2d647fe3ccc0581a771e36dbe5552c06aad6f7db
[openvswitch] / ofproto / ofproto-provider.h
1 /*
2  * Copyright (c) 2009, 2010, 2011 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 #ifndef OFPROTO_OFPROTO_PROVIDER_H
18 #define OFPROTO_OFPROTO_PROVIDER_H 1
19
20 /* Definitions for use within ofproto. */
21
22 #include "ofproto/ofproto.h"
23 #include "cfm.h"
24 #include "classifier.h"
25 #include "list.h"
26 #include "ofp-errors.h"
27 #include "shash.h"
28 #include "timeval.h"
29
30 struct ofputil_flow_mod;
31
32 /* An OpenFlow switch.
33  *
34  * With few exceptions, ofproto implementations may look at these fields but
35  * should not modify them. */
36 struct ofproto {
37     const struct ofproto_class *ofproto_class;
38     char *type;                 /* Datapath type. */
39     char *name;                 /* Datapath name. */
40     struct hmap_node hmap_node; /* In global 'all_ofprotos' hmap. */
41
42     /* Settings. */
43     uint64_t fallback_dpid;     /* Datapath ID if no better choice found. */
44     uint64_t datapath_id;       /* Datapath ID. */
45     unsigned flow_eviction_threshold; /* Threshold at which to begin flow
46                                        * table eviction. Only affects the
47                                        * ofproto-dpif implementation */
48     bool forward_bpdu;          /* Option to allow forwarding of BPDU frames
49                                  * when NORMAL action is invoked. */
50     char *mfr_desc;             /* Manufacturer. */
51     char *hw_desc;              /* Hardware. */
52     char *sw_desc;              /* Software version. */
53     char *serial_desc;          /* Serial number. */
54     char *dp_desc;              /* Datapath description. */
55     enum ofp_config_flags frag_handling; /* One of OFPC_*.  */
56
57     /* Datapath. */
58     struct hmap ports;          /* Contains "struct ofport"s. */
59     struct shash port_by_name;
60
61     /* Flow tables. */
62     struct oftable *tables;
63     int n_tables;
64
65     /* OpenFlow connections. */
66     struct connmgr *connmgr;
67
68     /* Flow table operation tracking. */
69     int state;                  /* Internal state. */
70     struct list pending;        /* List of "struct ofopgroup"s. */
71     unsigned int n_pending;     /* list_size(&pending). */
72     struct hmap deletions;      /* All OFOPERATION_DELETE "ofoperation"s. */
73
74     /* Linux VLAN device support (e.g. "eth0.10" for VLAN 10.)
75      *
76      * This is deprecated.  It is only for compatibility with broken device
77      * drivers in old versions of Linux that do not properly support VLANs when
78      * VLAN devices are not used.  When broken device drivers are no longer in
79      * widespread use, we will delete these interfaces. */
80     unsigned long int *vlan_bitmap; /* 4096-bit bitmap of in-use VLANs. */
81     bool vlans_changed;             /* True if new VLANs are in use. */
82 };
83
84 void ofproto_init_tables(struct ofproto *, int n_tables);
85
86 struct ofproto *ofproto_lookup(const char *name);
87 struct ofport *ofproto_get_port(const struct ofproto *, uint16_t ofp_port);
88
89 /* An OpenFlow port within a "struct ofproto".
90  *
91  * With few exceptions, ofproto implementations may look at these fields but
92  * should not modify them. */
93 struct ofport {
94     struct ofproto *ofproto;    /* The ofproto that contains this port. */
95     struct hmap_node hmap_node; /* In struct ofproto's "ports" hmap. */
96     struct netdev *netdev;
97     struct ofp_phy_port opp;
98     uint16_t ofp_port;          /* OpenFlow port number. */
99     unsigned int change_seq;
100     int mtu;
101 };
102
103 void ofproto_port_set_state(struct ofport *, ovs_be32 state);
104
105 enum oftable_flags {
106     OFTABLE_HIDDEN = 1 << 0,   /* Hide from most OpenFlow operations. */
107     OFTABLE_READONLY = 1 << 1  /* Don't allow OpenFlow to change this table. */
108 };
109
110 /* A flow table within a "struct ofproto". */
111 struct oftable {
112     enum oftable_flags flags;
113     struct classifier cls;      /* Contains "struct rule"s. */
114 };
115
116 /* Assigns TABLE to each oftable, in turn, in OFPROTO.
117  *
118  * All parameters are evaluated multiple times. */
119 #define OFPROTO_FOR_EACH_TABLE(TABLE, OFPROTO)              \
120     for ((TABLE) = (OFPROTO)->tables;                       \
121          (TABLE) < &(OFPROTO)->tables[(OFPROTO)->n_tables]; \
122          (TABLE)++)
123
124 /* An OpenFlow flow within a "struct ofproto".
125  *
126  * With few exceptions, ofproto implementations may look at these fields but
127  * should not modify them. */
128 struct rule {
129     struct ofproto *ofproto;     /* The ofproto that contains this rule. */
130     struct list ofproto_node;    /* Owned by ofproto base code. */
131     struct cls_rule cr;          /* In owning ofproto's classifier. */
132
133     struct ofoperation *pending; /* Operation now in progress, if nonnull. */
134
135     ovs_be64 flow_cookie;        /* Controller-issued identifier. */
136
137     long long int created;       /* Creation time. */
138     long long int modified;      /* Time of last modification. */
139     uint16_t idle_timeout;       /* In seconds from time of last use. */
140     uint16_t hard_timeout;       /* In seconds from last modification. */
141     uint8_t table_id;            /* Index in ofproto's 'tables' array. */
142     bool send_flow_removed;      /* Send a flow removed message? */
143
144     union ofp_action *actions;   /* OpenFlow actions. */
145     int n_actions;               /* Number of elements in actions[]. */
146 };
147
148 static inline struct rule *
149 rule_from_cls_rule(const struct cls_rule *cls_rule)
150 {
151     return cls_rule ? CONTAINER_OF(cls_rule, struct rule, cr) : NULL;
152 }
153
154 void ofproto_rule_expire(struct rule *, uint8_t reason);
155 void ofproto_rule_destroy(struct rule *);
156
157 void ofoperation_complete(struct ofoperation *, enum ofperr);
158 struct rule *ofoperation_get_victim(struct ofoperation *);
159
160 /* ofproto class structure, to be defined by each ofproto implementation.
161  *
162  *
163  * Data Structures
164  * ===============
165  *
166  * These functions work primarily with three different kinds of data
167  * structures:
168  *
169  *   - "struct ofproto", which represents an OpenFlow switch.
170  *
171  *   - "struct ofport", which represents a port within an ofproto.
172  *
173  *   - "struct rule", which represents an OpenFlow flow within an ofproto.
174  *
175  * Each of these data structures contains all of the implementation-independent
176  * generic state for the respective concept, called the "base" state.  None of
177  * them contains any extra space for ofproto implementations to use.  Instead,
178  * each implementation is expected to declare its own data structure that
179  * contains an instance of the generic data structure plus additional
180  * implementation-specific members, called the "derived" state.  The
181  * implementation can use casts or (preferably) the CONTAINER_OF macro to
182  * obtain access to derived state given only a pointer to the embedded generic
183  * data structure.
184  *
185  *
186  * Life Cycle
187  * ==========
188  *
189  * Four stylized functions accompany each of these data structures:
190  *
191  *            "alloc"       "construct"       "destruct"       "dealloc"
192  *            ------------  ----------------  ---------------  --------------
193  *   ofproto  ->alloc       ->construct       ->destruct       ->dealloc
194  *   ofport   ->port_alloc  ->port_construct  ->port_destruct  ->port_dealloc
195  *   rule     ->rule_alloc  ->rule_construct  ->rule_destruct  ->rule_dealloc
196  *
197  * Any instance of a given data structure goes through the following life
198  * cycle:
199  *
200  *   1. The client calls the "alloc" function to obtain raw memory.  If "alloc"
201  *      fails, skip all the other steps.
202  *
203  *   2. The client initializes all of the data structure's base state.  If this
204  *      fails, skip to step 7.
205  *
206  *   3. The client calls the "construct" function.  The implementation
207  *      initializes derived state.  It may refer to the already-initialized
208  *      base state.  If "construct" fails, skip to step 6.
209  *
210  *   4. The data structure is now initialized and in use.
211  *
212  *   5. When the data structure is no longer needed, the client calls the
213  *      "destruct" function.  The implementation uninitializes derived state.
214  *      The base state has not been uninitialized yet, so the implementation
215  *      may still refer to it.
216  *
217  *   6. The client uninitializes all of the data structure's base state.
218  *
219  *   7. The client calls the "dealloc" to free the raw memory.  The
220  *      implementation must not refer to base or derived state in the data
221  *      structure, because it has already been uninitialized.
222  *
223  * Each "alloc" function allocates and returns a new instance of the respective
224  * data structure.  The "alloc" function is not given any information about the
225  * use of the new data structure, so it cannot perform much initialization.
226  * Its purpose is just to ensure that the new data structure has enough room
227  * for base and derived state.  It may return a null pointer if memory is not
228  * available, in which case none of the other functions is called.
229  *
230  * Each "construct" function initializes derived state in its respective data
231  * structure.  When "construct" is called, all of the base state has already
232  * been initialized, so the "construct" function may refer to it.  The
233  * "construct" function is allowed to fail, in which case the client calls the
234  * "dealloc" function (but not the "destruct" function).
235  *
236  * Each "destruct" function uninitializes and frees derived state in its
237  * respective data structure.  When "destruct" is called, the base state has
238  * not yet been uninitialized, so the "destruct" function may refer to it.  The
239  * "destruct" function is not allowed to fail.
240  *
241  * Each "dealloc" function frees raw memory that was allocated by the the
242  * "alloc" function.  The memory's base and derived members might not have ever
243  * been initialized (but if "construct" returned successfully, then it has been
244  * "destruct"ed already).  The "dealloc" function is not allowed to fail.
245  *
246  *
247  * Conventions
248  * ===========
249  *
250  * Most of these functions return 0 if they are successful or a positive error
251  * code on failure.  Depending on the function, valid error codes are either
252  * errno values or OFPERR_* OpenFlow error codes.
253  *
254  * Most of these functions are expected to execute synchronously, that is, to
255  * block as necessary to obtain a result.  Thus, these functions may return
256  * EAGAIN (or EWOULDBLOCK or EINPROGRESS) only where the function descriptions
257  * explicitly say those errors are a possibility.  We may relax this
258  * requirement in the future if and when we encounter performance problems. */
259 struct ofproto_class {
260 /* ## ----------------- ## */
261 /* ## Factory Functions ## */
262 /* ## ----------------- ## */
263
264     /* Enumerates the types of all support ofproto types into 'types'.  The
265      * caller has already initialized 'types' and other ofproto classes might
266      * already have added names to it. */
267     void (*enumerate_types)(struct sset *types);
268
269     /* Enumerates the names of all existing datapath of the specified 'type'
270      * into 'names' 'all_dps'.  The caller has already initialized 'names' as
271      * an empty sset.
272      *
273      * 'type' is one of the types enumerated by ->enumerate_types().
274      *
275      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.
276      */
277     int (*enumerate_names)(const char *type, struct sset *names);
278
279     /* Deletes the datapath with the specified 'type' and 'name'.  The caller
280      * should have closed any open ofproto with this 'type' and 'name'; this
281      * function is allowed to fail if that is not the case.
282      *
283      * 'type' is one of the types enumerated by ->enumerate_types().
284      * 'name' is one of the names enumerated by ->enumerate_names() for 'type'.
285      *
286      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.
287      */
288     int (*del)(const char *type, const char *name);
289
290 /* ## --------------------------- ## */
291 /* ## Top-Level ofproto Functions ## */
292 /* ## --------------------------- ## */
293
294     /* Life-cycle functions for an "ofproto" (see "Life Cycle" above).
295      *
296      *
297      * Construction
298      * ============
299      *
300      * ->construct() should not modify any base members of the ofproto.  The
301      * client will initialize the ofproto's 'ports' and 'tables' members after
302      * construction is complete.
303      *
304      * When ->construct() is called, the client does not yet know how many flow
305      * tables the datapath supports, so ofproto->n_tables will be 0 and
306      * ofproto->tables will be NULL.  ->construct() should call
307      * ofproto_init_tables() to allocate and initialize ofproto->n_tables and
308      * ofproto->tables.  Each flow table will be initially empty, so
309      * ->construct() should delete flows from the underlying datapath, if
310      * necessary, rather than populating the tables.
311      *
312      * Only one ofproto instance needs to be supported for any given datapath.
313      * If a datapath is already open as part of one "ofproto", then another
314      * attempt to "construct" the same datapath as part of another ofproto is
315      * allowed to fail with an error.
316      *
317      * ->construct() returns 0 if successful, otherwise a positive errno
318      * value.
319      *
320      *
321      * Destruction
322      * ===========
323      *
324      * If 'ofproto' has any pending asynchronous operations, ->destruct()
325      * must complete all of them by calling ofoperation_complete().
326      *
327      * ->destruct() must also destroy all remaining rules in the ofproto's
328      * tables, by passing each remaining rule to ofproto_rule_destroy().  The
329      * client will destroy the flow tables themselves after ->destruct()
330      * returns.
331      */
332     struct ofproto *(*alloc)(void);
333     int (*construct)(struct ofproto *ofproto);
334     void (*destruct)(struct ofproto *ofproto);
335     void (*dealloc)(struct ofproto *ofproto);
336
337     /* Performs any periodic activity required by 'ofproto'.  It should:
338      *
339      *   - Call connmgr_send_packet_in() for each received packet that missed
340      *     in the OpenFlow flow table or that had a OFPP_CONTROLLER output
341      *     action.
342      *
343      *   - Call ofproto_rule_expire() for each OpenFlow flow that has reached
344      *     its hard_timeout or idle_timeout, to expire the flow.
345      *
346      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
347     int (*run)(struct ofproto *ofproto);
348
349     /* Performs periodic activity required by 'ofproto' that needs to be done
350      * with the least possible latency.
351      *
352      * This is run multiple times per main loop.  An ofproto provider may
353      * implement it or not, according to whether it provides a performance
354      * boost for that ofproto implementation. */
355     int (*run_fast)(struct ofproto *ofproto);
356
357     /* Causes the poll loop to wake up when 'ofproto''s 'run' function needs to
358      * be called, e.g. by calling the timer or fd waiting functions in
359      * poll-loop.h.  */
360     void (*wait)(struct ofproto *ofproto);
361
362     /* Every "struct rule" in 'ofproto' is about to be deleted, one by one.
363      * This function may prepare for that, for example by clearing state in
364      * advance.  It should *not* actually delete any "struct rule"s from
365      * 'ofproto', only prepare for it.
366      *
367      * This function is optional; it's really just for optimization in case
368      * it's cheaper to delete all the flows from your hardware in a single pass
369      * than to do it one by one. */
370     void (*flush)(struct ofproto *ofproto);
371
372     /* Helper for the OpenFlow OFPT_FEATURES_REQUEST request.
373      *
374      * The implementation should store true in '*arp_match_ip' if the switch
375      * supports matching IP addresses inside ARP requests and replies, false
376      * otherwise.
377      *
378      * The implementation should store in '*actions' a bitmap of the supported
379      * OpenFlow actions: the bit with value (1 << n) should be set to 1 if the
380      * implementation supports the action with value 'n', and to 0 otherwise.
381      * For example, if the implementation supports the OFPAT_OUTPUT and
382      * OFPAT_ENQUEUE actions, but no others, it would set '*actions' to (1 <<
383      * OFPAT_OUTPUT) | (1 << OFPAT_ENQUEUE).  Vendor actions are not included
384      * in '*actions'. */
385     void (*get_features)(struct ofproto *ofproto,
386                          bool *arp_match_ip, uint32_t *actions);
387
388     /* Helper for the OpenFlow OFPST_TABLE statistics request.
389      *
390      * The 'ots' array contains 'ofproto->n_tables' elements.  Each element is
391      * initialized as:
392      *
393      *   - 'table_id' to the array index.
394      *
395      *   - 'name' to "table#" where # is the table ID.
396      *
397      *   - 'wildcards' to OFPFW_ALL.
398      *
399      *   - 'max_entries' to 1,000,000.
400      *
401      *   - 'active_count' to the classifier_count() for the table.
402      *
403      *   - 'lookup_count' and 'matched_count' to 0.
404      *
405      * The implementation should update any members in each element for which
406      * it has better values:
407      *
408      *   - 'name' to a more meaningful name.
409      *
410      *   - 'wildcards' to the set of wildcards actually supported by the table
411      *     (if it doesn't support all OpenFlow wildcards).
412      *
413      *   - 'max_entries' to the maximum number of flows actually supported by
414      *     the hardware.
415      *
416      *   - 'lookup_count' to the number of packets looked up in this flow table
417      *     so far.
418      *
419      *   - 'matched_count' to the number of packets looked up in this flow
420      *     table so far that matched one of the flow entries.
421      *
422      * Keep in mind that all of the members of struct ofp_table_stats are in
423      * network byte order.
424      */
425     void (*get_tables)(struct ofproto *ofproto, struct ofp_table_stats *ots);
426
427 /* ## ---------------- ## */
428 /* ## ofport Functions ## */
429 /* ## ---------------- ## */
430
431     /* Life-cycle functions for a "struct ofport" (see "Life Cycle" above).
432      *
433      * ->port_construct() should not modify any base members of the ofport.
434      *
435      * ofports are managed by the base ofproto code.  The ofproto
436      * implementation should only create and destroy them in response to calls
437      * to these functions.  The base ofproto code will create and destroy
438      * ofports in the following situations:
439      *
440      *   - Just after the ->construct() function is called, the base ofproto
441      *     iterates over all of the implementation's ports, using
442      *     ->port_dump_start() and related functions, and constructs an ofport
443      *     for each dumped port.
444      *
445      *   - If ->port_poll() reports that a specific port has changed, then the
446      *     base ofproto will query that port with ->port_query_by_name() and
447      *     construct or destruct ofports as necessary to reflect the updated
448      *     set of ports.
449      *
450      *   - If ->port_poll() returns ENOBUFS to report an unspecified port set
451      *     change, then the base ofproto will iterate over all of the
452      *     implementation's ports, in the same way as at ofproto
453      *     initialization, and construct and destruct ofports to reflect all of
454      *     the changes.
455      *
456      * ->port_construct() returns 0 if successful, otherwise a positive errno
457      * value.
458      */
459     struct ofport *(*port_alloc)(void);
460     int (*port_construct)(struct ofport *ofport);
461     void (*port_destruct)(struct ofport *ofport);
462     void (*port_dealloc)(struct ofport *ofport);
463
464     /* Called after 'ofport->netdev' is replaced by a new netdev object.  If
465      * the ofproto implementation uses the ofport's netdev internally, then it
466      * should switch to using the new one.  The old one has been closed.
467      *
468      * An ofproto implementation that doesn't need to do anything in this
469      * function may use a null pointer. */
470     void (*port_modified)(struct ofport *ofport);
471
472     /* Called after an OpenFlow OFPT_PORT_MOD request changes a port's
473      * configuration.  'ofport->opp.config' contains the new configuration.
474      * 'old_config' contains the previous configuration.
475      *
476      * The caller implements OFPPC_PORT_DOWN using netdev functions to turn
477      * NETDEV_UP on and off, so this function doesn't have to do anything for
478      * that bit (and it won't be called if that is the only bit that
479      * changes). */
480     void (*port_reconfigured)(struct ofport *ofport, ovs_be32 old_config);
481
482     /* Looks up a port named 'devname' in 'ofproto'.  On success, initializes
483      * '*port' appropriately.
484      *
485      * The caller owns the data in 'port' and must free it with
486      * ofproto_port_destroy() when it is no longer needed. */
487     int (*port_query_by_name)(const struct ofproto *ofproto,
488                               const char *devname, struct ofproto_port *port);
489
490     /* Attempts to add 'netdev' as a port on 'ofproto'.  Returns 0 if
491      * successful, otherwise a positive errno value.  If successful, sets
492      * '*ofp_portp' to the new port's port number.
493      *
494      * It doesn't matter whether the new port will be returned by a later call
495      * to ->port_poll(); the implementation may do whatever is more
496      * convenient. */
497     int (*port_add)(struct ofproto *ofproto, struct netdev *netdev,
498                     uint16_t *ofp_portp);
499
500     /* Deletes port number 'ofp_port' from the datapath for 'ofproto'.  Returns
501      * 0 if successful, otherwise a positive errno value.
502      *
503      * It doesn't matter whether the new port will be returned by a later call
504      * to ->port_poll(); the implementation may do whatever is more
505      * convenient. */
506     int (*port_del)(struct ofproto *ofproto, uint16_t ofp_port);
507
508     /* Get port stats */
509     int (*port_get_stats)(const struct ofport *port,
510                           struct netdev_stats *stats);
511
512     /* Port iteration functions.
513      *
514      * The client might not be entirely in control of the ports within an
515      * ofproto.  Some hardware implementations, for example, might have a fixed
516      * set of ports in a datapath, and the Linux datapath allows the system
517      * administrator to externally add and remove ports with ovs-dpctl.  For
518      * this reason, the client needs a way to iterate through all the ports
519      * that are actually in a datapath.  These functions provide that
520      * functionality.
521      *
522      * The 'state' pointer provides the implementation a place to
523      * keep track of its position.  Its format is opaque to the caller.
524      *
525      * The ofproto provider retains ownership of the data that it stores into
526      * ->port_dump_next()'s 'port' argument.  The data must remain valid until
527      * at least the next call to ->port_dump_next() or ->port_dump_done() for
528      * 'state'.  The caller will not modify or free it.
529      *
530      * Details
531      * =======
532      *
533      * ->port_dump_start() attempts to begin dumping the ports in 'ofproto'.
534      * On success, it should return 0 and initialize '*statep' with any data
535      * needed for iteration.  On failure, returns a positive errno value, and
536      * the client will not call ->port_dump_next() or ->port_dump_done().
537      *
538      * ->port_dump_next() attempts to retrieve another port from 'ofproto' for
539      * 'state'.  If there is another port, it should store the port's
540      * information into 'port' and return 0.  It should return EOF if all ports
541      * have already been iterated.  Otherwise, on error, it should return a
542      * positive errno value.  This function will not be called again once it
543      * returns nonzero once for a given iteration (but the 'port_dump_done'
544      * function will be called afterward).
545      *
546      * ->port_dump_done() allows the implementation to release resources used
547      * for iteration.  The caller might decide to stop iteration in the middle
548      * by calling this function before ->port_dump_next() returns nonzero.
549      *
550      * Usage Example
551      * =============
552      *
553      * int error;
554      * void *state;
555      *
556      * error = ofproto->ofproto_class->port_dump_start(ofproto, &state);
557      * if (!error) {
558      *     for (;;) {
559      *         struct ofproto_port port;
560      *
561      *         error = ofproto->ofproto_class->port_dump_next(
562      *                     ofproto, state, &port);
563      *         if (error) {
564      *             break;
565      *         }
566      *         // Do something with 'port' here (without modifying or freeing
567      *         // any of its data).
568      *     }
569      *     ofproto->ofproto_class->port_dump_done(ofproto, state);
570      * }
571      * // 'error' is now EOF (success) or a positive errno value (failure).
572      */
573     int (*port_dump_start)(const struct ofproto *ofproto, void **statep);
574     int (*port_dump_next)(const struct ofproto *ofproto, void *state,
575                           struct ofproto_port *port);
576     int (*port_dump_done)(const struct ofproto *ofproto, void *state);
577
578     /* Polls for changes in the set of ports in 'ofproto'.  If the set of ports
579      * in 'ofproto' has changed, then this function should do one of the
580      * following:
581      *
582      * - Preferably: store the name of the device that was added to or deleted
583      *   from 'ofproto' in '*devnamep' and return 0.  The caller is responsible
584      *   for freeing '*devnamep' (with free()) when it no longer needs it.
585      *
586      * - Alternatively: return ENOBUFS, without indicating the device that was
587      *   added or deleted.
588      *
589      * Occasional 'false positives', in which the function returns 0 while
590      * indicating a device that was not actually added or deleted or returns
591      * ENOBUFS without any change, are acceptable.
592      *
593      * The purpose of 'port_poll' is to let 'ofproto' know about changes made
594      * externally to the 'ofproto' object, e.g. by a system administrator via
595      * ovs-dpctl.  Therefore, it's OK, and even preferable, for port_poll() to
596      * not report changes made through calls to 'port_add' or 'port_del' on the
597      * same 'ofproto' object.  (But it's OK for it to report them too, just
598      * slightly less efficient.)
599      *
600      * If the set of ports in 'ofproto' has not changed, returns EAGAIN.  May
601      * also return other positive errno values to indicate that something has
602      * gone wrong.
603      *
604      * If the set of ports in a datapath is fixed, or if the only way that the
605      * set of ports in a datapath can change is through ->port_add() and
606      * ->port_del(), then this function may be a null pointer.
607      */
608     int (*port_poll)(const struct ofproto *ofproto, char **devnamep);
609
610     /* Arranges for the poll loop to wake up when ->port_poll() will return a
611      * value other than EAGAIN.
612      *
613      * If the set of ports in a datapath is fixed, or if the only way that the
614      * set of ports in a datapath can change is through ->port_add() and
615      * ->port_del(), or if the poll loop will always wake up anyway when
616      * ->port_poll() will return a value other than EAGAIN, then this function
617      * may be a null pointer.
618      */
619     void (*port_poll_wait)(const struct ofproto *ofproto);
620
621     /* Checks the status of LACP negotiation for 'port'.  Returns 1 if LACP
622      * partner information for 'port' is up-to-date, 0 if LACP partner
623      * information is not current (generally indicating a connectivity
624      * problem), or -1 if LACP is not enabled on 'port'.
625      *
626      * This function may be a null pointer if the ofproto implementation does
627      * not support LACP. */
628     int (*port_is_lacp_current)(const struct ofport *port);
629
630 /* ## ----------------------- ## */
631 /* ## OpenFlow Rule Functions ## */
632 /* ## ----------------------- ## */
633
634
635
636     /* Chooses an appropriate table for 'cls_rule' within 'ofproto'.  On
637      * success, stores the table ID into '*table_idp' and returns 0.  On
638      * failure, returns an OpenFlow error code.
639      *
640      * The choice of table should be a function of 'cls_rule' and 'ofproto''s
641      * datapath capabilities.  It should not depend on the flows already in
642      * 'ofproto''s flow tables.  Failure implies that an OpenFlow rule with
643      * 'cls_rule' as its matching condition can never be inserted into
644      * 'ofproto', even starting from an empty flow table.
645      *
646      * If multiple tables are candidates for inserting the flow, the function
647      * should choose one arbitrarily (but deterministically).
648      *
649      * If this function is NULL then table 0 is always chosen. */
650     enum ofperr (*rule_choose_table)(const struct ofproto *ofproto,
651                                      const struct cls_rule *cls_rule,
652                                      uint8_t *table_idp);
653
654     /* Life-cycle functions for a "struct rule" (see "Life Cycle" above).
655      *
656      *
657      * Asynchronous Operation Support
658      * ==============================
659      *
660      * The life-cycle operations on rules can operate asynchronously, meaning
661      * that ->rule_construct() and ->rule_destruct() only need to initiate
662      * their respective operations and do not need to wait for them to complete
663      * before they return.  ->rule_modify_actions() also operates
664      * asynchronously.
665      *
666      * An ofproto implementation reports the success or failure of an
667      * asynchronous operation on a rule using the rule's 'pending' member,
668      * which points to a opaque "struct ofoperation" that represents the
669      * ongoing opreation.  When the operation completes, the ofproto
670      * implementation calls ofoperation_complete(), passing the ofoperation and
671      * an error indication.
672      *
673      * Only the following contexts may call ofoperation_complete():
674      *
675      *   - The function called to initiate the operation,
676      *     e.g. ->rule_construct() or ->rule_destruct().  This is the best
677      *     choice if the operation completes quickly.
678      *
679      *   - The implementation's ->run() function.
680      *
681      *   - The implementation's ->destruct() function.
682      *
683      * The ofproto base code updates the flow table optimistically, assuming
684      * that the operation will probably succeed:
685      *
686      *   - ofproto adds or replaces the rule in the flow table before calling
687      *     ->rule_construct().
688      *
689      *   - ofproto updates the rule's actions before calling
690      *     ->rule_modify_actions().
691      *
692      *   - ofproto removes the rule before calling ->rule_destruct().
693      *
694      * With one exception, when an asynchronous operation completes with an
695      * error, ofoperation_complete() backs out the already applied changes:
696      *
697      *   - If adding or replacing a rule in the flow table fails, ofproto
698      *     removes the new rule or restores the original rule.
699      *
700      *   - If modifying a rule's actions fails, ofproto restores the original
701      *     actions.
702      *
703      *   - Removing a rule is not allowed to fail.  It must always succeed.
704      *
705      * The ofproto base code serializes operations: if any operation is in
706      * progress on a given rule, ofproto postpones initiating any new operation
707      * on that rule until the pending operation completes.  Therefore, every
708      * operation must eventually complete through a call to
709      * ofoperation_complete() to avoid delaying new operations indefinitely
710      * (including any OpenFlow request that affects the rule in question, even
711      * just to query its statistics).
712      *
713      *
714      * Construction
715      * ============
716      *
717      * When ->rule_construct() is called, the caller has already inserted
718      * 'rule' into 'rule->ofproto''s flow table numbered 'rule->table_id'.
719      * There are two cases:
720      *
721      *   - 'rule' is a new rule in its flow table.  In this case,
722      *     ofoperation_get_victim(rule) returns NULL.
723      *
724      *   - 'rule' is replacing an existing rule in its flow table that had the
725      *     same matching criteria and priority.  In this case,
726      *     ofoperation_get_victim(rule) returns the rule being replaced (the
727      *     "victim" rule).
728      *
729      * ->rule_construct() should set the following in motion:
730      *
731      *   - Validate that the matching rule in 'rule->cr' is supported by the
732      *     datapath.  For example, if the rule's table does not support
733      *     registers, then it is an error if 'rule->cr' does not wildcard all
734      *     registers.
735      *
736      *   - Validate that 'rule->actions' and 'rule->n_actions' are well-formed
737      *     OpenFlow actions that the datapath can correctly implement.  The
738      *     validate_actions() function (in ofp-util.c) can be useful as a model
739      *     for action validation, but it accepts all of the OpenFlow actions
740      *     that OVS understands.  If your ofproto implementation only
741      *     implements a subset of those, then you should implement your own
742      *     action validation.
743      *
744      *   - If the rule is valid, update the datapath flow table, adding the new
745      *     rule or replacing the existing one.
746      *
747      *   - If 'rule' is replacing an existing rule, uninitialize any derived
748      *     state for the victim rule, as in step 5 in the "Life Cycle"
749      *     described above.
750      *
751      * (On failure, the ofproto code will roll back the insertion from the flow
752      * table, either removing 'rule' or replacing it by the victim rule if
753      * there is one.)
754      *
755      * ->rule_construct() must act in one of the following ways:
756      *
757      *   - If it succeeds, it must call ofoperation_complete() and return 0.
758      *
759      *   - If it fails, it must act in one of the following ways:
760      *
761      *       * Call ofoperation_complete() and return 0.
762      *
763      *       * Return an OpenFlow error code.  (Do not call
764      *         ofoperation_complete() in this case.)
765      *
766      *     Either way, ->rule_destruct() will not be called for 'rule', but
767      *     ->rule_dealloc() will be.
768      *
769      *   - If the operation is only partially complete, then it must return 0.
770      *     Later, when the operation is complete, the ->run() or ->destruct()
771      *     function must call ofoperation_complete() to report success or
772      *     failure.
773      *
774      * ->rule_construct() should not modify any base members of struct rule.
775      *
776      *
777      * Destruction
778      * ===========
779      *
780      * When ->rule_destruct() is called, the caller has already removed 'rule'
781      * from 'rule->ofproto''s flow table.  ->rule_destruct() should set in
782      * motion removing 'rule' from the datapath flow table.  If removal
783      * completes synchronously, it should call ofoperation_complete().
784      * Otherwise, the ->run() or ->destruct() function must later call
785      * ofoperation_complete() after the operation completes.
786      *
787      * Rule destruction must not fail. */
788     struct rule *(*rule_alloc)(void);
789     enum ofperr (*rule_construct)(struct rule *rule);
790     void (*rule_destruct)(struct rule *rule);
791     void (*rule_dealloc)(struct rule *rule);
792
793     /* Obtains statistics for 'rule', storing the number of packets that have
794      * matched it in '*packet_count' and the number of bytes in those packets
795      * in '*byte_count'.  UINT64_MAX indicates that the packet count or byte
796      * count is unknown. */
797     void (*rule_get_stats)(struct rule *rule, uint64_t *packet_count,
798                            uint64_t *byte_count);
799
800     /* Applies the actions in 'rule' to 'packet'.  (This implements sending
801      * buffered packets for OpenFlow OFPT_FLOW_MOD commands.)
802      *
803      * Takes ownership of 'packet' (so it should eventually free it, with
804      * ofpbuf_delete()).
805      *
806      * 'flow' reflects the flow information for 'packet'.  All of the
807      * information in 'flow' is extracted from 'packet', except for
808      * flow->tun_id and flow->in_port, which are assigned the correct values
809      * for the incoming packet.  The register values are zeroed.
810      *
811      * The statistics for 'packet' should be included in 'rule'.
812      *
813      * Returns 0 if successful, otherwise an OpenFlow error code. */
814     enum ofperr (*rule_execute)(struct rule *rule, const struct flow *flow,
815                                 struct ofpbuf *packet);
816
817     /* When ->rule_modify_actions() is called, the caller has already replaced
818      * the OpenFlow actions in 'rule' by a new set.  (The original actions are
819      * in rule->pending->actions.)
820      *
821      * ->rule_modify_actions() should set the following in motion:
822      *
823      *   - Validate that the actions now in 'rule' are well-formed OpenFlow
824      *     actions that the datapath can correctly implement.
825      *
826      *   - Update the datapath flow table with the new actions.
827      *
828      * If the operation synchronously completes, ->rule_modify_actions() may
829      * call ofoperation_complete() before it returns.  Otherwise, ->run()
830      * should call ofoperation_complete() later, after the operation does
831      * complete.
832      *
833      * If the operation fails, then the base ofproto code will restore the
834      * original 'actions' and 'n_actions' of 'rule'.
835      *
836      * ->rule_modify_actions() should not modify any base members of struct
837      * rule. */
838     void (*rule_modify_actions)(struct rule *rule);
839
840     /* Changes the OpenFlow IP fragment handling policy to 'frag_handling',
841      * which takes one of the following values, with the corresponding
842      * meanings:
843      *
844      *  - OFPC_FRAG_NORMAL: The switch should treat IP fragments the same way
845      *    as other packets, omitting TCP and UDP port numbers (always setting
846      *    them to 0).
847      *
848      *  - OFPC_FRAG_DROP: The switch should drop all IP fragments without
849      *    passing them through the flow table.
850      *
851      *  - OFPC_FRAG_REASM: The switch should reassemble IP fragments before
852      *    passing packets through the flow table.
853      *
854      *  - OFPC_FRAG_NX_MATCH (a Nicira extension): Similar to OFPC_FRAG_NORMAL,
855      *    except that TCP and UDP port numbers should be included in fragments
856      *    with offset 0.
857      *
858      * Implementations are not required to support every mode.
859      * OFPC_FRAG_NORMAL is the default mode when an ofproto is created.
860      *
861      * At the time of the call to ->set_frag_handling(), the current mode is
862      * available in 'ofproto->frag_handling'.  ->set_frag_handling() returns
863      * true if the requested mode was set, false if it is not supported.
864      *
865      * Upon successful return, the caller changes 'ofproto->frag_handling' to
866      * reflect the new mode.
867      */
868     bool (*set_frag_handling)(struct ofproto *ofproto,
869                               enum ofp_config_flags frag_handling);
870
871     /* Implements the OpenFlow OFPT_PACKET_OUT command.  The datapath should
872      * execute the 'n_actions' in the 'actions' array on 'packet'.
873      *
874      * The caller retains ownership of 'packet', so ->packet_out() should not
875      * modify or free it.
876      *
877      * This function must validate that the 'n_actions' elements in 'actions'
878      * are well-formed OpenFlow actions that can be correctly implemented by
879      * the datapath.  If not, then it should return an OpenFlow error code.
880      *
881      * 'flow' reflects the flow information for 'packet'.  All of the
882      * information in 'flow' is extracted from 'packet', except for
883      * flow->in_port, which is taken from the OFPT_PACKET_OUT message.
884      * flow->tun_id and its register values are zeroed.
885      *
886      * 'packet' is not matched against the OpenFlow flow table, so its
887      * statistics should not be included in OpenFlow flow statistics.
888      *
889      * Returns 0 if successful, otherwise an OpenFlow error code. */
890     enum ofperr (*packet_out)(struct ofproto *ofproto, struct ofpbuf *packet,
891                               const struct flow *flow,
892                               const union ofp_action *actions,
893                               size_t n_actions);
894
895 /* ## ------------------------- ## */
896 /* ## OFPP_NORMAL configuration ## */
897 /* ## ------------------------- ## */
898
899     /* Configures NetFlow on 'ofproto' according to the options in
900      * 'netflow_options', or turns off NetFlow if 'netflow_options' is NULL.
901      *
902      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that 'ofproto' does not support
903      * NetFlow, as does a null pointer. */
904     int (*set_netflow)(struct ofproto *ofproto,
905                        const struct netflow_options *netflow_options);
906
907     void (*get_netflow_ids)(const struct ofproto *ofproto,
908                             uint8_t *engine_type, uint8_t *engine_id);
909
910     /* Configures sFlow on 'ofproto' according to the options in
911      * 'sflow_options', or turns off sFlow if 'sflow_options' is NULL.
912      *
913      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that 'ofproto' does not support
914      * sFlow, as does a null pointer. */
915     int (*set_sflow)(struct ofproto *ofproto,
916                      const struct ofproto_sflow_options *sflow_options);
917
918     /* Configures connectivity fault management on 'ofport'.
919      *
920      * If 'cfm_settings' is nonnull, configures CFM according to its members.
921      *
922      * If 'cfm_settings' is null, removes any connectivity fault management
923      * configuration from 'ofport'.
924      *
925      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
926      * support CFM, as does a null pointer. */
927     int (*set_cfm)(struct ofport *ofport, const struct cfm_settings *s);
928
929     /* Checks the fault status of CFM configured on 'ofport'.  Returns 1 if CFM
930      * is faulted (generally indicating a connectivity problem), 0 if CFM is
931      * not faulted, or -1 if CFM is not enabled on 'port'
932      *
933      * This function may be a null pointer if the ofproto implementation does
934      * not support CFM. */
935     int (*get_cfm_fault)(const struct ofport *ofport);
936
937     /* Gets the MPIDs of the remote maintenance points broadcasting to
938      * 'ofport'.  Populates 'rmps' with a provider owned array of MPIDs, and
939      * 'n_rmps' with the number of MPIDs in 'rmps'. Returns a number less than
940      * 0 if CFM is not enabled of 'ofport'.
941      *
942      * This function may be a null pointer if the ofproto implementation does
943      * not support CFM. */
944     int (*get_cfm_remote_mpids)(const struct ofport *ofport,
945                                 const uint64_t **rmps, size_t *n_rmps);
946
947     /* Configures spanning tree protocol (STP) on 'ofproto' using the
948      * settings defined in 's'.
949      *
950      * If 's' is nonnull, configures STP according to its members.
951      *
952      * If 's' is null, removes any STP configuration from 'ofproto'.
953      *
954      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
955      * support STP, as does a null pointer. */
956     int (*set_stp)(struct ofproto *ofproto,
957                    const struct ofproto_stp_settings *s);
958
959     /* Retrieves state of spanning tree protocol (STP) on 'ofproto'.
960      *
961      * Stores STP state for 'ofproto' in 's'.  If the 'enabled' member
962      * is false, the other member values are not meaningful.
963      *
964      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
965      * support STP, as does a null pointer. */
966     int (*get_stp_status)(struct ofproto *ofproto,
967                           struct ofproto_stp_status *s);
968
969     /* Configures spanning tree protocol (STP) on 'ofport' using the
970      * settings defined in 's'.
971      *
972      * If 's' is nonnull, configures STP according to its members.  The
973      * caller is responsible for assigning STP port numbers (using the
974      * 'port_num' member in the range of 1 through 255, inclusive) and
975      * ensuring there are no duplicates.
976      *
977      * If 's' is null, removes any STP configuration from 'ofport'.
978      *
979      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
980      * support STP, as does a null pointer. */
981     int (*set_stp_port)(struct ofport *ofport,
982                         const struct ofproto_port_stp_settings *s);
983
984     /* Retrieves spanning tree protocol (STP) port status of 'ofport'.
985      *
986      * Stores STP state for 'ofport' in 's'.  If the 'enabled' member is
987      * false, the other member values are not meaningful.
988      *
989      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
990      * support STP, as does a null pointer. */
991     int (*get_stp_port_status)(struct ofport *ofport,
992                                struct ofproto_port_stp_status *s);
993
994     /* Registers meta-data associated with the 'n_qdscp' Qualities of Service
995      * 'queues' attached to 'ofport'.  This data is not intended to be
996      * sufficient to implement QoS.  Instead, providers may use this
997      * information to implement features which require knowledge of what queues
998      * exist on a port, and some basic information about them.
999      *
1000      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1001      * support QoS, as does a null pointer. */
1002     int (*set_queues)(struct ofport *ofport,
1003                       const struct ofproto_port_queue *queues, size_t n_qdscp);
1004
1005     /* If 's' is nonnull, this function registers a "bundle" associated with
1006      * client data pointer 'aux' in 'ofproto'.  A bundle is the same concept as
1007      * a Port in OVSDB, that is, it consists of one or more "slave" devices
1008      * (Interfaces, in OVSDB) along with VLAN and LACP configuration and, if
1009      * there is more than one slave, a bonding configuration.  If 'aux' is
1010      * already registered then this function updates its configuration to 's'.
1011      * Otherwise, this function registers a new bundle.
1012      *
1013      * If 's' is NULL, this function unregisters the bundle registered on
1014      * 'ofproto' associated with client data pointer 'aux'.  If no such bundle
1015      * has been registered, this has no effect.
1016      *
1017      * This function affects only the behavior of the NXAST_AUTOPATH action and
1018      * output to the OFPP_NORMAL port.  An implementation that does not support
1019      * it at all may set it to NULL or return EOPNOTSUPP.  An implementation
1020      * that supports only a subset of the functionality should implement what
1021      * it can and return 0. */
1022     int (*bundle_set)(struct ofproto *ofproto, void *aux,
1023                       const struct ofproto_bundle_settings *s);
1024
1025     /* If 'port' is part of any bundle, removes it from that bundle.  If the
1026      * bundle now has no ports, deletes the bundle.  If the bundle now has only
1027      * one port, deconfigures the bundle's bonding configuration. */
1028     void (*bundle_remove)(struct ofport *ofport);
1029
1030     /* If 's' is nonnull, this function registers a mirror associated with
1031      * client data pointer 'aux' in 'ofproto'.  A mirror is the same concept as
1032      * a Mirror in OVSDB.  If 'aux' is already registered then this function
1033      * updates its configuration to 's'.  Otherwise, this function registers a
1034      * new mirror.
1035      *
1036      * If 's' is NULL, this function unregisters the mirror registered on
1037      * 'ofproto' associated with client data pointer 'aux'.  If no such mirror
1038      * has been registered, this has no effect.
1039      *
1040      * An implementation that does not support mirroring at all may set
1041      * it to NULL or return EOPNOTSUPP.  An implementation that supports
1042      * only a subset of the functionality should implement what it can
1043      * and return 0. */
1044     int (*mirror_set)(struct ofproto *ofproto, void *aux,
1045                       const struct ofproto_mirror_settings *s);
1046
1047     /* Retrieves statistics from mirror associated with client data
1048      * pointer 'aux' in 'ofproto'.  Stores packet and byte counts in
1049      * 'packets' and 'bytes', respectively.  If a particular counter is
1050      * not supported, the appropriate argument is set to UINT64_MAX.
1051      *
1052      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1053      * support retrieving mirror statistics. */
1054     int (*mirror_get_stats)(struct ofproto *ofproto, void *aux,
1055                             uint64_t *packets, uint64_t *bytes);
1056
1057     /* Configures the VLANs whose bits are set to 1 in 'flood_vlans' as VLANs
1058      * on which all packets are flooded, instead of using MAC learning.  If
1059      * 'flood_vlans' is NULL, then MAC learning applies to all VLANs.
1060      *
1061      * This function affects only the behavior of the OFPP_NORMAL action.  An
1062      * implementation that does not support it may set it to NULL or return
1063      * EOPNOTSUPP. */
1064     int (*set_flood_vlans)(struct ofproto *ofproto,
1065                            unsigned long *flood_vlans);
1066
1067     /* Returns true if 'aux' is a registered bundle that is currently in use as
1068      * the output for a mirror. */
1069     bool (*is_mirror_output_bundle)(const struct ofproto *ofproto, void *aux);
1070
1071     /* When the configuration option of forward_bpdu changes, this function
1072      * will be invoked. */
1073     void (*forward_bpdu_changed)(struct ofproto *ofproto);
1074
1075 /* Linux VLAN device support (e.g. "eth0.10" for VLAN 10.)
1076  *
1077  * This is deprecated.  It is only for compatibility with broken device drivers
1078  * in old versions of Linux that do not properly support VLANs when VLAN
1079  * devices are not used.  When broken device drivers are no longer in
1080  * widespread use, we will delete these interfaces. */
1081
1082     /* If 'realdev_ofp_port' is nonzero, then this function configures 'ofport'
1083      * as a VLAN splinter port for VLAN 'vid', associated with the real device
1084      * that has OpenFlow port number 'realdev_ofp_port'.
1085      *
1086      * If 'realdev_ofp_port' is zero, then this function deconfigures 'ofport'
1087      * as a VLAN splinter port.
1088      *
1089      * This function should be NULL if a an implementation does not support
1090      * it. */
1091     int (*set_realdev)(struct ofport *ofport,
1092                        uint16_t realdev_ofp_port, int vid);
1093 };
1094
1095 extern const struct ofproto_class ofproto_dpif_class;
1096
1097 int ofproto_class_register(const struct ofproto_class *);
1098 int ofproto_class_unregister(const struct ofproto_class *);
1099
1100 /* ofproto_flow_mod() returns this value if the flow_mod could not be processed
1101  * because it overlaps with an ongoing flow table operation that has not yet
1102  * completed.  The caller should retry the operation later.
1103  *
1104  * ofproto.c also uses this value internally for additional (similar) purposes.
1105  *
1106  * This particular value is a good choice because it is large, so that it does
1107  * not collide with any errno value, but not large enough to collide with an
1108  * OFPERR_* value. */
1109 enum { OFPROTO_POSTPONE = 1 << 16 };
1110 BUILD_ASSERT_DECL(OFPROTO_POSTPONE < OFPERR_OFS);
1111
1112 int ofproto_flow_mod(struct ofproto *, const struct ofputil_flow_mod *);
1113 void ofproto_add_flow(struct ofproto *, const struct cls_rule *,
1114                       const union ofp_action *, size_t n_actions);
1115 bool ofproto_delete_flow(struct ofproto *, const struct cls_rule *);
1116 void ofproto_flush_flows(struct ofproto *);
1117
1118 #endif /* ofproto/ofproto-provider.h */