ofproto: New feature to notify controllers of flow table changes.
[openvswitch] / ofproto / pktbuf.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2008, 2009, 2010, 2011, 2012 Nicira, Inc.
3  *
4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
5  * you may not use this file except in compliance with the License.
6  * You may obtain a copy of the License at:
7  *
8  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
9  *
10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
13  * See the License for the specific language governing permissions and
14  * limitations under the License.
15  */
16
17 #include <config.h>
18 #include "pktbuf.h"
19 #include <inttypes.h>
20 #include <stdlib.h>
21 #include "coverage.h"
22 #include "ofp-util.h"
23 #include "ofpbuf.h"
24 #include "timeval.h"
25 #include "util.h"
26 #include "vconn.h"
27 #include "vlog.h"
28
29 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(pktbuf);
30
31 COVERAGE_DEFINE(pktbuf_buffer_unknown);
32 COVERAGE_DEFINE(pktbuf_null_cookie);
33 COVERAGE_DEFINE(pktbuf_retrieved);
34 COVERAGE_DEFINE(pktbuf_reuse_error);
35
36 /* Buffers are identified by a 32-bit opaque ID.  We divide the ID
37  * into a buffer number (low bits) and a cookie (high bits).  The buffer number
38  * is an index into an array of buffers.  The cookie distinguishes between
39  * different packets that have occupied a single buffer.  Thus, the more
40  * buffers we have, the lower-quality the cookie... */
41 #define PKTBUF_BITS     8
42 #define PKTBUF_MASK     (PKTBUF_CNT - 1)
43 #define PKTBUF_CNT      (1u << PKTBUF_BITS)
44
45 #define COOKIE_BITS     (32 - PKTBUF_BITS)
46 #define COOKIE_MAX      ((1u << COOKIE_BITS) - 1)
47
48 #define OVERWRITE_MSECS 5000
49
50 struct packet {
51     struct ofpbuf *buffer;
52     uint32_t cookie;
53     long long int timeout;
54     uint16_t in_port;
55 };
56
57 struct pktbuf {
58     struct packet packets[PKTBUF_CNT];
59     unsigned int buffer_idx;
60     unsigned int null_idx;
61 };
62
63 int
64 pktbuf_capacity(void)
65 {
66     return PKTBUF_CNT;
67 }
68
69 struct pktbuf *
70 pktbuf_create(void)
71 {
72     return xzalloc(sizeof *pktbuf_create());
73 }
74
75 void
76 pktbuf_destroy(struct pktbuf *pb)
77 {
78     if (pb) {
79         size_t i;
80
81         for (i = 0; i < PKTBUF_CNT; i++) {
82             ofpbuf_delete(pb->packets[i].buffer);
83         }
84         free(pb);
85     }
86 }
87
88 static unsigned int
89 make_id(unsigned int buffer_idx, unsigned int cookie)
90 {
91     return buffer_idx | (cookie << PKTBUF_BITS);
92 }
93
94 /* Attempts to allocate an OpenFlow packet buffer id within 'pb'.  The packet
95  * buffer will store a copy of 'buffer_size' bytes in 'buffer' and the port
96  * number 'in_port', which should be the OpenFlow port number on which 'buffer'
97  * was received.
98  *
99  * If successful, returns the packet buffer id (a number other than
100  * UINT32_MAX).  pktbuf_retrieve() can later be used to retrieve the buffer and
101  * its input port number (buffers do expire after a time, so this is not
102  * guaranteed to be true forever).  On failure, returns UINT32_MAX.
103  *
104  * The caller retains ownership of 'buffer'. */
105 uint32_t
106 pktbuf_save(struct pktbuf *pb, const void *buffer, size_t buffer_size,
107             uint16_t in_port)
108 {
109     struct packet *p = &pb->packets[pb->buffer_idx];
110     pb->buffer_idx = (pb->buffer_idx + 1) & PKTBUF_MASK;
111     if (p->buffer) {
112         if (time_msec() < p->timeout) {
113             return UINT32_MAX;
114         }
115         ofpbuf_delete(p->buffer);
116     }
117
118     /* Don't use maximum cookie value since all-1-bits ID is special. */
119     if (++p->cookie >= COOKIE_MAX) {
120         p->cookie = 0;
121     }
122     p->buffer = ofpbuf_clone_data_with_headroom(buffer, buffer_size,
123                                                 sizeof(struct ofp_packet_in));
124
125
126     p->timeout = time_msec() + OVERWRITE_MSECS;
127     p->in_port = in_port;
128     return make_id(p - pb->packets, p->cookie);
129 }
130
131 /*
132  * Allocates and returns a "null" packet buffer id.  The returned packet buffer
133  * id is considered valid by pktbuf_retrieve(), but it is not associated with
134  * actual buffered data.
135  *
136  * This function is always successful.
137  *
138  * This is useful in one special case: with the current OpenFlow design, the
139  * "fail-open" code cannot always know whether a connection to a controller is
140  * actually valid until it receives a OFPT_PACKET_OUT or OFPT_FLOW_MOD request,
141  * but at that point the packet in question has already been forwarded (since
142  * we are still in "fail-open" mode).  If the packet was buffered in the usual
143  * way, then the OFPT_PACKET_OUT or OFPT_FLOW_MOD would cause a duplicate
144  * packet in the network.  Null packet buffer ids identify such a packet that
145  * has already been forwarded, so that Open vSwitch can quietly ignore the
146  * request to re-send it.  (After that happens, the switch exits fail-open
147  * mode.)
148  *
149  * See the top-level comment in fail-open.c for an overview.
150  */
151 uint32_t
152 pktbuf_get_null(void)
153 {
154     return make_id(0, COOKIE_MAX);
155 }
156
157 /* Attempts to retrieve a saved packet with the given 'id' from 'pb'.  Returns
158  * 0 if successful, otherwise an OpenFlow error code.
159  *
160  * On success, ordinarily stores the buffered packet in '*bufferp' and the
161  * datapath port number on which the packet was received in '*in_port'.  The
162  * caller becomes responsible for freeing the buffer.  However, if 'id'
163  * identifies a "null" packet buffer (created with pktbuf_get_null()), stores
164  * NULL in '*bufferp' and UINT16_max in '*in_port'.
165  *
166  * 'in_port' may be NULL if the input port is not of interest.
167  *
168  * A returned packet will have at least sizeof(struct ofp_packet_in) bytes of
169  * headroom.
170  *
171  * On failure, stores NULL in in '*bufferp' and UINT16_MAX in '*in_port'. */
172 enum ofperr
173 pktbuf_retrieve(struct pktbuf *pb, uint32_t id, struct ofpbuf **bufferp,
174                 uint16_t *in_port)
175 {
176     static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 20);
177     struct packet *p;
178     enum ofperr error;
179
180     if (id == UINT32_MAX) {
181         error = 0;
182         goto error;
183     }
184
185     if (!pb) {
186         VLOG_WARN_RL(&rl, "attempt to send buffered packet via connection "
187                      "without buffers");
188         return OFPERR_OFPBRC_BUFFER_UNKNOWN;
189     }
190
191     p = &pb->packets[id & PKTBUF_MASK];
192     if (p->cookie == id >> PKTBUF_BITS) {
193         struct ofpbuf *buffer = p->buffer;
194         if (buffer) {
195             *bufferp = buffer;
196             if (in_port) {
197                 *in_port = p->in_port;
198             }
199             p->buffer = NULL;
200             COVERAGE_INC(pktbuf_retrieved);
201             return 0;
202         } else {
203             COVERAGE_INC(pktbuf_reuse_error);
204             VLOG_WARN_RL(&rl, "attempt to reuse buffer %08"PRIx32, id);
205             error = OFPERR_OFPBRC_BUFFER_EMPTY;
206         }
207     } else if (id >> PKTBUF_BITS != COOKIE_MAX) {
208         COVERAGE_INC(pktbuf_buffer_unknown);
209         VLOG_WARN_RL(&rl, "cookie mismatch: %08"PRIx32" != %08"PRIx32,
210                      id, (id & PKTBUF_MASK) | (p->cookie << PKTBUF_BITS));
211         error = OFPERR_OFPBRC_BUFFER_UNKNOWN;
212     } else {
213         COVERAGE_INC(pktbuf_null_cookie);
214         VLOG_INFO_RL(&rl, "Received null cookie %08"PRIx32" (this is normal "
215                      "if the switch was recently in fail-open mode)", id);
216         error = 0;
217     }
218 error:
219     *bufferp = NULL;
220     if (in_port) {
221         *in_port = UINT16_MAX;
222     }
223     return error;
224 }
225
226 void
227 pktbuf_discard(struct pktbuf *pb, uint32_t id)
228 {
229     struct packet *p = &pb->packets[id & PKTBUF_MASK];
230     if (p->cookie == id >> PKTBUF_BITS) {
231         ofpbuf_delete(p->buffer);
232         p->buffer = NULL;
233     }
234 }
235
236 /* Returns the number of packets buffered in 'pb'.  Returns 0 if 'pb' is
237  * null. */
238 unsigned int
239 pktbuf_count_packets(const struct pktbuf *pb)
240 {
241     int n = 0;
242
243     if (pb) {
244         int i;
245
246         for (i = 0; i < PKTBUF_CNT; i++) {
247             if (pb->packets[i].buffer) {
248                 n++;
249             }
250         }
251     }
252
253     return n;
254 }