15ff0d551289380b36888528354413bfdb088b8b
[openvswitch] / lib / dpif-netdev.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2009, 2010 Nicira Networks.
3  *
4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
5  * you may not use this file except in compliance with the License.
6  * You may obtain a copy of the License at:
7  *
8  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
9  *
10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
13  * See the License for the specific language governing permissions and
14  * limitations under the License.
15  */
16
17 #include <config.h>
18 #include "dpif.h"
19
20 #include <assert.h>
21 #include <ctype.h>
22 #include <errno.h>
23 #include <fcntl.h>
24 #include <inttypes.h>
25 #include <netinet/in.h>
26 #include <sys/socket.h>
27 #include <net/if.h>
28 #include <stdlib.h>
29 #include <string.h>
30 #include <sys/ioctl.h>
31 #include <sys/stat.h>
32 #include <unistd.h>
33
34 #include "csum.h"
35 #include "dpif-provider.h"
36 #include "flow.h"
37 #include "hmap.h"
38 #include "list.h"
39 #include "netdev.h"
40 #include "odp-util.h"
41 #include "ofp-print.h"
42 #include "ofpbuf.h"
43 #include "packets.h"
44 #include "poll-loop.h"
45 #include "queue.h"
46 #include "timeval.h"
47 #include "util.h"
48 #include "vlog.h"
49
50 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(dpif_netdev)
51
52 /* Configuration parameters. */
53 enum { N_QUEUES = 2 };          /* Number of queues for dpif_recv(). */
54 enum { MAX_QUEUE_LEN = 100 };   /* Maximum number of packets per queue. */
55 enum { N_GROUPS = 16 };         /* Number of port groups. */
56 enum { MAX_PORTS = 256 };       /* Maximum number of ports. */
57 enum { MAX_FLOWS = 65536 };     /* Maximum number of flows in flow table. */
58
59 /* Enough headroom to add a vlan tag, plus an extra 2 bytes to allow IP
60  * headers to be aligned on a 4-byte boundary.  */
61 enum { DP_NETDEV_HEADROOM = 2 + VLAN_HEADER_LEN };
62
63 /* Datapath based on the network device interface from netdev.h. */
64 struct dp_netdev {
65     struct list node;
66     int dp_idx;
67     int open_cnt;
68     bool destroyed;
69
70     bool drop_frags;            /* Drop all IP fragments, if true. */
71     struct ovs_queue queues[N_QUEUES]; /* Messages queued for dpif_recv(). */
72     struct hmap flow_table;     /* Flow table. */
73     struct odp_port_group groups[N_GROUPS];
74
75     /* Statistics. */
76     long long int n_frags;      /* Number of dropped IP fragments. */
77     long long int n_hit;        /* Number of flow table matches. */
78     long long int n_missed;     /* Number of flow table misses. */
79     long long int n_lost;       /* Number of misses not passed to client. */
80
81     /* Ports. */
82     int n_ports;
83     struct dp_netdev_port *ports[MAX_PORTS];
84     struct list port_list;
85     unsigned int serial;
86 };
87
88 /* A port in a netdev-based datapath. */
89 struct dp_netdev_port {
90     int port_no;                /* Index into dp_netdev's 'ports'. */
91     struct list node;           /* Element in dp_netdev's 'port_list'. */
92     struct netdev *netdev;
93     bool internal;              /* Internal port (as ODP_PORT_INTERNAL)? */
94 };
95
96 /* A flow in dp_netdev's 'flow_table'. */
97 struct dp_netdev_flow {
98     struct hmap_node node;      /* Element in dp_netdev's 'flow_table'. */
99     flow_t key;
100
101     /* Statistics. */
102         struct timespec used;       /* Last used time. */
103         long long int packet_count; /* Number of packets matched. */
104         long long int byte_count;   /* Number of bytes matched. */
105         uint8_t ip_tos;             /* IP TOS value. */
106         uint16_t tcp_ctl;           /* Bitwise-OR of seen tcp_ctl values. */
107
108     /* Actions. */
109     union odp_action *actions;
110     unsigned int n_actions;
111 };
112
113 /* Interface to netdev-based datapath. */
114 struct dpif_netdev {
115     struct dpif dpif;
116     struct dp_netdev *dp;
117     int listen_mask;
118     unsigned int dp_serial;
119 };
120
121 /* All netdev-based datapaths. */
122 static struct dp_netdev *dp_netdevs[256];
123 struct list dp_netdev_list = LIST_INITIALIZER(&dp_netdev_list);
124 enum { N_DP_NETDEVS = ARRAY_SIZE(dp_netdevs) };
125
126 /* Maximum port MTU seen so far. */
127 static int max_mtu = ETH_PAYLOAD_MAX;
128
129 static int get_port_by_number(struct dp_netdev *, uint16_t port_no,
130                               struct dp_netdev_port **portp);
131 static int get_port_by_name(struct dp_netdev *, const char *devname,
132                             struct dp_netdev_port **portp);
133 static void dp_netdev_free(struct dp_netdev *);
134 static void dp_netdev_flow_flush(struct dp_netdev *);
135 static int do_add_port(struct dp_netdev *, const char *devname, uint16_t flags,
136                        uint16_t port_no);
137 static int do_del_port(struct dp_netdev *, uint16_t port_no);
138 static int dp_netdev_output_control(struct dp_netdev *, const struct ofpbuf *,
139                                     int queue_no, int port_no, uint32_t arg);
140 static int dp_netdev_execute_actions(struct dp_netdev *,
141                                      struct ofpbuf *, const flow_t *,
142                                      const union odp_action *, int n);
143
144 static struct dpif_netdev *
145 dpif_netdev_cast(const struct dpif *dpif)
146 {
147     dpif_assert_class(dpif, &dpif_netdev_class);
148     return CONTAINER_OF(dpif, struct dpif_netdev, dpif);
149 }
150
151 static struct dp_netdev *
152 get_dp_netdev(const struct dpif *dpif)
153 {
154     return dpif_netdev_cast(dpif)->dp;
155 }
156
157 static int
158 name_to_dp_idx(const char *name)
159 {
160     if (!strncmp(name, "dp", 2) && isdigit((unsigned char)name[2])) {
161         int dp_idx = atoi(name + 2);
162         if (dp_idx >= 0 && dp_idx < N_DP_NETDEVS) {
163             return dp_idx;
164         }
165     }
166     return -1;
167 }
168
169 static struct dp_netdev *
170 find_dp_netdev(const char *name)
171 {
172     int dp_idx;
173     size_t i;
174
175     dp_idx = name_to_dp_idx(name);
176     if (dp_idx >= 0) {
177         return dp_netdevs[dp_idx];
178     }
179
180     for (i = 0; i < N_DP_NETDEVS; i++) {
181         struct dp_netdev *dp = dp_netdevs[i];
182         if (dp) {
183             struct dp_netdev_port *port;
184             if (!get_port_by_name(dp, name, &port)) {
185                 return dp;
186             }
187         }
188     }
189     return NULL;
190 }
191
192 static struct dpif *
193 create_dpif_netdev(struct dp_netdev *dp)
194 {
195     struct dpif_netdev *dpif;
196     char *dpname;
197
198     dp->open_cnt++;
199
200     dpname = xasprintf("dp%d", dp->dp_idx);
201     dpif = xmalloc(sizeof *dpif);
202     dpif_init(&dpif->dpif, &dpif_netdev_class, dpname, dp->dp_idx, dp->dp_idx);
203     dpif->dp = dp;
204     dpif->listen_mask = 0;
205     dpif->dp_serial = dp->serial;
206     free(dpname);
207
208     return &dpif->dpif;
209 }
210
211 static int
212 create_dp_netdev(const char *name, int dp_idx, struct dpif **dpifp)
213 {
214     struct dp_netdev *dp;
215     int error;
216     int i;
217
218     if (dp_netdevs[dp_idx]) {
219         return EBUSY;
220     }
221
222     /* Create datapath. */
223     dp_netdevs[dp_idx] = dp = xzalloc(sizeof *dp);
224     list_push_back(&dp_netdev_list, &dp->node);
225     dp->dp_idx = dp_idx;
226     dp->open_cnt = 0;
227     dp->drop_frags = false;
228     for (i = 0; i < N_QUEUES; i++) {
229         queue_init(&dp->queues[i]);
230     }
231     hmap_init(&dp->flow_table);
232     for (i = 0; i < N_GROUPS; i++) {
233         dp->groups[i].ports = NULL;
234         dp->groups[i].n_ports = 0;
235         dp->groups[i].group = i;
236     }
237     list_init(&dp->port_list);
238     error = do_add_port(dp, name, ODP_PORT_INTERNAL, ODPP_LOCAL);
239     if (error) {
240         dp_netdev_free(dp);
241         return ENODEV;
242     }
243
244     *dpifp = create_dpif_netdev(dp);
245     return 0;
246 }
247
248 static int
249 dpif_netdev_open(const char *name, const char *type OVS_UNUSED, bool create,
250                  struct dpif **dpifp)
251 {
252     if (create) {
253         if (find_dp_netdev(name)) {
254             return EEXIST;
255         } else {
256             int dp_idx = name_to_dp_idx(name);
257             if (dp_idx >= 0) {
258                 return create_dp_netdev(name, dp_idx, dpifp);
259             } else {
260                 /* Scan for unused dp_idx number. */
261                 for (dp_idx = 0; dp_idx < N_DP_NETDEVS; dp_idx++) {
262                     int error = create_dp_netdev(name, dp_idx, dpifp);
263                     if (error != EBUSY) {
264                         return error;
265                     }
266                 }
267
268                 /* All datapath numbers in use. */
269                 return ENOBUFS;
270             }
271         }
272     } else {
273         struct dp_netdev *dp = find_dp_netdev(name);
274         if (dp) {
275             *dpifp = create_dpif_netdev(dp);
276             return 0;
277         } else {
278             return ENODEV;
279         }
280     }
281 }
282
283 static void
284 dp_netdev_free(struct dp_netdev *dp)
285 {
286     int i;
287
288     dp_netdev_flow_flush(dp);
289     while (dp->n_ports > 0) {
290         struct dp_netdev_port *port = CONTAINER_OF(
291             dp->port_list.next, struct dp_netdev_port, node);
292         do_del_port(dp, port->port_no);
293     }
294     for (i = 0; i < N_QUEUES; i++) {
295         queue_destroy(&dp->queues[i]);
296     }
297     hmap_destroy(&dp->flow_table);
298     for (i = 0; i < N_GROUPS; i++) {
299         free(dp->groups[i].ports);
300     }
301     dp_netdevs[dp->dp_idx] = NULL;
302     list_remove(&dp->node);
303     free(dp);
304 }
305
306 static void
307 dpif_netdev_close(struct dpif *dpif)
308 {
309     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
310     assert(dp->open_cnt > 0);
311     if (--dp->open_cnt == 0 && dp->destroyed) {
312         dp_netdev_free(dp);
313     }
314     free(dpif);
315 }
316
317 static int
318 dpif_netdev_destroy(struct dpif *dpif)
319 {
320     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
321     dp->destroyed = true;
322     return 0;
323 }
324
325 static int
326 dpif_netdev_get_stats(const struct dpif *dpif, struct odp_stats *stats)
327 {
328     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
329     memset(stats, 0, sizeof *stats);
330     stats->n_flows = hmap_count(&dp->flow_table);
331     stats->cur_capacity = hmap_capacity(&dp->flow_table);
332     stats->max_capacity = MAX_FLOWS;
333     stats->n_ports = dp->n_ports;
334     stats->max_ports = MAX_PORTS;
335     stats->max_groups = N_GROUPS;
336     stats->n_frags = dp->n_frags;
337     stats->n_hit = dp->n_hit;
338     stats->n_missed = dp->n_missed;
339     stats->n_lost = dp->n_lost;
340     stats->max_miss_queue = MAX_QUEUE_LEN;
341     stats->max_action_queue = MAX_QUEUE_LEN;
342     return 0;
343 }
344
345 static int
346 dpif_netdev_get_drop_frags(const struct dpif *dpif, bool *drop_fragsp)
347 {
348     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
349     *drop_fragsp = dp->drop_frags;
350     return 0;
351 }
352
353 static int
354 dpif_netdev_set_drop_frags(struct dpif *dpif, bool drop_frags)
355 {
356     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
357     dp->drop_frags = drop_frags;
358     return 0;
359 }
360
361 static int
362 do_add_port(struct dp_netdev *dp, const char *devname, uint16_t flags,
363             uint16_t port_no)
364 {
365     bool internal = (flags & ODP_PORT_INTERNAL) != 0;
366     struct dp_netdev_port *port;
367     struct netdev_options netdev_options;
368     struct netdev *netdev;
369     int mtu;
370     int error;
371
372     /* XXX reject devices already in some dp_netdev. */
373
374     /* Open and validate network device. */
375     memset(&netdev_options, 0, sizeof netdev_options);
376     netdev_options.name = devname;
377     netdev_options.ethertype = NETDEV_ETH_TYPE_ANY;
378     if (internal) {
379         netdev_options.type = "tap";
380     }
381
382     error = netdev_open(&netdev_options, &netdev);
383     if (error) {
384         return error;
385     }
386     /* XXX reject loopback devices */
387     /* XXX reject non-Ethernet devices */
388
389     error = netdev_turn_flags_on(netdev, NETDEV_PROMISC, false);
390     if (error) {
391         netdev_close(netdev);
392         return error;
393     }
394
395     port = xmalloc(sizeof *port);
396     port->port_no = port_no;
397     port->netdev = netdev;
398     port->internal = internal;
399
400     netdev_get_mtu(netdev, &mtu);
401     if (mtu > max_mtu) {
402         max_mtu = mtu;
403     }
404
405     list_push_back(&dp->port_list, &port->node);
406     dp->ports[port_no] = port;
407     dp->n_ports++;
408     dp->serial++;
409
410     return 0;
411 }
412
413 static int
414 dpif_netdev_port_add(struct dpif *dpif, const char *devname, uint16_t flags,
415                      uint16_t *port_nop)
416 {
417     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
418     int port_no;
419
420     for (port_no = 0; port_no < MAX_PORTS; port_no++) {
421         if (!dp->ports[port_no]) {
422             *port_nop = port_no;
423             return do_add_port(dp, devname, flags, port_no);
424         }
425     }
426     return EFBIG;
427 }
428
429 static int
430 dpif_netdev_port_del(struct dpif *dpif, uint16_t port_no)
431 {
432     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
433     return port_no == ODPP_LOCAL ? EINVAL : do_del_port(dp, port_no);
434 }
435
436 static bool
437 is_valid_port_number(uint16_t port_no)
438 {
439     return port_no < MAX_PORTS;
440 }
441
442 static int
443 get_port_by_number(struct dp_netdev *dp,
444                    uint16_t port_no, struct dp_netdev_port **portp)
445 {
446     if (!is_valid_port_number(port_no)) {
447         *portp = NULL;
448         return EINVAL;
449     } else {
450         *portp = dp->ports[port_no];
451         return *portp ? 0 : ENOENT;
452     }
453 }
454
455 static int
456 get_port_by_name(struct dp_netdev *dp,
457                  const char *devname, struct dp_netdev_port **portp)
458 {
459     struct dp_netdev_port *port;
460
461     LIST_FOR_EACH (port, struct dp_netdev_port, node, &dp->port_list) {
462         if (!strcmp(netdev_get_name(port->netdev), devname)) {
463             *portp = port;
464             return 0;
465         }
466     }
467     return ENOENT;
468 }
469
470 static int
471 do_del_port(struct dp_netdev *dp, uint16_t port_no)
472 {
473     struct dp_netdev_port *port;
474     char *name;
475     int error;
476
477     error = get_port_by_number(dp, port_no, &port);
478     if (error) {
479         return error;
480     }
481
482     list_remove(&port->node);
483     dp->ports[port->port_no] = NULL;
484     dp->n_ports--;
485     dp->serial++;
486
487     name = xstrdup(netdev_get_name(port->netdev));
488     netdev_close(port->netdev);
489
490     free(name);
491     free(port);
492
493     return 0;
494 }
495
496 static void
497 answer_port_query(const struct dp_netdev_port *port, struct odp_port *odp_port)
498 {
499     memset(odp_port, 0, sizeof *odp_port);
500     ovs_strlcpy(odp_port->devname, netdev_get_name(port->netdev),
501                 sizeof odp_port->devname);
502     odp_port->port = port->port_no;
503     odp_port->flags = port->internal ? ODP_PORT_INTERNAL : 0;
504 }
505
506 static int
507 dpif_netdev_port_query_by_number(const struct dpif *dpif, uint16_t port_no,
508                                  struct odp_port *odp_port)
509 {
510     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
511     struct dp_netdev_port *port;
512     int error;
513
514     error = get_port_by_number(dp, port_no, &port);
515     if (!error) {
516         answer_port_query(port, odp_port);
517     }
518     return error;
519 }
520
521 static int
522 dpif_netdev_port_query_by_name(const struct dpif *dpif, const char *devname,
523                                struct odp_port *odp_port)
524 {
525     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
526     struct dp_netdev_port *port;
527     int error;
528
529     error = get_port_by_name(dp, devname, &port);
530     if (!error) {
531         answer_port_query(port, odp_port);
532     }
533     return error;
534 }
535
536 static void
537 dp_netdev_free_flow(struct dp_netdev *dp, struct dp_netdev_flow *flow)
538 {
539     hmap_remove(&dp->flow_table, &flow->node);
540     free(flow->actions);
541     free(flow);
542 }
543
544 static void
545 dp_netdev_flow_flush(struct dp_netdev *dp)
546 {
547     struct dp_netdev_flow *flow, *next;
548
549     HMAP_FOR_EACH_SAFE (flow, next, struct dp_netdev_flow, node,
550                         &dp->flow_table) {
551         dp_netdev_free_flow(dp, flow);
552     }
553 }
554
555 static int
556 dpif_netdev_flow_flush(struct dpif *dpif)
557 {
558     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
559     dp_netdev_flow_flush(dp);
560     return 0;
561 }
562
563 static int
564 dpif_netdev_port_list(const struct dpif *dpif, struct odp_port *ports, int n)
565 {
566     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
567     struct dp_netdev_port *port;
568     int i;
569
570     i = 0;
571     LIST_FOR_EACH (port, struct dp_netdev_port, node, &dp->port_list) {
572         struct odp_port *odp_port = &ports[i];
573         if (i >= n) {
574             break;
575         }
576         answer_port_query(port, odp_port);
577         i++;
578     }
579     return dp->n_ports;
580 }
581
582 static int
583 dpif_netdev_port_poll(const struct dpif *dpif_, char **devnamep OVS_UNUSED)
584 {
585     struct dpif_netdev *dpif = dpif_netdev_cast(dpif_);
586     if (dpif->dp_serial != dpif->dp->serial) {
587         dpif->dp_serial = dpif->dp->serial;
588         return ENOBUFS;
589     } else {
590         return EAGAIN;
591     }
592 }
593
594 static void
595 dpif_netdev_port_poll_wait(const struct dpif *dpif_)
596 {
597     struct dpif_netdev *dpif = dpif_netdev_cast(dpif_);
598     if (dpif->dp_serial != dpif->dp->serial) {
599         poll_immediate_wake();
600     }
601 }
602
603 static int
604 get_port_group(const struct dpif *dpif, int group_no,
605                struct odp_port_group **groupp)
606 {
607     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
608
609     if (group_no >= 0 && group_no < N_GROUPS) {
610         *groupp = &dp->groups[group_no];
611         return 0;
612     } else {
613         *groupp = NULL;
614         return EINVAL;
615     }
616 }
617
618 static int
619 dpif_netdev_port_group_get(const struct dpif *dpif, int group_no,
620                            uint16_t ports[], int n)
621 {
622     struct odp_port_group *group;
623     int error;
624
625     if (n < 0) {
626         return -EINVAL;
627     }
628
629     error = get_port_group(dpif, group_no, &group);
630     if (!error) {
631         memcpy(ports, group->ports, MIN(n, group->n_ports) * sizeof *ports);
632         return group->n_ports;
633     } else {
634         return -error;
635     }
636 }
637
638 static int
639 dpif_netdev_port_group_set(struct dpif *dpif, int group_no,
640                            const uint16_t ports[], int n)
641 {
642     struct odp_port_group *group;
643     int error;
644
645     if (n < 0 || n > MAX_PORTS) {
646         return EINVAL;
647     }
648
649     error = get_port_group(dpif, group_no, &group);
650     if (!error) {
651         free(group->ports);
652         group->ports = xmemdup(ports, n * sizeof *group->ports);
653         group->n_ports = n;
654         group->group = group_no;
655     }
656     return error;
657 }
658
659 static struct dp_netdev_flow *
660 dp_netdev_lookup_flow(const struct dp_netdev *dp, const flow_t *key)
661 {
662     struct dp_netdev_flow *flow;
663
664     assert(!key->reserved[0] && !key->reserved[1] && !key->reserved[2]);
665     HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (flow, struct dp_netdev_flow, node,
666                              flow_hash(key, 0), &dp->flow_table) {
667         if (flow_equal(&flow->key, key)) {
668             return flow;
669         }
670     }
671     return NULL;
672 }
673
674 static void
675 answer_flow_query(struct dp_netdev_flow *flow, uint32_t query_flags,
676                   struct odp_flow *odp_flow)
677 {
678     if (flow) {
679         odp_flow->key = flow->key;
680         odp_flow->stats.n_packets = flow->packet_count;
681         odp_flow->stats.n_bytes = flow->byte_count;
682         odp_flow->stats.used_sec = flow->used.tv_sec;
683         odp_flow->stats.used_nsec = flow->used.tv_nsec;
684         odp_flow->stats.tcp_flags = TCP_FLAGS(flow->tcp_ctl);
685         odp_flow->stats.ip_tos = flow->ip_tos;
686         odp_flow->stats.error = 0;
687         if (odp_flow->n_actions > 0) {
688             unsigned int n = MIN(odp_flow->n_actions, flow->n_actions);
689             memcpy(odp_flow->actions, flow->actions,
690                    n * sizeof *odp_flow->actions);
691             odp_flow->n_actions = flow->n_actions;
692         }
693
694         if (query_flags & ODPFF_ZERO_TCP_FLAGS) {
695             flow->tcp_ctl = 0;
696         }
697
698     } else {
699         odp_flow->stats.error = ENOENT;
700     }
701 }
702
703 static int
704 dpif_netdev_flow_get(const struct dpif *dpif, struct odp_flow flows[], int n)
705 {
706     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
707     int i;
708
709     for (i = 0; i < n; i++) {
710         struct odp_flow *odp_flow = &flows[i];
711         answer_flow_query(dp_netdev_lookup_flow(dp, &odp_flow->key),
712                           odp_flow->flags, odp_flow);
713     }
714     return 0;
715 }
716
717 static int
718 dpif_netdev_validate_actions(const union odp_action *actions, int n_actions,
719                              bool *mutates)
720 {
721     unsigned int i;
722
723     *mutates = false;
724     for (i = 0; i < n_actions; i++) {
725         const union odp_action *a = &actions[i];
726         switch (a->type) {
727         case ODPAT_OUTPUT:
728             if (a->output.port >= MAX_PORTS) {
729                 return EINVAL;
730             }
731             break;
732
733         case ODPAT_OUTPUT_GROUP:
734             *mutates = true;
735             if (a->output_group.group >= N_GROUPS) {
736                 return EINVAL;
737             }
738             break;
739
740         case ODPAT_CONTROLLER:
741             break;
742
743         case ODPAT_SET_VLAN_VID:
744             *mutates = true;
745             if (a->vlan_vid.vlan_vid & htons(~VLAN_VID_MASK)) {
746                 return EINVAL;
747             }
748             break;
749
750         case ODPAT_SET_VLAN_PCP:
751             *mutates = true;
752             if (a->vlan_pcp.vlan_pcp & ~(VLAN_PCP_MASK >> VLAN_PCP_SHIFT)) {
753                 return EINVAL;
754             }
755             break;
756
757         case ODPAT_SET_NW_TOS:
758             *mutates = true;
759             if (a->nw_tos.nw_tos & IP_ECN_MASK) {
760                 return EINVAL;
761             }
762             break;
763
764         case ODPAT_STRIP_VLAN:
765         case ODPAT_SET_DL_SRC:
766         case ODPAT_SET_DL_DST:
767         case ODPAT_SET_NW_SRC:
768         case ODPAT_SET_NW_DST:
769         case ODPAT_SET_TP_SRC:
770         case ODPAT_SET_TP_DST:
771             *mutates = true;
772             break;
773
774         default:
775             return EOPNOTSUPP;
776         }
777     }
778     return 0;
779 }
780
781 static int
782 set_flow_actions(struct dp_netdev_flow *flow, struct odp_flow *odp_flow)
783 {
784     size_t n_bytes;
785     bool mutates;
786     int error;
787
788     if (odp_flow->n_actions >= 4096 / sizeof *odp_flow->actions) {
789         return EINVAL;
790     }
791     error = dpif_netdev_validate_actions(odp_flow->actions,
792                                          odp_flow->n_actions, &mutates);
793     if (error) {
794         return error;
795     }
796
797     n_bytes = odp_flow->n_actions * sizeof *flow->actions;
798     flow->actions = xrealloc(flow->actions, n_bytes);
799     flow->n_actions = odp_flow->n_actions;
800     memcpy(flow->actions, odp_flow->actions, n_bytes);
801     return 0;
802 }
803
804 static int
805 add_flow(struct dpif *dpif, struct odp_flow *odp_flow)
806 {
807     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
808     struct dp_netdev_flow *flow;
809     int error;
810
811     flow = xzalloc(sizeof *flow);
812     flow->key = odp_flow->key;
813     memset(flow->key.reserved, 0, sizeof flow->key.reserved);
814
815     error = set_flow_actions(flow, odp_flow);
816     if (error) {
817         free(flow);
818         return error;
819     }
820
821     hmap_insert(&dp->flow_table, &flow->node, flow_hash(&flow->key, 0));
822     return 0;
823 }
824
825 static void
826 clear_stats(struct dp_netdev_flow *flow)
827 {
828     flow->used.tv_sec = 0;
829     flow->used.tv_nsec = 0;
830     flow->packet_count = 0;
831     flow->byte_count = 0;
832     flow->ip_tos = 0;
833     flow->tcp_ctl = 0;
834 }
835
836 static int
837 dpif_netdev_flow_put(struct dpif *dpif, struct odp_flow_put *put)
838 {
839     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
840     struct dp_netdev_flow *flow;
841
842     flow = dp_netdev_lookup_flow(dp, &put->flow.key);
843     if (!flow) {
844         if (put->flags & ODPPF_CREATE) {
845             if (hmap_count(&dp->flow_table) < MAX_FLOWS) {
846                 return add_flow(dpif, &put->flow);
847             } else {
848                 return EFBIG;
849             }
850         } else {
851             return ENOENT;
852         }
853     } else {
854         if (put->flags & ODPPF_MODIFY) {
855             int error = set_flow_actions(flow, &put->flow);
856             if (!error && put->flags & ODPPF_ZERO_STATS) {
857                 clear_stats(flow);
858             }
859             return error;
860         } else {
861             return EEXIST;
862         }
863     }
864 }
865
866
867 static int
868 dpif_netdev_flow_del(struct dpif *dpif, struct odp_flow *odp_flow)
869 {
870     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
871     struct dp_netdev_flow *flow;
872
873     flow = dp_netdev_lookup_flow(dp, &odp_flow->key);
874     if (flow) {
875         answer_flow_query(flow, 0, odp_flow);
876         dp_netdev_free_flow(dp, flow);
877         return 0;
878     } else {
879         return ENOENT;
880     }
881 }
882
883 static int
884 dpif_netdev_flow_list(const struct dpif *dpif, struct odp_flow flows[], int n)
885 {
886     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
887     struct dp_netdev_flow *flow;
888     int i;
889
890     i = 0;
891     HMAP_FOR_EACH (flow, struct dp_netdev_flow, node, &dp->flow_table) {
892         if (i >= n) {
893             break;
894         }
895         answer_flow_query(flow, 0, &flows[i++]);
896     }
897     return hmap_count(&dp->flow_table);
898 }
899
900 static int
901 dpif_netdev_execute(struct dpif *dpif, uint16_t in_port,
902                     const union odp_action actions[], int n_actions,
903                     const struct ofpbuf *packet)
904 {
905     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
906     struct ofpbuf copy;
907     bool mutates;
908     flow_t flow;
909     int error;
910
911     if (packet->size < ETH_HEADER_LEN || packet->size > UINT16_MAX) {
912         return EINVAL;
913     }
914
915     error = dpif_netdev_validate_actions(actions, n_actions, &mutates);
916     if (error) {
917         return error;
918     }
919
920     if (mutates) {
921         /* We need a deep copy of 'packet' since we're going to modify its
922          * data. */
923         ofpbuf_init(&copy, DP_NETDEV_HEADROOM + packet->size);
924         copy.data = (char*)copy.base + DP_NETDEV_HEADROOM;
925         ofpbuf_put(&copy, packet->data, packet->size);
926     } else {
927         /* We still need a shallow copy of 'packet', even though we won't
928          * modify its data, because flow_extract() modifies packet->l2, etc.
929          * We could probably get away with modifying those but it's more polite
930          * if we don't. */
931         copy = *packet;
932     }
933     flow_extract(&copy, 0, in_port, &flow);
934     error = dp_netdev_execute_actions(dp, &copy, &flow, actions, n_actions);
935     if (mutates) {
936         ofpbuf_uninit(&copy);
937     }
938     return error;
939 }
940
941 static int
942 dpif_netdev_recv_get_mask(const struct dpif *dpif, int *listen_mask)
943 {
944     struct dpif_netdev *dpif_netdev = dpif_netdev_cast(dpif);
945     *listen_mask = dpif_netdev->listen_mask;
946     return 0;
947 }
948
949 static int
950 dpif_netdev_recv_set_mask(struct dpif *dpif, int listen_mask)
951 {
952     struct dpif_netdev *dpif_netdev = dpif_netdev_cast(dpif);
953     if (!(listen_mask & ~ODPL_ALL)) {
954         dpif_netdev->listen_mask = listen_mask;
955         return 0;
956     } else {
957         return EINVAL;
958     }
959 }
960
961 static struct ovs_queue *
962 find_nonempty_queue(struct dpif *dpif)
963 {
964     struct dpif_netdev *dpif_netdev = dpif_netdev_cast(dpif);
965     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
966     int mask = dpif_netdev->listen_mask;
967     int i;
968
969     for (i = 0; i < N_QUEUES; i++) {
970         struct ovs_queue *q = &dp->queues[i];
971         if (q->n && mask & (1u << i)) {
972             return q;
973         }
974     }
975     return NULL;
976 }
977
978 static int
979 dpif_netdev_recv(struct dpif *dpif, struct ofpbuf **bufp)
980 {
981     struct ovs_queue *q = find_nonempty_queue(dpif);
982     if (q) {
983         *bufp = queue_pop_head(q);
984         return 0;
985     } else {
986         return EAGAIN;
987     }
988 }
989
990 static void
991 dpif_netdev_recv_wait(struct dpif *dpif)
992 {
993     struct ovs_queue *q = find_nonempty_queue(dpif);
994     if (q) {
995         poll_immediate_wake();
996     } else {
997         /* No messages ready to be received, and dp_wait() will ensure that we
998          * wake up to queue new messages, so there is nothing to do. */
999     }
1000 }
1001 \f
1002 static void
1003 dp_netdev_flow_used(struct dp_netdev_flow *flow, const flow_t *key,
1004                     const struct ofpbuf *packet)
1005 {
1006     time_timespec(&flow->used);
1007     flow->packet_count++;
1008     flow->byte_count += packet->size;
1009     if (key->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1010         struct ip_header *nh = packet->l3;
1011         flow->ip_tos = nh->ip_tos;
1012
1013         if (key->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
1014             struct tcp_header *th = packet->l4;
1015             flow->tcp_ctl |= th->tcp_ctl;
1016         }
1017     }
1018 }
1019
1020 static void
1021 dp_netdev_port_input(struct dp_netdev *dp, struct dp_netdev_port *port,
1022                      struct ofpbuf *packet)
1023 {
1024     struct dp_netdev_flow *flow;
1025     flow_t key;
1026
1027     if (flow_extract(packet, 0, port->port_no, &key) && dp->drop_frags) {
1028         dp->n_frags++;
1029         return;
1030     }
1031
1032     flow = dp_netdev_lookup_flow(dp, &key);
1033     if (flow) {
1034         dp_netdev_flow_used(flow, &key, packet);
1035         dp_netdev_execute_actions(dp, packet, &key,
1036                                   flow->actions, flow->n_actions);
1037         dp->n_hit++;
1038     } else {
1039         dp->n_missed++;
1040         dp_netdev_output_control(dp, packet, _ODPL_MISS_NR, port->port_no, 0);
1041     }
1042 }
1043
1044 static void
1045 dp_netdev_run(void)
1046 {
1047     struct ofpbuf packet;
1048     struct dp_netdev *dp;
1049
1050     ofpbuf_init(&packet, DP_NETDEV_HEADROOM + max_mtu);
1051     LIST_FOR_EACH (dp, struct dp_netdev, node, &dp_netdev_list) {
1052         struct dp_netdev_port *port;
1053
1054         LIST_FOR_EACH (port, struct dp_netdev_port, node, &dp->port_list) {
1055             int error;
1056
1057             /* Reset packet contents. */
1058             packet.data = (char*)packet.base + DP_NETDEV_HEADROOM;
1059             packet.size = 0;
1060
1061             error = netdev_recv(port->netdev, &packet);
1062             if (!error) {
1063                 dp_netdev_port_input(dp, port, &packet);
1064             } else if (error != EAGAIN) {
1065                 struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
1066                 VLOG_ERR_RL(&rl, "error receiving data from %s: %s",
1067                             netdev_get_name(port->netdev), strerror(error));
1068             }
1069         }
1070     }
1071     ofpbuf_uninit(&packet);
1072 }
1073
1074 static void
1075 dp_netdev_wait(void)
1076 {
1077     struct dp_netdev *dp;
1078
1079     LIST_FOR_EACH (dp, struct dp_netdev, node, &dp_netdev_list) {
1080         struct dp_netdev_port *port;
1081         LIST_FOR_EACH (port, struct dp_netdev_port, node, &dp->port_list) {
1082             netdev_recv_wait(port->netdev);
1083         }
1084     }
1085 }
1086
1087
1088 /* Modify the TCI field of 'packet'.  If a VLAN tag is not present, one
1089  * is added with the TCI field set to 'tci'.  If a VLAN tag is present, 
1090  * then 'mask' bits are cleared before 'tci' is logically OR'd into the
1091  * TCI field.
1092  *
1093  * Note that the function does not ensure that 'tci' does not affect
1094  * bits outside of 'mask'.
1095  */
1096 static void
1097 dp_netdev_modify_vlan_tci(struct ofpbuf *packet, const flow_t *key,
1098                           uint16_t tci, uint16_t mask)
1099 {
1100     struct vlan_eth_header *veh;
1101
1102     if (key->dl_vlan != htons(ODP_VLAN_NONE)) {
1103         /* Clear 'mask' bits, but maintain other TCI bits. */
1104         veh = packet->l2;
1105         veh->veth_tci &= ~htons(mask);
1106         veh->veth_tci |= htons(tci);
1107     } else {
1108         /* Insert new 802.1Q header. */
1109         struct eth_header *eh = packet->l2;
1110         struct vlan_eth_header tmp;
1111         memcpy(tmp.veth_dst, eh->eth_dst, ETH_ADDR_LEN);
1112         memcpy(tmp.veth_src, eh->eth_src, ETH_ADDR_LEN);
1113         tmp.veth_type = htons(ETH_TYPE_VLAN);
1114         tmp.veth_tci = htons(tci);
1115         tmp.veth_next_type = eh->eth_type;
1116
1117         veh = ofpbuf_push_uninit(packet, VLAN_HEADER_LEN);
1118         memcpy(veh, &tmp, sizeof tmp);
1119         packet->l2 = (char*)packet->l2 - VLAN_HEADER_LEN;
1120     }
1121 }
1122
1123 static void
1124 dp_netdev_strip_vlan(struct ofpbuf *packet)
1125 {
1126     struct vlan_eth_header *veh = packet->l2;
1127     if (veh->veth_type == htons(ETH_TYPE_VLAN)) {
1128         struct eth_header tmp;
1129
1130         memcpy(tmp.eth_dst, veh->veth_dst, ETH_ADDR_LEN);
1131         memcpy(tmp.eth_src, veh->veth_src, ETH_ADDR_LEN);
1132         tmp.eth_type = veh->veth_next_type;
1133
1134         packet->size -= VLAN_HEADER_LEN;
1135         packet->data = (char*)packet->data + VLAN_HEADER_LEN;
1136         packet->l2 = (char*)packet->l2 + VLAN_HEADER_LEN;
1137         memcpy(packet->data, &tmp, sizeof tmp);
1138     }
1139 }
1140
1141 static void
1142 dp_netdev_set_dl_src(struct ofpbuf *packet, const uint8_t dl_addr[ETH_ADDR_LEN])
1143 {
1144     struct eth_header *eh = packet->l2;
1145     memcpy(eh->eth_src, dl_addr, sizeof eh->eth_src);
1146 }
1147
1148 static void
1149 dp_netdev_set_dl_dst(struct ofpbuf *packet, const uint8_t dl_addr[ETH_ADDR_LEN])
1150 {
1151     struct eth_header *eh = packet->l2;
1152     memcpy(eh->eth_dst, dl_addr, sizeof eh->eth_dst);
1153 }
1154
1155 static void
1156 dp_netdev_set_nw_addr(struct ofpbuf *packet, const flow_t *key,
1157                       const struct odp_action_nw_addr *a)
1158 {
1159     if (key->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1160         struct ip_header *nh = packet->l3;
1161         uint32_t *field;
1162
1163         field = a->type == ODPAT_SET_NW_SRC ? &nh->ip_src : &nh->ip_dst;
1164         if (key->nw_proto == IP_TYPE_TCP) {
1165             struct tcp_header *th = packet->l4;
1166             th->tcp_csum = recalc_csum32(th->tcp_csum, *field, a->nw_addr);
1167         } else if (key->nw_proto == IP_TYPE_UDP) {
1168             struct udp_header *uh = packet->l4;
1169             if (uh->udp_csum) {
1170                 uh->udp_csum = recalc_csum32(uh->udp_csum, *field, a->nw_addr);
1171                 if (!uh->udp_csum) {
1172                     uh->udp_csum = 0xffff;
1173                 }
1174             }
1175         }
1176         nh->ip_csum = recalc_csum32(nh->ip_csum, *field, a->nw_addr);
1177         *field = a->nw_addr;
1178     }
1179 }
1180
1181 static void
1182 dp_netdev_set_nw_tos(struct ofpbuf *packet, const flow_t *key,
1183                      const struct odp_action_nw_tos *a)
1184 {
1185     if (key->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1186         struct ip_header *nh = packet->l3;
1187         uint8_t *field = &nh->ip_tos;
1188
1189         /* Set the DSCP bits and preserve the ECN bits. */
1190         uint8_t new = a->nw_tos | (nh->ip_tos & IP_ECN_MASK);
1191
1192         nh->ip_csum = recalc_csum16(nh->ip_csum, htons((uint16_t)*field),
1193                 htons((uint16_t)a->nw_tos));
1194         *field = new;
1195     }
1196 }
1197
1198 static void
1199 dp_netdev_set_tp_port(struct ofpbuf *packet, const flow_t *key,
1200                       const struct odp_action_tp_port *a)
1201 {
1202         if (key->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1203         uint16_t *field;
1204         if (key->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
1205             struct tcp_header *th = packet->l4;
1206             field = a->type == ODPAT_SET_TP_SRC ? &th->tcp_src : &th->tcp_dst;
1207             th->tcp_csum = recalc_csum16(th->tcp_csum, *field, a->tp_port);
1208             *field = a->tp_port;
1209         } else if (key->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
1210             struct udp_header *uh = packet->l4;
1211             field = a->type == ODPAT_SET_TP_SRC ? &uh->udp_src : &uh->udp_dst;
1212             uh->udp_csum = recalc_csum16(uh->udp_csum, *field, a->tp_port);
1213             *field = a->tp_port;
1214         } else {
1215             return;
1216         }
1217     }
1218 }
1219
1220 static void
1221 dp_netdev_output_port(struct dp_netdev *dp, struct ofpbuf *packet,
1222                       uint16_t out_port)
1223 {
1224         struct dp_netdev_port *p = dp->ports[out_port];
1225     if (p) {
1226         netdev_send(p->netdev, packet);
1227     }
1228 }
1229
1230 static void
1231 dp_netdev_output_group(struct dp_netdev *dp, uint16_t group, uint16_t in_port,
1232                        struct ofpbuf *packet)
1233 {
1234         struct odp_port_group *g = &dp->groups[group];
1235         int i;
1236
1237         for (i = 0; i < g->n_ports; i++) {
1238         uint16_t out_port = g->ports[i];
1239         if (out_port != in_port) {
1240             dp_netdev_output_port(dp, packet, out_port);
1241         }
1242         }
1243 }
1244
1245 static int
1246 dp_netdev_output_control(struct dp_netdev *dp, const struct ofpbuf *packet,
1247                          int queue_no, int port_no, uint32_t arg)
1248 {
1249     struct ovs_queue *q = &dp->queues[queue_no];
1250     struct odp_msg *header;
1251     struct ofpbuf *msg;
1252     size_t msg_size;
1253
1254     if (q->n >= MAX_QUEUE_LEN) {
1255         dp->n_lost++;
1256         return ENOBUFS;
1257     }
1258
1259     msg_size = sizeof *header + packet->size;
1260     msg = ofpbuf_new(msg_size + DPIF_RECV_MSG_PADDING);
1261     ofpbuf_reserve(msg, DPIF_RECV_MSG_PADDING);
1262     header = ofpbuf_put_uninit(msg, sizeof *header);
1263     header->type = queue_no;
1264     header->length = msg_size;
1265     header->port = port_no;
1266     header->arg = arg;
1267     ofpbuf_put(msg, packet->data, packet->size);
1268     queue_push_tail(q, msg);
1269
1270     return 0;
1271 }
1272
1273 static int
1274 dp_netdev_execute_actions(struct dp_netdev *dp,
1275                           struct ofpbuf *packet, const flow_t *key,
1276                           const union odp_action *actions, int n_actions)
1277 {
1278     int i;
1279     for (i = 0; i < n_actions; i++) {
1280         const union odp_action *a = &actions[i];
1281
1282                 switch (a->type) {
1283                 case ODPAT_OUTPUT:
1284             dp_netdev_output_port(dp, packet, a->output.port);
1285                         break;
1286
1287                 case ODPAT_OUTPUT_GROUP:
1288                         dp_netdev_output_group(dp, a->output_group.group, key->in_port,
1289                                    packet);
1290                         break;
1291
1292                 case ODPAT_CONTROLLER:
1293             dp_netdev_output_control(dp, packet, _ODPL_ACTION_NR,
1294                                      key->in_port, a->controller.arg);
1295                         break;
1296
1297                 case ODPAT_SET_VLAN_VID:
1298                         dp_netdev_modify_vlan_tci(packet, key, ntohs(a->vlan_vid.vlan_vid),
1299                                       VLAN_VID_MASK);
1300             break;
1301
1302                 case ODPAT_SET_VLAN_PCP:
1303                         dp_netdev_modify_vlan_tci(
1304                 packet, key, a->vlan_pcp.vlan_pcp << VLAN_PCP_SHIFT,
1305                 VLAN_PCP_MASK);
1306             break;
1307
1308                 case ODPAT_STRIP_VLAN:
1309                         dp_netdev_strip_vlan(packet);
1310                         break;
1311
1312                 case ODPAT_SET_DL_SRC:
1313             dp_netdev_set_dl_src(packet, a->dl_addr.dl_addr);
1314                         break;
1315
1316                 case ODPAT_SET_DL_DST:
1317             dp_netdev_set_dl_dst(packet, a->dl_addr.dl_addr);
1318                         break;
1319
1320                 case ODPAT_SET_NW_SRC:
1321                 case ODPAT_SET_NW_DST:
1322                         dp_netdev_set_nw_addr(packet, key, &a->nw_addr);
1323                         break;
1324
1325                 case ODPAT_SET_NW_TOS:
1326                         dp_netdev_set_nw_tos(packet, key, &a->nw_tos);
1327                         break;
1328
1329                 case ODPAT_SET_TP_SRC:
1330                 case ODPAT_SET_TP_DST:
1331                         dp_netdev_set_tp_port(packet, key, &a->tp_port);
1332                         break;
1333                 }
1334         }
1335     return 0;
1336 }
1337
1338 const struct dpif_class dpif_netdev_class = {
1339     "netdev",
1340     dp_netdev_run,
1341     dp_netdev_wait,
1342     NULL,                       /* enumerate */
1343     dpif_netdev_open,
1344     dpif_netdev_close,
1345     NULL,                       /* get_all_names */
1346     dpif_netdev_destroy,
1347     dpif_netdev_get_stats,
1348     dpif_netdev_get_drop_frags,
1349     dpif_netdev_set_drop_frags,
1350     dpif_netdev_port_add,
1351     dpif_netdev_port_del,
1352     dpif_netdev_port_query_by_number,
1353     dpif_netdev_port_query_by_name,
1354     dpif_netdev_port_list,
1355     dpif_netdev_port_poll,
1356     dpif_netdev_port_poll_wait,
1357     dpif_netdev_port_group_get,
1358     dpif_netdev_port_group_set,
1359     dpif_netdev_flow_get,
1360     dpif_netdev_flow_put,
1361     dpif_netdev_flow_del,
1362     dpif_netdev_flow_flush,
1363     dpif_netdev_flow_list,
1364     dpif_netdev_execute,
1365     dpif_netdev_recv_get_mask,
1366     dpif_netdev_recv_set_mask,
1367     NULL,                       /* get_sflow_probability */
1368     NULL,                       /* set_sflow_probability */
1369     NULL,                       /* queue_to_priority */
1370     dpif_netdev_recv,
1371     dpif_netdev_recv_wait,
1372 };