505     /* Deletes a meter, making the 'ofproto_meter_id' invalid for any
1506      * further calls. */
1507     void (*meter_del)(struct ofproto *, ofproto_meter_id);
1508 };
1509
1510 extern const struct ofproto_class ofproto_dpif_class;
1511
1512 int ofproto_class_register(const struct ofproto_class *);
1513 int ofproto_class_unregister(const struct ofproto_class *);
1514
1515 /* ofproto_flow_mod() returns this value if the flow_mod could not be processed
1516  * because it overlaps with an ongoing flow table operation that has not yet
1517  * completed.  The caller should retry the operation later.
1518  *
1519  * ofproto.c also uses this value internally for additional (similar) purposes.
1520  *
1521  * This particular value is a good choice because it is large, so that it does
1522  * not collide with any errno value, but not large enough to collide with an
1523  * OFPERR_* value. */
1524 enum { OFPROTO_POSTPONE = 1 << 16 };
1525 BUILD_ASSERT_DECL(OFPROTO_POSTPONE < OFPERR_OFS);
1526
1527 int ofproto_flow_mod(struct ofproto *, struct ofputil_flow_mod *);
1528 void ofproto_add_flow(struct ofproto *, const struct match *,
1529                       unsigned int priority,
1530                       const struct ofpact *ofpacts, size_t ofpacts_len);
1531 bool ofproto_delete_flow(struct ofproto *,
1532                          const struct match *, unsigned int priority);
1533 void ofproto_flush_flows(struct ofproto *);
1534
1535 #endif /* ofproto/ofproto-provider.h */