Global replace of Nicira Networks.
[openvswitch] / lib / dpif.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2008, 2009, 2010, 2011, 2012 Nicira, Inc.
3  *
4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
5  * you may not use this file except in compliance with the License.
6  * You may obtain a copy of the License at:
7  *
8  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
9  *
10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
13  * See the License for the specific language governing permissions and
14  * limitations under the License.
15  */
16
17 #include <config.h>
18 #include "dpif-provider.h"
19
20 #include <assert.h>
21 #include <ctype.h>
22 #include <errno.h>
23 #include <inttypes.h>
24 #include <stdlib.h>
25 #include <string.h>
26
27 #include "coverage.h"
28 #include "dynamic-string.h"
29 #include "flow.h"
30 #include "netdev.h"
31 #include "netlink.h"
32 #include "odp-util.h"
33 #include "ofp-errors.h"
34 #include "ofp-print.h"
35 #include "ofp-util.h"
36 #include "ofpbuf.h"
37 #include "packets.h"
38 #include "poll-loop.h"
39 #include "shash.h"
40 #include "sset.h"
41 #include "timeval.h"
42 #include "util.h"
43 #include "valgrind.h"
44 #include "vlog.h"
45
46 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(dpif);
47
48 COVERAGE_DEFINE(dpif_destroy);
49 COVERAGE_DEFINE(dpif_port_add);
50 COVERAGE_DEFINE(dpif_port_del);
51 COVERAGE_DEFINE(dpif_flow_flush);
52 COVERAGE_DEFINE(dpif_flow_get);
53 COVERAGE_DEFINE(dpif_flow_put);
54 COVERAGE_DEFINE(dpif_flow_del);
55 COVERAGE_DEFINE(dpif_flow_query_list);
56 COVERAGE_DEFINE(dpif_flow_query_list_n);
57 COVERAGE_DEFINE(dpif_execute);
58 COVERAGE_DEFINE(dpif_purge);
59
60 static const struct dpif_class *base_dpif_classes[] = {
61 #ifdef HAVE_NETLINK
62     &dpif_linux_class,
63 #endif
64     &dpif_netdev_class,
65 };
66
67 struct registered_dpif_class {
68     const struct dpif_class *dpif_class;
69     int refcount;
70 };
71 static struct shash dpif_classes = SHASH_INITIALIZER(&dpif_classes);
72 static struct sset dpif_blacklist = SSET_INITIALIZER(&dpif_blacklist);
73
74 /* Rate limit for individual messages going to or from the datapath, output at
75  * DBG level.  This is very high because, if these are enabled, it is because
76  * we really need to see them. */
77 static struct vlog_rate_limit dpmsg_rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(600, 600);
78
79 /* Not really much point in logging many dpif errors. */
80 static struct vlog_rate_limit error_rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(60, 5);
81
82 static void log_flow_message(const struct dpif *dpif, int error,
83                              const char *operation,
84                              const struct nlattr *key, size_t key_len,
85                              const struct dpif_flow_stats *stats,
86                              const struct nlattr *actions, size_t actions_len);
87 static void log_operation(const struct dpif *, const char *operation,
88                           int error);
89 static bool should_log_flow_message(int error);
90 static void log_flow_put_message(struct dpif *, const struct dpif_flow_put *,
91                                  int error);
92 static void log_flow_del_message(struct dpif *, const struct dpif_flow_del *,
93                                  int error);
94 static void log_execute_message(struct dpif *, const struct dpif_execute *,
95                                 int error);
96
97 static void
98 dp_initialize(void)
99 {
100     static int status = -1;
101
102     if (status < 0) {
103         int i;
104
105         status = 0;
106         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(base_dpif_classes); i++) {
107             dp_register_provider(base_dpif_classes[i]);
108         }
109     }
110 }
111
112 /* Registers a new datapath provider.  After successful registration, new
113  * datapaths of that type can be opened using dpif_open(). */
114 int
115 dp_register_provider(const struct dpif_class *new_class)
116 {
117     struct registered_dpif_class *registered_class;
118
119     if (sset_contains(&dpif_blacklist, new_class->type)) {
120         VLOG_DBG("attempted to register blacklisted provider: %s",
121                  new_class->type);
122         return EINVAL;
123     }
124
125     if (shash_find(&dpif_classes, new_class->type)) {
126         VLOG_WARN("attempted to register duplicate datapath provider: %s",
127                   new_class->type);
128         return EEXIST;
129     }
130
131     registered_class = xmalloc(sizeof *registered_class);
132     registered_class->dpif_class = new_class;
133     registered_class->refcount = 0;
134
135     shash_add(&dpif_classes, new_class->type, registered_class);
136
137     return 0;
138 }
139
140 /* Unregisters a datapath provider.  'type' must have been previously
141  * registered and not currently be in use by any dpifs.  After unregistration
142  * new datapaths of that type cannot be opened using dpif_open(). */
143 int
144 dp_unregister_provider(const char *type)
145 {
146     struct shash_node *node;
147     struct registered_dpif_class *registered_class;
148
149     node = shash_find(&dpif_classes, type);
150     if (!node) {
151         VLOG_WARN("attempted to unregister a datapath provider that is not "
152                   "registered: %s", type);
153         return EAFNOSUPPORT;
154     }
155
156     registered_class = node->data;
157     if (registered_class->refcount) {
158         VLOG_WARN("attempted to unregister in use datapath provider: %s", type);
159         return EBUSY;
160     }
161
162     shash_delete(&dpif_classes, node);
163     free(registered_class);
164
165     return 0;
166 }
167
168 /* Blacklists a provider.  Causes future calls of dp_register_provider() with
169  * a dpif_class which implements 'type' to fail. */
170 void
171 dp_blacklist_provider(const char *type)
172 {
173     sset_add(&dpif_blacklist, type);
174 }
175
176 /* Clears 'types' and enumerates the types of all currently registered datapath
177  * providers into it.  The caller must first initialize the sset. */
178 void
179 dp_enumerate_types(struct sset *types)
180 {
181     struct shash_node *node;
182
183     dp_initialize();
184     sset_clear(types);
185
186     SHASH_FOR_EACH(node, &dpif_classes) {
187         const struct registered_dpif_class *registered_class = node->data;
188         sset_add(types, registered_class->dpif_class->type);
189     }
190 }
191
192 /* Clears 'names' and enumerates the names of all known created datapaths with
193  * the given 'type'.  The caller must first initialize the sset.  Returns 0 if
194  * successful, otherwise a positive errno value.
195  *
196  * Some kinds of datapaths might not be practically enumerable.  This is not
197  * considered an error. */
198 int
199 dp_enumerate_names(const char *type, struct sset *names)
200 {
201     const struct registered_dpif_class *registered_class;
202     const struct dpif_class *dpif_class;
203     int error;
204
205     dp_initialize();
206     sset_clear(names);
207
208     registered_class = shash_find_data(&dpif_classes, type);
209     if (!registered_class) {
210         VLOG_WARN("could not enumerate unknown type: %s", type);
211         return EAFNOSUPPORT;
212     }
213
214     dpif_class = registered_class->dpif_class;
215     error = dpif_class->enumerate ? dpif_class->enumerate(names) : 0;
216
217     if (error) {
218         VLOG_WARN("failed to enumerate %s datapaths: %s", dpif_class->type,
219                    strerror(error));
220     }
221
222     return error;
223 }
224
225 /* Parses 'datapath_name_', which is of the form [type@]name into its
226  * component pieces.  'name' and 'type' must be freed by the caller.
227  *
228  * The returned 'type' is normalized, as if by dpif_normalize_type(). */
229 void
230 dp_parse_name(const char *datapath_name_, char **name, char **type)
231 {
232     char *datapath_name = xstrdup(datapath_name_);
233     char *separator;
234
235     separator = strchr(datapath_name, '@');
236     if (separator) {
237         *separator = '\0';
238         *type = datapath_name;
239         *name = xstrdup(dpif_normalize_type(separator + 1));
240     } else {
241         *name = datapath_name;
242         *type = xstrdup(dpif_normalize_type(NULL));
243     }
244 }
245
246 static int
247 do_open(const char *name, const char *type, bool create, struct dpif **dpifp)
248 {
249     struct dpif *dpif = NULL;
250     int error;
251     struct registered_dpif_class *registered_class;
252
253     dp_initialize();
254
255     type = dpif_normalize_type(type);
256
257     registered_class = shash_find_data(&dpif_classes, type);
258     if (!registered_class) {
259         VLOG_WARN("could not create datapath %s of unknown type %s", name,
260                   type);
261         error = EAFNOSUPPORT;
262         goto exit;
263     }
264
265     error = registered_class->dpif_class->open(registered_class->dpif_class,
266                                                name, create, &dpif);
267     if (!error) {
268         assert(dpif->dpif_class == registered_class->dpif_class);
269         registered_class->refcount++;
270     }
271
272 exit:
273     *dpifp = error ? NULL : dpif;
274     return error;
275 }
276
277 /* Tries to open an existing datapath named 'name' and type 'type'.  Will fail
278  * if no datapath with 'name' and 'type' exists.  'type' may be either NULL or
279  * the empty string to specify the default system type.  Returns 0 if
280  * successful, otherwise a positive errno value.  On success stores a pointer
281  * to the datapath in '*dpifp', otherwise a null pointer. */
282 int
283 dpif_open(const char *name, const char *type, struct dpif **dpifp)
284 {
285     return do_open(name, type, false, dpifp);
286 }
287
288 /* Tries to create and open a new datapath with the given 'name' and 'type'.
289  * 'type' may be either NULL or the empty string to specify the default system
290  * type.  Will fail if a datapath with 'name' and 'type' already exists.
291  * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.  On success
292  * stores a pointer to the datapath in '*dpifp', otherwise a null pointer. */
293 int
294 dpif_create(const char *name, const char *type, struct dpif **dpifp)
295 {
296     return do_open(name, type, true, dpifp);
297 }
298
299 /* Tries to open a datapath with the given 'name' and 'type', creating it if it
300  * does not exist.  'type' may be either NULL or the empty string to specify
301  * the default system type.  Returns 0 if successful, otherwise a positive
302  * errno value. On success stores a pointer to the datapath in '*dpifp',
303  * otherwise a null pointer. */
304 int
305 dpif_create_and_open(const char *name, const char *type, struct dpif **dpifp)
306 {
307     int error;
308
309     error = dpif_create(name, type, dpifp);
310     if (error == EEXIST || error == EBUSY) {
311         error = dpif_open(name, type, dpifp);
312         if (error) {
313             VLOG_WARN("datapath %s already exists but cannot be opened: %s",
314                       name, strerror(error));
315         }
316     } else if (error) {
317         VLOG_WARN("failed to create datapath %s: %s", name, strerror(error));
318     }
319     return error;
320 }
321
322 /* Closes and frees the connection to 'dpif'.  Does not destroy the datapath
323  * itself; call dpif_delete() first, instead, if that is desirable. */
324 void
325 dpif_close(struct dpif *dpif)
326 {
327     if (dpif) {
328         struct registered_dpif_class *registered_class;
329
330         registered_class = shash_find_data(&dpif_classes,
331                 dpif->dpif_class->type);
332         assert(registered_class);
333         assert(registered_class->refcount);
334
335         registered_class->refcount--;
336         dpif_uninit(dpif, true);
337     }
338 }
339
340 /* Performs periodic work needed by 'dpif'. */
341 void
342 dpif_run(struct dpif *dpif)
343 {
344     if (dpif->dpif_class->run) {
345         dpif->dpif_class->run(dpif);
346     }
347 }
348
349 /* Arranges for poll_block() to wake up when dp_run() needs to be called for
350  * 'dpif'. */
351 void
352 dpif_wait(struct dpif *dpif)
353 {
354     if (dpif->dpif_class->wait) {
355         dpif->dpif_class->wait(dpif);
356     }
357 }
358
359 /* Returns the name of datapath 'dpif' prefixed with the type
360  * (for use in log messages). */
361 const char *
362 dpif_name(const struct dpif *dpif)
363 {
364     return dpif->full_name;
365 }
366
367 /* Returns the name of datapath 'dpif' without the type
368  * (for use in device names). */
369 const char *
370 dpif_base_name(const struct dpif *dpif)
371 {
372     return dpif->base_name;
373 }
374
375 /* Returns the fully spelled out name for the given datapath 'type'.
376  *
377  * Normalized type string can be compared with strcmp().  Unnormalized type
378  * string might be the same even if they have different spellings. */
379 const char *
380 dpif_normalize_type(const char *type)
381 {
382     return type && type[0] ? type : "system";
383 }
384
385 /* Destroys the datapath that 'dpif' is connected to, first removing all of its
386  * ports.  After calling this function, it does not make sense to pass 'dpif'
387  * to any functions other than dpif_name() or dpif_close(). */
388 int
389 dpif_delete(struct dpif *dpif)
390 {
391     int error;
392
393     COVERAGE_INC(dpif_destroy);
394
395     error = dpif->dpif_class->destroy(dpif);
396     log_operation(dpif, "delete", error);
397     return error;
398 }
399
400 /* Retrieves statistics for 'dpif' into 'stats'.  Returns 0 if successful,
401  * otherwise a positive errno value. */
402 int
403 dpif_get_dp_stats(const struct dpif *dpif, struct dpif_dp_stats *stats)
404 {
405     int error = dpif->dpif_class->get_stats(dpif, stats);
406     if (error) {
407         memset(stats, 0, sizeof *stats);
408     }
409     log_operation(dpif, "get_stats", error);
410     return error;
411 }
412
413 /* Attempts to add 'netdev' as a port on 'dpif'.  If successful, returns 0 and
414  * sets '*port_nop' to the new port's port number (if 'port_nop' is non-null).
415  * On failure, returns a positive errno value and sets '*port_nop' to
416  * UINT16_MAX (if 'port_nop' is non-null). */
417 int
418 dpif_port_add(struct dpif *dpif, struct netdev *netdev, uint16_t *port_nop)
419 {
420     const char *netdev_name = netdev_get_name(netdev);
421     uint16_t port_no;
422     int error;
423
424     COVERAGE_INC(dpif_port_add);
425
426     error = dpif->dpif_class->port_add(dpif, netdev, &port_no);
427     if (!error) {
428         VLOG_DBG_RL(&dpmsg_rl, "%s: added %s as port %"PRIu16,
429                     dpif_name(dpif), netdev_name, port_no);
430     } else {
431         VLOG_WARN_RL(&error_rl, "%s: failed to add %s as port: %s",
432                      dpif_name(dpif), netdev_name, strerror(error));
433         port_no = UINT16_MAX;
434     }
435     if (port_nop) {
436         *port_nop = port_no;
437     }
438     return error;
439 }
440
441 /* Attempts to remove 'dpif''s port number 'port_no'.  Returns 0 if successful,
442  * otherwise a positive errno value. */
443 int
444 dpif_port_del(struct dpif *dpif, uint16_t port_no)
445 {
446     int error;
447
448     COVERAGE_INC(dpif_port_del);
449
450     error = dpif->dpif_class->port_del(dpif, port_no);
451     if (!error) {
452         VLOG_DBG_RL(&dpmsg_rl, "%s: port_del(%"PRIu16")",
453                     dpif_name(dpif), port_no);
454     } else {
455         log_operation(dpif, "port_del", error);
456     }
457     return error;
458 }
459
460 /* Makes a deep copy of 'src' into 'dst'. */
461 void
462 dpif_port_clone(struct dpif_port *dst, const struct dpif_port *src)
463 {
464     dst->name = xstrdup(src->name);
465     dst->type = xstrdup(src->type);
466     dst->port_no = src->port_no;
467 }
468
469 /* Frees memory allocated to members of 'dpif_port'.
470  *
471  * Do not call this function on a dpif_port obtained from
472  * dpif_port_dump_next(): that function retains ownership of the data in the
473  * dpif_port. */
474 void
475 dpif_port_destroy(struct dpif_port *dpif_port)
476 {
477     free(dpif_port->name);
478     free(dpif_port->type);
479 }
480
481 /* Looks up port number 'port_no' in 'dpif'.  On success, returns 0 and
482  * initializes '*port' appropriately; on failure, returns a positive errno
483  * value.
484  *
485  * The caller owns the data in 'port' and must free it with
486  * dpif_port_destroy() when it is no longer needed. */
487 int
488 dpif_port_query_by_number(const struct dpif *dpif, uint16_t port_no,
489                           struct dpif_port *port)
490 {
491     int error = dpif->dpif_class->port_query_by_number(dpif, port_no, port);
492     if (!error) {
493         VLOG_DBG_RL(&dpmsg_rl, "%s: port %"PRIu16" is device %s",
494                     dpif_name(dpif), port_no, port->name);
495     } else {
496         memset(port, 0, sizeof *port);
497         VLOG_WARN_RL(&error_rl, "%s: failed to query port %"PRIu16": %s",
498                      dpif_name(dpif), port_no, strerror(error));
499     }
500     return error;
501 }
502
503 /* Looks up port named 'devname' in 'dpif'.  On success, returns 0 and
504  * initializes '*port' appropriately; on failure, returns a positive errno
505  * value.
506  *
507  * The caller owns the data in 'port' and must free it with
508  * dpif_port_destroy() when it is no longer needed. */
509 int
510 dpif_port_query_by_name(const struct dpif *dpif, const char *devname,
511                         struct dpif_port *port)
512 {
513     int error = dpif->dpif_class->port_query_by_name(dpif, devname, port);
514     if (!error) {
515         VLOG_DBG_RL(&dpmsg_rl, "%s: device %s is on port %"PRIu16,
516                     dpif_name(dpif), devname, port->port_no);
517     } else {
518         memset(port, 0, sizeof *port);
519
520         /* For ENOENT or ENODEV we use DBG level because the caller is probably
521          * interested in whether 'dpif' actually has a port 'devname', so that
522          * it's not an issue worth logging if it doesn't.  Other errors are
523          * uncommon and more likely to indicate a real problem. */
524         VLOG_RL(&error_rl,
525                 error == ENOENT || error == ENODEV ? VLL_DBG : VLL_WARN,
526                 "%s: failed to query port %s: %s",
527                 dpif_name(dpif), devname, strerror(error));
528     }
529     return error;
530 }
531
532 /* Returns one greater than the maximum port number accepted in flow
533  * actions. */
534 int
535 dpif_get_max_ports(const struct dpif *dpif)
536 {
537     return dpif->dpif_class->get_max_ports(dpif);
538 }
539
540 /* Returns the Netlink PID value to supply in OVS_ACTION_ATTR_USERSPACE actions
541  * as the OVS_USERSPACE_ATTR_PID attribute's value, for use in flows whose
542  * packets arrived on port 'port_no'.
543  *
544  * The return value is only meaningful when DPIF_UC_ACTION has been enabled in
545  * the 'dpif''s listen mask.  It is allowed to change when DPIF_UC_ACTION is
546  * disabled and then re-enabled, so a client that does that must be prepared to
547  * update all of the flows that it installed that contain
548  * OVS_ACTION_ATTR_USERSPACE actions. */
549 uint32_t
550 dpif_port_get_pid(const struct dpif *dpif, uint16_t port_no)
551 {
552     return (dpif->dpif_class->port_get_pid
553             ? (dpif->dpif_class->port_get_pid)(dpif, port_no)
554             : 0);
555 }
556
557 /* Looks up port number 'port_no' in 'dpif'.  On success, returns 0 and copies
558  * the port's name into the 'name_size' bytes in 'name', ensuring that the
559  * result is null-terminated.  On failure, returns a positive errno value and
560  * makes 'name' the empty string. */
561 int
562 dpif_port_get_name(struct dpif *dpif, uint16_t port_no,
563                    char *name, size_t name_size)
564 {
565     struct dpif_port port;
566     int error;
567
568     assert(name_size > 0);
569
570     error = dpif_port_query_by_number(dpif, port_no, &port);
571     if (!error) {
572         ovs_strlcpy(name, port.name, name_size);
573         dpif_port_destroy(&port);
574     } else {
575         *name = '\0';
576     }
577     return error;
578 }
579
580 /* Initializes 'dump' to begin dumping the ports in a dpif.
581  *
582  * This function provides no status indication.  An error status for the entire
583  * dump operation is provided when it is completed by calling
584  * dpif_port_dump_done().
585  */
586 void
587 dpif_port_dump_start(struct dpif_port_dump *dump, const struct dpif *dpif)
588 {
589     dump->dpif = dpif;
590     dump->error = dpif->dpif_class->port_dump_start(dpif, &dump->state);
591     log_operation(dpif, "port_dump_start", dump->error);
592 }
593
594 /* Attempts to retrieve another port from 'dump', which must have been
595  * initialized with dpif_port_dump_start().  On success, stores a new dpif_port
596  * into 'port' and returns true.  On failure, returns false.
597  *
598  * Failure might indicate an actual error or merely that the last port has been
599  * dumped.  An error status for the entire dump operation is provided when it
600  * is completed by calling dpif_port_dump_done().
601  *
602  * The dpif owns the data stored in 'port'.  It will remain valid until at
603  * least the next time 'dump' is passed to dpif_port_dump_next() or
604  * dpif_port_dump_done(). */
605 bool
606 dpif_port_dump_next(struct dpif_port_dump *dump, struct dpif_port *port)
607 {
608     const struct dpif *dpif = dump->dpif;
609
610     if (dump->error) {
611         return false;
612     }
613
614     dump->error = dpif->dpif_class->port_dump_next(dpif, dump->state, port);
615     if (dump->error == EOF) {
616         VLOG_DBG_RL(&dpmsg_rl, "%s: dumped all ports", dpif_name(dpif));
617     } else {
618         log_operation(dpif, "port_dump_next", dump->error);
619     }
620
621     if (dump->error) {
622         dpif->dpif_class->port_dump_done(dpif, dump->state);
623         return false;
624     }
625     return true;
626 }
627
628 /* Completes port table dump operation 'dump', which must have been initialized
629  * with dpif_port_dump_start().  Returns 0 if the dump operation was
630  * error-free, otherwise a positive errno value describing the problem. */
631 int
632 dpif_port_dump_done(struct dpif_port_dump *dump)
633 {
634     const struct dpif *dpif = dump->dpif;
635     if (!dump->error) {
636         dump->error = dpif->dpif_class->port_dump_done(dpif, dump->state);
637         log_operation(dpif, "port_dump_done", dump->error);
638     }
639     return dump->error == EOF ? 0 : dump->error;
640 }
641
642 /* Polls for changes in the set of ports in 'dpif'.  If the set of ports in
643  * 'dpif' has changed, this function does one of the following:
644  *
645  * - Stores the name of the device that was added to or deleted from 'dpif' in
646  *   '*devnamep' and returns 0.  The caller is responsible for freeing
647  *   '*devnamep' (with free()) when it no longer needs it.
648  *
649  * - Returns ENOBUFS and sets '*devnamep' to NULL.
650  *
651  * This function may also return 'false positives', where it returns 0 and
652  * '*devnamep' names a device that was not actually added or deleted or it
653  * returns ENOBUFS without any change.
654  *
655  * Returns EAGAIN if the set of ports in 'dpif' has not changed.  May also
656  * return other positive errno values to indicate that something has gone
657  * wrong. */
658 int
659 dpif_port_poll(const struct dpif *dpif, char **devnamep)
660 {
661     int error = dpif->dpif_class->port_poll(dpif, devnamep);
662     if (error) {
663         *devnamep = NULL;
664     }
665     return error;
666 }
667
668 /* Arranges for the poll loop to wake up when port_poll(dpif) will return a
669  * value other than EAGAIN. */
670 void
671 dpif_port_poll_wait(const struct dpif *dpif)
672 {
673     dpif->dpif_class->port_poll_wait(dpif);
674 }
675
676 /* Extracts the flow stats for a packet.  The 'flow' and 'packet'
677  * arguments must have been initialized through a call to flow_extract(). */
678 void
679 dpif_flow_stats_extract(const struct flow *flow, const struct ofpbuf *packet,
680                         struct dpif_flow_stats *stats)
681 {
682     stats->tcp_flags = packet_get_tcp_flags(packet, flow);
683     stats->n_bytes = packet->size;
684     stats->n_packets = 1;
685     stats->used = time_msec();
686 }
687
688 /* Appends a human-readable representation of 'stats' to 's'. */
689 void
690 dpif_flow_stats_format(const struct dpif_flow_stats *stats, struct ds *s)
691 {
692     ds_put_format(s, "packets:%"PRIu64", bytes:%"PRIu64", used:",
693                   stats->n_packets, stats->n_bytes);
694     if (stats->used) {
695         ds_put_format(s, "%.3fs", (time_msec() - stats->used) / 1000.0);
696     } else {
697         ds_put_format(s, "never");
698     }
699     if (stats->tcp_flags) {
700         ds_put_cstr(s, ", flags:");
701         packet_format_tcp_flags(s, stats->tcp_flags);
702     }
703 }
704
705 /* Deletes all flows from 'dpif'.  Returns 0 if successful, otherwise a
706  * positive errno value.  */
707 int
708 dpif_flow_flush(struct dpif *dpif)
709 {
710     int error;
711
712     COVERAGE_INC(dpif_flow_flush);
713
714     error = dpif->dpif_class->flow_flush(dpif);
715     log_operation(dpif, "flow_flush", error);
716     return error;
717 }
718
719 /* Queries 'dpif' for a flow entry.  The flow is specified by the Netlink
720  * attributes with types OVS_KEY_ATTR_* in the 'key_len' bytes starting at
721  * 'key'.
722  *
723  * Returns 0 if successful.  If no flow matches, returns ENOENT.  On other
724  * failure, returns a positive errno value.
725  *
726  * If 'actionsp' is nonnull, then on success '*actionsp' will be set to an
727  * ofpbuf owned by the caller that contains the Netlink attributes for the
728  * flow's actions.  The caller must free the ofpbuf (with ofpbuf_delete()) when
729  * it is no longer needed.
730  *
731  * If 'stats' is nonnull, then on success it will be updated with the flow's
732  * statistics. */
733 int
734 dpif_flow_get(const struct dpif *dpif,
735               const struct nlattr *key, size_t key_len,
736               struct ofpbuf **actionsp, struct dpif_flow_stats *stats)
737 {
738     int error;
739
740     COVERAGE_INC(dpif_flow_get);
741
742     error = dpif->dpif_class->flow_get(dpif, key, key_len, actionsp, stats);
743     if (error) {
744         if (actionsp) {
745             *actionsp = NULL;
746         }
747         if (stats) {
748             memset(stats, 0, sizeof *stats);
749         }
750     }
751     if (should_log_flow_message(error)) {
752         const struct nlattr *actions;
753         size_t actions_len;
754
755         if (!error && actionsp) {
756             actions = (*actionsp)->data;
757             actions_len = (*actionsp)->size;
758         } else {
759             actions = NULL;
760             actions_len = 0;
761         }
762         log_flow_message(dpif, error, "flow_get", key, key_len, stats,
763                          actions, actions_len);
764     }
765     return error;
766 }
767
768 static int
769 dpif_flow_put__(struct dpif *dpif, const struct dpif_flow_put *put)
770 {
771     int error;
772
773     COVERAGE_INC(dpif_flow_put);
774     assert(!(put->flags & ~(DPIF_FP_CREATE | DPIF_FP_MODIFY
775                             | DPIF_FP_ZERO_STATS)));
776
777     error = dpif->dpif_class->flow_put(dpif, put);
778     if (error && put->stats) {
779         memset(put->stats, 0, sizeof *put->stats);
780     }
781     log_flow_put_message(dpif, put, error);
782     return error;
783 }
784
785 /* Adds or modifies a flow in 'dpif'.  The flow is specified by the Netlink
786  * attributes with types OVS_KEY_ATTR_* in the 'key_len' bytes starting at
787  * 'key'.  The associated actions are specified by the Netlink attributes with
788  * types OVS_ACTION_ATTR_* in the 'actions_len' bytes starting at 'actions'.
789  *
790  * - If the flow's key does not exist in 'dpif', then the flow will be added if
791  *   'flags' includes DPIF_FP_CREATE.  Otherwise the operation will fail with
792  *   ENOENT.
793  *
794  *   If the operation succeeds, then 'stats', if nonnull, will be zeroed.
795  *
796  * - If the flow's key does exist in 'dpif', then the flow's actions will be
797  *   updated if 'flags' includes DPIF_FP_MODIFY.  Otherwise the operation will
798  *   fail with EEXIST.  If the flow's actions are updated, then its statistics
799  *   will be zeroed if 'flags' includes DPIF_FP_ZERO_STATS, and left as-is
800  *   otherwise.
801  *
802  *   If the operation succeeds, then 'stats', if nonnull, will be set to the
803  *   flow's statistics before the update.
804  */
805 int
806 dpif_flow_put(struct dpif *dpif, enum dpif_flow_put_flags flags,
807               const struct nlattr *key, size_t key_len,
808               const struct nlattr *actions, size_t actions_len,
809               struct dpif_flow_stats *stats)
810 {
811     struct dpif_flow_put put;
812
813     put.flags = flags;
814     put.key = key;
815     put.key_len = key_len;
816     put.actions = actions;
817     put.actions_len = actions_len;
818     put.stats = stats;
819     return dpif_flow_put__(dpif, &put);
820 }
821
822 static int
823 dpif_flow_del__(struct dpif *dpif, struct dpif_flow_del *del)
824 {
825     int error;
826
827     COVERAGE_INC(dpif_flow_del);
828
829     error = dpif->dpif_class->flow_del(dpif, del);
830     if (error && del->stats) {
831         memset(del->stats, 0, sizeof *del->stats);
832     }
833     log_flow_del_message(dpif, del, error);
834     return error;
835 }
836
837 /* Deletes a flow from 'dpif' and returns 0, or returns ENOENT if 'dpif' does
838  * not contain such a flow.  The flow is specified by the Netlink attributes
839  * with types OVS_KEY_ATTR_* in the 'key_len' bytes starting at 'key'.
840  *
841  * If the operation succeeds, then 'stats', if nonnull, will be set to the
842  * flow's statistics before its deletion. */
843 int
844 dpif_flow_del(struct dpif *dpif,
845               const struct nlattr *key, size_t key_len,
846               struct dpif_flow_stats *stats)
847 {
848     struct dpif_flow_del del;
849
850     del.key = key;
851     del.key_len = key_len;
852     del.stats = stats;
853     return dpif_flow_del__(dpif, &del);
854 }
855
856 /* Initializes 'dump' to begin dumping the flows in a dpif.
857  *
858  * This function provides no status indication.  An error status for the entire
859  * dump operation is provided when it is completed by calling
860  * dpif_flow_dump_done().
861  */
862 void
863 dpif_flow_dump_start(struct dpif_flow_dump *dump, const struct dpif *dpif)
864 {
865     dump->dpif = dpif;
866     dump->error = dpif->dpif_class->flow_dump_start(dpif, &dump->state);
867     log_operation(dpif, "flow_dump_start", dump->error);
868 }
869
870 /* Attempts to retrieve another flow from 'dump', which must have been
871  * initialized with dpif_flow_dump_start().  On success, updates the output
872  * parameters as described below and returns true.  Otherwise, returns false.
873  * Failure might indicate an actual error or merely the end of the flow table.
874  * An error status for the entire dump operation is provided when it is
875  * completed by calling dpif_flow_dump_done().
876  *
877  * On success, if 'key' and 'key_len' are nonnull then '*key' and '*key_len'
878  * will be set to Netlink attributes with types OVS_KEY_ATTR_* representing the
879  * dumped flow's key.  If 'actions' and 'actions_len' are nonnull then they are
880  * set to Netlink attributes with types OVS_ACTION_ATTR_* representing the
881  * dumped flow's actions.  If 'stats' is nonnull then it will be set to the
882  * dumped flow's statistics.
883  *
884  * All of the returned data is owned by 'dpif', not by the caller, and the
885  * caller must not modify or free it.  'dpif' guarantees that it remains
886  * accessible and unchanging until at least the next call to 'flow_dump_next'
887  * or 'flow_dump_done' for 'dump'. */
888 bool
889 dpif_flow_dump_next(struct dpif_flow_dump *dump,
890                     const struct nlattr **key, size_t *key_len,
891                     const struct nlattr **actions, size_t *actions_len,
892                     const struct dpif_flow_stats **stats)
893 {
894     const struct dpif *dpif = dump->dpif;
895     int error = dump->error;
896
897     if (!error) {
898         error = dpif->dpif_class->flow_dump_next(dpif, dump->state,
899                                                  key, key_len,
900                                                  actions, actions_len,
901                                                  stats);
902         if (error) {
903             dpif->dpif_class->flow_dump_done(dpif, dump->state);
904         }
905     }
906     if (error) {
907         if (key) {
908             *key = NULL;
909             *key_len = 0;
910         }
911         if (actions) {
912             *actions = NULL;
913             *actions_len = 0;
914         }
915         if (stats) {
916             *stats = NULL;
917         }
918     }
919     if (!dump->error) {
920         if (error == EOF) {
921             VLOG_DBG_RL(&dpmsg_rl, "%s: dumped all flows", dpif_name(dpif));
922         } else if (should_log_flow_message(error)) {
923             log_flow_message(dpif, error, "flow_dump",
924                              key ? *key : NULL, key ? *key_len : 0,
925                              stats ? *stats : NULL, actions ? *actions : NULL,
926                              actions ? *actions_len : 0);
927         }
928     }
929     dump->error = error;
930     return !error;
931 }
932
933 /* Completes flow table dump operation 'dump', which must have been initialized
934  * with dpif_flow_dump_start().  Returns 0 if the dump operation was
935  * error-free, otherwise a positive errno value describing the problem. */
936 int
937 dpif_flow_dump_done(struct dpif_flow_dump *dump)
938 {
939     const struct dpif *dpif = dump->dpif;
940     if (!dump->error) {
941         dump->error = dpif->dpif_class->flow_dump_done(dpif, dump->state);
942         log_operation(dpif, "flow_dump_done", dump->error);
943     }
944     return dump->error == EOF ? 0 : dump->error;
945 }
946
947 static int
948 dpif_execute__(struct dpif *dpif, const struct dpif_execute *execute)
949 {
950     int error;
951
952     COVERAGE_INC(dpif_execute);
953     if (execute->actions_len > 0) {
954         error = dpif->dpif_class->execute(dpif, execute);
955     } else {
956         error = 0;
957     }
958
959     log_execute_message(dpif, execute, error);
960
961     return error;
962 }
963
964 /* Causes 'dpif' to perform the 'actions_len' bytes of actions in 'actions' on
965  * the Ethernet frame specified in 'packet' taken from the flow specified in
966  * the 'key_len' bytes of 'key'.  ('key' is mostly redundant with 'packet', but
967  * it contains some metadata that cannot be recovered from 'packet', such as
968  * tun_id and in_port.)
969  *
970  * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
971 int
972 dpif_execute(struct dpif *dpif,
973              const struct nlattr *key, size_t key_len,
974              const struct nlattr *actions, size_t actions_len,
975              const struct ofpbuf *buf)
976 {
977     struct dpif_execute execute;
978
979     execute.key = key;
980     execute.key_len = key_len;
981     execute.actions = actions;
982     execute.actions_len = actions_len;
983     execute.packet = buf;
984     return dpif_execute__(dpif, &execute);
985 }
986
987 /* Executes each of the 'n_ops' operations in 'ops' on 'dpif', in the order in
988  * which they are specified, placing each operation's results in the "output"
989  * members documented in comments.
990  *
991  * This function exists because some datapaths can perform batched operations
992  * faster than individual operations. */
993 void
994 dpif_operate(struct dpif *dpif, struct dpif_op **ops, size_t n_ops)
995 {
996     size_t i;
997
998     if (dpif->dpif_class->operate) {
999         dpif->dpif_class->operate(dpif, ops, n_ops);
1000
1001         for (i = 0; i < n_ops; i++) {
1002             struct dpif_op *op = ops[i];
1003
1004             switch (op->type) {
1005             case DPIF_OP_FLOW_PUT:
1006                 log_flow_put_message(dpif, &op->u.flow_put, op->error);
1007                 break;
1008
1009             case DPIF_OP_FLOW_DEL:
1010                 log_flow_del_message(dpif, &op->u.flow_del, op->error);
1011                 break;
1012
1013             case DPIF_OP_EXECUTE:
1014                 log_execute_message(dpif, &op->u.execute, op->error);
1015                 break;
1016             }
1017         }
1018         return;
1019     }
1020
1021     for (i = 0; i < n_ops; i++) {
1022         struct dpif_op *op = ops[i];
1023
1024         switch (op->type) {
1025         case DPIF_OP_FLOW_PUT:
1026             op->error = dpif_flow_put__(dpif, &op->u.flow_put);
1027             break;
1028
1029         case DPIF_OP_FLOW_DEL:
1030             op->error = dpif_flow_del__(dpif, &op->u.flow_del);
1031             break;
1032
1033         case DPIF_OP_EXECUTE:
1034             op->error = dpif_execute__(dpif, &op->u.execute);
1035             break;
1036
1037         default:
1038             NOT_REACHED();
1039         }
1040     }
1041 }
1042
1043
1044 /* Returns a string that represents 'type', for use in log messages. */
1045 const char *
1046 dpif_upcall_type_to_string(enum dpif_upcall_type type)
1047 {
1048     switch (type) {
1049     case DPIF_UC_MISS: return "miss";
1050     case DPIF_UC_ACTION: return "action";
1051     case DPIF_N_UC_TYPES: default: return "<unknown>";
1052     }
1053 }
1054
1055 /* Enables or disables receiving packets with dpif_recv() on 'dpif'.  Returns 0
1056  * if successful, otherwise a positive errno value.
1057  *
1058  * Turning packet receive off and then back on may change the Netlink PID
1059  * assignments returned by dpif_port_get_pid().  If the client does this, it
1060  * must update all of the flows that have OVS_ACTION_ATTR_USERSPACE actions
1061  * using the new PID assignment. */
1062 int
1063 dpif_recv_set(struct dpif *dpif, bool enable)
1064 {
1065     int error = dpif->dpif_class->recv_set(dpif, enable);
1066     log_operation(dpif, "recv_set", error);
1067     return error;
1068 }
1069
1070 /* Polls for an upcall from 'dpif'.  If successful, stores the upcall into
1071  * '*upcall', using 'buf' for storage.  Should only be called if
1072  * dpif_recv_set() has been used to enable receiving packets on 'dpif'.
1073  *
1074  * 'upcall->packet' and 'upcall->key' point into data in the caller-provided
1075  * 'buf', so their memory cannot be freed separately from 'buf'.  (This is
1076  * hardly a great way to do things but it works out OK for the dpif providers
1077  * and clients that exist so far.)
1078  *
1079  * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.  Returns EAGAIN
1080  * if no upcall is immediately available. */
1081 int
1082 dpif_recv(struct dpif *dpif, struct dpif_upcall *upcall, struct ofpbuf *buf)
1083 {
1084     int error = dpif->dpif_class->recv(dpif, upcall, buf);
1085     if (!error && !VLOG_DROP_DBG(&dpmsg_rl)) {
1086         struct ds flow;
1087         char *packet;
1088
1089         packet = ofp_packet_to_string(upcall->packet->data,
1090                                       upcall->packet->size);
1091
1092         ds_init(&flow);
1093         odp_flow_key_format(upcall->key, upcall->key_len, &flow);
1094
1095         VLOG_DBG("%s: %s upcall:\n%s\n%s",
1096                  dpif_name(dpif), dpif_upcall_type_to_string(upcall->type),
1097                  ds_cstr(&flow), packet);
1098
1099         ds_destroy(&flow);
1100         free(packet);
1101     } else if (error && error != EAGAIN) {
1102         log_operation(dpif, "recv", error);
1103     }
1104     return error;
1105 }
1106
1107 /* Discards all messages that would otherwise be received by dpif_recv() on
1108  * 'dpif'. */
1109 void
1110 dpif_recv_purge(struct dpif *dpif)
1111 {
1112     COVERAGE_INC(dpif_purge);
1113     if (dpif->dpif_class->recv_purge) {
1114         dpif->dpif_class->recv_purge(dpif);
1115     }
1116 }
1117
1118 /* Arranges for the poll loop to wake up when 'dpif' has a message queued to be
1119  * received with dpif_recv(). */
1120 void
1121 dpif_recv_wait(struct dpif *dpif)
1122 {
1123     dpif->dpif_class->recv_wait(dpif);
1124 }
1125
1126 /* Obtains the NetFlow engine type and engine ID for 'dpif' into '*engine_type'
1127  * and '*engine_id', respectively. */
1128 void
1129 dpif_get_netflow_ids(const struct dpif *dpif,
1130                      uint8_t *engine_type, uint8_t *engine_id)
1131 {
1132     *engine_type = dpif->netflow_engine_type;
1133     *engine_id = dpif->netflow_engine_id;
1134 }
1135
1136 /* Translates OpenFlow queue ID 'queue_id' (in host byte order) into a priority
1137  * value used for setting packet priority.
1138  * On success, returns 0 and stores the priority into '*priority'.
1139  * On failure, returns a positive errno value and stores 0 into '*priority'. */
1140 int
1141 dpif_queue_to_priority(const struct dpif *dpif, uint32_t queue_id,
1142                        uint32_t *priority)
1143 {
1144     int error = (dpif->dpif_class->queue_to_priority
1145                  ? dpif->dpif_class->queue_to_priority(dpif, queue_id,
1146                                                        priority)
1147                  : EOPNOTSUPP);
1148     if (error) {
1149         *priority = 0;
1150     }
1151     log_operation(dpif, "queue_to_priority", error);
1152     return error;
1153 }
1154 \f
1155 void
1156 dpif_init(struct dpif *dpif, const struct dpif_class *dpif_class,
1157           const char *name,
1158           uint8_t netflow_engine_type, uint8_t netflow_engine_id)
1159 {
1160     dpif->dpif_class = dpif_class;
1161     dpif->base_name = xstrdup(name);
1162     dpif->full_name = xasprintf("%s@%s", dpif_class->type, name);
1163     dpif->netflow_engine_type = netflow_engine_type;
1164     dpif->netflow_engine_id = netflow_engine_id;
1165 }
1166
1167 /* Undoes the results of initialization.
1168  *
1169  * Normally this function only needs to be called from dpif_close().
1170  * However, it may be called by providers due to an error on opening
1171  * that occurs after initialization.  It this case dpif_close() would
1172  * never be called. */
1173 void
1174 dpif_uninit(struct dpif *dpif, bool close)
1175 {
1176     char *base_name = dpif->base_name;
1177     char *full_name = dpif->full_name;
1178
1179     if (close) {
1180         dpif->dpif_class->close(dpif);
1181     }
1182
1183     free(base_name);
1184     free(full_name);
1185 }
1186 \f
1187 static void
1188 log_operation(const struct dpif *dpif, const char *operation, int error)
1189 {
1190     if (!error) {
1191         VLOG_DBG_RL(&dpmsg_rl, "%s: %s success", dpif_name(dpif), operation);
1192     } else if (ofperr_is_valid(error)) {
1193         VLOG_WARN_RL(&error_rl, "%s: %s failed (%s)",
1194                      dpif_name(dpif), operation, ofperr_get_name(error));
1195     } else {
1196         VLOG_WARN_RL(&error_rl, "%s: %s failed (%s)",
1197                      dpif_name(dpif), operation, strerror(error));
1198     }
1199 }
1200
1201 static enum vlog_level
1202 flow_message_log_level(int error)
1203 {
1204     return error ? VLL_WARN : VLL_DBG;
1205 }
1206
1207 static bool
1208 should_log_flow_message(int error)
1209 {
1210     return !vlog_should_drop(THIS_MODULE, flow_message_log_level(error),
1211                              error ? &error_rl : &dpmsg_rl);
1212 }
1213
1214 static void
1215 log_flow_message(const struct dpif *dpif, int error, const char *operation,
1216                  const struct nlattr *key, size_t key_len,
1217                  const struct dpif_flow_stats *stats,
1218                  const struct nlattr *actions, size_t actions_len)
1219 {
1220     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
1221     ds_put_format(&ds, "%s: ", dpif_name(dpif));
1222     if (error) {
1223         ds_put_cstr(&ds, "failed to ");
1224     }
1225     ds_put_format(&ds, "%s ", operation);
1226     if (error) {
1227         ds_put_format(&ds, "(%s) ", strerror(error));
1228     }
1229     odp_flow_key_format(key, key_len, &ds);
1230     if (stats) {
1231         ds_put_cstr(&ds, ", ");
1232         dpif_flow_stats_format(stats, &ds);
1233     }
1234     if (actions || actions_len) {
1235         ds_put_cstr(&ds, ", actions:");
1236         format_odp_actions(&ds, actions, actions_len);
1237     }
1238     vlog(THIS_MODULE, flow_message_log_level(error), "%s", ds_cstr(&ds));
1239     ds_destroy(&ds);
1240 }
1241
1242 static void
1243 log_flow_put_message(struct dpif *dpif, const struct dpif_flow_put *put,
1244                      int error)
1245 {
1246     if (should_log_flow_message(error)) {
1247         struct ds s;
1248
1249         ds_init(&s);
1250         ds_put_cstr(&s, "put");
1251         if (put->flags & DPIF_FP_CREATE) {
1252             ds_put_cstr(&s, "[create]");
1253         }
1254         if (put->flags & DPIF_FP_MODIFY) {
1255             ds_put_cstr(&s, "[modify]");
1256         }
1257         if (put->flags & DPIF_FP_ZERO_STATS) {
1258             ds_put_cstr(&s, "[zero]");
1259         }
1260         log_flow_message(dpif, error, ds_cstr(&s),
1261                          put->key, put->key_len, put->stats,
1262                          put->actions, put->actions_len);
1263         ds_destroy(&s);
1264     }
1265 }
1266
1267 static void
1268 log_flow_del_message(struct dpif *dpif, const struct dpif_flow_del *del,
1269                      int error)
1270 {
1271     if (should_log_flow_message(error)) {
1272         log_flow_message(dpif, error, "flow_del", del->key, del->key_len,
1273                          !error ? del->stats : NULL, NULL, 0);
1274     }
1275 }
1276
1277 static void
1278 log_execute_message(struct dpif *dpif, const struct dpif_execute *execute,
1279                     int error)
1280 {
1281     if (!(error ? VLOG_DROP_WARN(&error_rl) : VLOG_DROP_DBG(&dpmsg_rl))) {
1282         struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
1283         char *packet;
1284
1285         packet = ofp_packet_to_string(execute->packet->data,
1286                                       execute->packet->size);
1287         ds_put_format(&ds, "%s: execute ", dpif_name(dpif));
1288         format_odp_actions(&ds, execute->actions, execute->actions_len);
1289         if (error) {
1290             ds_put_format(&ds, " failed (%s)", strerror(error));
1291         }
1292         ds_put_format(&ds, " on packet %s", packet);
1293         vlog(THIS_MODULE, error ? VLL_WARN : VLL_DBG, "%s", ds_cstr(&ds));
1294         ds_destroy(&ds);
1295         free(packet);
1296     }
1297 }