Clean code in netlink-socket
[cascardo/ovs.git] / lib / netlink-socket.c
index f4bf864..1a1b5e4 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /*
- * Copyright (c) 2008, 2009, 2010, 2011 Nicira Networks.
+ * Copyright (c) 2008, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014, 2016 Nicira, Inc.
  *
  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
  * you may not use this file except in compliance with the License.
 
 #include <config.h>
 #include "netlink-socket.h"
-#include <assert.h>
 #include <errno.h>
 #include <inttypes.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <sys/types.h>
+#include <sys/uio.h>
 #include <unistd.h>
 #include "coverage.h"
 #include "dynamic-string.h"
 #include "hmap.h"
 #include "netlink.h"
 #include "netlink-protocol.h"
+#include "odp-netlink.h"
 #include "ofpbuf.h"
+#include "ovs-thread.h"
 #include "poll-loop.h"
+#include "seq.h"
 #include "socket-util.h"
-#include "stress.h"
-#include "vlog.h"
+#include "util.h"
+#include "openvswitch/vlog.h"
 
 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(netlink_socket);
 
 COVERAGE_DEFINE(netlink_overflow);
 COVERAGE_DEFINE(netlink_received);
-COVERAGE_DEFINE(netlink_recv_retry);
-COVERAGE_DEFINE(netlink_send);
+COVERAGE_DEFINE(netlink_recv_jumbo);
 COVERAGE_DEFINE(netlink_sent);
 
 /* Linux header file confusion causes this to be undefined. */
@@ -52,77 +54,161 @@ COVERAGE_DEFINE(netlink_sent);
  * information.  Also, at high logging levels we log *all* Netlink messages. */
 static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(60, 600);
 
+static uint32_t nl_sock_allocate_seq(struct nl_sock *, unsigned int n);
 static void log_nlmsg(const char *function, int error,
                       const void *message, size_t size, int protocol);
+#ifdef _WIN32
+static int get_sock_pid_from_kernel(struct nl_sock *sock);
+#endif
 \f
 /* Netlink sockets. */
 
-struct nl_sock
-{
+struct nl_sock {
+#ifdef _WIN32
+    HANDLE handle;
+    OVERLAPPED overlapped;
+    DWORD read_ioctl;
+#else
     int fd;
+#endif
+    uint32_t next_seq;
     uint32_t pid;
     int protocol;
-    bool any_groups;
-    struct nl_dump *dump;
+    unsigned int rcvbuf;        /* Receive buffer size (SO_RCVBUF). */
 };
 
-static int alloc_pid(uint32_t *);
-static void free_pid(uint32_t);
-static int nl_sock_cow__(struct nl_sock *);
+/* Compile-time limit on iovecs, so that we can allocate a maximum-size array
+ * of iovecs on the stack. */
+#define MAX_IOVS 128
+
+/* Maximum number of iovecs that may be passed to sendmsg, capped at a
+ * minimum of _XOPEN_IOV_MAX (16) and a maximum of MAX_IOVS.
+ *
+ * Initialized by nl_sock_create(). */
+static int max_iovs;
+
+static int nl_pool_alloc(int protocol, struct nl_sock **sockp);
+static void nl_pool_release(struct nl_sock *);
 
 /* Creates a new netlink socket for the given netlink 'protocol'
  * (NETLINK_ROUTE, NETLINK_GENERIC, ...).  Returns 0 and sets '*sockp' to the
- * new socket if successful, otherwise returns a positive errno value.  */
+ * new socket if successful, otherwise returns a positive errno value. */
 int
 nl_sock_create(int protocol, struct nl_sock **sockp)
 {
+    static struct ovsthread_once once = OVSTHREAD_ONCE_INITIALIZER;
     struct nl_sock *sock;
+#ifndef _WIN32
     struct sockaddr_nl local, remote;
+#endif
+    socklen_t local_size;
+    int rcvbuf;
     int retval = 0;
 
+    if (ovsthread_once_start(&once)) {
+        int save_errno = errno;
+        errno = 0;
+
+        max_iovs = sysconf(_SC_UIO_MAXIOV);
+        if (max_iovs < _XOPEN_IOV_MAX) {
+            if (max_iovs == -1 && errno) {
+                VLOG_WARN("sysconf(_SC_UIO_MAXIOV): %s", ovs_strerror(errno));
+            }
+            max_iovs = _XOPEN_IOV_MAX;
+        } else if (max_iovs > MAX_IOVS) {
+            max_iovs = MAX_IOVS;
+        }
+
+        errno = save_errno;
+        ovsthread_once_done(&once);
+    }
+
     *sockp = NULL;
-    sock = malloc(sizeof *sock);
-    if (sock == NULL) {
-        return ENOMEM;
+    sock = xmalloc(sizeof *sock);
+
+#ifdef _WIN32
+    sock->handle = CreateFile(OVS_DEVICE_NAME_USER,
+                              GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,
+                              FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE,
+                              NULL, OPEN_EXISTING,
+                              FILE_FLAG_OVERLAPPED, NULL);
+
+    if (sock->handle == INVALID_HANDLE_VALUE) {
+        VLOG_ERR("fcntl: %s", ovs_lasterror_to_string());
+        goto error;
     }
 
+    memset(&sock->overlapped, 0, sizeof sock->overlapped);
+    sock->overlapped.hEvent = CreateEvent(NULL, FALSE, FALSE, NULL);
+    if (sock->overlapped.hEvent == NULL) {
+        VLOG_ERR("fcntl: %s", ovs_lasterror_to_string());
+        goto error;
+    }
+    /* Initialize the type/ioctl to Generic */
+    sock->read_ioctl = OVS_IOCTL_READ;
+#else
     sock->fd = socket(AF_NETLINK, SOCK_RAW, protocol);
     if (sock->fd < 0) {
-        VLOG_ERR("fcntl: %s", strerror(errno));
+        VLOG_ERR("fcntl: %s", ovs_strerror(errno));
         goto error;
     }
+#endif
+
     sock->protocol = protocol;
-    sock->any_groups = false;
-    sock->dump = NULL;
+    sock->next_seq = 1;
 
-    retval = alloc_pid(&sock->pid);
-    if (retval) {
+    rcvbuf = 1024 * 1024;
+#ifdef _WIN32
+    sock->rcvbuf = rcvbuf;
+    retval = get_sock_pid_from_kernel(sock);
+    if (retval != 0) {
         goto error;
     }
+#else
+    if (setsockopt(sock->fd, SOL_SOCKET, SO_RCVBUFFORCE,
+                   &rcvbuf, sizeof rcvbuf)) {
+        /* Only root can use SO_RCVBUFFORCE.  Everyone else gets EPERM.
+         * Warn only if the failure is therefore unexpected. */
+        if (errno != EPERM) {
+            VLOG_WARN_RL(&rl, "setting %d-byte socket receive buffer failed "
+                         "(%s)", rcvbuf, ovs_strerror(errno));
+        }
+    }
 
-    /* Bind local address as our selected pid. */
-    memset(&local, 0, sizeof local);
-    local.nl_family = AF_NETLINK;
-    local.nl_pid = sock->pid;
-    if (bind(sock->fd, (struct sockaddr *) &local, sizeof local) < 0) {
-        VLOG_ERR("bind(%"PRIu32"): %s", sock->pid, strerror(errno));
-        goto error_free_pid;
+    retval = get_socket_rcvbuf(sock->fd);
+    if (retval < 0) {
+        retval = -retval;
+        goto error;
     }
+    sock->rcvbuf = retval;
+    retval = 0;
 
-    /* Bind remote address as the kernel (pid 0). */
+    /* Connect to kernel (pid 0) as remote address. */
     memset(&remote, 0, sizeof remote);
     remote.nl_family = AF_NETLINK;
     remote.nl_pid = 0;
     if (connect(sock->fd, (struct sockaddr *) &remote, sizeof remote) < 0) {
-        VLOG_ERR("connect(0): %s", strerror(errno));
-        goto error_free_pid;
+        VLOG_ERR("connect(0): %s", ovs_strerror(errno));
+        goto error;
     }
 
+    /* Obtain pid assigned by kernel. */
+    local_size = sizeof local;
+    if (getsockname(sock->fd, (struct sockaddr *) &local, &local_size) < 0) {
+        VLOG_ERR("getsockname: %s", ovs_strerror(errno));
+        goto error;
+    }
+    if (local_size < sizeof local || local.nl_family != AF_NETLINK) {
+        VLOG_ERR("getsockname returned bad Netlink name");
+        retval = EINVAL;
+        goto error;
+    }
+    sock->pid = local.nl_pid;
+#endif
+
     *sockp = sock;
     return 0;
 
-error_free_pid:
-    free_pid(sock->pid);
 error:
     if (retval == 0) {
         retval = errno;
@@ -130,9 +216,18 @@ error:
             retval = EINVAL;
         }
     }
+#ifdef _WIN32
+    if (sock->overlapped.hEvent) {
+        CloseHandle(sock->overlapped.hEvent);
+    }
+    if (sock->handle != INVALID_HANDLE_VALUE) {
+        CloseHandle(sock->handle);
+    }
+#else
     if (sock->fd >= 0) {
         close(sock->fd);
     }
+#endif
     free(sock);
     return retval;
 }
@@ -151,19 +246,79 @@ void
 nl_sock_destroy(struct nl_sock *sock)
 {
     if (sock) {
-        if (sock->dump) {
-            sock->dump = NULL;
+#ifdef _WIN32
+        if (sock->overlapped.hEvent) {
+            CloseHandle(sock->overlapped.hEvent);
+        }
+        CloseHandle(sock->handle);
+#else
+        close(sock->fd);
+#endif
+        free(sock);
+    }
+}
+
+#ifdef _WIN32
+/* Reads the pid for 'sock' generated in the kernel datapath. The function
+ * uses a separate IOCTL instead of a transaction semantic to avoid unnecessary
+ * message overhead. */
+static int
+get_sock_pid_from_kernel(struct nl_sock *sock)
+{
+    uint32_t pid = 0;
+    int retval = 0;
+    DWORD bytes = 0;
+
+    if (!DeviceIoControl(sock->handle, OVS_IOCTL_GET_PID,
+                         NULL, 0, &pid, sizeof(pid),
+                         &bytes, NULL)) {
+        retval = EINVAL;
+    } else {
+        if (bytes < sizeof(pid)) {
+            retval = EINVAL;
         } else {
-            close(sock->fd);
-            free_pid(sock->pid);
-            free(sock);
+            sock->pid = pid;
         }
     }
+
+    return retval;
 }
+#endif  /* _WIN32 */
+
+#ifdef _WIN32
+static int __inline
+nl_sock_mcgroup(struct nl_sock *sock, unsigned int multicast_group, bool join)
+{
+    struct ofpbuf request;
+    uint64_t request_stub[128];
+    struct ovs_header *ovs_header;
+    struct nlmsghdr *nlmsg;
+    int error;
 
+    ofpbuf_use_stub(&request, request_stub, sizeof request_stub);
+
+    nl_msg_put_genlmsghdr(&request, 0, OVS_WIN_NL_CTRL_FAMILY_ID, 0,
+                          OVS_CTRL_CMD_MC_SUBSCRIBE_REQ,
+                          OVS_WIN_CONTROL_VERSION);
+
+    ovs_header = ofpbuf_put_uninit(&request, sizeof *ovs_header);
+    ovs_header->dp_ifindex = 0;
+
+    nl_msg_put_u32(&request, OVS_NL_ATTR_MCAST_GRP, multicast_group);
+    nl_msg_put_u8(&request, OVS_NL_ATTR_MCAST_JOIN, join ? 1 : 0);
+
+    error = nl_sock_send(sock, &request, true);
+    ofpbuf_uninit(&request);
+    return error;
+}
+#endif
 /* Tries to add 'sock' as a listener for 'multicast_group'.  Returns 0 if
  * successful, otherwise a positive errno value.
  *
+ * A socket that is subscribed to a multicast group that receives asynchronous
+ * notifications must not be used for Netlink transactions or dumps, because
+ * transactions and dumps can cause notifications to be lost.
+ *
  * Multicast group numbers are always positive.
  *
  * It is not an error to attempt to join a multicast group to which a socket
@@ -171,20 +326,89 @@ nl_sock_destroy(struct nl_sock *sock)
 int
 nl_sock_join_mcgroup(struct nl_sock *sock, unsigned int multicast_group)
 {
-    int error = nl_sock_cow__(sock);
+#ifdef _WIN32
+    /* Set the socket type as a "multicast" socket */
+    sock->read_ioctl = OVS_IOCTL_READ_EVENT;
+    int error = nl_sock_mcgroup(sock, multicast_group, true);
     if (error) {
+        sock->read_ioctl = OVS_IOCTL_READ;
+        VLOG_WARN("could not join multicast group %u (%s)",
+                  multicast_group, ovs_strerror(error));
         return error;
     }
+#else
     if (setsockopt(sock->fd, SOL_NETLINK, NETLINK_ADD_MEMBERSHIP,
                    &multicast_group, sizeof multicast_group) < 0) {
         VLOG_WARN("could not join multicast group %u (%s)",
-                  multicast_group, strerror(errno));
+                  multicast_group, ovs_strerror(errno));
         return errno;
     }
-    sock->any_groups = true;
+#endif
+    return 0;
+}
+
+#ifdef _WIN32
+int
+nl_sock_subscribe_packets(struct nl_sock *sock)
+{
+    int error;
+
+    if (sock->read_ioctl != OVS_IOCTL_READ) {
+        return EINVAL;
+    }
+
+    error = nl_sock_subscribe_packet__(sock, true);
+    if (error) {
+        VLOG_WARN("could not subscribe packets (%s)",
+                  ovs_strerror(error));
+        return error;
+    }
+    sock->read_ioctl = OVS_IOCTL_READ_PACKET;
+
+    return 0;
+}
+
+int
+nl_sock_unsubscribe_packets(struct nl_sock *sock)
+{
+    ovs_assert(sock->read_ioctl == OVS_IOCTL_READ_PACKET);
+
+    int error = nl_sock_subscribe_packet__(sock, false);
+    if (error) {
+        VLOG_WARN("could not unsubscribe to packets (%s)",
+                  ovs_strerror(error));
+        return error;
+    }
+
+    sock->read_ioctl = OVS_IOCTL_READ;
     return 0;
 }
 
+int
+nl_sock_subscribe_packet__(struct nl_sock *sock, bool subscribe)
+{
+    struct ofpbuf request;
+    uint64_t request_stub[128];
+    struct ovs_header *ovs_header;
+    struct nlmsghdr *nlmsg;
+    int error;
+
+    ofpbuf_use_stub(&request, request_stub, sizeof request_stub);
+    nl_msg_put_genlmsghdr(&request, 0, OVS_WIN_NL_CTRL_FAMILY_ID, 0,
+                          OVS_CTRL_CMD_PACKET_SUBSCRIBE_REQ,
+                          OVS_WIN_CONTROL_VERSION);
+
+    ovs_header = ofpbuf_put_uninit(&request, sizeof *ovs_header);
+    ovs_header->dp_ifindex = 0;
+    nl_msg_put_u8(&request, OVS_NL_ATTR_PACKET_SUBSCRIBE, subscribe ? 1 : 0);
+    nl_msg_put_u32(&request, OVS_NL_ATTR_PACKET_PID, sock->pid);
+
+    error = nl_sock_send(sock, &request, true);
+    ofpbuf_uninit(&request);
+    return error;
+}
+#endif
+
 /* Tries to make 'sock' stop listening to 'multicast_group'.  Returns 0 if
  * successful, otherwise a positive errno value.
  *
@@ -198,27 +422,55 @@ nl_sock_join_mcgroup(struct nl_sock *sock, unsigned int multicast_group)
 int
 nl_sock_leave_mcgroup(struct nl_sock *sock, unsigned int multicast_group)
 {
-    assert(!sock->dump);
+#ifdef _WIN32
+    int error = nl_sock_mcgroup(sock, multicast_group, false);
+    if (error) {
+        VLOG_WARN("could not leave multicast group %u (%s)",
+                   multicast_group, ovs_strerror(error));
+        return error;
+    }
+    sock->read_ioctl = OVS_IOCTL_READ;
+#else
     if (setsockopt(sock->fd, SOL_NETLINK, NETLINK_DROP_MEMBERSHIP,
                    &multicast_group, sizeof multicast_group) < 0) {
         VLOG_WARN("could not leave multicast group %u (%s)",
-                  multicast_group, strerror(errno));
+                  multicast_group, ovs_strerror(errno));
         return errno;
     }
+#endif
     return 0;
 }
 
 static int
-nl_sock_send__(struct nl_sock *sock, const struct ofpbuf *msg, bool wait)
+nl_sock_send__(struct nl_sock *sock, const struct ofpbuf *msg,
+               uint32_t nlmsg_seq, bool wait)
 {
     struct nlmsghdr *nlmsg = nl_msg_nlmsghdr(msg);
     int error;
 
     nlmsg->nlmsg_len = msg->size;
+    nlmsg->nlmsg_seq = nlmsg_seq;
     nlmsg->nlmsg_pid = sock->pid;
     do {
         int retval;
-        retval = send(sock->fd, msg->data, msg->size, wait ? 0 : MSG_DONTWAIT);
+#ifdef _WIN32
+        DWORD bytes;
+
+        if (!DeviceIoControl(sock->handle, OVS_IOCTL_WRITE,
+                             msg->data, msg->size, NULL, 0,
+                             &bytes, NULL)) {
+            retval = -1;
+            /* XXX: Map to a more appropriate error based on GetLastError(). */
+            errno = EINVAL;
+            VLOG_DBG_RL(&rl, "fatal driver failure in write: %s",
+                ovs_lasterror_to_string());
+        } else {
+            retval = msg->size;
+        }
+#else
+        retval = send(sock->fd, msg->data, msg->size,
+                      wait ? 0 : MSG_DONTWAIT);
+#endif
         error = retval < 0 ? errno : 0;
     } while (error == EINTR);
     log_nlmsg(__func__, error, msg->data, msg->size, sock->protocol);
@@ -229,8 +481,9 @@ nl_sock_send__(struct nl_sock *sock, const struct ofpbuf *msg, bool wait)
 }
 
 /* Tries to send 'msg', which must contain a Netlink message, to the kernel on
- * 'sock'.  nlmsg_len in 'msg' will be finalized to match msg->size, and
- * nlmsg_pid will be set to 'sock''s pid, before the message is sent.
+ * 'sock'.  nlmsg_len in 'msg' will be finalized to match msg->size, nlmsg_pid
+ * will be set to 'sock''s pid, and nlmsg_seq will be initialized to a fresh
+ * sequence number, before the message is sent.
  *
  * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.  If
  * 'wait' is true, then the send will wait until buffer space is ready;
@@ -238,438 +491,627 @@ nl_sock_send__(struct nl_sock *sock, const struct ofpbuf *msg, bool wait)
 int
 nl_sock_send(struct nl_sock *sock, const struct ofpbuf *msg, bool wait)
 {
-    int error = nl_sock_cow__(sock);
-    if (error) {
-        return error;
-    }
-    return nl_sock_send__(sock, msg, wait);
+    return nl_sock_send_seq(sock, msg, nl_sock_allocate_seq(sock, 1), wait);
 }
 
-/* Tries to send the 'n_iov' chunks of data in 'iov' to the kernel on 'sock' as
- * a single Netlink message.  (The message must be fully formed and not require
- * finalization of its nlmsg_len or nlmsg_pid fields.)
+/* Tries to send 'msg', which must contain a Netlink message, to the kernel on
+ * 'sock'.  nlmsg_len in 'msg' will be finalized to match msg->size, nlmsg_pid
+ * will be set to 'sock''s pid, and nlmsg_seq will be initialized to
+ * 'nlmsg_seq', before the message is sent.
+ *
+ * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.  If
+ * 'wait' is true, then the send will wait until buffer space is ready;
+ * otherwise, returns EAGAIN if the 'sock' send buffer is full.
  *
- * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.  If 'wait' is
- * true, then the send will wait until buffer space is ready; otherwise,
- * returns EAGAIN if the 'sock' send buffer is full. */
+ * This function is suitable for sending a reply to a request that was received
+ * with sequence number 'nlmsg_seq'.  Otherwise, use nl_sock_send() instead. */
 int
-nl_sock_sendv(struct nl_sock *sock, const struct iovec iov[], size_t n_iov,
-              bool wait)
+nl_sock_send_seq(struct nl_sock *sock, const struct ofpbuf *msg,
+                 uint32_t nlmsg_seq, bool wait)
 {
+    return nl_sock_send__(sock, msg, nlmsg_seq, wait);
+}
+
+static int
+nl_sock_recv__(struct nl_sock *sock, struct ofpbuf *buf, bool wait)
+{
+    /* We can't accurately predict the size of the data to be received.  The
+     * caller is supposed to have allocated enough space in 'buf' to handle the
+     * "typical" case.  To handle exceptions, we make available enough space in
+     * 'tail' to allow Netlink messages to be up to 64 kB long (a reasonable
+     * figure since that's the maximum length of a Netlink attribute). */
+    struct nlmsghdr *nlmsghdr;
+    uint8_t tail[65536];
+    struct iovec iov[2];
     struct msghdr msg;
+    ssize_t retval;
     int error;
 
-    COVERAGE_INC(netlink_send);
+    ovs_assert(buf->allocated >= sizeof *nlmsghdr);
+    ofpbuf_clear(buf);
+
+    iov[0].iov_base = buf->base;
+    iov[0].iov_len = buf->allocated;
+    iov[1].iov_base = tail;
+    iov[1].iov_len = sizeof tail;
+
     memset(&msg, 0, sizeof msg);
-    msg.msg_iov = (struct iovec *) iov;
-    msg.msg_iovlen = n_iov;
+    msg.msg_iov = iov;
+    msg.msg_iovlen = 2;
+
+    /* Receive a Netlink message from the kernel.
+     *
+     * This works around a kernel bug in which the kernel returns an error code
+     * as if it were the number of bytes read.  It doesn't actually modify
+     * anything in the receive buffer in that case, so we can initialize the
+     * Netlink header with an impossible message length and then, upon success,
+     * check whether it changed. */
+    nlmsghdr = buf->base;
     do {
-        int retval;
-        retval = sendmsg(sock->fd, &msg, wait ? 0 : MSG_DONTWAIT);
-        error = retval < 0 ? errno : 0;
+        nlmsghdr->nlmsg_len = UINT32_MAX;
+#ifdef _WIN32
+        DWORD bytes;
+        if (!DeviceIoControl(sock->handle, sock->read_ioctl,
+                             NULL, 0, tail, sizeof tail, &bytes, NULL)) {
+            VLOG_DBG_RL(&rl, "fatal driver failure in transact: %s",
+                        ovs_lasterror_to_string());
+            retval = -1;
+            /* XXX: Map to a more appropriate error. */
+            errno = EINVAL;
+        } else {
+            retval = bytes;
+            if (retval == 0) {
+                retval = -1;
+                errno = EAGAIN;
+            } else {
+                if (retval >= buf->allocated) {
+                    ofpbuf_reinit(buf, retval);
+                    nlmsghdr = buf->base;
+                    nlmsghdr->nlmsg_len = UINT32_MAX;
+                }
+                memcpy(buf->data, tail, retval);
+                buf->size = retval;
+            }
+        }
+#else
+        retval = recvmsg(sock->fd, &msg, wait ? 0 : MSG_DONTWAIT);
+#endif
+        error = (retval < 0 ? errno
+                 : retval == 0 ? ECONNRESET /* not possible? */
+                 : nlmsghdr->nlmsg_len != UINT32_MAX ? 0
+                 : retval);
     } while (error == EINTR);
-    if (error != EAGAIN) {
-        log_nlmsg(__func__, error, iov[0].iov_base, iov[0].iov_len,
-                  sock->protocol);
-        if (!error) {
-            COVERAGE_INC(netlink_sent);
+    if (error) {
+        if (error == ENOBUFS) {
+            /* Socket receive buffer overflow dropped one or more messages that
+             * the kernel tried to send to us. */
+            COVERAGE_INC(netlink_overflow);
         }
+        return error;
     }
-    return error;
-}
 
-/* This stress option is useful for testing that OVS properly tolerates
- * -ENOBUFS on NetLink sockets.  Such errors are unavoidable because they can
- * occur if the kernel cannot temporarily allocate enough GFP_ATOMIC memory to
- * reply to a request.  They can also occur if messages arrive on a multicast
- * channel faster than OVS can process them. */
-STRESS_OPTION(
-    netlink_overflow, "simulate netlink socket receive buffer overflow",
-    5, 1, -1, 100);
-
-static int
-nl_sock_recv__(struct nl_sock *sock, struct ofpbuf **bufp, bool wait)
-{
-    uint8_t tmp;
-    ssize_t bufsize = 2048;
-    ssize_t nbytes, nbytes2;
-    struct ofpbuf *buf;
-    struct nlmsghdr *nlmsghdr;
-    struct iovec iov;
-    struct msghdr msg = {
-        .msg_name = NULL,
-        .msg_namelen = 0,
-        .msg_iov = &iov,
-        .msg_iovlen = 1,
-        .msg_control = NULL,
-        .msg_controllen = 0,
-        .msg_flags = 0
-    };
-
-    buf = ofpbuf_new(bufsize);
-    *bufp = NULL;
-
-try_again:
-    /* Attempt to read the message.  We don't know the size of the data
-     * yet, so we take a guess at 2048.  If we're wrong, we keep trying
-     * and doubling the buffer size each time.
-     */
-    nlmsghdr = ofpbuf_put_uninit(buf, bufsize);
-    iov.iov_base = nlmsghdr;
-    iov.iov_len = bufsize;
-    do {
-        nbytes = recvmsg(sock->fd, &msg, (wait ? 0 : MSG_DONTWAIT) | MSG_PEEK);
-    } while (nbytes < 0 && errno == EINTR);
-    if (nbytes < 0) {
-        ofpbuf_delete(buf);
-        return errno;
-    }
     if (msg.msg_flags & MSG_TRUNC) {
-        COVERAGE_INC(netlink_recv_retry);
-        bufsize *= 2;
-        ofpbuf_reinit(buf, bufsize);
-        goto try_again;
+        VLOG_ERR_RL(&rl, "truncated message (longer than %"PRIuSIZE" bytes)",
+                    sizeof tail);
+        return E2BIG;
     }
-    buf->size = nbytes;
 
-    /* We successfully read the message, so recv again to clear the queue */
-    iov.iov_base = &tmp;
-    iov.iov_len = 1;
-    do {
-        nbytes2 = recvmsg(sock->fd, &msg, MSG_DONTWAIT);
-    } while (nbytes2 < 0 && errno == EINTR);
-    if (nbytes2 < 0) {
-        if (errno == ENOBUFS) {
-            /* The kernel is notifying us that a message it tried to send to us
-             * was dropped.  We have to pass this along to the caller in case
-             * it wants to retry a request.  So kill the buffer, which we can
-             * re-read next time. */
-            COVERAGE_INC(netlink_overflow);
-            ofpbuf_delete(buf);
-            return ENOBUFS;
-        } else {
-            VLOG_ERR_RL(&rl, "failed to remove nlmsg from socket: %s\n",
-                        strerror(errno));
-        }
-    }
-    if (nbytes < sizeof *nlmsghdr
+    if (retval < sizeof *nlmsghdr
         || nlmsghdr->nlmsg_len < sizeof *nlmsghdr
-        || nlmsghdr->nlmsg_len > nbytes) {
-        VLOG_ERR_RL(&rl, "received invalid nlmsg (%zd bytes < %d)",
-                    bufsize, NLMSG_HDRLEN);
-        ofpbuf_delete(buf);
+        || nlmsghdr->nlmsg_len > retval) {
+        VLOG_ERR_RL(&rl, "received invalid nlmsg (%"PRIuSIZE" bytes < %"PRIuSIZE")",
+                    retval, sizeof *nlmsghdr);
         return EPROTO;
     }
-
-    if (STRESS(netlink_overflow)) {
-        ofpbuf_delete(buf);
-        return ENOBUFS;
+#ifndef _WIN32
+    buf->size = MIN(retval, buf->allocated);
+    if (retval > buf->allocated) {
+        COVERAGE_INC(netlink_recv_jumbo);
+        ofpbuf_put(buf, tail, retval - buf->allocated);
     }
+#endif
 
-    *bufp = buf;
     log_nlmsg(__func__, 0, buf->data, buf->size, sock->protocol);
     COVERAGE_INC(netlink_received);
 
     return 0;
 }
 
-/* Tries to receive a netlink message from the kernel on 'sock'.  If
- * successful, stores the received message into '*bufp' and returns 0.  The
- * caller is responsible for destroying the message with ofpbuf_delete().  On
- * failure, returns a positive errno value and stores a null pointer into
- * '*bufp'.
+/* Tries to receive a Netlink message from the kernel on 'sock' into 'buf'.  If
+ * 'wait' is true, waits for a message to be ready.  Otherwise, fails with
+ * EAGAIN if the 'sock' receive buffer is empty.
+ *
+ * The caller must have initialized 'buf' with an allocation of at least
+ * NLMSG_HDRLEN bytes.  For best performance, the caller should allocate enough
+ * space for a "typical" message.
+ *
+ * On success, returns 0 and replaces 'buf''s previous content by the received
+ * message.  This function expands 'buf''s allocated memory, as necessary, to
+ * hold the actual size of the received message.
+ *
+ * On failure, returns a positive errno value and clears 'buf' to zero length.
+ * 'buf' retains its previous memory allocation.
  *
- * If 'wait' is true, nl_sock_recv waits for a message to be ready; otherwise,
- * returns EAGAIN if the 'sock' receive buffer is empty. */
+ * Regardless of success or failure, this function resets 'buf''s headroom to
+ * 0. */
 int
-nl_sock_recv(struct nl_sock *sock, struct ofpbuf **bufp, bool wait)
+nl_sock_recv(struct nl_sock *sock, struct ofpbuf *buf, bool wait)
 {
-    int error = nl_sock_cow__(sock);
-    if (error) {
-        return error;
+    return nl_sock_recv__(sock, buf, wait);
+}
+
+static void
+nl_sock_record_errors__(struct nl_transaction **transactions, size_t n,
+                        int error)
+{
+    size_t i;
+
+    for (i = 0; i < n; i++) {
+        struct nl_transaction *txn = transactions[i];
+
+        txn->error = error;
+        if (txn->reply) {
+            ofpbuf_clear(txn->reply);
+        }
     }
-    return nl_sock_recv__(sock, bufp, wait);
 }
 
-/* Sends 'request' to the kernel via 'sock' and waits for a response.  If
- * successful, returns 0.  On failure, returns a positive errno value.
- *
- * If 'replyp' is nonnull, then on success '*replyp' is set to the kernel's
- * reply, which the caller is responsible for freeing with ofpbuf_delete(), and
- * on failure '*replyp' is set to NULL.  If 'replyp' is null, then the kernel's
- * reply, if any, is discarded.
- *
- * nlmsg_len in 'msg' will be finalized to match msg->size, and nlmsg_pid will
- * be set to 'sock''s pid, before the message is sent.  NLM_F_ACK will be set
- * in nlmsg_flags.
- *
- * The caller is responsible for destroying 'request'.
- *
- * Bare Netlink is an unreliable transport protocol.  This function layers
- * reliable delivery and reply semantics on top of bare Netlink.
- *
- * In Netlink, sending a request to the kernel is reliable enough, because the
- * kernel will tell us if the message cannot be queued (and we will in that
- * case put it on the transmit queue and wait until it can be delivered).
- *
- * Receiving the reply is the real problem: if the socket buffer is full when
- * the kernel tries to send the reply, the reply will be dropped.  However, the
- * kernel sets a flag that a reply has been dropped.  The next call to recv
- * then returns ENOBUFS.  We can then re-send the request.
- *
- * Caveats:
- *
- *      1. Netlink depends on sequence numbers to match up requests and
- *         replies.  The sender of a request supplies a sequence number, and
- *         the reply echos back that sequence number.
- *
- *         This is fine, but (1) some kernel netlink implementations are
- *         broken, in that they fail to echo sequence numbers and (2) this
- *         function will drop packets with non-matching sequence numbers, so
- *         that only a single request can be usefully transacted at a time.
- *
- *      2. Resending the request causes it to be re-executed, so the request
- *         needs to be idempotent.
- */
-int
-nl_sock_transact(struct nl_sock *sock,
-                 const struct ofpbuf *request, struct ofpbuf **replyp)
+static int
+nl_sock_transact_multiple__(struct nl_sock *sock,
+                            struct nl_transaction **transactions, size_t n,
+                            size_t *done)
 {
-    uint32_t seq = nl_msg_nlmsghdr(request)->nlmsg_seq;
-    struct nlmsghdr *nlmsghdr;
-    struct ofpbuf *reply;
-    int retval;
+    uint64_t tmp_reply_stub[1024 / 8];
+    struct nl_transaction tmp_txn;
+    struct ofpbuf tmp_reply;
 
-    if (replyp) {
-        *replyp = NULL;
+    uint32_t base_seq;
+    struct iovec iovs[MAX_IOVS];
+    struct msghdr msg;
+    int error;
+    int i;
+
+    base_seq = nl_sock_allocate_seq(sock, n);
+    *done = 0;
+    for (i = 0; i < n; i++) {
+        struct nl_transaction *txn = transactions[i];
+        struct nlmsghdr *nlmsg = nl_msg_nlmsghdr(txn->request);
+
+        nlmsg->nlmsg_len = txn->request->size;
+        nlmsg->nlmsg_seq = base_seq + i;
+        nlmsg->nlmsg_pid = sock->pid;
+
+        iovs[i].iov_base = txn->request->data;
+        iovs[i].iov_len = txn->request->size;
     }
 
-    /* Ensure that we get a reply even if this message doesn't ordinarily call
-     * for one. */
-    nl_msg_nlmsghdr(request)->nlmsg_flags |= NLM_F_ACK;
+#ifndef _WIN32
+    memset(&msg, 0, sizeof msg);
+    msg.msg_iov = iovs;
+    msg.msg_iovlen = n;
+    do {
+        error = sendmsg(sock->fd, &msg, 0) < 0 ? errno : 0;
+    } while (error == EINTR);
 
-send:
-    retval = nl_sock_send(sock, request, true);
-    if (retval) {
-        return retval;
+    for (i = 0; i < n; i++) {
+        struct nl_transaction *txn = transactions[i];
+
+        log_nlmsg(__func__, error, txn->request->data,
+                  txn->request->size, sock->protocol);
+    }
+    if (!error) {
+        COVERAGE_ADD(netlink_sent, n);
     }
 
-recv:
-    retval = nl_sock_recv(sock, &reply, true);
-    if (retval) {
-        if (retval == ENOBUFS) {
-            COVERAGE_INC(netlink_overflow);
-            VLOG_DBG_RL(&rl, "receive buffer overflow, resending request");
-            goto send;
+    if (error) {
+        return error;
+    }
+
+    ofpbuf_use_stub(&tmp_reply, tmp_reply_stub, sizeof tmp_reply_stub);
+    tmp_txn.request = NULL;
+    tmp_txn.reply = &tmp_reply;
+    tmp_txn.error = 0;
+    while (n > 0) {
+        struct nl_transaction *buf_txn, *txn;
+        uint32_t seq;
+
+        /* Find a transaction whose buffer we can use for receiving a reply.
+         * If no such transaction is left, use tmp_txn. */
+        buf_txn = &tmp_txn;
+        for (i = 0; i < n; i++) {
+            if (transactions[i]->reply) {
+                buf_txn = transactions[i];
+                break;
+            }
+        }
+
+        /* Receive a reply. */
+        error = nl_sock_recv__(sock, buf_txn->reply, false);
+        if (error) {
+            if (error == EAGAIN) {
+                nl_sock_record_errors__(transactions, n, 0);
+                *done += n;
+                error = 0;
+            }
+            break;
+        }
+
+        /* Match the reply up with a transaction. */
+        seq = nl_msg_nlmsghdr(buf_txn->reply)->nlmsg_seq;
+        if (seq < base_seq || seq >= base_seq + n) {
+            VLOG_DBG_RL(&rl, "ignoring unexpected seq %#"PRIx32, seq);
+            continue;
+        }
+        i = seq - base_seq;
+        txn = transactions[i];
+
+        /* Fill in the results for 'txn'. */
+        if (nl_msg_nlmsgerr(buf_txn->reply, &txn->error)) {
+            if (txn->reply) {
+                ofpbuf_clear(txn->reply);
+            }
+            if (txn->error) {
+                VLOG_DBG_RL(&rl, "received NAK error=%d (%s)",
+                            error, ovs_strerror(txn->error));
+            }
         } else {
-            return retval;
+            txn->error = 0;
+            if (txn->reply && txn != buf_txn) {
+                /* Swap buffers. */
+                struct ofpbuf *reply = buf_txn->reply;
+                buf_txn->reply = txn->reply;
+                txn->reply = reply;
+            }
         }
+
+        /* Fill in the results for transactions before 'txn'.  (We have to do
+         * this after the results for 'txn' itself because of the buffer swap
+         * above.) */
+        nl_sock_record_errors__(transactions, i, 0);
+
+        /* Advance. */
+        *done += i + 1;
+        transactions += i + 1;
+        n -= i + 1;
+        base_seq += i + 1;
     }
-    nlmsghdr = nl_msg_nlmsghdr(reply);
-    if (seq != nlmsghdr->nlmsg_seq) {
-        VLOG_DBG_RL(&rl, "ignoring seq %#"PRIx32" != expected %#"PRIx32,
-                    nl_msg_nlmsghdr(reply)->nlmsg_seq, seq);
-        ofpbuf_delete(reply);
-        goto recv;
-    }
+    ofpbuf_uninit(&tmp_reply);
+#else
+    error = 0;
+    uint8_t reply_buf[65536];
+    for (i = 0; i < n; i++) {
+        DWORD reply_len;
+        bool ret;
+        struct nl_transaction *txn = transactions[i];
+        struct nlmsghdr *request_nlmsg, *reply_nlmsg;
+
+        ret = DeviceIoControl(sock->handle, OVS_IOCTL_TRANSACT,
+                              txn->request->data,
+                              txn->request->size,
+                              reply_buf, sizeof reply_buf,
+                              &reply_len, NULL);
+
+        if (ret && reply_len == 0) {
+            /*
+             * The current transaction did not produce any data to read and that
+             * is not an error as such. Continue with the remainder of the
+             * transactions.
+             */
+            txn->error = 0;
+            if (txn->reply) {
+                ofpbuf_clear(txn->reply);
+            }
+        } else if (!ret) {
+            /* XXX: Map to a more appropriate error. */
+            error = EINVAL;
+            VLOG_DBG_RL(&rl, "fatal driver failure: %s",
+                ovs_lasterror_to_string());
+            break;
+        }
 
-    /* If the reply is an error, discard the reply and return the error code.
-     *
-     * Except: if the reply is just an acknowledgement (error code of 0), and
-     * the caller is interested in the reply (replyp != NULL), pass the reply
-     * up to the caller.  Otherwise the caller will get a return value of 0
-     * and null '*replyp', which makes unwary callers likely to segfault. */
-    if (nl_msg_nlmsgerr(reply, &retval) && (retval || !replyp)) {
-        ofpbuf_delete(reply);
-        if (retval) {
-            VLOG_DBG_RL(&rl, "received NAK error=%d (%s)",
-                        retval, strerror(retval));
+        if (reply_len != 0) {
+            if (reply_len < sizeof *reply_nlmsg) {
+                nl_sock_record_errors__(transactions, n, 0);
+                VLOG_DBG_RL(&rl, "insufficient length of reply %#"PRIu32
+                    " for seq: %#"PRIx32, reply_len, request_nlmsg->nlmsg_seq);
+                break;
+            }
+
+            /* Validate the sequence number in the reply. */
+            request_nlmsg = nl_msg_nlmsghdr(txn->request);
+            reply_nlmsg = (struct nlmsghdr *)reply_buf;
+
+            if (request_nlmsg->nlmsg_seq != reply_nlmsg->nlmsg_seq) {
+                ovs_assert(request_nlmsg->nlmsg_seq == reply_nlmsg->nlmsg_seq);
+                VLOG_DBG_RL(&rl, "mismatched seq request %#"PRIx32
+                    ", reply %#"PRIx32, request_nlmsg->nlmsg_seq,
+                    reply_nlmsg->nlmsg_seq);
+                break;
+            }
+
+            /* Handle errors embedded within the netlink message. */
+            ofpbuf_use_stub(&tmp_reply, reply_buf, sizeof reply_buf);
+            tmp_reply.size = sizeof reply_buf;
+            if (nl_msg_nlmsgerr(&tmp_reply, &txn->error)) {
+                if (txn->reply) {
+                    ofpbuf_clear(txn->reply);
+                }
+                if (txn->error) {
+                    VLOG_DBG_RL(&rl, "received NAK error=%d (%s)",
+                                error, ovs_strerror(txn->error));
+                }
+            } else {
+                txn->error = 0;
+                if (txn->reply) {
+                    /* Copy the reply to the buffer specified by the caller. */
+                    if (reply_len > txn->reply->allocated) {
+                        ofpbuf_reinit(txn->reply, reply_len);
+                    }
+                    memcpy(txn->reply->data, reply_buf, reply_len);
+                    txn->reply->size = reply_len;
+                }
+            }
+            ofpbuf_uninit(&tmp_reply);
         }
-        return retval != EAGAIN ? retval : EPROTO;
-    }
 
-    if (replyp) {
-        *replyp = reply;
-    } else {
-        ofpbuf_delete(reply);
+        /* Count the number of successful transactions. */
+        (*done)++;
+
     }
-    return 0;
-}
 
-/* Drain all the messages currently in 'sock''s receive queue. */
-int
-nl_sock_drain(struct nl_sock *sock)
-{
-    int error = nl_sock_cow__(sock);
-    if (error) {
-        return error;
+    if (!error) {
+        COVERAGE_ADD(netlink_sent, n);
     }
-    return drain_rcvbuf(sock->fd);
+#endif
+
+    return error;
 }
 
-/* The client is attempting some operation on 'sock'.  If 'sock' has an ongoing
- * dump operation, then replace 'sock''s fd with a new socket and hand 'sock''s
- * old fd over to the dump. */
-static int
-nl_sock_cow__(struct nl_sock *sock)
+static void
+nl_sock_transact_multiple(struct nl_sock *sock,
+                          struct nl_transaction **transactions, size_t n)
 {
-    struct nl_sock *copy;
-    uint32_t tmp_pid;
-    int tmp_fd;
+    int max_batch_count;
     int error;
 
-    if (!sock->dump) {
-        return 0;
+    if (!n) {
+        return;
     }
 
-    error = nl_sock_clone(sock, &copy);
-    if (error) {
-        return error;
+    /* In theory, every request could have a 64 kB reply.  But the default and
+     * maximum socket rcvbuf size with typical Dom0 memory sizes both tend to
+     * be a bit below 128 kB, so that would only allow a single message in a
+     * "batch".  So we assume that replies average (at most) 4 kB, which allows
+     * a good deal of batching.
+     *
+     * In practice, most of the requests that we batch either have no reply at
+     * all or a brief reply. */
+    max_batch_count = MAX(sock->rcvbuf / 4096, 1);
+    max_batch_count = MIN(max_batch_count, max_iovs);
+
+    while (n > 0) {
+        size_t count, bytes;
+        size_t done;
+
+        /* Batch up to 'max_batch_count' transactions.  But cap it at about a
+         * page of requests total because big skbuffs are expensive to
+         * allocate in the kernel.  */
+#if defined(PAGESIZE)
+        enum { MAX_BATCH_BYTES = MAX(1, PAGESIZE - 512) };
+#else
+        enum { MAX_BATCH_BYTES = 4096 - 512 };
+#endif
+        bytes = transactions[0]->request->size;
+        for (count = 1; count < n && count < max_batch_count; count++) {
+            if (bytes + transactions[count]->request->size > MAX_BATCH_BYTES) {
+                break;
+            }
+            bytes += transactions[count]->request->size;
+        }
+
+        error = nl_sock_transact_multiple__(sock, transactions, count, &done);
+        transactions += done;
+        n -= done;
+
+        if (error == ENOBUFS) {
+            VLOG_DBG_RL(&rl, "receive buffer overflow, resending request");
+        } else if (error) {
+            VLOG_ERR_RL(&rl, "transaction error (%s)", ovs_strerror(error));
+            nl_sock_record_errors__(transactions, n, error);
+            if (error != EAGAIN) {
+                /* A fatal error has occurred.  Abort the rest of
+                 * transactions. */
+                break;
+            }
+        }
     }
+}
+
+static int
+nl_sock_transact(struct nl_sock *sock, const struct ofpbuf *request,
+                 struct ofpbuf **replyp)
+{
+    struct nl_transaction *transactionp;
+    struct nl_transaction transaction;
 
-    tmp_fd = sock->fd;
-    sock->fd = copy->fd;
-    copy->fd = tmp_fd;
+    transaction.request = CONST_CAST(struct ofpbuf *, request);
+    transaction.reply = replyp ? ofpbuf_new(1024) : NULL;
+    transactionp = &transaction;
 
-    tmp_pid = sock->pid;
-    sock->pid = copy->pid;
-    copy->pid = tmp_pid;
+    nl_sock_transact_multiple(sock, &transactionp, 1);
+
+    if (replyp) {
+        if (transaction.error) {
+            ofpbuf_delete(transaction.reply);
+            *replyp = NULL;
+        } else {
+            *replyp = transaction.reply;
+        }
+    }
 
-    sock->dump->sock = copy;
-    sock->dump = NULL;
+    return transaction.error;
+}
 
+/* Drain all the messages currently in 'sock''s receive queue. */
+int
+nl_sock_drain(struct nl_sock *sock)
+{
+#ifdef _WIN32
     return 0;
+#else
+    return drain_rcvbuf(sock->fd);
+#endif
 }
 
-/* Starts a Netlink "dump" operation, by sending 'request' to the kernel via
- * 'sock', and initializes 'dump' to reflect the state of the operation.
+/* Starts a Netlink "dump" operation, by sending 'request' to the kernel on a
+ * Netlink socket created with the given 'protocol', and initializes 'dump' to
+ * reflect the state of the operation.
  *
- * nlmsg_len in 'msg' will be finalized to match msg->size, and nlmsg_pid will
- * be set to 'sock''s pid, before the message is sent.  NLM_F_DUMP and
- * NLM_F_ACK will be set in nlmsg_flags.
+ * 'request' must contain a Netlink message.  Before sending the message,
+ * nlmsg_len will be finalized to match request->size, and nlmsg_pid will be
+ * set to the Netlink socket's pid.  NLM_F_DUMP and NLM_F_ACK will be set in
+ * nlmsg_flags.
  *
- * This Netlink socket library is designed to ensure that the dump is reliable
- * and that it will not interfere with other operations on 'sock', including
- * destroying or sending and receiving messages on 'sock'.  One corner case is
- * not handled:
+ * The design of this Netlink socket library ensures that the dump is reliable.
  *
- *   - If 'sock' has been used to send a request (e.g. with nl_sock_send())
- *     whose response has not yet been received (e.g. with nl_sock_recv()).
- *     This is unusual: usually nl_sock_transact() is used to send a message
- *     and receive its reply all in one go.
+ * This function provides no status indication.  nl_dump_done() provides an
+ * error status for the entire dump operation.
  *
- * This function provides no status indication.  An error status for the entire
- * dump operation is provided when it is completed by calling nl_dump_done().
- *
- * The caller is responsible for destroying 'request'.
- *
- * The new 'dump' is independent of 'sock'.  'sock' and 'dump' may be destroyed
- * in either order.
+ * The caller must eventually destroy 'request'.
  */
 void
-nl_dump_start(struct nl_dump *dump,
-              struct nl_sock *sock, const struct ofpbuf *request)
-{
-    struct nlmsghdr *nlmsghdr = nl_msg_nlmsghdr(request);
-    nlmsghdr->nlmsg_flags |= NLM_F_DUMP | NLM_F_ACK;
-    dump->seq = nlmsghdr->nlmsg_seq;
-    dump->buffer = NULL;
-    if (sock->any_groups || sock->dump) {
-        /* 'sock' might belong to some multicast group, or it already has an
-         * onoging dump.  Clone the socket to avoid possibly intermixing
-         * multicast messages or previous dump results with our results. */
-        dump->status = nl_sock_clone(sock, &dump->sock);
-        if (dump->status) {
-            return;
-        }
-    } else {
-        sock->dump = dump;
-        dump->sock = sock;
-        dump->status = 0;
+nl_dump_start(struct nl_dump *dump, int protocol, const struct ofpbuf *request)
+{
+    nl_msg_nlmsghdr(request)->nlmsg_flags |= NLM_F_DUMP | NLM_F_ACK;
+
+    ovs_mutex_init(&dump->mutex);
+    ovs_mutex_lock(&dump->mutex);
+    dump->status = nl_pool_alloc(protocol, &dump->sock);
+    if (!dump->status) {
+        dump->status = nl_sock_send__(dump->sock, request,
+                                      nl_sock_allocate_seq(dump->sock, 1),
+                                      true);
     }
-    dump->status = nl_sock_send__(sock, request, true);
+    dump->nl_seq = nl_msg_nlmsghdr(request)->nlmsg_seq;
+    ovs_mutex_unlock(&dump->mutex);
 }
 
-/* Helper function for nl_dump_next(). */
 static int
-nl_dump_recv(struct nl_dump *dump, struct ofpbuf **bufferp)
+nl_dump_refill(struct nl_dump *dump, struct ofpbuf *buffer)
+    OVS_REQUIRES(dump->mutex)
 {
     struct nlmsghdr *nlmsghdr;
-    struct ofpbuf *buffer;
-    int retval;
+    int error;
 
-    retval = nl_sock_recv__(dump->sock, bufferp, true);
-    if (retval) {
-        return retval == EINTR ? EAGAIN : retval;
-    }
-    buffer = *bufferp;
+    while (!buffer->size) {
+        error = nl_sock_recv__(dump->sock, buffer, false);
+        if (error) {
+            /* The kernel never blocks providing the results of a dump, so
+             * error == EAGAIN means that we've read the whole thing, and
+             * therefore transform it into EOF.  (The kernel always provides
+             * NLMSG_DONE as a sentinel.  Some other thread must have received
+             * that already but not yet signaled it in 'status'.)
+             *
+             * Any other error is just an error. */
+            return error == EAGAIN ? EOF : error;
+        }
 
-    nlmsghdr = nl_msg_nlmsghdr(buffer);
-    if (dump->seq != nlmsghdr->nlmsg_seq) {
-        VLOG_DBG_RL(&rl, "ignoring seq %#"PRIx32" != expected %#"PRIx32,
-                    nlmsghdr->nlmsg_seq, dump->seq);
-        return EAGAIN;
+        nlmsghdr = nl_msg_nlmsghdr(buffer);
+        if (dump->nl_seq != nlmsghdr->nlmsg_seq) {
+            VLOG_DBG_RL(&rl, "ignoring seq %#"PRIx32" != expected %#"PRIx32,
+                        nlmsghdr->nlmsg_seq, dump->nl_seq);
+            ofpbuf_clear(buffer);
+        }
     }
 
-    if (nl_msg_nlmsgerr(buffer, &retval)) {
+    if (nl_msg_nlmsgerr(buffer, &error) && error) {
         VLOG_INFO_RL(&rl, "netlink dump request error (%s)",
-                     strerror(retval));
-        return retval && retval != EAGAIN ? retval : EPROTO;
+                     ovs_strerror(error));
+        ofpbuf_clear(buffer);
+        return error;
     }
 
     return 0;
 }
 
-/* Attempts to retrieve another reply from 'dump', which must have been
- * initialized with nl_dump_start().
+static int
+nl_dump_next__(struct ofpbuf *reply, struct ofpbuf *buffer)
+{
+    struct nlmsghdr *nlmsghdr = nl_msg_next(buffer, reply);
+    if (!nlmsghdr) {
+        VLOG_WARN_RL(&rl, "netlink dump contains message fragment");
+        return EPROTO;
+    } else if (nlmsghdr->nlmsg_type == NLMSG_DONE) {
+        return EOF;
+    } else {
+        return 0;
+    }
+}
+
+/* Attempts to retrieve another reply from 'dump' into 'buffer'. 'dump' must
+ * have been initialized with nl_dump_start(), and 'buffer' must have been
+ * initialized. 'buffer' should be at least NL_DUMP_BUFSIZE bytes long.
+ *
+ * If successful, returns true and points 'reply->data' and
+ * 'reply->size' to the message that was retrieved. The caller must not
+ * modify 'reply' (because it points within 'buffer', which will be used by
+ * future calls to this function).
  *
- * If successful, returns true and points 'reply->data' and 'reply->size' to
- * the message that was retrieved.  The caller must not modify 'reply' (because
- * it points into the middle of a larger buffer).
+ * On failure, returns false and sets 'reply->data' to NULL and
+ * 'reply->size' to 0.  Failure might indicate an actual error or merely
+ * the end of replies.  An error status for the entire dump operation is
+ * provided when it is completed by calling nl_dump_done().
  *
- * On failure, returns false and sets 'reply->data' to NULL and 'reply->size'
- * to 0.  Failure might indicate an actual error or merely the end of replies.
- * An error status for the entire dump operation is provided when it is
- * completed by calling nl_dump_done().
+ * Multiple threads may call this function, passing the same nl_dump, however
+ * each must provide independent buffers. This function may cache multiple
+ * replies in the buffer, and these will be processed before more replies are
+ * fetched. When this function returns false, other threads may continue to
+ * process replies in their buffers, but they will not fetch more replies.
  */
 bool
-nl_dump_next(struct nl_dump *dump, struct ofpbuf *reply)
+nl_dump_next(struct nl_dump *dump, struct ofpbuf *reply, struct ofpbuf *buffer)
 {
-    struct nlmsghdr *nlmsghdr;
+    int retval = 0;
 
-    reply->data = NULL;
-    reply->size = 0;
-    if (dump->status) {
-        return false;
+    /* If the buffer is empty, refill it.
+     *
+     * If the buffer is not empty, we don't check the dump's status.
+     * Otherwise, we could end up skipping some of the dump results if thread A
+     * hits EOF while thread B is in the midst of processing a batch. */
+    if (!buffer->size) {
+        ovs_mutex_lock(&dump->mutex);
+        if (!dump->status) {
+            /* Take the mutex here to avoid an in-kernel race.  If two threads
+             * try to read from a Netlink dump socket at once, then the socket
+             * error can be set to EINVAL, which will be encountered on the
+             * next recv on that socket, which could be anywhere due to the way
+             * that we pool Netlink sockets.  Serializing the recv calls avoids
+             * the issue. */
+            dump->status = nl_dump_refill(dump, buffer);
+        }
+        retval = dump->status;
+        ovs_mutex_unlock(&dump->mutex);
     }
 
-    if (dump->buffer && !dump->buffer->size) {
-        ofpbuf_delete(dump->buffer);
-        dump->buffer = NULL;
-    }
-    while (!dump->buffer) {
-        int retval = nl_dump_recv(dump, &dump->buffer);
+    /* Fetch the next message from the buffer. */
+    if (!retval) {
+        retval = nl_dump_next__(reply, buffer);
         if (retval) {
-            ofpbuf_delete(dump->buffer);
-            dump->buffer = NULL;
-            if (retval != EAGAIN) {
+            /* Record 'retval' as the dump status, but don't overwrite an error
+             * with EOF.  */
+            ovs_mutex_lock(&dump->mutex);
+            if (dump->status <= 0) {
                 dump->status = retval;
-                return false;
             }
+            ovs_mutex_unlock(&dump->mutex);
         }
     }
 
-    nlmsghdr = nl_msg_next(dump->buffer, reply);
-    if (!nlmsghdr) {
-        VLOG_WARN_RL(&rl, "netlink dump reply contains message fragment");
-        dump->status = EPROTO;
-        return false;
-    } else if (nlmsghdr->nlmsg_type == NLMSG_DONE) {
-        dump->status = EOF;
-        return false;
+    if (retval) {
+        reply->data = NULL;
+        reply->size = 0;
     }
-
-    return true;
+    return !retval;
 }
 
 /* Completes Netlink dump operation 'dump', which must have been initialized
@@ -678,32 +1120,139 @@ nl_dump_next(struct nl_dump *dump, struct ofpbuf *reply)
 int
 nl_dump_done(struct nl_dump *dump)
 {
+    int status;
+
+    ovs_mutex_lock(&dump->mutex);
+    status = dump->status;
+    ovs_mutex_unlock(&dump->mutex);
+
     /* Drain any remaining messages that the client didn't read.  Otherwise the
-     * kernel will continue to queue them up and waste buffer space. */
-    while (!dump->status) {
-        struct ofpbuf reply;
-        if (!nl_dump_next(dump, &reply)) {
-            assert(dump->status);
+     * kernel will continue to queue them up and waste buffer space.
+     *
+     * XXX We could just destroy and discard the socket in this case. */
+    if (!status) {
+        uint64_t tmp_reply_stub[NL_DUMP_BUFSIZE / 8];
+        struct ofpbuf reply, buf;
+
+        ofpbuf_use_stub(&buf, tmp_reply_stub, sizeof tmp_reply_stub);
+        while (nl_dump_next(dump, &reply, &buf)) {
+            /* Nothing to do. */
         }
+        ofpbuf_uninit(&buf);
+
+        ovs_mutex_lock(&dump->mutex);
+        status = dump->status;
+        ovs_mutex_unlock(&dump->mutex);
+        ovs_assert(status);
     }
 
-    if (dump->sock) {
-        if (dump->sock->dump) {
-            dump->sock->dump = NULL;
-        } else {
-            nl_sock_destroy(dump->sock);
+    nl_pool_release(dump->sock);
+    ovs_mutex_destroy(&dump->mutex);
+
+    return status == EOF ? 0 : status;
+}
+
+#ifdef _WIN32
+/* Pend an I/O request in the driver. The driver completes the I/O whenever
+ * an event or a packet is ready to be read. Once the I/O is completed
+ * the overlapped structure event associated with the pending I/O will be set
+ */
+static int
+pend_io_request(struct nl_sock *sock)
+{
+    struct ofpbuf request;
+    uint64_t request_stub[128];
+    struct ovs_header *ovs_header;
+    struct nlmsghdr *nlmsg;
+    uint32_t seq;
+    int retval = 0;
+    int error;
+    DWORD bytes;
+    OVERLAPPED *overlapped = CONST_CAST(OVERLAPPED *, &sock->overlapped);
+    uint16_t cmd = OVS_CTRL_CMD_WIN_PEND_PACKET_REQ;
+
+    ovs_assert(sock->read_ioctl == OVS_IOCTL_READ_PACKET ||
+               sock->read_ioctl  == OVS_IOCTL_READ_EVENT);
+    if (sock->read_ioctl == OVS_IOCTL_READ_EVENT) {
+        cmd = OVS_CTRL_CMD_WIN_PEND_REQ;
+    }
+
+    int ovs_msg_size = sizeof (struct nlmsghdr) + sizeof (struct genlmsghdr) +
+                               sizeof (struct ovs_header);
+
+    ofpbuf_use_stub(&request, request_stub, sizeof request_stub);
+
+    seq = nl_sock_allocate_seq(sock, 1);
+    nl_msg_put_genlmsghdr(&request, 0, OVS_WIN_NL_CTRL_FAMILY_ID, 0,
+                          cmd, OVS_WIN_CONTROL_VERSION);
+    nlmsg = nl_msg_nlmsghdr(&request);
+    nlmsg->nlmsg_seq = seq;
+    nlmsg->nlmsg_pid = sock->pid;
+
+    ovs_header = ofpbuf_put_uninit(&request, sizeof *ovs_header);
+    ovs_header->dp_ifindex = 0;
+
+    if (!DeviceIoControl(sock->handle, OVS_IOCTL_WRITE,
+                         request.data, request.size,
+                         NULL, 0, &bytes, overlapped)) {
+        error = GetLastError();
+        /* Check if the I/O got pended */
+        if (error != ERROR_IO_INCOMPLETE && error != ERROR_IO_PENDING) {
+            VLOG_ERR("nl_sock_wait failed - %s\n", ovs_format_message(error));
+            retval = EINVAL;
         }
+    } else {
+        retval = EAGAIN;
     }
-    ofpbuf_delete(dump->buffer);
-    return dump->status == EOF ? 0 : dump->status;
+
+done:
+    ofpbuf_uninit(&request);
+    return retval;
 }
+#endif  /* _WIN32 */
 
 /* Causes poll_block() to wake up when any of the specified 'events' (which is
- * a OR'd combination of POLLIN, POLLOUT, etc.) occur on 'sock'. */
+ * a OR'd combination of POLLIN, POLLOUT, etc.) occur on 'sock'.
+ * On Windows, 'sock' is not treated as const, and may be modified. */
 void
 nl_sock_wait(const struct nl_sock *sock, short int events)
 {
+#ifdef _WIN32
+    if (sock->overlapped.Internal != STATUS_PENDING) {
+        int ret = pend_io_request(CONST_CAST(struct nl_sock *, sock));
+        if (ret == 0) {
+            poll_wevent_wait(sock->overlapped.hEvent);
+        } else {
+            poll_immediate_wake();
+        }
+    } else {
+        poll_wevent_wait(sock->overlapped.hEvent);
+    }
+#else
     poll_fd_wait(sock->fd, events);
+#endif
+}
+
+#ifndef _WIN32
+/* Returns the underlying fd for 'sock', for use in "poll()"-like operations
+ * that can't use nl_sock_wait().
+ *
+ * It's a little tricky to use the returned fd correctly, because nl_sock does
+ * "copy on write" to allow a single nl_sock to be used for notifications,
+ * transactions, and dumps.  If 'sock' is used only for notifications and
+ * transactions (and never for dump) then the usage is safe. */
+int
+nl_sock_fd(const struct nl_sock *sock)
+{
+    return sock->fd;
+}
+#endif
+
+/* Returns the PID associated with this socket. */
+uint32_t
+nl_sock_pid(const struct nl_sock *sock)
+{
+    return sock->pid;
 }
 \f
 /* Miscellaneous.  */
@@ -718,6 +1267,7 @@ static struct hmap genl_families = HMAP_INITIALIZER(&genl_families);
 
 static const struct nl_policy family_policy[CTRL_ATTR_MAX + 1] = {
     [CTRL_ATTR_FAMILY_ID] = {.type = NL_A_U16},
+    [CTRL_ATTR_MCAST_GROUPS] = {.type = NL_A_NESTED, .optional = true},
 };
 
 static struct genl_family *
@@ -763,46 +1313,188 @@ genl_family_to_name(uint16_t id)
     }
 }
 
-static int do_lookup_genl_family(const char *name)
+#ifndef _WIN32
+static int
+do_lookup_genl_family(const char *name, struct nlattr **attrs,
+                      struct ofpbuf **replyp)
 {
     struct nl_sock *sock;
     struct ofpbuf request, *reply;
-    struct nlattr *attrs[ARRAY_SIZE(family_policy)];
-    int retval;
+    int error;
 
-    retval = nl_sock_create(NETLINK_GENERIC, &sock);
-    if (retval) {
-        return -retval;
+    *replyp = NULL;
+    error = nl_sock_create(NETLINK_GENERIC, &sock);
+    if (error) {
+        return error;
     }
 
     ofpbuf_init(&request, 0);
     nl_msg_put_genlmsghdr(&request, 0, GENL_ID_CTRL, NLM_F_REQUEST,
                           CTRL_CMD_GETFAMILY, 1);
     nl_msg_put_string(&request, CTRL_ATTR_FAMILY_NAME, name);
-    retval = nl_sock_transact(sock, &request, &reply);
+    error = nl_sock_transact(sock, &request, &reply);
     ofpbuf_uninit(&request);
-    if (retval) {
+    if (error) {
         nl_sock_destroy(sock);
-        return -retval;
+        return error;
     }
 
     if (!nl_policy_parse(reply, NLMSG_HDRLEN + GENL_HDRLEN,
-                         family_policy, attrs, ARRAY_SIZE(family_policy))) {
+                         family_policy, attrs, ARRAY_SIZE(family_policy))
+        || nl_attr_get_u16(attrs[CTRL_ATTR_FAMILY_ID]) == 0) {
         nl_sock_destroy(sock);
         ofpbuf_delete(reply);
-        return -EPROTO;
+        return EPROTO;
     }
 
-    retval = nl_attr_get_u16(attrs[CTRL_ATTR_FAMILY_ID]);
-    if (retval == 0) {
-        retval = -EPROTO;
+    nl_sock_destroy(sock);
+    *replyp = reply;
+    return 0;
+}
+#else
+static int
+do_lookup_genl_family(const char *name, struct nlattr **attrs,
+                      struct ofpbuf **replyp)
+{
+    struct nlmsghdr *nlmsg;
+    struct ofpbuf *reply;
+    int error;
+    uint16_t family_id;
+    const char *family_name;
+    uint32_t family_version;
+    uint32_t family_attrmax;
+    uint32_t mcgrp_id = OVS_WIN_NL_INVALID_MCGRP_ID;
+    const char *mcgrp_name = NULL;
+
+    *replyp = NULL;
+    reply = ofpbuf_new(1024);
+
+    /* CTRL_ATTR_MCAST_GROUPS is supported only for VPORT family. */
+    if (!strcmp(name, OVS_WIN_CONTROL_FAMILY)) {
+        family_id = OVS_WIN_NL_CTRL_FAMILY_ID;
+        family_name = OVS_WIN_CONTROL_FAMILY;
+        family_version = OVS_WIN_CONTROL_VERSION;
+        family_attrmax = OVS_WIN_CONTROL_ATTR_MAX;
+    } else if (!strcmp(name, OVS_DATAPATH_FAMILY)) {
+        family_id = OVS_WIN_NL_DATAPATH_FAMILY_ID;
+        family_name = OVS_DATAPATH_FAMILY;
+        family_version = OVS_DATAPATH_VERSION;
+        family_attrmax = OVS_DP_ATTR_MAX;
+    } else if (!strcmp(name, OVS_PACKET_FAMILY)) {
+        family_id = OVS_WIN_NL_PACKET_FAMILY_ID;
+        family_name = OVS_PACKET_FAMILY;
+        family_version = OVS_PACKET_VERSION;
+        family_attrmax = OVS_PACKET_ATTR_MAX;
+    } else if (!strcmp(name, OVS_VPORT_FAMILY)) {
+        family_id = OVS_WIN_NL_VPORT_FAMILY_ID;
+        family_name = OVS_VPORT_FAMILY;
+        family_version = OVS_VPORT_VERSION;
+        family_attrmax = OVS_VPORT_ATTR_MAX;
+        mcgrp_id = OVS_WIN_NL_VPORT_MCGRP_ID;
+        mcgrp_name = OVS_VPORT_MCGROUP;
+    } else if (!strcmp(name, OVS_FLOW_FAMILY)) {
+        family_id = OVS_WIN_NL_FLOW_FAMILY_ID;
+        family_name = OVS_FLOW_FAMILY;
+        family_version = OVS_FLOW_VERSION;
+        family_attrmax = OVS_FLOW_ATTR_MAX;
+    } else if (!strcmp(name, OVS_WIN_NETDEV_FAMILY)) {
+        family_id = OVS_WIN_NL_NETDEV_FAMILY_ID;
+        family_name = OVS_WIN_NETDEV_FAMILY;
+        family_version = OVS_WIN_NETDEV_VERSION;
+        family_attrmax = OVS_WIN_NETDEV_ATTR_MAX;
     } else {
-        define_genl_family(retval, name);
+        ofpbuf_delete(reply);
+        return EINVAL;
     }
-    nl_sock_destroy(sock);
-    ofpbuf_delete(reply);
 
-    return retval;
+    nl_msg_put_genlmsghdr(reply, 0, GENL_ID_CTRL, 0,
+                          CTRL_CMD_NEWFAMILY, family_version);
+    /* CTRL_ATTR_HDRSIZE and CTRL_ATTR_OPS are not populated, but the
+     * callers do not seem to need them. */
+    nl_msg_put_u16(reply, CTRL_ATTR_FAMILY_ID, family_id);
+    nl_msg_put_string(reply, CTRL_ATTR_FAMILY_NAME, family_name);
+    nl_msg_put_u32(reply, CTRL_ATTR_VERSION, family_version);
+    nl_msg_put_u32(reply, CTRL_ATTR_MAXATTR, family_attrmax);
+
+    if (mcgrp_id != OVS_WIN_NL_INVALID_MCGRP_ID) {
+        size_t mcgrp_ofs1 = nl_msg_start_nested(reply, CTRL_ATTR_MCAST_GROUPS);
+        size_t mcgrp_ofs2= nl_msg_start_nested(reply,
+            OVS_WIN_NL_VPORT_MCGRP_ID - OVS_WIN_NL_MCGRP_START_ID);
+        nl_msg_put_u32(reply, CTRL_ATTR_MCAST_GRP_ID, mcgrp_id);
+        ovs_assert(mcgrp_name != NULL);
+        nl_msg_put_string(reply, CTRL_ATTR_MCAST_GRP_NAME, mcgrp_name);
+        nl_msg_end_nested(reply, mcgrp_ofs2);
+        nl_msg_end_nested(reply, mcgrp_ofs1);
+    }
+
+    /* Set the total length of the netlink message. */
+    nlmsg = nl_msg_nlmsghdr(reply);
+    nlmsg->nlmsg_len = reply->size;
+
+    if (!nl_policy_parse(reply, NLMSG_HDRLEN + GENL_HDRLEN,
+                         family_policy, attrs, ARRAY_SIZE(family_policy))
+        || nl_attr_get_u16(attrs[CTRL_ATTR_FAMILY_ID]) == 0) {
+        ofpbuf_delete(reply);
+        return EPROTO;
+    }
+
+    *replyp = reply;
+    return 0;
+}
+#endif
+
+/* Finds the multicast group called 'group_name' in genl family 'family_name'.
+ * When successful, writes its result to 'multicast_group' and returns 0.
+ * Otherwise, clears 'multicast_group' and returns a positive error code.
+ */
+int
+nl_lookup_genl_mcgroup(const char *family_name, const char *group_name,
+                       unsigned int *multicast_group)
+{
+    struct nlattr *family_attrs[ARRAY_SIZE(family_policy)];
+    const struct nlattr *mc;
+    struct ofpbuf *reply;
+    unsigned int left;
+    int error;
+
+    *multicast_group = 0;
+    error = do_lookup_genl_family(family_name, family_attrs, &reply);
+    if (error) {
+        return error;
+    }
+
+    if (!family_attrs[CTRL_ATTR_MCAST_GROUPS]) {
+        error = EPROTO;
+        goto exit;
+    }
+
+    NL_NESTED_FOR_EACH (mc, left, family_attrs[CTRL_ATTR_MCAST_GROUPS]) {
+        static const struct nl_policy mc_policy[] = {
+            [CTRL_ATTR_MCAST_GRP_ID] = {.type = NL_A_U32},
+            [CTRL_ATTR_MCAST_GRP_NAME] = {.type = NL_A_STRING},
+        };
+
+        struct nlattr *mc_attrs[ARRAY_SIZE(mc_policy)];
+        const char *mc_name;
+
+        if (!nl_parse_nested(mc, mc_policy, mc_attrs, ARRAY_SIZE(mc_policy))) {
+            error = EPROTO;
+            goto exit;
+        }
+
+        mc_name = nl_attr_get_string(mc_attrs[CTRL_ATTR_MCAST_GRP_NAME]);
+        if (!strcmp(group_name, mc_name)) {
+            *multicast_group =
+                nl_attr_get_u32(mc_attrs[CTRL_ATTR_MCAST_GRP_ID]);
+            error = 0;
+            goto exit;
+        }
+    }
+    error = EPROTO;
+
+exit:
+    ofpbuf_delete(reply);
+    return error;
 }
 
 /* If '*number' is 0, translates the given Generic Netlink family 'name' to a
@@ -813,60 +1505,186 @@ int
 nl_lookup_genl_family(const char *name, int *number)
 {
     if (*number == 0) {
-        *number = do_lookup_genl_family(name);
-        assert(*number != 0);
+        struct nlattr *attrs[ARRAY_SIZE(family_policy)];
+        struct ofpbuf *reply;
+        int error;
+
+        error = do_lookup_genl_family(name, attrs, &reply);
+        if (!error) {
+            *number = nl_attr_get_u16(attrs[CTRL_ATTR_FAMILY_ID]);
+            define_genl_family(*number, name);
+        } else {
+            *number = -error;
+        }
+        ofpbuf_delete(reply);
+
+        ovs_assert(*number != 0);
     }
     return *number > 0 ? 0 : -*number;
 }
 \f
-/* Netlink PID.
+struct nl_pool {
+    struct nl_sock *socks[16];
+    int n;
+};
+
+static struct ovs_mutex pool_mutex = OVS_MUTEX_INITIALIZER;
+static struct nl_pool pools[MAX_LINKS] OVS_GUARDED_BY(pool_mutex);
+
+static int
+nl_pool_alloc(int protocol, struct nl_sock **sockp)
+{
+    struct nl_sock *sock = NULL;
+    struct nl_pool *pool;
+
+    ovs_assert(protocol >= 0 && protocol < ARRAY_SIZE(pools));
+
+    ovs_mutex_lock(&pool_mutex);
+    pool = &pools[protocol];
+    if (pool->n > 0) {
+        sock = pool->socks[--pool->n];
+    }
+    ovs_mutex_unlock(&pool_mutex);
+
+    if (sock) {
+        *sockp = sock;
+        return 0;
+    } else {
+        return nl_sock_create(protocol, sockp);
+    }
+}
+
+static void
+nl_pool_release(struct nl_sock *sock)
+{
+    if (sock) {
+        struct nl_pool *pool = &pools[sock->protocol];
+
+        ovs_mutex_lock(&pool_mutex);
+        if (pool->n < ARRAY_SIZE(pool->socks)) {
+            pool->socks[pool->n++] = sock;
+            sock = NULL;
+        }
+        ovs_mutex_unlock(&pool_mutex);
+
+        nl_sock_destroy(sock);
+    }
+}
+
+/* Sends 'request' to the kernel on a Netlink socket for the given 'protocol'
+ * (e.g. NETLINK_ROUTE or NETLINK_GENERIC) and waits for a response.  If
+ * successful, returns 0.  On failure, returns a positive errno value.
+ *
+ * If 'replyp' is nonnull, then on success '*replyp' is set to the kernel's
+ * reply, which the caller is responsible for freeing with ofpbuf_delete(), and
+ * on failure '*replyp' is set to NULL.  If 'replyp' is null, then the kernel's
+ * reply, if any, is discarded.
+ *
+ * Before the message is sent, nlmsg_len in 'request' will be finalized to
+ * match msg->size, nlmsg_pid will be set to the pid of the socket used
+ * for sending the request, and nlmsg_seq will be initialized.
+ *
+ * The caller is responsible for destroying 'request'.
+ *
+ * Bare Netlink is an unreliable transport protocol.  This function layers
+ * reliable delivery and reply semantics on top of bare Netlink.
+ *
+ * In Netlink, sending a request to the kernel is reliable enough, because the
+ * kernel will tell us if the message cannot be queued (and we will in that
+ * case put it on the transmit queue and wait until it can be delivered).
+ *
+ * Receiving the reply is the real problem: if the socket buffer is full when
+ * the kernel tries to send the reply, the reply will be dropped.  However, the
+ * kernel sets a flag that a reply has been dropped.  The next call to recv
+ * then returns ENOBUFS.  We can then re-send the request.
+ *
+ * Caveats:
+ *
+ *      1. Netlink depends on sequence numbers to match up requests and
+ *         replies.  The sender of a request supplies a sequence number, and
+ *         the reply echos back that sequence number.
  *
- * Every Netlink socket must be bound to a unique 32-bit PID.  By convention,
- * programs that have a single Netlink socket use their Unix process ID as PID,
- * and programs with multiple Netlink sockets add a unique per-socket
- * identifier in the bits above the Unix process ID.
+ *         This is fine, but (1) some kernel netlink implementations are
+ *         broken, in that they fail to echo sequence numbers and (2) this
+ *         function will drop packets with non-matching sequence numbers, so
+ *         that only a single request can be usefully transacted at a time.
  *
- * The kernel has Netlink PID 0.
+ *      2. Resending the request causes it to be re-executed, so the request
+ *         needs to be idempotent.
  */
+int
+nl_transact(int protocol, const struct ofpbuf *request,
+            struct ofpbuf **replyp)
+{
+    struct nl_sock *sock;
+    int error;
 
-/* Parameters for how many bits in the PID should come from the Unix process ID
- * and how many unique per-socket. */
-#define SOCKET_BITS 10
-#define MAX_SOCKETS (1u << SOCKET_BITS)
+    error = nl_pool_alloc(protocol, &sock);
+    if (error) {
+        *replyp = NULL;
+        return error;
+    }
 
-#define PROCESS_BITS (32 - SOCKET_BITS)
-#define MAX_PROCESSES (1u << PROCESS_BITS)
-#define PROCESS_MASK ((uint32_t) (MAX_PROCESSES - 1))
+    error = nl_sock_transact(sock, request, replyp);
 
-/* Bit vector of unused socket identifiers. */
-static uint32_t avail_sockets[ROUND_UP(MAX_SOCKETS, 32)];
+    nl_pool_release(sock);
+    return error;
+}
 
-/* Allocates and returns a new Netlink PID. */
-static int
-alloc_pid(uint32_t *pid)
+/* Sends the 'request' member of the 'n' transactions in 'transactions' on a
+ * Netlink socket for the given 'protocol' (e.g. NETLINK_ROUTE or
+ * NETLINK_GENERIC), in order, and receives responses to all of them.  Fills in
+ * the 'error' member of each transaction with 0 if it was successful,
+ * otherwise with a positive errno value.  If 'reply' is nonnull, then it will
+ * be filled with the reply if the message receives a detailed reply.  In other
+ * cases, i.e. where the request failed or had no reply beyond an indication of
+ * success, 'reply' will be cleared if it is nonnull.
+ *
+ * The caller is responsible for destroying each request and reply, and the
+ * transactions array itself.
+ *
+ * Before sending each message, this function will finalize nlmsg_len in each
+ * 'request' to match the ofpbuf's size, set nlmsg_pid to the pid of the socket
+ * used for the transaction, and initialize nlmsg_seq.
+ *
+ * Bare Netlink is an unreliable transport protocol.  This function layers
+ * reliable delivery and reply semantics on top of bare Netlink.  See
+ * nl_transact() for some caveats.
+ */
+void
+nl_transact_multiple(int protocol,
+                     struct nl_transaction **transactions, size_t n)
 {
-    int i;
+    struct nl_sock *sock;
+    int error;
 
-    for (i = 0; i < MAX_SOCKETS; i++) {
-        if ((avail_sockets[i / 32] & (1u << (i % 32))) == 0) {
-            avail_sockets[i / 32] |= 1u << (i % 32);
-            *pid = (getpid() & PROCESS_MASK) | (i << PROCESS_BITS);
-            return 0;
-        }
+    error = nl_pool_alloc(protocol, &sock);
+    if (!error) {
+        nl_sock_transact_multiple(sock, transactions, n);
+        nl_pool_release(sock);
+    } else {
+        nl_sock_record_errors__(transactions, n, error);
     }
-    VLOG_ERR("netlink pid space exhausted");
-    return ENOBUFS;
 }
 
-/* Makes the specified 'pid' available for reuse. */
-static void
-free_pid(uint32_t pid)
+\f
+static uint32_t
+nl_sock_allocate_seq(struct nl_sock *sock, unsigned int n)
 {
-    int sock = pid >> PROCESS_BITS;
-    assert(avail_sockets[sock / 32] & (1u << (sock % 32)));
-    avail_sockets[sock / 32] &= ~(1u << (sock % 32));
+    uint32_t seq = sock->next_seq;
+
+    sock->next_seq += n;
+
+    /* Make it impossible for the next request for sequence numbers to wrap
+     * around to 0.  Start over with 1 to avoid ever using a sequence number of
+     * 0, because the kernel uses sequence number 0 for notifications. */
+    if (sock->next_seq >= UINT32_MAX / 2) {
+        sock->next_seq = 1;
+    }
+
+    return seq;
 }
-\f
+
 static void
 nlmsghdr_to_string(const struct nlmsghdr *h, int protocol, struct ds *ds)
 {
@@ -915,10 +1733,8 @@ nlmsghdr_to_string(const struct nlmsghdr *h, int protocol, struct ds *ds)
     if (flags_left) {
         ds_put_format(ds, "[OTHER:%"PRIx16"]", flags_left);
     }
-    ds_put_format(ds, ", seq=%"PRIx32", pid=%"PRIu32"(%d:%d))",
-                  h->nlmsg_seq, h->nlmsg_pid,
-                  (int) (h->nlmsg_pid & PROCESS_MASK),
-                  (int) (h->nlmsg_pid >> PROCESS_BITS));
+    ds_put_format(ds, ", seq=%"PRIx32", pid=%"PRIu32,
+                  h->nlmsg_seq, h->nlmsg_pid);
 }
 
 static char *
@@ -935,7 +1751,7 @@ nlmsg_to_string(const struct ofpbuf *buffer, int protocol)
             if (e) {
                 ds_put_format(&ds, " error(%d", e->error);
                 if (e->error < 0) {
-                    ds_put_format(&ds, "(%s)", strerror(-e->error));
+                    ds_put_format(&ds, "(%s)", ovs_strerror(-e->error));
                 }
                 ds_put_cstr(&ds, ", in-reply-to(");
                 nlmsghdr_to_string(&e->msg, protocol, &ds);
@@ -948,7 +1764,7 @@ nlmsg_to_string(const struct ofpbuf *buffer, int protocol)
             if (error) {
                 ds_put_format(&ds, " done(%d", *error);
                 if (*error < 0) {
-                    ds_put_format(&ds, "(%s)", strerror(-*error));
+                    ds_put_format(&ds, "(%s)", ovs_strerror(-*error));
                 }
                 ds_put_cstr(&ds, ")");
             } else {
@@ -971,17 +1787,12 @@ static void
 log_nlmsg(const char *function, int error,
           const void *message, size_t size, int protocol)
 {
-    struct ofpbuf buffer;
-    char *nlmsg;
-
     if (!VLOG_IS_DBG_ENABLED()) {
         return;
     }
 
-    ofpbuf_use_const(&buffer, message, size);
-    nlmsg = nlmsg_to_string(&buffer, protocol);
-    VLOG_DBG_RL(&rl, "%s (%s): %s", function, strerror(error), nlmsg);
+    struct ofpbuf buffer = ofpbuf_const_initializer(message, size);
+    char *nlmsg = nlmsg_to_string(&buffer, protocol);
+    VLOG_DBG_RL(&rl, "%s (%s): %s", function, ovs_strerror(error), nlmsg);
     free(nlmsg);
 }
-
-