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