mirroring: Allow learning to be disabled on a VLAN.
[openvswitch] / vswitchd / bridge.c
1 /* Copyright (c) 2008, 2009 Nicira Networks
2  *
3  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
4  * you may not use this file except in compliance with the License.
5  * You may obtain a copy of the License at:
6  *
7  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
8  *
9  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
10  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
11  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
12  * See the License for the specific language governing permissions and
13  * limitations under the License.
14  */
15
16 #include <config.h>
17 #include "bridge.h"
18 #include <assert.h>
19 #include <errno.h>
20 #include <arpa/inet.h>
21 #include <ctype.h>
22 #include <inttypes.h>
23 #include <net/if.h>
24 #include <openflow/openflow.h>
25 #include <signal.h>
26 #include <stdlib.h>
27 #include <strings.h>
28 #include <sys/stat.h>
29 #include <sys/socket.h>
30 #include <sys/types.h>
31 #include <unistd.h>
32 #include "bitmap.h"
33 #include "cfg.h"
34 #include "coverage.h"
35 #include "dirs.h"
36 #include "dpif.h"
37 #include "dynamic-string.h"
38 #include "flow.h"
39 #include "hash.h"
40 #include "list.h"
41 #include "mac-learning.h"
42 #include "netdev.h"
43 #include "odp-util.h"
44 #include "ofp-print.h"
45 #include "ofpbuf.h"
46 #include "packets.h"
47 #include "poll-loop.h"
48 #include "port-array.h"
49 #include "proc-net-compat.h"
50 #include "process.h"
51 #include "secchan/netflow.h"
52 #include "secchan/ofproto.h"
53 #include "socket-util.h"
54 #include "stp.h"
55 #include "svec.h"
56 #include "timeval.h"
57 #include "util.h"
58 #include "unixctl.h"
59 #include "vconn.h"
60 #include "vconn-ssl.h"
61 #include "xenserver.h"
62 #include "xtoxll.h"
63
64 #define THIS_MODULE VLM_bridge
65 #include "vlog.h"
66
67 struct dst {
68     uint16_t vlan;
69     uint16_t dp_ifidx;
70 };
71
72 extern uint64_t mgmt_id;
73
74 struct iface {
75     struct port *port;          /* Containing port. */
76     size_t port_ifidx;          /* Index within containing port. */
77
78     char *name;                 /* Host network device name. */
79     int dp_ifidx;               /* Index within kernel datapath. */
80
81     uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN];  /* Ethernet address (all zeros if unknowns). */
82
83     tag_type tag;               /* Tag associated with this interface. */
84     bool enabled;               /* May be chosen for flows? */
85     long long delay_expires;    /* Time after which 'enabled' may change. */
86 };
87
88 #define BOND_MASK 0xff
89 struct bond_entry {
90     int iface_idx;              /* Index of assigned iface, or -1 if none. */
91     uint64_t tx_bytes;          /* Count of bytes recently transmitted. */
92     tag_type iface_tag;         /* Tag associated with iface_idx. */
93 };
94
95 #define MAX_MIRRORS 32
96 typedef uint32_t mirror_mask_t;
97 #define MIRROR_MASK_C(X) UINT32_C(X)
98 BUILD_ASSERT_DECL(sizeof(mirror_mask_t) * CHAR_BIT >= MAX_MIRRORS);
99 struct mirror {
100     struct bridge *bridge;
101     size_t idx;
102     char *name;
103
104     /* Selection criteria. */
105     struct svec src_ports;
106     struct svec dst_ports;
107     int *vlans;
108     size_t n_vlans;
109
110     /* Output. */
111     struct port *out_port;
112     int out_vlan;
113 };
114
115 #define FLOOD_PORT ((struct port *) 1) /* The 'flood' output port. */
116 struct port {
117     struct bridge *bridge;
118     size_t port_idx;
119     int vlan;                   /* -1=trunk port, else a 12-bit VLAN ID. */
120     unsigned long *trunks;      /* Bitmap of trunked VLANs, if 'vlan' == -1. */
121     char *name;
122
123     /* An ordinary bridge port has 1 interface.
124      * A bridge port for bonding has at least 2 interfaces. */
125     struct iface **ifaces;
126     size_t n_ifaces, allocated_ifaces;
127
128     /* Bonding info. */
129     struct bond_entry *bond_hash; /* An array of (BOND_MASK + 1) elements. */
130     int active_iface;           /* Ifidx on which bcasts accepted, or -1. */
131     tag_type active_iface_tag;  /* Tag for bcast flows. */
132     tag_type no_ifaces_tag;     /* Tag for flows when all ifaces disabled. */
133     int updelay, downdelay;     /* Delay before iface goes up/down, in ms. */
134     bool bond_compat_is_stale;  /* Need to call port_update_bond_compat()? */
135
136     /* Port mirroring info. */
137     mirror_mask_t src_mirrors;  /* Mirrors triggered when packet received. */
138     mirror_mask_t dst_mirrors;  /* Mirrors triggered when packet sent. */
139     bool is_mirror_output_port; /* Does port mirroring send frames here? */
140
141     /* Spanning tree info. */
142     enum stp_state stp_state;   /* Always STP_FORWARDING if STP not in use. */
143     tag_type stp_state_tag;     /* Tag for STP state change. */
144 };
145
146 #define DP_MAX_PORTS 255
147 struct bridge {
148     struct list node;           /* Node in global list of bridges. */
149     char *name;                 /* User-specified arbitrary name. */
150     struct mac_learning *ml;    /* MAC learning table. */
151     bool sent_config_request;   /* Successfully sent config request? */
152     uint8_t default_ea[ETH_ADDR_LEN]; /* Default MAC. */
153
154     /* Support for remote controllers. */
155     char *controller;           /* NULL if there is no remote controller;
156                                  * "discover" to do controller discovery;
157                                  * otherwise a vconn name. */
158
159     /* OpenFlow switch processing. */
160     struct ofproto *ofproto;    /* OpenFlow switch. */
161
162     /* Kernel datapath information. */
163     struct dpif dpif;           /* Kernel datapath. */
164     struct port_array ifaces;   /* Indexed by kernel datapath port number. */
165
166     /* Bridge ports. */
167     struct port **ports;
168     size_t n_ports, allocated_ports;
169
170     /* Bonding. */
171     bool has_bonded_ports;
172     long long int bond_next_rebalance;
173
174     /* Flow tracking. */
175     bool flush;
176
177     /* Flow statistics gathering. */
178     time_t next_stats_request;
179
180     /* Port mirroring. */
181     struct mirror *mirrors[MAX_MIRRORS];
182
183     /* Spanning tree. */
184     struct stp *stp;
185     long long int stp_last_tick;
186 };
187
188 /* List of all bridges. */
189 static struct list all_bridges = LIST_INITIALIZER(&all_bridges);
190
191 /* Maximum number of datapaths. */
192 enum { DP_MAX = 256 };
193
194 static struct bridge *bridge_create(const char *name);
195 static void bridge_destroy(struct bridge *);
196 static struct bridge *bridge_lookup(const char *name);
197 static void bridge_unixctl_dump_flows(struct unixctl_conn *, const char *);
198 static int bridge_run_one(struct bridge *);
199 static void bridge_reconfigure_one(struct bridge *);
200 static void bridge_reconfigure_controller(struct bridge *);
201 static void bridge_get_all_ifaces(const struct bridge *, struct svec *ifaces);
202 static void bridge_fetch_dp_ifaces(struct bridge *);
203 static void bridge_flush(struct bridge *);
204 static void bridge_pick_local_hw_addr(struct bridge *,
205                                       uint8_t ea[ETH_ADDR_LEN],
206                                       const char **devname);
207 static uint64_t bridge_pick_datapath_id(struct bridge *,
208                                         const uint8_t bridge_ea[ETH_ADDR_LEN],
209                                         const char *devname);
210 static uint64_t dpid_from_hash(const void *, size_t nbytes);
211
212 static void bridge_unixctl_fdb_show(struct unixctl_conn *, const char *args);
213
214 static void bond_init(void);
215 static void bond_run(struct bridge *);
216 static void bond_wait(struct bridge *);
217 static void bond_rebalance_port(struct port *);
218 static void bond_send_learning_packets(struct port *);
219 static void bond_enable_slave(struct iface *iface, bool enable);
220
221 static void port_create(struct bridge *, const char *name);
222 static void port_reconfigure(struct port *);
223 static void port_destroy(struct port *);
224 static struct port *port_lookup(const struct bridge *, const char *name);
225 static struct iface *port_lookup_iface(const struct port *, const char *name);
226 static struct port *port_from_dp_ifidx(const struct bridge *,
227                                        uint16_t dp_ifidx);
228 static void port_update_bond_compat(struct port *);
229 static void port_update_vlan_compat(struct port *);
230
231 static void mirror_create(struct bridge *, const char *name);
232 static void mirror_destroy(struct mirror *);
233 static void mirror_reconfigure(struct bridge *);
234 static void mirror_reconfigure_one(struct mirror *);
235 static bool vlan_is_mirrored(const struct mirror *, int vlan);
236
237 static void brstp_reconfigure(struct bridge *);
238 static void brstp_adjust_timers(struct bridge *);
239 static void brstp_run(struct bridge *);
240 static void brstp_wait(struct bridge *);
241
242 static void iface_create(struct port *, const char *name);
243 static void iface_destroy(struct iface *);
244 static struct iface *iface_lookup(const struct bridge *, const char *name);
245 static struct iface *iface_from_dp_ifidx(const struct bridge *,
246                                          uint16_t dp_ifidx);
247 static bool iface_is_internal(const struct bridge *, const char *name);
248 static void iface_set_mac(struct iface *);
249
250 /* Hooks into ofproto processing. */
251 static struct ofhooks bridge_ofhooks;
252 \f
253 /* Public functions. */
254
255 /* Adds the name of each interface used by a bridge, including local and
256  * internal ports, to 'svec'. */
257 void
258 bridge_get_ifaces(struct svec *svec) 
259 {
260     struct bridge *br, *next;
261     size_t i, j;
262
263     LIST_FOR_EACH_SAFE (br, next, struct bridge, node, &all_bridges) {
264         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
265             struct port *port = br->ports[i];
266
267             for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
268                 struct iface *iface = port->ifaces[j];
269                 if (iface->dp_ifidx < 0) {
270                     VLOG_ERR("%s interface not in dp%u, ignoring",
271                              iface->name, dpif_id(&br->dpif));
272                 } else {
273                     if (iface->dp_ifidx != ODPP_LOCAL) {
274                         svec_add(svec, iface->name);
275                     }
276                 }
277             }
278         }
279     }
280 }
281
282 /* The caller must already have called cfg_read(). */
283 void
284 bridge_init(void)
285 {
286     int retval;
287     int i;
288
289     bond_init();
290
291     unixctl_command_register("fdb/show", bridge_unixctl_fdb_show);
292
293     for (i = 0; i < DP_MAX; i++) {
294         struct dpif dpif;
295         char devname[16];
296
297         sprintf(devname, "dp%d", i);
298         retval = dpif_open(devname, &dpif);
299         if (!retval) {
300             char dpif_name[IF_NAMESIZE];
301             if (dpif_get_name(&dpif, dpif_name, sizeof dpif_name)
302                 || !cfg_has("bridge.%s.port", dpif_name)) {
303                 dpif_delete(&dpif);
304             }
305             dpif_close(&dpif);
306         } else if (retval != ENODEV) {
307             VLOG_ERR("failed to delete datapath dp%d: %s",
308                      i, strerror(retval));
309         }
310     }
311
312     unixctl_command_register("bridge/dump-flows", bridge_unixctl_dump_flows);
313
314     bridge_reconfigure();
315 }
316
317 #ifdef HAVE_OPENSSL
318 static bool
319 config_string_change(const char *key, char **valuep)
320 {
321     const char *value = cfg_get_string(0, "%s", key);
322     if (value && (!*valuep || strcmp(value, *valuep))) {
323         free(*valuep);
324         *valuep = xstrdup(value);
325         return true;
326     } else {
327         return false;
328     }
329 }
330
331 static void
332 bridge_configure_ssl(void)
333 {
334     /* XXX SSL should be configurable on a per-bridge basis.
335      * XXX should be possible to de-configure SSL. */
336     static char *private_key_file;
337     static char *certificate_file;
338     static char *cacert_file;
339     struct stat s;
340
341     if (config_string_change("ssl.private-key", &private_key_file)) {
342         vconn_ssl_set_private_key_file(private_key_file);
343     }
344
345     if (config_string_change("ssl.certificate", &certificate_file)) {
346         vconn_ssl_set_certificate_file(certificate_file);
347     }
348
349     /* We assume that even if the filename hasn't changed, if the CA cert 
350      * file has been removed, that we want to move back into
351      * boot-strapping mode.  This opens a small security hole, because
352      * the old certificate will still be trusted until vSwitch is
353      * restarted.  We may want to address this in vconn's SSL library. */
354     if (config_string_change("ssl.ca-cert", &cacert_file)
355             || (stat(cacert_file, &s) && errno == ENOENT)) {
356         vconn_ssl_set_ca_cert_file(cacert_file,
357                                    cfg_get_bool(0, "ssl.bootstrap-ca-cert"));
358     }
359 }
360 #endif
361
362 void
363 bridge_reconfigure(void)
364 {
365     struct svec old_br, new_br, raw_new_br;
366     struct bridge *br, *next;
367     size_t i, j;
368
369     COVERAGE_INC(bridge_reconfigure);
370
371     /* Collect old bridges. */
372     svec_init(&old_br);
373     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
374         svec_add(&old_br, br->name);
375     }
376
377     /* Collect new bridges. */
378     svec_init(&raw_new_br);
379     cfg_get_subsections(&raw_new_br, "bridge");
380     svec_init(&new_br);
381     for (i = 0; i < raw_new_br.n; i++) {
382         const char *name = raw_new_br.names[i];
383         if ((!strncmp(name, "dp", 2) && isdigit(name[2])) ||
384             (!strncmp(name, "nl:", 3) && isdigit(name[3]))) {
385             VLOG_ERR("%s is not a valid bridge name (bridges may not be "
386                      "named \"dp\" or \"nl:\" followed by a digit)", name);
387         } else {
388             svec_add(&new_br, name);
389         }
390     }
391     svec_destroy(&raw_new_br);
392
393     /* Get rid of deleted bridges and add new bridges. */
394     svec_sort(&old_br);
395     svec_sort(&new_br);
396     assert(svec_is_unique(&old_br));
397     assert(svec_is_unique(&new_br));
398     LIST_FOR_EACH_SAFE (br, next, struct bridge, node, &all_bridges) {
399         if (!svec_contains(&new_br, br->name)) {
400             bridge_destroy(br);
401         }
402     }
403     for (i = 0; i < new_br.n; i++) {
404         const char *name = new_br.names[i];
405         if (!svec_contains(&old_br, name)) {
406             bridge_create(name);
407         }
408     }
409     svec_destroy(&old_br);
410     svec_destroy(&new_br);
411
412 #ifdef HAVE_OPENSSL
413     /* Configure SSL. */
414     bridge_configure_ssl();
415 #endif
416
417     /* Reconfigure all bridges. */
418     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
419         bridge_reconfigure_one(br);
420     }
421
422     /* Add and delete ports on all datapaths.
423      *
424      * The kernel will reject any attempt to add a given port to a datapath if
425      * that port already belongs to a different datapath, so we must do all
426      * port deletions before any port additions. */
427     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
428         struct odp_port *dpif_ports;
429         size_t n_dpif_ports;
430         struct svec want_ifaces;
431
432         dpif_port_list(&br->dpif, &dpif_ports, &n_dpif_ports);
433         bridge_get_all_ifaces(br, &want_ifaces);
434         for (i = 0; i < n_dpif_ports; i++) {
435             const struct odp_port *p = &dpif_ports[i];
436             if (!svec_contains(&want_ifaces, p->devname)
437                 && strcmp(p->devname, br->name)) {
438                 int retval = dpif_port_del(&br->dpif, p->port);
439                 if (retval) {
440                     VLOG_ERR("failed to remove %s interface from dp%u: %s",
441                              p->devname, dpif_id(&br->dpif), strerror(retval));
442                 }
443             }
444         }
445         svec_destroy(&want_ifaces);
446         free(dpif_ports);
447     }
448     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
449         struct odp_port *dpif_ports;
450         size_t n_dpif_ports;
451         struct svec cur_ifaces, want_ifaces, add_ifaces;
452         int next_port_no;
453
454         dpif_port_list(&br->dpif, &dpif_ports, &n_dpif_ports);
455         svec_init(&cur_ifaces);
456         for (i = 0; i < n_dpif_ports; i++) {
457             svec_add(&cur_ifaces, dpif_ports[i].devname);
458         }
459         free(dpif_ports);
460         svec_sort_unique(&cur_ifaces);
461         bridge_get_all_ifaces(br, &want_ifaces);
462         svec_diff(&want_ifaces, &cur_ifaces, &add_ifaces, NULL, NULL);
463
464         next_port_no = 1;
465         for (i = 0; i < add_ifaces.n; i++) {
466             const char *if_name = add_ifaces.names[i];
467             for (;;) {
468                 bool internal;
469                 int error;
470
471                 /* Add to datapath. */
472                 internal = iface_is_internal(br, if_name);
473                 error = dpif_port_add(&br->dpif, if_name, next_port_no++,
474                                       internal ? ODP_PORT_INTERNAL : 0);
475                 if (error != EEXIST) {
476                     if (next_port_no >= 256) {
477                         VLOG_ERR("ran out of valid port numbers on dp%u",
478                                  dpif_id(&br->dpif));
479                         goto out;
480                     }
481                     if (error) {
482                         VLOG_ERR("failed to add %s interface to dp%u: %s",
483                                  if_name, dpif_id(&br->dpif), strerror(error));
484                     }
485                     break;
486                 }
487             }
488         }
489     out:
490         svec_destroy(&cur_ifaces);
491         svec_destroy(&want_ifaces);
492         svec_destroy(&add_ifaces);
493     }
494     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
495         uint8_t ea[8];
496         uint64_t dpid;
497         struct iface *local_iface = NULL;
498         const char *devname;
499         struct netflow_options nf_options;
500
501         bridge_fetch_dp_ifaces(br);
502         for (i = 0; i < br->n_ports; ) {
503             struct port *port = br->ports[i];
504
505             for (j = 0; j < port->n_ifaces; ) {
506                 struct iface *iface = port->ifaces[j];
507                 if (iface->dp_ifidx < 0) {
508                     VLOG_ERR("%s interface not in dp%u, dropping",
509                              iface->name, dpif_id(&br->dpif));
510                     iface_destroy(iface);
511                 } else {
512                     if (iface->dp_ifidx == ODPP_LOCAL) {
513                         local_iface = iface;
514                     }
515                     VLOG_DBG("dp%u has interface %s on port %d",
516                              dpif_id(&br->dpif), iface->name, iface->dp_ifidx);
517                     j++;
518                 }
519             }
520             if (!port->n_ifaces) {
521                 VLOG_ERR("%s port has no interfaces, dropping", port->name);
522                 port_destroy(port);
523                 continue;
524             }
525             i++;
526         }
527
528         /* Pick local port hardware address, datapath ID. */
529         bridge_pick_local_hw_addr(br, ea, &devname);
530         if (local_iface) {
531             int error = netdev_nodev_set_etheraddr(local_iface->name, ea);
532             if (error) {
533                 static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
534                 VLOG_ERR_RL(&rl, "bridge %s: failed to set bridge "
535                             "Ethernet address: %s",
536                             br->name, strerror(error));
537             }
538         }
539
540         dpid = bridge_pick_datapath_id(br, ea, devname);
541         ofproto_set_datapath_id(br->ofproto, dpid);
542
543         /* Set NetFlow configuration on this bridge. */
544         memset(&nf_options, 0, sizeof nf_options);
545         nf_options.engine_type = br->dpif.minor;
546         nf_options.engine_id = br->dpif.minor;
547         nf_options.active_timeout = -1;
548
549         if (cfg_has("netflow.%s.engine-type", br->name)) {
550             nf_options.engine_type = cfg_get_int(0, "netflow.%s.engine-type", 
551                     br->name);
552         }
553         if (cfg_has("netflow.%s.engine-id", br->name)) {
554             nf_options.engine_id = cfg_get_int(0, "netflow.%s.engine-id",
555                                                br->name);
556         }
557         if (cfg_has("netflow.%s.active-timeout", br->name)) {
558             nf_options.active_timeout = cfg_get_int(0,
559                                                     "netflow.%s.active-timeout",
560                                                     br->name);
561         }
562         if (cfg_has("netflow.%s.add-id-to-iface", br->name)) {
563             nf_options.add_id_to_iface = cfg_get_bool(0,
564                                                    "netflow.%s.add-id-to-iface",
565                                                     br->name);
566         }
567         if (nf_options.add_id_to_iface && nf_options.engine_id > 0x7f) {
568             VLOG_WARN("bridge %s: netflow port mangling may conflict with "
569                     "another vswitch, choose an engine id less than 128", 
570                     br->name);
571         }
572         if (nf_options.add_id_to_iface && br->n_ports > 508) {
573             VLOG_WARN("bridge %s: netflow port mangling will conflict with "
574                     "another port when more than 508 ports are used", 
575                     br->name);
576         }
577         svec_init(&nf_options.collectors);
578         cfg_get_all_keys(&nf_options.collectors, "netflow.%s.host", br->name);
579         if (ofproto_set_netflow(br->ofproto, &nf_options)) {
580             VLOG_ERR("bridge %s: problem setting netflow collectors", 
581                     br->name);
582         }
583         svec_destroy(&nf_options.collectors);
584
585         /* Update the controller and related settings.  It would be more
586          * straightforward to call this from bridge_reconfigure_one(), but we
587          * can't do it there for two reasons.  First, and most importantly, at
588          * that point we don't know the dp_ifidx of any interfaces that have
589          * been added to the bridge (because we haven't actually added them to
590          * the datapath).  Second, at that point we haven't set the datapath ID
591          * yet; when a controller is configured, resetting the datapath ID will
592          * immediately disconnect from the controller, so it's better to set
593          * the datapath ID before the controller. */
594         bridge_reconfigure_controller(br);
595     }
596     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
597         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
598             struct port *port = br->ports[i];
599
600             port_update_vlan_compat(port);
601
602             for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
603                 struct iface *iface = port->ifaces[j];
604                 if (iface->dp_ifidx != ODPP_LOCAL
605                     && iface_is_internal(br, iface->name)) {
606                     iface_set_mac(iface);
607                 }
608             }
609         }
610     }
611     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
612         brstp_reconfigure(br);
613     }
614 }
615
616 static void
617 bridge_pick_local_hw_addr(struct bridge *br, uint8_t ea[ETH_ADDR_LEN],
618                           const char **devname)
619 {
620     uint64_t requested_ea;
621     size_t i, j;
622     int error;
623
624     *devname = NULL;
625
626     /* Did the user request a particular MAC? */
627     requested_ea = cfg_get_mac(0, "bridge.%s.mac", br->name);
628     if (requested_ea) {
629         eth_addr_from_uint64(requested_ea, ea);
630         if (eth_addr_is_multicast(ea)) {
631             VLOG_ERR("bridge %s: cannot set MAC address to multicast "
632                      "address "ETH_ADDR_FMT, br->name, ETH_ADDR_ARGS(ea));
633         } else if (eth_addr_is_zero(ea)) {
634             VLOG_ERR("bridge %s: cannot set MAC address to zero", br->name);
635         } else {
636             return;
637         }
638     }
639
640     /* Otherwise choose the minimum MAC address among all of the interfaces.
641      * (Xen uses FE:FF:FF:FF:FF:FF for virtual interfaces so this will get the
642      * MAC of the physical interface in such an environment.) */
643     memset(ea, 0xff, sizeof ea);
644     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
645         struct port *port = br->ports[i];
646         uint8_t iface_ea[ETH_ADDR_LEN];
647         uint64_t iface_ea_u64;
648         struct iface *iface;
649
650         /* Mirror output ports don't participate. */
651         if (port->is_mirror_output_port) {
652             continue;
653         }
654
655         /* Choose the MAC address to represent the port. */
656         iface_ea_u64 = cfg_get_mac(0, "port.%s.mac", port->name);
657         if (iface_ea_u64) {
658             /* User specified explicitly. */
659             eth_addr_from_uint64(iface_ea_u64, iface_ea);
660
661             /* Find the interface with this Ethernet address (if any) so that
662              * we can provide the correct devname to the caller. */
663             iface = NULL;
664             for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
665                 struct iface *candidate = port->ifaces[j];
666                 uint8_t candidate_ea[ETH_ADDR_LEN];
667                 if (!netdev_nodev_get_etheraddr(candidate->name, candidate_ea)
668                     && eth_addr_equals(iface_ea, candidate_ea)) {
669                     iface = candidate;
670                 }
671             }
672         } else {
673             /* Choose the interface whose MAC address will represent the port.
674              * The Linux kernel bonding code always chooses the MAC address of
675              * the first slave added to a bond, and the Fedora networking
676              * scripts always add slaves to a bond in alphabetical order, so
677              * for compatibility we choose the interface with the name that is
678              * first in alphabetical order. */
679             iface = port->ifaces[0];
680             for (j = 1; j < port->n_ifaces; j++) {
681                 struct iface *candidate = port->ifaces[j];
682                 if (strcmp(candidate->name, iface->name) < 0) {
683                     iface = candidate;
684                 }
685             }
686
687             /* The local port doesn't count (since we're trying to choose its
688              * MAC address anyway).  Other internal ports don't count because
689              * we really want a physical MAC if we can get it, and internal
690              * ports typically have randomly generated MACs. */
691             if (iface->dp_ifidx == ODPP_LOCAL
692                 || cfg_get_bool(0, "iface.%s.internal", iface->name)) {
693                 continue;
694             }
695
696             /* Grab MAC. */
697             error = netdev_nodev_get_etheraddr(iface->name, iface_ea);
698             if (error) {
699                 static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
700                 VLOG_ERR_RL(&rl, "failed to obtain Ethernet address of %s: %s",
701                             iface->name, strerror(error));
702                 continue;
703             }
704         }
705
706         /* Compare against our current choice. */
707         if (!eth_addr_is_multicast(iface_ea) &&
708             !eth_addr_is_reserved(iface_ea) &&
709             !eth_addr_is_zero(iface_ea) &&
710             memcmp(iface_ea, ea, ETH_ADDR_LEN) < 0)
711         {
712             memcpy(ea, iface_ea, ETH_ADDR_LEN);
713             *devname = iface ? iface->name : NULL;
714         }
715     }
716     if (eth_addr_is_multicast(ea) || eth_addr_is_vif(ea)) {
717         memcpy(ea, br->default_ea, ETH_ADDR_LEN);
718         *devname = NULL;
719         VLOG_WARN("bridge %s: using default bridge Ethernet "
720                   "address "ETH_ADDR_FMT, br->name, ETH_ADDR_ARGS(ea));
721     } else {
722         VLOG_DBG("bridge %s: using bridge Ethernet address "ETH_ADDR_FMT,
723                  br->name, ETH_ADDR_ARGS(ea));
724     }
725 }
726
727 /* Choose and returns the datapath ID for bridge 'br' given that the bridge
728  * Ethernet address is 'bridge_ea'.  If 'bridge_ea' is the Ethernet address of
729  * a network device, then that network device's name must be passed in as
730  * 'devname'; if 'bridge_ea' was derived some other way, then 'devname' must be
731  * passed in as a null pointer. */
732 static uint64_t
733 bridge_pick_datapath_id(struct bridge *br,
734                         const uint8_t bridge_ea[ETH_ADDR_LEN],
735                         const char *devname)
736 {
737     /*
738      * The procedure for choosing a bridge MAC address will, in the most
739      * ordinary case, also choose a unique MAC that we can use as a datapath
740      * ID.  In some special cases, though, multiple bridges will end up with
741      * the same MAC address.  This is OK for the bridges, but it will confuse
742      * the OpenFlow controller, because each datapath needs a unique datapath
743      * ID.
744      *
745      * Datapath IDs must be unique.  It is also very desirable that they be
746      * stable from one run to the next, so that policy set on a datapath
747      * "sticks".
748      */
749     uint64_t dpid;
750
751     dpid = cfg_get_dpid(0, "bridge.%s.datapath-id", br->name);
752     if (dpid) {
753         return dpid;
754     }
755
756     if (devname) {
757         int vlan;
758         if (!netdev_get_vlan_vid(devname, &vlan)) {
759             /*
760              * A bridge whose MAC address is taken from a VLAN network device
761              * (that is, a network device created with vconfig(8) or similar
762              * tool) will have the same MAC address as a bridge on the VLAN
763              * device's physical network device.
764              *
765              * Handle this case by hashing the physical network device MAC
766              * along with the VLAN identifier.
767              */
768             uint8_t buf[ETH_ADDR_LEN + 2];
769             memcpy(buf, bridge_ea, ETH_ADDR_LEN);
770             buf[ETH_ADDR_LEN] = vlan >> 8;
771             buf[ETH_ADDR_LEN + 1] = vlan;
772             return dpid_from_hash(buf, sizeof buf);
773         } else {
774             /*
775              * Assume that this bridge's MAC address is unique, since it
776              * doesn't fit any of the cases we handle specially.
777              */
778         }
779     } else {
780         /*
781          * A purely internal bridge, that is, one that has no non-virtual
782          * network devices on it at all, is more difficult because it has no
783          * natural unique identifier at all.
784          *
785          * When the host is a XenServer, we handle this case by hashing the
786          * host's UUID with the name of the bridge.  Names of bridges are
787          * persistent across XenServer reboots, although they can be reused if
788          * an internal network is destroyed and then a new one is later
789          * created, so this is fairly effective.
790          *
791          * When the host is not a XenServer, we punt by using a random MAC
792          * address on each run.
793          */
794         const char *host_uuid = xenserver_get_host_uuid();
795         if (host_uuid) {
796             char *combined = xasprintf("%s,%s", host_uuid, br->name);
797             dpid = dpid_from_hash(combined, strlen(combined));
798             free(combined);
799             return dpid;
800         }
801     }
802
803     return eth_addr_to_uint64(bridge_ea);
804 }
805
806 static uint64_t
807 dpid_from_hash(const void *data, size_t n)
808 {
809     uint8_t hash[SHA1_DIGEST_SIZE];
810
811     BUILD_ASSERT_DECL(sizeof hash >= ETH_ADDR_LEN);
812     sha1_bytes(data, n, hash);
813     eth_addr_mark_random(hash);
814     return eth_addr_to_uint64(hash);
815 }
816
817 int
818 bridge_run(void)
819 {
820     struct bridge *br, *next;
821     int retval;
822
823     retval = 0;
824     LIST_FOR_EACH_SAFE (br, next, struct bridge, node, &all_bridges) {
825         int error = bridge_run_one(br);
826         if (error) {
827             static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
828             VLOG_ERR_RL(&rl, "bridge %s: datapath was destroyed externally, "
829                         "forcing reconfiguration", br->name);
830             if (!retval) {
831                 retval = error;
832             }
833         }
834     }
835     return retval;
836 }
837
838 void
839 bridge_wait(void)
840 {
841     struct bridge *br;
842
843     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
844         ofproto_wait(br->ofproto);
845         if (br->controller) {
846             continue;
847         }
848
849         mac_learning_wait(br->ml);
850         bond_wait(br);
851         brstp_wait(br);
852     }
853 }
854
855 /* Forces 'br' to revalidate all of its flows.  This is appropriate when 'br''s
856  * configuration changes.  */
857 static void
858 bridge_flush(struct bridge *br)
859 {
860     COVERAGE_INC(bridge_flush);
861     br->flush = true;
862     mac_learning_flush(br->ml);
863 }
864 \f
865 /* Bridge unixctl user interface functions. */
866 static void
867 bridge_unixctl_fdb_show(struct unixctl_conn *conn, const char *args)
868 {
869     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
870     const struct bridge *br;
871     const struct mac_entry *e;
872
873     br = bridge_lookup(args);
874     if (!br) {
875         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bridge");
876         return;
877     }
878
879     ds_put_cstr(&ds, " port  VLAN  MAC                Age\n");
880     LIST_FOR_EACH (e, struct mac_entry, lru_node, &br->ml->lrus) {
881         if (e->port < 0 || e->port >= br->n_ports) {
882             continue;
883         }
884         ds_put_format(&ds, "%5d  %4d  "ETH_ADDR_FMT"  %3d\n",
885                       br->ports[e->port]->ifaces[0]->dp_ifidx,
886                       e->vlan, ETH_ADDR_ARGS(e->mac), mac_entry_age(e));
887     }
888     unixctl_command_reply(conn, 200, ds_cstr(&ds));
889     ds_destroy(&ds);
890 }
891 \f
892 /* Bridge reconfiguration functions. */
893
894 static struct bridge *
895 bridge_create(const char *name)
896 {
897     struct bridge *br;
898     int error;
899
900     assert(!bridge_lookup(name));
901     br = xcalloc(1, sizeof *br);
902
903     error = dpif_create(name, &br->dpif);
904     if (error == EEXIST) {
905         error = dpif_open(name, &br->dpif);
906         if (error) {
907             VLOG_ERR("datapath %s already exists but cannot be opened: %s",
908                      name, strerror(error));
909             free(br);
910             return NULL;
911         }
912         dpif_flow_flush(&br->dpif);
913     } else if (error) {
914         VLOG_ERR("failed to create datapath %s: %s", name, strerror(error));
915         free(br);
916         return NULL;
917     }
918
919     error = ofproto_create(name, &bridge_ofhooks, br, &br->ofproto);
920     if (error) {
921         VLOG_ERR("failed to create switch %s: %s", name, strerror(error));
922         dpif_delete(&br->dpif);
923         dpif_close(&br->dpif);
924         free(br);
925         return NULL;
926     }
927
928     br->name = xstrdup(name);
929     br->ml = mac_learning_create();
930     br->sent_config_request = false;
931     eth_addr_random(br->default_ea);
932
933     port_array_init(&br->ifaces);
934
935     br->flush = false;
936     br->bond_next_rebalance = time_msec() + 10000;
937
938     list_push_back(&all_bridges, &br->node);
939
940     VLOG_INFO("created bridge %s on dp%u", br->name, dpif_id(&br->dpif));
941
942     return br;
943 }
944
945 static void
946 bridge_destroy(struct bridge *br)
947 {
948     if (br) {
949         int error;
950
951         while (br->n_ports > 0) {
952             port_destroy(br->ports[br->n_ports - 1]);
953         }
954         list_remove(&br->node);
955         error = dpif_delete(&br->dpif);
956         if (error && error != ENOENT) {
957             VLOG_ERR("failed to delete dp%u: %s",
958                      dpif_id(&br->dpif), strerror(error));
959         }
960         dpif_close(&br->dpif);
961         ofproto_destroy(br->ofproto);
962         free(br->controller);
963         mac_learning_destroy(br->ml);
964         port_array_destroy(&br->ifaces);
965         free(br->ports);
966         free(br->name);
967         free(br);
968     }
969 }
970
971 static struct bridge *
972 bridge_lookup(const char *name)
973 {
974     struct bridge *br;
975
976     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
977         if (!strcmp(br->name, name)) {
978             return br;
979         }
980     }
981     return NULL;
982 }
983
984 bool
985 bridge_exists(const char *name)
986 {
987     return bridge_lookup(name) ? true : false;
988 }
989
990 uint64_t
991 bridge_get_datapathid(const char *name)
992 {
993     struct bridge *br = bridge_lookup(name);
994     return br ? ofproto_get_datapath_id(br->ofproto) : 0;
995 }
996
997 /* Handle requests for a listing of all flows known by the OpenFlow
998  * stack, including those normally hidden. */
999 static void
1000 bridge_unixctl_dump_flows(struct unixctl_conn *conn, const char *args)
1001 {
1002     struct bridge *br;
1003     struct ds results;
1004     
1005     br = bridge_lookup(args);
1006     if (!br) {
1007         unixctl_command_reply(conn, 501, "Unknown bridge");
1008         return;
1009     }
1010
1011     ds_init(&results);
1012     ofproto_get_all_flows(br->ofproto, &results);
1013
1014     unixctl_command_reply(conn, 200, ds_cstr(&results));
1015     ds_destroy(&results);
1016 }
1017
1018 static int
1019 bridge_run_one(struct bridge *br)
1020 {
1021     int error;
1022
1023     error = ofproto_run1(br->ofproto);
1024     if (error) {
1025         return error;
1026     }
1027
1028     mac_learning_run(br->ml, ofproto_get_revalidate_set(br->ofproto));
1029     bond_run(br);
1030     brstp_run(br);
1031
1032     error = ofproto_run2(br->ofproto, br->flush);
1033     br->flush = false;
1034
1035     return error;
1036 }
1037
1038 static const char *
1039 bridge_get_controller(const struct bridge *br)
1040 {
1041     const char *controller;
1042
1043     controller = cfg_get_string(0, "bridge.%s.controller", br->name);
1044     if (!controller) {
1045         controller = cfg_get_string(0, "mgmt.controller");
1046     }
1047     return controller && controller[0] ? controller : NULL;
1048 }
1049
1050 static void
1051 bridge_reconfigure_one(struct bridge *br)
1052 {
1053     struct svec old_ports, new_ports, ifaces;
1054     struct svec listeners, old_listeners;
1055     struct svec snoops, old_snoops;
1056     size_t i, j;
1057
1058     /* Collect old ports. */
1059     svec_init(&old_ports);
1060     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1061         svec_add(&old_ports, br->ports[i]->name);
1062     }
1063     svec_sort(&old_ports);
1064     assert(svec_is_unique(&old_ports));
1065
1066     /* Collect new ports. */
1067     svec_init(&new_ports);
1068     cfg_get_all_keys(&new_ports, "bridge.%s.port", br->name);
1069     svec_sort(&new_ports);
1070     if (bridge_get_controller(br) && !svec_contains(&new_ports, br->name)) {
1071         svec_add(&new_ports, br->name);
1072         svec_sort(&new_ports);
1073     }
1074     if (!svec_is_unique(&new_ports)) {
1075         VLOG_WARN("bridge %s: %s specified twice as bridge port",
1076                   br->name, svec_get_duplicate(&new_ports));
1077         svec_unique(&new_ports);
1078     }
1079
1080     ofproto_set_mgmt_id(br->ofproto, mgmt_id);
1081
1082     /* Get rid of deleted ports and add new ports. */
1083     for (i = 0; i < br->n_ports; ) {
1084         struct port *port = br->ports[i];
1085         if (!svec_contains(&new_ports, port->name)) {
1086             port_destroy(port);
1087         } else {
1088             i++;
1089         }
1090     }
1091     for (i = 0; i < new_ports.n; i++) {
1092         const char *name = new_ports.names[i];
1093         if (!svec_contains(&old_ports, name)) {
1094             port_create(br, name);
1095         }
1096     }
1097     svec_destroy(&old_ports);
1098     svec_destroy(&new_ports);
1099
1100     /* Reconfigure all ports. */
1101     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1102         port_reconfigure(br->ports[i]);
1103     }
1104
1105     /* Check and delete duplicate interfaces. */
1106     svec_init(&ifaces);
1107     for (i = 0; i < br->n_ports; ) {
1108         struct port *port = br->ports[i];
1109         for (j = 0; j < port->n_ifaces; ) {
1110             struct iface *iface = port->ifaces[j];
1111             if (svec_contains(&ifaces, iface->name)) {
1112                 VLOG_ERR("bridge %s: %s interface is on multiple ports, "
1113                          "removing from %s",
1114                          br->name, iface->name, port->name);
1115                 iface_destroy(iface);
1116             } else {
1117                 svec_add(&ifaces, iface->name);
1118                 svec_sort(&ifaces);
1119                 j++;
1120             }
1121         }
1122         if (!port->n_ifaces) {
1123             VLOG_ERR("%s port has no interfaces, dropping", port->name);
1124             port_destroy(port);
1125         } else {
1126             i++;
1127         }
1128     }
1129     svec_destroy(&ifaces);
1130
1131     /* Delete all flows if we're switching from connected to standalone or vice
1132      * versa.  (XXX Should we delete all flows if we are switching from one
1133      * controller to another?) */
1134
1135     /* Configure OpenFlow management listeners. */
1136     svec_init(&listeners);
1137     cfg_get_all_strings(&listeners, "bridge.%s.openflow.listeners", br->name);
1138     if (!listeners.n) {
1139         svec_add_nocopy(&listeners, xasprintf("punix:%s/%s.mgmt",
1140                                               ovs_rundir, br->name));
1141     } else if (listeners.n == 1 && !strcmp(listeners.names[0], "none")) {
1142         svec_clear(&listeners);
1143     }
1144     svec_sort_unique(&listeners);
1145
1146     svec_init(&old_listeners);
1147     ofproto_get_listeners(br->ofproto, &old_listeners);
1148     svec_sort_unique(&old_listeners);
1149
1150     if (!svec_equal(&listeners, &old_listeners)) {
1151         ofproto_set_listeners(br->ofproto, &listeners);
1152     }
1153     svec_destroy(&listeners);
1154     svec_destroy(&old_listeners);
1155
1156     /* Configure OpenFlow controller connection snooping. */
1157     svec_init(&snoops);
1158     cfg_get_all_strings(&snoops, "bridge.%s.openflow.snoops", br->name);
1159     if (!snoops.n) {
1160         svec_add_nocopy(&snoops, xasprintf("punix:%s/%s.snoop",
1161                                            ovs_rundir, br->name));
1162     } else if (snoops.n == 1 && !strcmp(snoops.names[0], "none")) {
1163         svec_clear(&snoops);
1164     }
1165     svec_sort_unique(&snoops);
1166
1167     svec_init(&old_snoops);
1168     ofproto_get_snoops(br->ofproto, &old_snoops);
1169     svec_sort_unique(&old_snoops);
1170
1171     if (!svec_equal(&snoops, &old_snoops)) {
1172         ofproto_set_snoops(br->ofproto, &snoops);
1173     }
1174     svec_destroy(&snoops);
1175     svec_destroy(&old_snoops);
1176
1177     mirror_reconfigure(br);
1178 }
1179
1180 static void
1181 bridge_reconfigure_controller(struct bridge *br)
1182 {
1183     char *pfx = xasprintf("bridge.%s.controller", br->name);
1184     const char *controller;
1185
1186     controller = bridge_get_controller(br);
1187     if ((br->controller != NULL) != (controller != NULL)) {
1188         ofproto_flush_flows(br->ofproto);
1189     }
1190     free(br->controller);
1191     br->controller = controller ? xstrdup(controller) : NULL;
1192
1193     if (controller) {
1194         const char *fail_mode;
1195         int max_backoff, probe;
1196         int rate_limit, burst_limit;
1197
1198         if (!strcmp(controller, "discover")) {
1199             bool update_resolv_conf = true;
1200
1201             if (cfg_has("%s.update-resolv.conf", pfx)) {
1202                 update_resolv_conf = cfg_get_bool(0, "%s.update-resolv.conf",
1203                         pfx);
1204             }
1205             ofproto_set_discovery(br->ofproto, true,
1206                                   cfg_get_string(0, "%s.accept-regex", pfx),
1207                                   update_resolv_conf);
1208         } else {
1209             struct netdev *netdev;
1210             bool in_band;
1211             int error;
1212
1213             in_band = (!cfg_is_valid(CFG_BOOL | CFG_REQUIRED,
1214                                      "%s.in-band", pfx)
1215                        || cfg_get_bool(0, "%s.in-band", pfx));
1216             ofproto_set_discovery(br->ofproto, false, NULL, NULL);
1217             ofproto_set_in_band(br->ofproto, in_band);
1218
1219             error = netdev_open(br->name, NETDEV_ETH_TYPE_NONE, &netdev);
1220             if (!error) {
1221                 if (cfg_is_valid(CFG_IP | CFG_REQUIRED, "%s.ip", pfx)) {
1222                     struct in_addr ip, mask, gateway;
1223                     ip.s_addr = cfg_get_ip(0, "%s.ip", pfx);
1224                     mask.s_addr = cfg_get_ip(0, "%s.netmask", pfx);
1225                     gateway.s_addr = cfg_get_ip(0, "%s.gateway", pfx);
1226
1227                     netdev_turn_flags_on(netdev, NETDEV_UP, true);
1228                     if (!mask.s_addr) {
1229                         mask.s_addr = guess_netmask(ip.s_addr);
1230                     }
1231                     if (!netdev_set_in4(netdev, ip, mask)) {
1232                         VLOG_INFO("bridge %s: configured IP address "IP_FMT", "
1233                                   "netmask "IP_FMT,
1234                                   br->name, IP_ARGS(&ip.s_addr),
1235                                   IP_ARGS(&mask.s_addr));
1236                     }
1237
1238                     if (gateway.s_addr) {
1239                         if (!netdev_add_router(gateway)) {
1240                             VLOG_INFO("bridge %s: configured gateway "IP_FMT,
1241                                       br->name, IP_ARGS(&gateway.s_addr));
1242                         }
1243                     }
1244                 }
1245                 netdev_close(netdev);
1246             }
1247         }
1248
1249         fail_mode = cfg_get_string(0, "%s.fail-mode", pfx);
1250         if (!fail_mode) {
1251             fail_mode = cfg_get_string(0, "mgmt.fail-mode");
1252         }
1253         ofproto_set_failure(br->ofproto,
1254                             (!fail_mode
1255                              || !strcmp(fail_mode, "standalone")
1256                              || !strcmp(fail_mode, "open")));
1257
1258         probe = cfg_get_int(0, "%s.inactivity-probe", pfx);
1259         if (probe < 5) {
1260             probe = cfg_get_int(0, "mgmt.inactivity-probe");
1261             if (probe < 5) {
1262                 probe = 5;
1263             }
1264         }
1265         ofproto_set_probe_interval(br->ofproto, probe);
1266
1267         max_backoff = cfg_get_int(0, "%s.max-backoff", pfx);
1268         if (!max_backoff) {
1269             max_backoff = cfg_get_int(0, "mgmt.max-backoff");
1270             if (!max_backoff) {
1271                 max_backoff = 8;
1272             }
1273         }
1274         ofproto_set_max_backoff(br->ofproto, max_backoff);
1275
1276         rate_limit = cfg_get_int(0, "%s.rate-limit", pfx);
1277         if (!rate_limit) {
1278             rate_limit = cfg_get_int(0, "mgmt.rate-limit");
1279         }
1280         burst_limit = cfg_get_int(0, "%s.burst-limit", pfx);
1281         if (!burst_limit) {
1282             burst_limit = cfg_get_int(0, "mgmt.burst-limit");
1283         }
1284         ofproto_set_rate_limit(br->ofproto, rate_limit, burst_limit);
1285
1286         ofproto_set_stp(br->ofproto, cfg_get_bool(0, "%s.stp", pfx));
1287
1288         if (cfg_has("%s.commands.acl", pfx)) {
1289             struct svec command_acls;
1290             char *command_acl;
1291
1292             svec_init(&command_acls);
1293             cfg_get_all_strings(&command_acls, "%s.commands.acl", pfx);
1294             command_acl = svec_join(&command_acls, ",", "");
1295
1296             ofproto_set_remote_execution(br->ofproto, command_acl,
1297                                          cfg_get_string(0, "%s.commands.dir",
1298                                                         pfx));
1299
1300             svec_destroy(&command_acls);
1301             free(command_acl);
1302         } else {
1303             ofproto_set_remote_execution(br->ofproto, NULL, NULL);
1304         }
1305     } else {
1306         union ofp_action action;
1307         flow_t flow;
1308
1309         /* Set up a flow that matches every packet and directs them to
1310          * OFPP_NORMAL (which goes to us). */
1311         memset(&action, 0, sizeof action);
1312         action.type = htons(OFPAT_OUTPUT);
1313         action.output.len = htons(sizeof action);
1314         action.output.port = htons(OFPP_NORMAL);
1315         memset(&flow, 0, sizeof flow);
1316         ofproto_add_flow(br->ofproto, &flow, OFPFW_ALL, 0,
1317                          &action, 1, 0);
1318
1319         ofproto_set_in_band(br->ofproto, false);
1320         ofproto_set_max_backoff(br->ofproto, 1);
1321         ofproto_set_probe_interval(br->ofproto, 5);
1322         ofproto_set_failure(br->ofproto, false);
1323         ofproto_set_stp(br->ofproto, false);
1324     }
1325     free(pfx);
1326
1327     ofproto_set_controller(br->ofproto, br->controller);
1328 }
1329
1330 static void
1331 bridge_get_all_ifaces(const struct bridge *br, struct svec *ifaces)
1332 {
1333     size_t i, j;
1334
1335     svec_init(ifaces);
1336     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1337         struct port *port = br->ports[i];
1338         for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
1339             struct iface *iface = port->ifaces[j];
1340             svec_add(ifaces, iface->name);
1341         }
1342         if (port->n_ifaces > 1
1343             && cfg_get_bool(0, "bonding.%s.fake-iface", port->name)) {
1344             svec_add(ifaces, port->name);
1345         }
1346     }
1347     svec_sort_unique(ifaces);
1348 }
1349
1350 /* For robustness, in case the administrator moves around datapath ports behind
1351  * our back, we re-check all the datapath port numbers here.
1352  *
1353  * This function will set the 'dp_ifidx' members of interfaces that have
1354  * disappeared to -1, so only call this function from a context where those
1355  * 'struct iface's will be removed from the bridge.  Otherwise, the -1
1356  * 'dp_ifidx'es will cause trouble later when we try to send them to the
1357  * datapath, which doesn't support UINT16_MAX+1 ports. */
1358 static void
1359 bridge_fetch_dp_ifaces(struct bridge *br)
1360 {
1361     struct odp_port *dpif_ports;
1362     size_t n_dpif_ports;
1363     size_t i, j;
1364
1365     /* Reset all interface numbers. */
1366     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1367         struct port *port = br->ports[i];
1368         for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
1369             struct iface *iface = port->ifaces[j];
1370             iface->dp_ifidx = -1;
1371         }
1372     }
1373     port_array_clear(&br->ifaces);
1374
1375     dpif_port_list(&br->dpif, &dpif_ports, &n_dpif_ports);
1376     for (i = 0; i < n_dpif_ports; i++) {
1377         struct odp_port *p = &dpif_ports[i];
1378         struct iface *iface = iface_lookup(br, p->devname);
1379         if (iface) {
1380             if (iface->dp_ifidx >= 0) {
1381                 VLOG_WARN("dp%u reported interface %s twice",
1382                           dpif_id(&br->dpif), p->devname);
1383             } else if (iface_from_dp_ifidx(br, p->port)) {
1384                 VLOG_WARN("dp%u reported interface %"PRIu16" twice",
1385                           dpif_id(&br->dpif), p->port);
1386             } else {
1387                 port_array_set(&br->ifaces, p->port, iface);
1388                 iface->dp_ifidx = p->port;
1389             }
1390         }
1391     }
1392     free(dpif_ports);
1393 }
1394 \f
1395 /* Bridge packet processing functions. */
1396
1397 static int
1398 bond_hash(const uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN])
1399 {
1400     return hash_bytes(mac, ETH_ADDR_LEN, 0) & BOND_MASK;
1401 }
1402
1403 static struct bond_entry *
1404 lookup_bond_entry(const struct port *port, const uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN])
1405 {
1406     return &port->bond_hash[bond_hash(mac)];
1407 }
1408
1409 static int
1410 bond_choose_iface(const struct port *port)
1411 {
1412     static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 20);
1413     size_t i, best_down_slave = -1;
1414     long long next_delay_expiration = LLONG_MAX;
1415
1416     for (i = 0; i < port->n_ifaces; i++) {
1417         struct iface *iface = port->ifaces[i];
1418
1419         if (iface->enabled) {
1420             return i;
1421         } else if (iface->delay_expires < next_delay_expiration) {
1422             best_down_slave = i;
1423             next_delay_expiration = iface->delay_expires;
1424         }
1425     }
1426
1427     if (best_down_slave != -1) {
1428         struct iface *iface = port->ifaces[best_down_slave];
1429
1430         VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: skipping remaining %lli ms updelay "
1431                      "since no other interface is up", iface->name,
1432                      iface->delay_expires - time_msec());
1433         bond_enable_slave(iface, true);
1434     }
1435
1436     return best_down_slave;
1437 }
1438
1439 static bool
1440 choose_output_iface(const struct port *port, const uint8_t *dl_src,
1441                     uint16_t *dp_ifidx, tag_type *tags)
1442 {
1443     struct iface *iface;
1444
1445     assert(port->n_ifaces);
1446     if (port->n_ifaces == 1) {
1447         iface = port->ifaces[0];
1448     } else {
1449         struct bond_entry *e = lookup_bond_entry(port, dl_src);
1450         if (e->iface_idx < 0 || e->iface_idx >= port->n_ifaces
1451             || !port->ifaces[e->iface_idx]->enabled) {
1452             /* XXX select interface properly.  The current interface selection
1453              * is only good for testing the rebalancing code. */
1454             e->iface_idx = bond_choose_iface(port);
1455             if (e->iface_idx < 0) {
1456                 *tags |= port->no_ifaces_tag;
1457                 return false;
1458             }
1459             e->iface_tag = tag_create_random();
1460             ((struct port *) port)->bond_compat_is_stale = true;
1461         }
1462         *tags |= e->iface_tag;
1463         iface = port->ifaces[e->iface_idx];
1464     }
1465     *dp_ifidx = iface->dp_ifidx;
1466     *tags |= iface->tag;        /* Currently only used for bonding. */
1467     return true;
1468 }
1469
1470 static void
1471 bond_link_status_update(struct iface *iface, bool carrier)
1472 {
1473     static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 20);
1474     struct port *port = iface->port;
1475
1476     if ((carrier == iface->enabled) == (iface->delay_expires == LLONG_MAX)) {
1477         /* Nothing to do. */
1478         return;
1479     }
1480     VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: carrier %s",
1481                  iface->name, carrier ? "detected" : "dropped");
1482     if (carrier == iface->enabled) {
1483         iface->delay_expires = LLONG_MAX;
1484         VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: will not be %s",
1485                      iface->name, carrier ? "disabled" : "enabled");
1486     } else if (carrier && port->active_iface < 0) {
1487         bond_enable_slave(iface, true);
1488         if (port->updelay) {
1489             VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: skipping %d ms updelay since no "
1490                          "other interface is up", iface->name, port->updelay);
1491         }
1492     } else {
1493         int delay = carrier ? port->updelay : port->downdelay;
1494         iface->delay_expires = time_msec() + delay;
1495         if (delay) {
1496             VLOG_INFO_RL(&rl,
1497                          "interface %s: will be %s if it stays %s for %d ms",
1498                          iface->name,
1499                          carrier ? "enabled" : "disabled",
1500                          carrier ? "up" : "down",
1501                          delay);
1502         }
1503     }
1504 }
1505
1506 static void
1507 bond_choose_active_iface(struct port *port)
1508 {
1509     static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 20);
1510
1511     port->active_iface = bond_choose_iface(port);
1512     port->active_iface_tag = tag_create_random();
1513     if (port->active_iface >= 0) {
1514         VLOG_INFO_RL(&rl, "port %s: active interface is now %s",
1515                      port->name, port->ifaces[port->active_iface]->name);
1516     } else {
1517         VLOG_WARN_RL(&rl, "port %s: all ports disabled, no active interface",
1518                      port->name);
1519     }
1520 }
1521
1522 static void
1523 bond_enable_slave(struct iface *iface, bool enable)
1524 {
1525     struct port *port = iface->port;
1526     struct bridge *br = port->bridge;
1527
1528     /* This acts as a recursion check.  If the act of disabling a slave
1529      * causes a different slave to be enabled, the flag will allow us to
1530      * skip redundant work when we reenter this function.  It must be
1531      * cleared on exit to keep things safe with multiple bonds. */
1532     static bool moving_active_iface = false;
1533
1534     iface->delay_expires = LLONG_MAX;
1535     if (enable == iface->enabled) {
1536         return;
1537     }
1538
1539     iface->enabled = enable;
1540     if (!iface->enabled) {
1541         VLOG_WARN("interface %s: disabled", iface->name);
1542         ofproto_revalidate(br->ofproto, iface->tag);
1543         if (iface->port_ifidx == port->active_iface) {
1544             ofproto_revalidate(br->ofproto,
1545                                port->active_iface_tag);
1546
1547             /* Disabling a slave can lead to another slave being immediately
1548              * enabled if there will be no active slaves but one is waiting
1549              * on an updelay.  In this case we do not need to run most of the
1550              * code for the newly enabled slave since there was no period
1551              * without an active slave and it is redundant with the disabling
1552              * path. */
1553             moving_active_iface = true;
1554             bond_choose_active_iface(port);
1555         }
1556         bond_send_learning_packets(port);
1557     } else {
1558         VLOG_WARN("interface %s: enabled", iface->name);
1559         if (port->active_iface < 0 && !moving_active_iface) {
1560             ofproto_revalidate(br->ofproto, port->no_ifaces_tag);
1561             bond_choose_active_iface(port);
1562             bond_send_learning_packets(port);
1563         }
1564         iface->tag = tag_create_random();
1565     }
1566
1567     moving_active_iface = false;
1568     port->bond_compat_is_stale = true;
1569 }
1570
1571 static void
1572 bond_run(struct bridge *br)
1573 {
1574     size_t i, j;
1575
1576     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1577         struct port *port = br->ports[i];
1578
1579         if (port->n_ifaces >= 2) {
1580             for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
1581                 struct iface *iface = port->ifaces[j];
1582                 if (time_msec() >= iface->delay_expires) {
1583                     bond_enable_slave(iface, !iface->enabled);
1584                 }
1585             }
1586         }
1587
1588         if (port->bond_compat_is_stale) {
1589             port->bond_compat_is_stale = false;
1590             port_update_bond_compat(port);
1591         }
1592     }
1593 }
1594
1595 static void
1596 bond_wait(struct bridge *br)
1597 {
1598     size_t i, j;
1599
1600     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1601         struct port *port = br->ports[i];
1602         if (port->n_ifaces < 2) {
1603             continue;
1604         }
1605         for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
1606             struct iface *iface = port->ifaces[j];
1607             if (iface->delay_expires != LLONG_MAX) {
1608                 poll_timer_wait(iface->delay_expires - time_msec());
1609             }
1610         }
1611     }
1612 }
1613
1614 static bool
1615 set_dst(struct dst *p, const flow_t *flow,
1616         const struct port *in_port, const struct port *out_port,
1617         tag_type *tags)
1618 {
1619     /* STP handling.
1620      *
1621      * XXX This uses too many tags: any broadcast flow will get one tag per
1622      * destination port, and thus a broadcast on a switch of any size is likely
1623      * to have all tag bits set.  We should figure out a way to be smarter.
1624      *
1625      * This is OK when STP is disabled, because stp_state_tag is 0 then. */
1626     *tags |= out_port->stp_state_tag;
1627     if (!(out_port->stp_state & (STP_DISABLED | STP_FORWARDING))) {
1628         return false;
1629     }
1630
1631     p->vlan = (out_port->vlan >= 0 ? OFP_VLAN_NONE
1632               : in_port->vlan >= 0 ? in_port->vlan
1633               : ntohs(flow->dl_vlan));
1634     return choose_output_iface(out_port, flow->dl_src, &p->dp_ifidx, tags);
1635 }
1636
1637 static void
1638 swap_dst(struct dst *p, struct dst *q)
1639 {
1640     struct dst tmp = *p;
1641     *p = *q;
1642     *q = tmp;
1643 }
1644
1645 /* Moves all the dsts with vlan == 'vlan' to the front of the 'n_dsts' in
1646  * 'dsts'.  (This may help performance by reducing the number of VLAN changes
1647  * that we push to the datapath.  We could in fact fully sort the array by
1648  * vlan, but in most cases there are at most two different vlan tags so that's
1649  * possibly overkill.) */
1650 static void
1651 partition_dsts(struct dst *dsts, size_t n_dsts, int vlan)
1652 {
1653     struct dst *first = dsts;
1654     struct dst *last = dsts + n_dsts;
1655
1656     while (first != last) {
1657         /* Invariants:
1658          *      - All dsts < first have vlan == 'vlan'.
1659          *      - All dsts >= last have vlan != 'vlan'.
1660          *      - first < last. */
1661         while (first->vlan == vlan) {
1662             if (++first == last) {
1663                 return;
1664             }
1665         }
1666
1667         /* Same invariants, plus one additional:
1668          *      - first->vlan != vlan.
1669          */
1670         while (last[-1].vlan != vlan) {
1671             if (--last == first) {
1672                 return;
1673             }
1674         }
1675
1676         /* Same invariants, plus one additional:
1677          *      - last[-1].vlan == vlan.*/
1678         swap_dst(first++, --last);
1679     }
1680 }
1681
1682 static int
1683 mirror_mask_ffs(mirror_mask_t mask)
1684 {
1685     BUILD_ASSERT_DECL(sizeof(unsigned int) >= sizeof(mask));
1686     return ffs(mask);
1687 }
1688
1689 static bool
1690 dst_is_duplicate(const struct dst *dsts, size_t n_dsts,
1691                  const struct dst *test)
1692 {
1693     size_t i;
1694     for (i = 0; i < n_dsts; i++) {
1695         if (dsts[i].vlan == test->vlan && dsts[i].dp_ifidx == test->dp_ifidx) {
1696             return true;
1697         }
1698     }
1699     return false;
1700 }
1701
1702 static bool
1703 port_trunks_vlan(const struct port *port, uint16_t vlan)
1704 {
1705     return port->vlan < 0 && bitmap_is_set(port->trunks, vlan);
1706 }
1707
1708 static bool
1709 port_includes_vlan(const struct port *port, uint16_t vlan)
1710 {
1711     return vlan == port->vlan || port_trunks_vlan(port, vlan);
1712 }
1713
1714 static size_t
1715 compose_dsts(const struct bridge *br, const flow_t *flow, uint16_t vlan,
1716              const struct port *in_port, const struct port *out_port,
1717              struct dst dsts[], tag_type *tags, uint16_t *nf_output_iface)
1718 {
1719     mirror_mask_t mirrors = in_port->src_mirrors;
1720     struct dst *dst = dsts;
1721     size_t i;
1722
1723     *tags |= in_port->stp_state_tag;
1724     if (out_port == FLOOD_PORT) {
1725         /* XXX use ODP_FLOOD if no vlans or bonding. */
1726         /* XXX even better, define each VLAN as a datapath port group */
1727         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1728             struct port *port = br->ports[i];
1729             if (port != in_port && port_includes_vlan(port, vlan)
1730                 && !port->is_mirror_output_port
1731                 && set_dst(dst, flow, in_port, port, tags)) {
1732                 mirrors |= port->dst_mirrors;
1733                 dst++;
1734             }
1735         }
1736         *nf_output_iface = NF_OUT_FLOOD;
1737     } else if (out_port && set_dst(dst, flow, in_port, out_port, tags)) {
1738         *nf_output_iface = dst->dp_ifidx;
1739         mirrors |= out_port->dst_mirrors;
1740         dst++;
1741     }
1742
1743     while (mirrors) {
1744         struct mirror *m = br->mirrors[mirror_mask_ffs(mirrors) - 1];
1745         if (!m->n_vlans || vlan_is_mirrored(m, vlan)) {
1746             if (m->out_port) {
1747                 if (set_dst(dst, flow, in_port, m->out_port, tags)
1748                     && !dst_is_duplicate(dsts, dst - dsts, dst)) {
1749                     dst++;
1750                 }
1751             } else {
1752                 for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1753                     struct port *port = br->ports[i];
1754                     if (port_includes_vlan(port, m->out_vlan)
1755                         && set_dst(dst, flow, in_port, port, tags))
1756                     {
1757                         int flow_vlan;
1758
1759                         if (port->vlan < 0) {
1760                             dst->vlan = m->out_vlan;
1761                         }
1762                         if (dst_is_duplicate(dsts, dst - dsts, dst)) {
1763                             continue;
1764                         }
1765
1766                         /* Use the vlan tag on the original flow instead of
1767                          * the one passed in the vlan parameter.  This ensures
1768                          * that we compare the vlan from before any implicit
1769                          * tagging tags place. This is necessary because
1770                          * dst->vlan is the final vlan, after removing implicit
1771                          * tags. */
1772                         flow_vlan = ntohs(flow->dl_vlan);
1773                         if (flow_vlan == 0) {
1774                             flow_vlan = OFP_VLAN_NONE;
1775                         }
1776                         if (port == in_port && dst->vlan == flow_vlan) {
1777                             /* Don't send out input port on same VLAN. */
1778                             continue;
1779                         }
1780                         dst++;
1781                     }
1782                 }
1783             }
1784         }
1785         mirrors &= mirrors - 1;
1786     }
1787
1788     partition_dsts(dsts, dst - dsts, ntohs(flow->dl_vlan));
1789     return dst - dsts;
1790 }
1791
1792 static void UNUSED
1793 print_dsts(const struct dst *dsts, size_t n)
1794 {
1795     for (; n--; dsts++) {
1796         printf(">p%"PRIu16, dsts->dp_ifidx);
1797         if (dsts->vlan != OFP_VLAN_NONE) {
1798             printf("v%"PRIu16, dsts->vlan);
1799         }
1800     }
1801 }
1802
1803 static void
1804 compose_actions(struct bridge *br, const flow_t *flow, uint16_t vlan,
1805                 const struct port *in_port, const struct port *out_port,
1806                 tag_type *tags, struct odp_actions *actions,
1807                 uint16_t *nf_output_iface)
1808 {
1809     struct dst dsts[DP_MAX_PORTS * (MAX_MIRRORS + 1)];
1810     size_t n_dsts;
1811     const struct dst *p;
1812     uint16_t cur_vlan;
1813
1814     n_dsts = compose_dsts(br, flow, vlan, in_port, out_port, dsts, tags,
1815                           nf_output_iface);
1816
1817     cur_vlan = ntohs(flow->dl_vlan);
1818     for (p = dsts; p < &dsts[n_dsts]; p++) {
1819         union odp_action *a;
1820         if (p->vlan != cur_vlan) {
1821             if (p->vlan == OFP_VLAN_NONE) {
1822                 odp_actions_add(actions, ODPAT_STRIP_VLAN);
1823             } else {
1824                 a = odp_actions_add(actions, ODPAT_SET_VLAN_VID);
1825                 a->vlan_vid.vlan_vid = htons(p->vlan);
1826             }
1827             cur_vlan = p->vlan;
1828         }
1829         a = odp_actions_add(actions, ODPAT_OUTPUT);
1830         a->output.port = p->dp_ifidx;
1831     }
1832 }
1833
1834 static bool
1835 is_bcast_arp_reply(const flow_t *flow)
1836 {
1837     return (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP)
1838             && flow->nw_proto == ARP_OP_REPLY
1839             && eth_addr_is_broadcast(flow->dl_dst));
1840 }
1841
1842 /* If the composed actions may be applied to any packet in the given 'flow',
1843  * returns true.  Otherwise, the actions should only be applied to 'packet', or
1844  * not at all, if 'packet' was NULL. */
1845 static bool
1846 process_flow(struct bridge *br, const flow_t *flow,
1847              const struct ofpbuf *packet, struct odp_actions *actions,
1848              tag_type *tags, uint16_t *nf_output_iface)
1849 {
1850     struct iface *in_iface;
1851     struct port *in_port;
1852     struct port *out_port = NULL; /* By default, drop the packet/flow. */
1853     int vlan;
1854     int out_port_idx;
1855
1856     /* Find the interface and port structure for the received packet. */
1857     in_iface = iface_from_dp_ifidx(br, flow->in_port);
1858     if (!in_iface) {
1859         /* No interface?  Something fishy... */
1860         if (packet != NULL) {
1861             /* Odd.  A few possible reasons here:
1862              *
1863              * - We deleted an interface but there are still a few packets
1864              *   queued up from it.
1865              *
1866              * - Someone externally added an interface (e.g. with "ovs-dpctl
1867              *   add-if") that we don't know about.
1868              *
1869              * - Packet arrived on the local port but the local port is not
1870              *   one of our bridge ports.
1871              */
1872             static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
1873
1874             VLOG_WARN_RL(&rl, "bridge %s: received packet on unknown "
1875                          "interface %"PRIu16, br->name, flow->in_port); 
1876         }
1877
1878         /* Return without adding any actions, to drop packets on this flow. */
1879         return true;
1880     }
1881     in_port = in_iface->port;
1882
1883     /* Figure out what VLAN this packet belongs to.
1884      *
1885      * Note that dl_vlan of 0 and of OFP_VLAN_NONE both mean that the packet
1886      * belongs to VLAN 0, so we should treat both cases identically.  (In the
1887      * former case, the packet has an 802.1Q header that specifies VLAN 0,
1888      * presumably to allow a priority to be specified.  In the latter case, the
1889      * packet does not have any 802.1Q header.) */
1890     vlan = ntohs(flow->dl_vlan);
1891     if (vlan == OFP_VLAN_NONE) {
1892         vlan = 0;
1893     }
1894     if (in_port->vlan >= 0) {
1895         if (vlan) {
1896             /* XXX support double tagging? */
1897             if (packet != NULL) {
1898                 static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
1899                 VLOG_WARN_RL(&rl, "bridge %s: dropping VLAN %"PRIu16" tagged "
1900                              "packet received on port %s configured with "
1901                              "implicit VLAN %"PRIu16,
1902                              br->name, ntohs(flow->dl_vlan),
1903                              in_port->name, in_port->vlan);
1904             }
1905             goto done;
1906         }
1907         vlan = in_port->vlan;
1908     } else {
1909         if (!port_includes_vlan(in_port, vlan)) {
1910             static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
1911             VLOG_WARN_RL(&rl, "bridge %s: dropping VLAN %d tagged "
1912                          "packet received on port %s not configured for "
1913                          "trunking VLAN %d",
1914                          br->name, vlan, in_port->name, vlan);
1915             goto done;
1916         }
1917     }
1918
1919     /* Drop frames for ports that STP wants entirely killed (both for
1920      * forwarding and for learning).  Later, after we do learning, we'll drop
1921      * the frames that STP wants to do learning but not forwarding on. */
1922     if (in_port->stp_state & (STP_LISTENING | STP_BLOCKING)) {
1923         goto done;
1924     }
1925
1926     /* Drop frames for reserved multicast addresses. */
1927     if (eth_addr_is_reserved(flow->dl_dst)) {
1928         goto done;
1929     }
1930
1931     /* Drop frames on ports reserved for mirroring. */
1932     if (in_port->is_mirror_output_port) {
1933         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
1934         VLOG_WARN_RL(&rl, "bridge %s: dropping packet received on port %s, "
1935                      "which is reserved exclusively for mirroring",
1936                      br->name, in_port->name);
1937         goto done;
1938     }
1939
1940     /* Packets received on bonds need special attention to avoid duplicates. */
1941     if (in_port->n_ifaces > 1) {
1942         int src_idx;
1943
1944         if (eth_addr_is_multicast(flow->dl_dst)) {
1945             *tags |= in_port->active_iface_tag;
1946             if (in_port->active_iface != in_iface->port_ifidx) {
1947                 /* Drop all multicast packets on inactive slaves. */
1948                 goto done;
1949             }
1950         }
1951
1952         /* Drop all packets for which we have learned a different input
1953          * port, because we probably sent the packet on one slave and got
1954          * it back on the other.  Broadcast ARP replies are an exception
1955          * to this rule: the host has moved to another switch. */
1956         src_idx = mac_learning_lookup(br->ml, flow->dl_src, vlan);
1957         if (src_idx != -1 && src_idx != in_port->port_idx &&
1958             !is_bcast_arp_reply(flow)) {
1959                 goto done;
1960         }
1961     }
1962
1963     /* MAC learning. */
1964     out_port = FLOOD_PORT;
1965     /* Learn source MAC (but don't try to learn from revalidation). */
1966     if (packet) {
1967         tag_type rev_tag = mac_learning_learn(br->ml, flow->dl_src,
1968                                               vlan, in_port->port_idx);
1969         if (rev_tag) {
1970             /* The log messages here could actually be useful in debugging,
1971              * so keep the rate limit relatively high. */
1972             static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(30,
1973                                                                     300);
1974             VLOG_DBG_RL(&rl, "bridge %s: learned that "ETH_ADDR_FMT" is "
1975                         "on port %s in VLAN %d",
1976                         br->name, ETH_ADDR_ARGS(flow->dl_src),
1977                         in_port->name, vlan);
1978             ofproto_revalidate(br->ofproto, rev_tag);
1979         }
1980     }
1981
1982     /* Determine output port. */
1983     out_port_idx = mac_learning_lookup_tag(br->ml, flow->dl_dst, vlan,
1984                                            tags);
1985     if (out_port_idx >= 0 && out_port_idx < br->n_ports) {
1986         out_port = br->ports[out_port_idx];
1987     } else if (!packet) {
1988         /* If we are revalidating but don't have a learning entry then
1989          * eject the flow.  Installing a flow that floods packets will
1990          * prevent us from seeing future packets and learning properly. */
1991         return false;
1992     }
1993
1994     /* Don't send packets out their input ports.  Don't forward frames that STP
1995      * wants us to discard. */
1996     if (in_port == out_port || in_port->stp_state == STP_LEARNING) {
1997         out_port = NULL;
1998     }
1999
2000 done:
2001     compose_actions(br, flow, vlan, in_port, out_port, tags, actions,
2002                     nf_output_iface);
2003
2004     return true;
2005 }
2006
2007 /* Careful: 'opp' is in host byte order and opp->port_no is an OFP port
2008  * number. */
2009 static void
2010 bridge_port_changed_ofhook_cb(enum ofp_port_reason reason,
2011                               const struct ofp_phy_port *opp,
2012                               void *br_)
2013 {
2014     struct bridge *br = br_;
2015     struct iface *iface;
2016     struct port *port;
2017
2018     iface = iface_from_dp_ifidx(br, ofp_port_to_odp_port(opp->port_no));
2019     if (!iface) {
2020         return;
2021     }
2022     port = iface->port;
2023
2024     if (reason == OFPPR_DELETE) {
2025         VLOG_WARN("bridge %s: interface %s deleted unexpectedly",
2026                   br->name, iface->name);
2027         iface_destroy(iface);
2028         if (!port->n_ifaces) {
2029             VLOG_WARN("bridge %s: port %s has no interfaces, dropping",
2030                       br->name, port->name);
2031             port_destroy(port);
2032         }
2033
2034         bridge_flush(br);
2035     } else {
2036         memcpy(iface->mac, opp->hw_addr, ETH_ADDR_LEN);
2037         if (port->n_ifaces > 1) {
2038             bool up = !(opp->state & OFPPS_LINK_DOWN);
2039             bond_link_status_update(iface, up);
2040             port_update_bond_compat(port);
2041         }
2042     }
2043 }
2044
2045 static bool
2046 bridge_normal_ofhook_cb(const flow_t *flow, const struct ofpbuf *packet,
2047                         struct odp_actions *actions, tag_type *tags,
2048                         uint16_t *nf_output_iface, void *br_)
2049 {
2050     struct bridge *br = br_;
2051
2052 #if 0
2053     if (flow->dl_type == htons(OFP_DL_TYPE_NOT_ETH_TYPE)
2054         && eth_addr_equals(flow->dl_dst, stp_eth_addr)) {
2055         brstp_receive(br, flow, payload);
2056         return true;
2057     }
2058 #endif
2059
2060     COVERAGE_INC(bridge_process_flow);
2061     return process_flow(br, flow, packet, actions, tags, nf_output_iface);
2062 }
2063
2064 static void
2065 bridge_account_flow_ofhook_cb(const flow_t *flow,
2066                               const union odp_action *actions,
2067                               size_t n_actions, unsigned long long int n_bytes,
2068                               void *br_)
2069 {
2070     struct bridge *br = br_;
2071     const union odp_action *a;
2072
2073     if (!br->has_bonded_ports) {
2074         return;
2075     }
2076
2077     for (a = actions; a < &actions[n_actions]; a++) {
2078         if (a->type == ODPAT_OUTPUT) {
2079             struct port *port = port_from_dp_ifidx(br, a->output.port);
2080             if (port && port->n_ifaces >= 2) {
2081                 struct bond_entry *e = lookup_bond_entry(port, flow->dl_src);
2082                 e->tx_bytes += n_bytes;
2083             }
2084         }
2085     }
2086 }
2087
2088 static void
2089 bridge_account_checkpoint_ofhook_cb(void *br_)
2090 {
2091     struct bridge *br = br_;
2092     size_t i;
2093
2094     if (!br->has_bonded_ports) {
2095         return;
2096     }
2097
2098     /* The current ofproto implementation calls this callback at least once a
2099      * second, so this timer implementation is sufficient. */
2100     if (time_msec() < br->bond_next_rebalance) {
2101         return;
2102     }
2103     br->bond_next_rebalance = time_msec() + 10000;
2104
2105     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
2106         struct port *port = br->ports[i];
2107         if (port->n_ifaces > 1) {
2108             bond_rebalance_port(port);
2109         }
2110     }
2111 }
2112
2113 static struct ofhooks bridge_ofhooks = {
2114     bridge_port_changed_ofhook_cb,
2115     bridge_normal_ofhook_cb,
2116     bridge_account_flow_ofhook_cb,
2117     bridge_account_checkpoint_ofhook_cb,
2118 };
2119 \f
2120 /* Bonding functions. */
2121
2122 /* Statistics for a single interface on a bonded port, used for load-based
2123  * bond rebalancing.  */
2124 struct slave_balance {
2125     struct iface *iface;        /* The interface. */
2126     uint64_t tx_bytes;          /* Sum of hashes[*]->tx_bytes. */
2127
2128     /* All the "bond_entry"s that are assigned to this interface, in order of
2129      * increasing tx_bytes. */
2130     struct bond_entry **hashes;
2131     size_t n_hashes;
2132 };
2133
2134 /* Sorts pointers to pointers to bond_entries in ascending order by the
2135  * interface to which they are assigned, and within a single interface in
2136  * ascending order of bytes transmitted. */
2137 static int
2138 compare_bond_entries(const void *a_, const void *b_)
2139 {
2140     const struct bond_entry *const *ap = a_;
2141     const struct bond_entry *const *bp = b_;
2142     const struct bond_entry *a = *ap;
2143     const struct bond_entry *b = *bp;
2144     if (a->iface_idx != b->iface_idx) {
2145         return a->iface_idx > b->iface_idx ? 1 : -1;
2146     } else if (a->tx_bytes != b->tx_bytes) {
2147         return a->tx_bytes > b->tx_bytes ? 1 : -1;
2148     } else {
2149         return 0;
2150     }
2151 }
2152
2153 /* Sorts slave_balances so that enabled ports come first, and otherwise in
2154  * *descending* order by number of bytes transmitted. */
2155 static int
2156 compare_slave_balance(const void *a_, const void *b_)
2157 {
2158     const struct slave_balance *a = a_;
2159     const struct slave_balance *b = b_;
2160     if (a->iface->enabled != b->iface->enabled) {
2161         return a->iface->enabled ? -1 : 1;
2162     } else if (a->tx_bytes != b->tx_bytes) {
2163         return a->tx_bytes > b->tx_bytes ? -1 : 1;
2164     } else {
2165         return 0;
2166     }
2167 }
2168
2169 static void
2170 swap_bals(struct slave_balance *a, struct slave_balance *b)
2171 {
2172     struct slave_balance tmp = *a;
2173     *a = *b;
2174     *b = tmp;
2175 }
2176
2177 /* Restores the 'n_bals' slave_balance structures in 'bals' to sorted order
2178  * given that 'p' (and only 'p') might be in the wrong location.
2179  *
2180  * This function invalidates 'p', since it might now be in a different memory
2181  * location. */
2182 static void
2183 resort_bals(struct slave_balance *p,
2184             struct slave_balance bals[], size_t n_bals)
2185 {
2186     if (n_bals > 1) {
2187         for (; p > bals && p->tx_bytes > p[-1].tx_bytes; p--) {
2188             swap_bals(p, p - 1);
2189         }
2190         for (; p < &bals[n_bals - 1] && p->tx_bytes < p[1].tx_bytes; p++) {
2191             swap_bals(p, p + 1);
2192         }
2193     }
2194 }
2195
2196 static void
2197 log_bals(const struct slave_balance *bals, size_t n_bals, struct port *port)
2198 {
2199     if (VLOG_IS_DBG_ENABLED()) {
2200         struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
2201         const struct slave_balance *b;
2202
2203         for (b = bals; b < bals + n_bals; b++) {
2204             size_t i;
2205
2206             if (b > bals) {
2207                 ds_put_char(&ds, ',');
2208             }
2209             ds_put_format(&ds, " %s %"PRIu64"kB",
2210                           b->iface->name, b->tx_bytes / 1024);
2211
2212             if (!b->iface->enabled) {
2213                 ds_put_cstr(&ds, " (disabled)");
2214             }
2215             if (b->n_hashes > 0) {
2216                 ds_put_cstr(&ds, " (");
2217                 for (i = 0; i < b->n_hashes; i++) {
2218                     const struct bond_entry *e = b->hashes[i];
2219                     if (i > 0) {
2220                         ds_put_cstr(&ds, " + ");
2221                     }
2222                     ds_put_format(&ds, "h%td: %"PRIu64"kB",
2223                                   e - port->bond_hash, e->tx_bytes / 1024);
2224                 }
2225                 ds_put_cstr(&ds, ")");
2226             }
2227         }
2228         VLOG_DBG("bond %s:%s", port->name, ds_cstr(&ds));
2229         ds_destroy(&ds);
2230     }
2231 }
2232
2233 /* Shifts 'hash' from 'from' to 'to' within 'port'. */
2234 static void
2235 bond_shift_load(struct slave_balance *from, struct slave_balance *to,
2236                 int hash_idx)
2237 {
2238     struct bond_entry *hash = from->hashes[hash_idx];
2239     struct port *port = from->iface->port;
2240     uint64_t delta = hash->tx_bytes;
2241
2242     VLOG_INFO("bond %s: shift %"PRIu64"kB of load (with hash %td) "
2243               "from %s to %s (now carrying %"PRIu64"kB and "
2244               "%"PRIu64"kB load, respectively)",
2245               port->name, delta / 1024, hash - port->bond_hash,
2246               from->iface->name, to->iface->name,
2247               (from->tx_bytes - delta) / 1024,
2248               (to->tx_bytes + delta) / 1024);
2249
2250     /* Delete element from from->hashes.
2251      *
2252      * We don't bother to add the element to to->hashes because not only would
2253      * it require more work, the only purpose it would be to allow that hash to
2254      * be migrated to another slave in this rebalancing run, and there is no
2255      * point in doing that.  */
2256     if (hash_idx == 0) {
2257         from->hashes++;
2258     } else {
2259         memmove(from->hashes + hash_idx, from->hashes + hash_idx + 1,
2260                 (from->n_hashes - (hash_idx + 1)) * sizeof *from->hashes);
2261     }
2262     from->n_hashes--;
2263
2264     /* Shift load away from 'from' to 'to'. */
2265     from->tx_bytes -= delta;
2266     to->tx_bytes += delta;
2267
2268     /* Arrange for flows to be revalidated. */
2269     ofproto_revalidate(port->bridge->ofproto, hash->iface_tag);
2270     hash->iface_idx = to->iface->port_ifidx;
2271     hash->iface_tag = tag_create_random();
2272 }
2273
2274 static void
2275 bond_rebalance_port(struct port *port)
2276 {
2277     struct slave_balance bals[DP_MAX_PORTS];
2278     size_t n_bals;
2279     struct bond_entry *hashes[BOND_MASK + 1];
2280     struct slave_balance *b, *from, *to;
2281     struct bond_entry *e;
2282     size_t i;
2283
2284     /* Sets up 'bals' to describe each of the port's interfaces, sorted in
2285      * descending order of tx_bytes, so that bals[0] represents the most
2286      * heavily loaded slave and bals[n_bals - 1] represents the least heavily
2287      * loaded slave.
2288      *
2289      * The code is a bit tricky: to avoid dynamically allocating a 'hashes'
2290      * array for each slave_balance structure, we sort our local array of
2291      * hashes in order by slave, so that all of the hashes for a given slave
2292      * become contiguous in memory, and then we point each 'hashes' members of
2293      * a slave_balance structure to the start of a contiguous group. */
2294     n_bals = port->n_ifaces;
2295     for (b = bals; b < &bals[n_bals]; b++) {
2296         b->iface = port->ifaces[b - bals];
2297         b->tx_bytes = 0;
2298         b->hashes = NULL;
2299         b->n_hashes = 0;
2300     }
2301     for (i = 0; i <= BOND_MASK; i++) {
2302         hashes[i] = &port->bond_hash[i];
2303     }
2304     qsort(hashes, BOND_MASK + 1, sizeof *hashes, compare_bond_entries);
2305     for (i = 0; i <= BOND_MASK; i++) {
2306         e = hashes[i];
2307         if (e->iface_idx >= 0 && e->iface_idx < port->n_ifaces) {
2308             b = &bals[e->iface_idx];
2309             b->tx_bytes += e->tx_bytes;
2310             if (!b->hashes) {
2311                 b->hashes = &hashes[i];
2312             }
2313             b->n_hashes++;
2314         }
2315     }
2316     qsort(bals, n_bals, sizeof *bals, compare_slave_balance);
2317     log_bals(bals, n_bals, port);
2318
2319     /* Discard slaves that aren't enabled (which were sorted to the back of the
2320      * array earlier). */
2321     while (!bals[n_bals - 1].iface->enabled) {
2322         n_bals--;
2323         if (!n_bals) {
2324             return;
2325         }
2326     }
2327
2328     /* Shift load from the most-loaded slaves to the least-loaded slaves. */
2329     to = &bals[n_bals - 1];
2330     for (from = bals; from < to; ) {
2331         uint64_t overload = from->tx_bytes - to->tx_bytes;
2332         if (overload < to->tx_bytes >> 5 || overload < 100000) {
2333             /* The extra load on 'from' (and all less-loaded slaves), compared
2334              * to that of 'to' (the least-loaded slave), is less than ~3%, or
2335              * it is less than ~1Mbps.  No point in rebalancing. */
2336             break;
2337         } else if (from->n_hashes == 1) {
2338             /* 'from' only carries a single MAC hash, so we can't shift any
2339              * load away from it, even though we want to. */
2340             from++;
2341         } else {
2342             /* 'from' is carrying significantly more load than 'to', and that
2343              * load is split across at least two different hashes.  Pick a hash
2344              * to migrate to 'to' (the least-loaded slave), given that doing so
2345              * must decrease the ratio of the load on the two slaves by at
2346              * least 0.1.
2347              *
2348              * The sort order we use means that we prefer to shift away the
2349              * smallest hashes instead of the biggest ones.  There is little
2350              * reason behind this decision; we could use the opposite sort
2351              * order to shift away big hashes ahead of small ones. */
2352             size_t i;
2353             bool order_swapped;
2354
2355             for (i = 0; i < from->n_hashes; i++) {
2356                 double old_ratio, new_ratio;
2357                 uint64_t delta = from->hashes[i]->tx_bytes;
2358
2359                 if (delta == 0 || from->tx_bytes - delta == 0) {
2360                     /* Pointless move. */
2361                     continue;
2362                 }
2363
2364                 order_swapped = from->tx_bytes - delta < to->tx_bytes + delta;
2365
2366                 if (to->tx_bytes == 0) {
2367                     /* Nothing on the new slave, move it. */
2368                     break;
2369                 }
2370
2371                 old_ratio = (double)from->tx_bytes / to->tx_bytes;
2372                 new_ratio = (double)(from->tx_bytes - delta) /
2373                             (to->tx_bytes + delta);
2374
2375                 if (new_ratio == 0) {
2376                     /* Should already be covered but check to prevent division
2377                      * by zero. */
2378                     continue;
2379                 }
2380
2381                 if (new_ratio < 1) {
2382                     new_ratio = 1 / new_ratio;
2383                 }
2384
2385                 if (old_ratio - new_ratio > 0.1) {
2386                     /* Would decrease the ratio, move it. */
2387                     break;
2388                 }
2389             }
2390             if (i < from->n_hashes) {
2391                 bond_shift_load(from, to, i);
2392                 port->bond_compat_is_stale = true;
2393
2394                 /* If the result of the migration changed the relative order of
2395                  * 'from' and 'to' swap them back to maintain invariants. */
2396                 if (order_swapped) {
2397                     swap_bals(from, to);
2398                 }
2399
2400                 /* Re-sort 'bals'.  Note that this may make 'from' and 'to'
2401                  * point to different slave_balance structures.  It is only
2402                  * valid to do these two operations in a row at all because we
2403                  * know that 'from' will not move past 'to' and vice versa. */
2404                 resort_bals(from, bals, n_bals);
2405                 resort_bals(to, bals, n_bals);
2406             } else {
2407                 from++;
2408             }
2409         }
2410     }
2411
2412     /* Implement exponentially weighted moving average.  A weight of 1/2 causes
2413      * historical data to decay to <1% in 7 rebalancing runs.  */
2414     for (e = &port->bond_hash[0]; e <= &port->bond_hash[BOND_MASK]; e++) {
2415         e->tx_bytes /= 2;
2416     }
2417 }
2418
2419 static void
2420 bond_send_learning_packets(struct port *port)
2421 {
2422     struct bridge *br = port->bridge;
2423     struct mac_entry *e;
2424     struct ofpbuf packet;
2425     int error, n_packets, n_errors;
2426
2427     if (!port->n_ifaces || port->active_iface < 0) {
2428         return;
2429     }
2430
2431     ofpbuf_init(&packet, 128);
2432     error = n_packets = n_errors = 0;
2433     LIST_FOR_EACH (e, struct mac_entry, lru_node, &br->ml->lrus) {
2434         union ofp_action actions[2], *a;
2435         uint16_t dp_ifidx;
2436         tag_type tags = 0;
2437         flow_t flow;
2438         int retval;
2439
2440         if (e->port == port->port_idx
2441             || !choose_output_iface(port, e->mac, &dp_ifidx, &tags)) {
2442             continue;
2443         }
2444
2445         /* Compose actions. */
2446         memset(actions, 0, sizeof actions);
2447         a = actions;
2448         if (e->vlan) {
2449             a->vlan_vid.type = htons(OFPAT_SET_VLAN_VID);
2450             a->vlan_vid.len = htons(sizeof *a);
2451             a->vlan_vid.vlan_vid = htons(e->vlan);
2452             a++;
2453         }
2454         a->output.type = htons(OFPAT_OUTPUT);
2455         a->output.len = htons(sizeof *a);
2456         a->output.port = htons(odp_port_to_ofp_port(dp_ifidx));
2457         a++;
2458
2459         /* Send packet. */
2460         n_packets++;
2461         compose_benign_packet(&packet, "Open vSwitch Bond Failover", 0xf177,
2462                               e->mac);
2463         flow_extract(&packet, ODPP_NONE, &flow);
2464         retval = ofproto_send_packet(br->ofproto, &flow, actions, a - actions,
2465                                      &packet);
2466         if (retval) {
2467             error = retval;
2468             n_errors++;
2469         }
2470     }
2471     ofpbuf_uninit(&packet);
2472
2473     if (n_errors) {
2474         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
2475         VLOG_WARN_RL(&rl, "bond %s: %d errors sending %d gratuitous learning "
2476                      "packets, last error was: %s",
2477                      port->name, n_errors, n_packets, strerror(error));
2478     } else {
2479         VLOG_DBG("bond %s: sent %d gratuitous learning packets",
2480                  port->name, n_packets);
2481     }
2482 }
2483 \f
2484 /* Bonding unixctl user interface functions. */
2485
2486 static void
2487 bond_unixctl_list(struct unixctl_conn *conn, const char *args UNUSED)
2488 {
2489     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
2490     const struct bridge *br;
2491
2492     ds_put_cstr(&ds, "bridge\tbond\tslaves\n");
2493
2494     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
2495         size_t i;
2496
2497         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
2498             const struct port *port = br->ports[i];
2499             if (port->n_ifaces > 1) {
2500                 size_t j;
2501
2502                 ds_put_format(&ds, "%s\t%s\t", br->name, port->name);
2503                 for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
2504                     const struct iface *iface = port->ifaces[j];
2505                     if (j) {
2506                         ds_put_cstr(&ds, ", ");
2507                     }
2508                     ds_put_cstr(&ds, iface->name);
2509                 }
2510                 ds_put_char(&ds, '\n');
2511             }
2512         }
2513     }
2514     unixctl_command_reply(conn, 200, ds_cstr(&ds));
2515     ds_destroy(&ds);
2516 }
2517
2518 static struct port *
2519 bond_find(const char *name)
2520 {
2521     const struct bridge *br;
2522
2523     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
2524         size_t i;
2525
2526         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
2527             struct port *port = br->ports[i];
2528             if (!strcmp(port->name, name) && port->n_ifaces > 1) {
2529                 return port;
2530             }
2531         }
2532     }
2533     return NULL;
2534 }
2535
2536 static void
2537 bond_unixctl_show(struct unixctl_conn *conn, const char *args)
2538 {
2539     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
2540     const struct port *port;
2541     size_t j;
2542
2543     port = bond_find(args);
2544     if (!port) {
2545         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
2546         return;
2547     }
2548
2549     ds_put_format(&ds, "updelay: %d ms\n", port->updelay);
2550     ds_put_format(&ds, "downdelay: %d ms\n", port->downdelay);
2551     ds_put_format(&ds, "next rebalance: %lld ms\n",
2552                   port->bridge->bond_next_rebalance - time_msec());
2553     for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
2554         const struct iface *iface = port->ifaces[j];
2555         struct bond_entry *be;
2556
2557         /* Basic info. */
2558         ds_put_format(&ds, "slave %s: %s\n",
2559                       iface->name, iface->enabled ? "enabled" : "disabled");
2560         if (j == port->active_iface) {
2561             ds_put_cstr(&ds, "\tactive slave\n");
2562         }
2563         if (iface->delay_expires != LLONG_MAX) {
2564             ds_put_format(&ds, "\t%s expires in %lld ms\n",
2565                           iface->enabled ? "downdelay" : "updelay",
2566                           iface->delay_expires - time_msec());
2567         }
2568
2569         /* Hashes. */
2570         for (be = port->bond_hash; be <= &port->bond_hash[BOND_MASK]; be++) {
2571             int hash = be - port->bond_hash;
2572             struct mac_entry *me;
2573
2574             if (be->iface_idx != j) {
2575                 continue;
2576             }
2577
2578             ds_put_format(&ds, "\thash %d: %"PRIu64" kB load\n",
2579                           hash, be->tx_bytes / 1024);
2580
2581             /* MACs. */
2582             LIST_FOR_EACH (me, struct mac_entry, lru_node,
2583                            &port->bridge->ml->lrus) {
2584                 uint16_t dp_ifidx;
2585                 tag_type tags = 0;
2586                 if (bond_hash(me->mac) == hash
2587                     && me->port != port->port_idx
2588                     && choose_output_iface(port, me->mac, &dp_ifidx, &tags)
2589                     && dp_ifidx == iface->dp_ifidx)
2590                 {
2591                     ds_put_format(&ds, "\t\t"ETH_ADDR_FMT"\n",
2592                                   ETH_ADDR_ARGS(me->mac));
2593                 }
2594             }
2595         }
2596     }
2597     unixctl_command_reply(conn, 200, ds_cstr(&ds));
2598     ds_destroy(&ds);
2599 }
2600
2601 static void
2602 bond_unixctl_migrate(struct unixctl_conn *conn, const char *args_)
2603 {
2604     char *args = (char *) args_;
2605     char *save_ptr = NULL;
2606     char *bond_s, *hash_s, *slave_s;
2607     uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN];
2608     struct port *port;
2609     struct iface *iface;
2610     struct bond_entry *entry;
2611     int hash;
2612
2613     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
2614     hash_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
2615     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
2616     if (!slave_s) {
2617         unixctl_command_reply(conn, 501,
2618                               "usage: bond/migrate BOND HASH SLAVE");
2619         return;
2620     }
2621
2622     port = bond_find(bond_s);
2623     if (!port) {
2624         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
2625         return;
2626     }
2627
2628     if (sscanf(hash_s, ETH_ADDR_SCAN_FMT, ETH_ADDR_SCAN_ARGS(mac))
2629         == ETH_ADDR_SCAN_COUNT) {
2630         hash = bond_hash(mac);
2631     } else if (strspn(hash_s, "0123456789") == strlen(hash_s)) {
2632         hash = atoi(hash_s) & BOND_MASK;
2633     } else {
2634         unixctl_command_reply(conn, 501, "bad hash");
2635         return;
2636     }
2637
2638     iface = port_lookup_iface(port, slave_s);
2639     if (!iface) {
2640         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
2641         return;
2642     }
2643
2644     if (!iface->enabled) {
2645         unixctl_command_reply(conn, 501, "cannot migrate to disabled slave");
2646         return;
2647     }
2648
2649     entry = &port->bond_hash[hash];
2650     ofproto_revalidate(port->bridge->ofproto, entry->iface_tag);
2651     entry->iface_idx = iface->port_ifidx;
2652     entry->iface_tag = tag_create_random();
2653     port->bond_compat_is_stale = true;
2654     unixctl_command_reply(conn, 200, "migrated");
2655 }
2656
2657 static void
2658 bond_unixctl_set_active_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args_)
2659 {
2660     char *args = (char *) args_;
2661     char *save_ptr = NULL;
2662     char *bond_s, *slave_s;
2663     struct port *port;
2664     struct iface *iface;
2665
2666     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
2667     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
2668     if (!slave_s) {
2669         unixctl_command_reply(conn, 501,
2670                               "usage: bond/set-active-slave BOND SLAVE");
2671         return;
2672     }
2673
2674     port = bond_find(bond_s);
2675     if (!port) {
2676         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
2677         return;
2678     }
2679
2680     iface = port_lookup_iface(port, slave_s);
2681     if (!iface) {
2682         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
2683         return;
2684     }
2685
2686     if (!iface->enabled) {
2687         unixctl_command_reply(conn, 501, "cannot make disabled slave active");
2688         return;
2689     }
2690
2691     if (port->active_iface != iface->port_ifidx) {
2692         ofproto_revalidate(port->bridge->ofproto, port->active_iface_tag);
2693         port->active_iface = iface->port_ifidx;
2694         port->active_iface_tag = tag_create_random();
2695         VLOG_INFO("port %s: active interface is now %s",
2696                   port->name, iface->name);
2697         bond_send_learning_packets(port);
2698         unixctl_command_reply(conn, 200, "done");
2699     } else {
2700         unixctl_command_reply(conn, 200, "no change");
2701     }
2702 }
2703
2704 static void
2705 enable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args_, bool enable)
2706 {
2707     char *args = (char *) args_;
2708     char *save_ptr = NULL;
2709     char *bond_s, *slave_s;
2710     struct port *port;
2711     struct iface *iface;
2712
2713     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
2714     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
2715     if (!slave_s) {
2716         unixctl_command_reply(conn, 501,
2717                               "usage: bond/enable/disable-slave BOND SLAVE");
2718         return;
2719     }
2720
2721     port = bond_find(bond_s);
2722     if (!port) {
2723         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
2724         return;
2725     }
2726
2727     iface = port_lookup_iface(port, slave_s);
2728     if (!iface) {
2729         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
2730         return;
2731     }
2732
2733     bond_enable_slave(iface, enable);
2734     unixctl_command_reply(conn, 501, enable ? "enabled" : "disabled");
2735 }
2736
2737 static void
2738 bond_unixctl_enable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args)
2739 {
2740     enable_slave(conn, args, true);
2741 }
2742
2743 static void
2744 bond_unixctl_disable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args)
2745 {
2746     enable_slave(conn, args, false);
2747 }
2748
2749 static void
2750 bond_init(void)
2751 {
2752     unixctl_command_register("bond/list", bond_unixctl_list);
2753     unixctl_command_register("bond/show", bond_unixctl_show);
2754     unixctl_command_register("bond/migrate", bond_unixctl_migrate);
2755     unixctl_command_register("bond/set-active-slave",
2756                              bond_unixctl_set_active_slave);
2757     unixctl_command_register("bond/enable-slave", bond_unixctl_enable_slave);
2758     unixctl_command_register("bond/disable-slave", bond_unixctl_disable_slave);
2759 }
2760 \f
2761 /* Port functions. */
2762
2763 static void
2764 port_create(struct bridge *br, const char *name)
2765 {
2766     struct port *port;
2767
2768     port = xcalloc(1, sizeof *port);
2769     port->bridge = br;
2770     port->port_idx = br->n_ports;
2771     port->vlan = -1;
2772     port->trunks = NULL;
2773     port->name = xstrdup(name);
2774     port->active_iface = -1;
2775     port->stp_state = STP_DISABLED;
2776     port->stp_state_tag = 0;
2777
2778     if (br->n_ports >= br->allocated_ports) {
2779         br->ports = x2nrealloc(br->ports, &br->allocated_ports,
2780                                sizeof *br->ports);
2781     }
2782     br->ports[br->n_ports++] = port;
2783
2784     VLOG_INFO("created port %s on bridge %s", port->name, br->name);
2785     bridge_flush(br);
2786 }
2787
2788 static void
2789 port_reconfigure(struct port *port)
2790 {
2791     bool bonded = cfg_has_section("bonding.%s", port->name);
2792     struct svec old_ifaces, new_ifaces;
2793     unsigned long *trunks;
2794     int vlan;
2795     size_t i;
2796
2797     /* Collect old and new interfaces. */
2798     svec_init(&old_ifaces);
2799     svec_init(&new_ifaces);
2800     for (i = 0; i < port->n_ifaces; i++) {
2801         svec_add(&old_ifaces, port->ifaces[i]->name);
2802     }
2803     svec_sort(&old_ifaces);
2804     if (bonded) {
2805         cfg_get_all_keys(&new_ifaces, "bonding.%s.slave", port->name);
2806         if (!new_ifaces.n) {
2807             VLOG_ERR("port %s: no interfaces specified for bonded port",
2808                      port->name);
2809         } else if (new_ifaces.n == 1) {
2810             VLOG_WARN("port %s: only 1 interface specified for bonded port",
2811                       port->name);
2812         }
2813
2814         port->updelay = cfg_get_int(0, "bonding.%s.updelay", port->name);
2815         if (port->updelay < 0) {
2816             port->updelay = 0;
2817         }
2818         port->downdelay = cfg_get_int(0, "bonding.%s.downdelay", port->name);
2819         if (port->downdelay < 0) {
2820             port->downdelay = 0;
2821         }
2822     } else {
2823         svec_init(&new_ifaces);
2824         svec_add(&new_ifaces, port->name);
2825     }
2826
2827     /* Get rid of deleted interfaces and add new interfaces. */
2828     for (i = 0; i < port->n_ifaces; i++) {
2829         struct iface *iface = port->ifaces[i];
2830         if (!svec_contains(&new_ifaces, iface->name)) {
2831             iface_destroy(iface);
2832         } else {
2833             i++;
2834         }
2835     }
2836     for (i = 0; i < new_ifaces.n; i++) {
2837         const char *name = new_ifaces.names[i];
2838         if (!svec_contains(&old_ifaces, name)) {
2839             iface_create(port, name);
2840         }
2841     }
2842
2843     /* Get VLAN tag. */
2844     vlan = -1;
2845     if (cfg_has("vlan.%s.tag", port->name)) {
2846         if (!bonded) {
2847             vlan = cfg_get_vlan(0, "vlan.%s.tag", port->name);
2848             if (vlan >= 0 && vlan <= 4095) {
2849                 VLOG_DBG("port %s: assigning VLAN tag %d", port->name, vlan);
2850             }
2851         } else {
2852             /* It's possible that bonded, VLAN-tagged ports make sense.  Maybe
2853              * they even work as-is.  But they have not been tested. */
2854             VLOG_WARN("port %s: VLAN tags not supported on bonded ports",
2855                       port->name);
2856         }
2857     }
2858     if (port->vlan != vlan) {
2859         port->vlan = vlan;
2860         bridge_flush(port->bridge);
2861     }
2862
2863     /* Get trunked VLANs. */
2864     trunks = NULL;
2865     if (vlan < 0) {
2866         size_t n_trunks, n_errors;
2867         size_t i;
2868
2869         trunks = bitmap_allocate(4096);
2870         n_trunks = cfg_count("vlan.%s.trunks", port->name);
2871         n_errors = 0;
2872         for (i = 0; i < n_trunks; i++) {
2873             int trunk = cfg_get_vlan(i, "vlan.%s.trunks", port->name);
2874             if (trunk >= 0) {
2875                 bitmap_set1(trunks, trunk);
2876             } else {
2877                 n_errors++;
2878             }
2879         }
2880         if (n_errors) {
2881             VLOG_ERR("port %s: invalid values for %zu trunk VLANs",
2882                      port->name, n_trunks);
2883         }
2884         if (n_errors == n_trunks) {
2885             if (n_errors) {
2886                 VLOG_ERR("port %s: no valid trunks, trunking all VLANs",
2887                          port->name);
2888             }
2889             bitmap_set_multiple(trunks, 0, 4096, 1);
2890         }
2891     } else {
2892         if (cfg_has("vlan.%s.trunks", port->name)) {
2893             VLOG_ERR("ignoring vlan.%s.trunks in favor of vlan.%s.vlan",
2894                      port->name, port->name);
2895         }
2896     }
2897     if (trunks == NULL
2898         ? port->trunks != NULL
2899         : port->trunks == NULL || !bitmap_equal(trunks, port->trunks, 4096)) {
2900         bridge_flush(port->bridge);
2901     }
2902     bitmap_free(port->trunks);
2903     port->trunks = trunks;
2904
2905     svec_destroy(&old_ifaces);
2906     svec_destroy(&new_ifaces);
2907 }
2908
2909 static void
2910 port_destroy(struct port *port)
2911 {
2912     if (port) {
2913         struct bridge *br = port->bridge;
2914         struct port *del;
2915         size_t i;
2916
2917         proc_net_compat_update_vlan(port->name, NULL, 0);
2918         proc_net_compat_update_bond(port->name, NULL);
2919
2920         for (i = 0; i < MAX_MIRRORS; i++) {
2921             struct mirror *m = br->mirrors[i];
2922             if (m && m->out_port == port) {
2923                 mirror_destroy(m);
2924             }
2925         }
2926
2927         while (port->n_ifaces > 0) {
2928             iface_destroy(port->ifaces[port->n_ifaces - 1]);
2929         }
2930
2931         del = br->ports[port->port_idx] = br->ports[--br->n_ports];
2932         del->port_idx = port->port_idx;
2933
2934         free(port->ifaces);
2935         bitmap_free(port->trunks);
2936         free(port->name);
2937         free(port);
2938         bridge_flush(br);
2939     }
2940 }
2941
2942 static struct port *
2943 port_from_dp_ifidx(const struct bridge *br, uint16_t dp_ifidx)
2944 {
2945     struct iface *iface = iface_from_dp_ifidx(br, dp_ifidx);
2946     return iface ? iface->port : NULL;
2947 }
2948
2949 static struct port *
2950 port_lookup(const struct bridge *br, const char *name)
2951 {
2952     size_t i;
2953
2954     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
2955         struct port *port = br->ports[i];
2956         if (!strcmp(port->name, name)) {
2957             return port;
2958         }
2959     }
2960     return NULL;
2961 }
2962
2963 static struct iface *
2964 port_lookup_iface(const struct port *port, const char *name)
2965 {
2966     size_t j;
2967
2968     for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
2969         struct iface *iface = port->ifaces[j];
2970         if (!strcmp(iface->name, name)) {
2971             return iface;
2972         }
2973     }
2974     return NULL;
2975 }
2976
2977 static void
2978 port_update_bonding(struct port *port)
2979 {
2980     if (port->n_ifaces < 2) {
2981         /* Not a bonded port. */
2982         if (port->bond_hash) {
2983             free(port->bond_hash);
2984             port->bond_hash = NULL;
2985             port->bond_compat_is_stale = true;
2986         }
2987     } else {
2988         if (!port->bond_hash) {
2989             size_t i;
2990
2991             port->bond_hash = xcalloc(BOND_MASK + 1, sizeof *port->bond_hash);
2992             for (i = 0; i <= BOND_MASK; i++) {
2993                 struct bond_entry *e = &port->bond_hash[i];
2994                 e->iface_idx = -1;
2995                 e->tx_bytes = 0;
2996             }
2997             port->no_ifaces_tag = tag_create_random();
2998             bond_choose_active_iface(port);
2999         }
3000         port->bond_compat_is_stale = true;
3001     }
3002 }
3003
3004 static void
3005 port_update_bond_compat(struct port *port)
3006 {
3007     struct compat_bond_hash compat_hashes[BOND_MASK + 1];
3008     struct compat_bond bond;
3009     size_t i;
3010
3011     if (port->n_ifaces < 2) {
3012         proc_net_compat_update_bond(port->name, NULL);
3013         return;
3014     }
3015
3016     bond.up = false;
3017     bond.updelay = port->updelay;
3018     bond.downdelay = port->downdelay;
3019
3020     bond.n_hashes = 0;
3021     bond.hashes = compat_hashes;
3022     if (port->bond_hash) {
3023         const struct bond_entry *e;
3024         for (e = port->bond_hash; e <= &port->bond_hash[BOND_MASK]; e++) {
3025             if (e->iface_idx >= 0 && e->iface_idx < port->n_ifaces) {
3026                 struct compat_bond_hash *cbh = &bond.hashes[bond.n_hashes++];
3027                 cbh->hash = e - port->bond_hash;
3028                 cbh->netdev_name = port->ifaces[e->iface_idx]->name;
3029             }
3030         }
3031     }
3032
3033     bond.n_slaves = port->n_ifaces;
3034     bond.slaves = xmalloc(port->n_ifaces * sizeof *bond.slaves);
3035     for (i = 0; i < port->n_ifaces; i++) {
3036         struct iface *iface = port->ifaces[i];
3037         struct compat_bond_slave *slave = &bond.slaves[i];
3038         slave->name = iface->name;
3039
3040         /* We need to make the same determination as the Linux bonding
3041          * code to determine whether a slave should be consider "up".
3042          * The Linux function bond_miimon_inspect() supports four 
3043          * BOND_LINK_* states:
3044          *      
3045          *    - BOND_LINK_UP: carrier detected, updelay has passed.
3046          *    - BOND_LINK_FAIL: carrier lost, downdelay in progress.
3047          *    - BOND_LINK_DOWN: carrier lost, downdelay has passed.
3048          *    - BOND_LINK_BACK: carrier detected, updelay in progress.
3049          *
3050          * The function bond_info_show_slave() only considers BOND_LINK_UP 
3051          * to be "up" and anything else to be "down".
3052          */
3053         slave->up = iface->enabled && iface->delay_expires == LLONG_MAX;
3054         if (slave->up) {
3055             bond.up = true;
3056         }
3057         memcpy(slave->mac, iface->mac, ETH_ADDR_LEN);
3058     }
3059
3060     if (cfg_get_bool(0, "bonding.%s.fake-iface", port->name)) {
3061         struct netdev *bond_netdev;
3062
3063         if (!netdev_open(port->name, NETDEV_ETH_TYPE_NONE, &bond_netdev)) {
3064             if (bond.up) {
3065                 netdev_turn_flags_on(bond_netdev, NETDEV_UP, true);
3066             } else {
3067                 netdev_turn_flags_off(bond_netdev, NETDEV_UP, true);
3068             }
3069             netdev_close(bond_netdev);
3070         }
3071     }
3072
3073     proc_net_compat_update_bond(port->name, &bond);
3074     free(bond.slaves);
3075 }
3076
3077 static void
3078 port_update_vlan_compat(struct port *port)
3079 {
3080     struct bridge *br = port->bridge;
3081     char *vlandev_name = NULL;
3082
3083     if (port->vlan > 0) {
3084         /* Figure out the name that the VLAN device should actually have, if it
3085          * existed.  This takes some work because the VLAN device would not
3086          * have port->name in its name; rather, it would have the trunk port's
3087          * name, and 'port' would be attached to a bridge that also had the
3088          * VLAN device one of its ports.  So we need to find a trunk port that
3089          * includes port->vlan.
3090          *
3091          * There might be more than one candidate.  This doesn't happen on
3092          * XenServer, so if it happens we just pick the first choice in
3093          * alphabetical order instead of creating multiple VLAN devices. */
3094         size_t i;
3095         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
3096             struct port *p = br->ports[i];
3097             if (port_trunks_vlan(p, port->vlan)
3098                 && p->n_ifaces
3099                 && (!vlandev_name || strcmp(p->name, vlandev_name) <= 0))
3100             {
3101                 const uint8_t *ea = p->ifaces[0]->mac;
3102                 if (!eth_addr_is_multicast(ea) &&
3103                     !eth_addr_is_reserved(ea) &&
3104                     !eth_addr_is_zero(ea)) {
3105                     vlandev_name = p->name;
3106                 }
3107             }
3108         }
3109     }
3110     proc_net_compat_update_vlan(port->name, vlandev_name, port->vlan);
3111 }
3112 \f
3113 /* Interface functions. */
3114
3115 static void
3116 iface_create(struct port *port, const char *name)
3117 {
3118     struct iface *iface;
3119
3120     iface = xcalloc(1, sizeof *iface);
3121     iface->port = port;
3122     iface->port_ifidx = port->n_ifaces;
3123     iface->name = xstrdup(name);
3124     iface->dp_ifidx = -1;
3125     iface->tag = tag_create_random();
3126     iface->delay_expires = LLONG_MAX;
3127
3128     if (!cfg_get_bool(0, "iface.%s.internal", iface->name)) {
3129         netdev_nodev_get_etheraddr(name, iface->mac);
3130         netdev_nodev_get_carrier(name, &iface->enabled);
3131     } else {
3132         /* Internal interfaces are created later by the call to dpif_port_add()
3133          * in bridge_reconfigure().  Until then, we can't obtain any
3134          * information about them.  (There's no real value in doing so, anyway,
3135          * because the 'mac' and 'enabled' values are only used for interfaces
3136          * that are bond slaves, and it doesn't normally make sense to bond an
3137          * internal interface.) */
3138     }
3139
3140     if (port->n_ifaces >= port->allocated_ifaces) {
3141         port->ifaces = x2nrealloc(port->ifaces, &port->allocated_ifaces,
3142                                   sizeof *port->ifaces);
3143     }
3144     port->ifaces[port->n_ifaces++] = iface;
3145     if (port->n_ifaces > 1) {
3146         port->bridge->has_bonded_ports = true;
3147     }
3148
3149     VLOG_DBG("attached network device %s to port %s", iface->name, port->name);
3150
3151     port_update_bonding(port);
3152     bridge_flush(port->bridge);
3153 }
3154
3155 static void
3156 iface_destroy(struct iface *iface)
3157 {
3158     if (iface) {
3159         struct port *port = iface->port;
3160         struct bridge *br = port->bridge;
3161         bool del_active = port->active_iface == iface->port_ifidx;
3162         struct iface *del;
3163
3164         if (iface->dp_ifidx >= 0) {
3165             port_array_set(&br->ifaces, iface->dp_ifidx, NULL);
3166         }
3167
3168         del = port->ifaces[iface->port_ifidx] = port->ifaces[--port->n_ifaces];
3169         del->port_ifidx = iface->port_ifidx;
3170
3171         free(iface->name);
3172         free(iface);
3173
3174         if (del_active) {
3175             ofproto_revalidate(port->bridge->ofproto, port->active_iface_tag);
3176             bond_choose_active_iface(port);
3177             bond_send_learning_packets(port);
3178         }
3179
3180         port_update_bonding(port);
3181         bridge_flush(port->bridge);
3182     }
3183 }
3184
3185 static struct iface *
3186 iface_lookup(const struct bridge *br, const char *name)
3187 {
3188     size_t i, j;
3189
3190     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
3191         struct port *port = br->ports[i];
3192         for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
3193             struct iface *iface = port->ifaces[j];
3194             if (!strcmp(iface->name, name)) {
3195                 return iface;
3196             }
3197         }
3198     }
3199     return NULL;
3200 }
3201
3202 static struct iface *
3203 iface_from_dp_ifidx(const struct bridge *br, uint16_t dp_ifidx)
3204 {
3205     return port_array_get(&br->ifaces, dp_ifidx);
3206 }
3207
3208 /* Returns true if 'iface' is the name of an "internal" interface on bridge
3209  * 'br', that is, an interface that is entirely simulated within the datapath.
3210  * The local port (ODPP_LOCAL) is always an internal interface.  Other local
3211  * interfaces are created by setting "iface.<iface>.internal = true".
3212  *
3213  * In addition, we have a kluge-y feature that creates an internal port with
3214  * the name of a bonded port if "bonding.<bondname>.fake-iface = true" is set.
3215  * This feature needs to go away in the long term.  Until then, this is one
3216  * reason why this function takes a name instead of a struct iface: the fake
3217  * interfaces created this way do not have a struct iface. */
3218 static bool
3219 iface_is_internal(const struct bridge *br, const char *iface)
3220 {
3221     if (!strcmp(iface, br->name)
3222         || cfg_get_bool(0, "iface.%s.internal", iface)) {
3223         return true;
3224     }
3225
3226     if (cfg_get_bool(0, "bonding.%s.fake-iface", iface)) {
3227         struct port *port = port_lookup(br, iface);
3228         if (port && port->n_ifaces > 1) {
3229             return true;
3230         }
3231     }
3232
3233     return false;
3234 }
3235
3236 /* Set Ethernet address of 'iface', if one is specified in the configuration
3237  * file. */
3238 static void
3239 iface_set_mac(struct iface *iface)
3240 {
3241     uint64_t mac = cfg_get_mac(0, "iface.%s.mac", iface->name);
3242     if (mac) {
3243         static uint8_t ea[ETH_ADDR_LEN];
3244
3245         eth_addr_from_uint64(mac, ea);
3246         if (eth_addr_is_multicast(ea)) {
3247             VLOG_ERR("interface %s: cannot set MAC to multicast address",
3248                      iface->name);
3249         } else if (iface->dp_ifidx == ODPP_LOCAL) {
3250             VLOG_ERR("ignoring iface.%s.mac; use bridge.%s.mac instead",
3251                      iface->name, iface->name);
3252         } else {
3253             int error = netdev_nodev_set_etheraddr(iface->name, ea);
3254             if (error) {
3255                 VLOG_ERR("interface %s: setting MAC failed (%s)",
3256                          iface->name, strerror(error));
3257             }
3258         }
3259     }
3260 }
3261 \f
3262 /* Port mirroring. */
3263
3264 static void
3265 mirror_reconfigure(struct bridge *br)
3266 {
3267     struct svec old_mirrors, new_mirrors;
3268     size_t i, n_rspan_vlans;
3269     unsigned long *rspan_vlans;
3270
3271     /* Collect old and new mirrors. */
3272     svec_init(&old_mirrors);
3273     svec_init(&new_mirrors);
3274     cfg_get_subsections(&new_mirrors, "mirror.%s", br->name);
3275     for (i = 0; i < MAX_MIRRORS; i++) {
3276         if (br->mirrors[i]) {
3277             svec_add(&old_mirrors, br->mirrors[i]->name);
3278         }
3279     }
3280
3281     /* Get rid of deleted mirrors and add new mirrors. */
3282     svec_sort(&old_mirrors);
3283     assert(svec_is_unique(&old_mirrors));
3284     svec_sort(&new_mirrors);
3285     assert(svec_is_unique(&new_mirrors));
3286     for (i = 0; i < MAX_MIRRORS; i++) {
3287         struct mirror *m = br->mirrors[i];
3288         if (m && !svec_contains(&new_mirrors, m->name)) {
3289             mirror_destroy(m);
3290         }
3291     }
3292     for (i = 0; i < new_mirrors.n; i++) {
3293         const char *name = new_mirrors.names[i];
3294         if (!svec_contains(&old_mirrors, name)) {
3295             mirror_create(br, name);
3296         }
3297     }
3298     svec_destroy(&old_mirrors);
3299     svec_destroy(&new_mirrors);
3300
3301     /* Reconfigure all mirrors. */
3302     for (i = 0; i < MAX_MIRRORS; i++) {
3303         if (br->mirrors[i]) {
3304             mirror_reconfigure_one(br->mirrors[i]);
3305         }
3306     }
3307
3308     /* Update port reserved status. */
3309     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
3310         br->ports[i]->is_mirror_output_port = false;
3311     }
3312     for (i = 0; i < MAX_MIRRORS; i++) {
3313         struct mirror *m = br->mirrors[i];
3314         if (m && m->out_port) {
3315             m->out_port->is_mirror_output_port = true;
3316         }
3317     }
3318
3319     /* Update learning disabled vlans (for RSPAN). */
3320     rspan_vlans = NULL;
3321     n_rspan_vlans = cfg_count("vlan.%s.disable-learning", br->name);
3322     if (n_rspan_vlans) {
3323         rspan_vlans = bitmap_allocate(4096);
3324
3325         for (i = 0; i < n_rspan_vlans; i++) {
3326             int vlan = cfg_get_vlan(i, "vlan.%s.disable-learning", br->name);
3327             if (vlan >= 0) {
3328                 bitmap_set1(rspan_vlans, vlan);
3329             } else {
3330                 VLOG_ERR("bridge %s: invalid value '%s' for learning disabled "
3331                          "VLAN", br->name,
3332                        cfg_get_string(i, "vlan.%s.disable-learning", br->name));
3333             }
3334         }
3335     }
3336     if (mac_learning_set_disabled_vlans(br->ml, rspan_vlans)) {
3337         bridge_flush(br);
3338     }
3339 }
3340
3341 static void
3342 mirror_create(struct bridge *br, const char *name)
3343 {
3344     struct mirror *m;
3345     size_t i;
3346
3347     for (i = 0; ; i++) {
3348         if (i >= MAX_MIRRORS) {
3349             VLOG_WARN("bridge %s: maximum of %d port mirrors reached, "
3350                       "cannot create %s", br->name, MAX_MIRRORS, name);
3351             return;
3352         }
3353         if (!br->mirrors[i]) {
3354             break;
3355         }
3356     }
3357
3358     VLOG_INFO("created port mirror %s on bridge %s", name, br->name);
3359     bridge_flush(br);
3360
3361     br->mirrors[i] = m = xcalloc(1, sizeof *m);
3362     m->bridge = br;
3363     m->idx = i;
3364     m->name = xstrdup(name);
3365     svec_init(&m->src_ports);
3366     svec_init(&m->dst_ports);
3367     m->vlans = NULL;
3368     m->n_vlans = 0;
3369     m->out_vlan = -1;
3370     m->out_port = NULL;
3371 }
3372
3373 static void
3374 mirror_destroy(struct mirror *m)
3375 {
3376     if (m) {
3377         struct bridge *br = m->bridge;
3378         size_t i;
3379
3380         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
3381             br->ports[i]->src_mirrors &= ~(MIRROR_MASK_C(1) << m->idx);
3382             br->ports[i]->dst_mirrors &= ~(MIRROR_MASK_C(1) << m->idx);
3383         }
3384
3385         svec_destroy(&m->src_ports);
3386         svec_destroy(&m->dst_ports);
3387         free(m->vlans);
3388
3389         m->bridge->mirrors[m->idx] = NULL;
3390         free(m);
3391
3392         bridge_flush(br);
3393     }
3394 }
3395
3396 static void
3397 prune_ports(struct mirror *m, struct svec *ports)
3398 {
3399     struct svec tmp;
3400     size_t i;
3401
3402     svec_sort_unique(ports);
3403
3404     svec_init(&tmp);
3405     for (i = 0; i < ports->n; i++) {
3406         const char *name = ports->names[i];
3407         if (port_lookup(m->bridge, name)) {
3408             svec_add(&tmp, name);
3409         } else {
3410             VLOG_WARN("mirror.%s.%s: cannot match on nonexistent port %s",
3411                       m->bridge->name, m->name, name);
3412         }
3413     }
3414     svec_swap(ports, &tmp);
3415     svec_destroy(&tmp);
3416 }
3417
3418 static size_t
3419 prune_vlans(struct mirror *m, struct svec *vlan_strings, int **vlans)
3420 {
3421     size_t n_vlans, i;
3422
3423     /* This isn't perfect: it won't combine "0" and "00", and the textual sort
3424      * order won't give us numeric sort order.  But that's good enough for what
3425      * we need right now. */
3426     svec_sort_unique(vlan_strings);
3427
3428     *vlans = xmalloc(sizeof *vlans * vlan_strings->n);
3429     n_vlans = 0;
3430     for (i = 0; i < vlan_strings->n; i++) {
3431         const char *name = vlan_strings->names[i];
3432         int vlan;
3433         if (!str_to_int(name, 10, &vlan) || vlan < 0 || vlan > 4095) {
3434             VLOG_WARN("mirror.%s.%s.select.vlan: ignoring invalid VLAN %s",
3435                       m->bridge->name, m->name, name);
3436         } else {
3437             (*vlans)[n_vlans++] = vlan;
3438         }
3439     }
3440     return n_vlans;
3441 }
3442
3443 static bool
3444 vlan_is_mirrored(const struct mirror *m, int vlan)
3445 {
3446     size_t i;
3447
3448     for (i = 0; i < m->n_vlans; i++) {
3449         if (m->vlans[i] == vlan) {
3450             return true;
3451         }
3452     }
3453     return false;
3454 }
3455
3456 static bool
3457 port_trunks_any_mirrored_vlan(const struct mirror *m, const struct port *p)
3458 {
3459     size_t i;
3460
3461     for (i = 0; i < m->n_vlans; i++) {
3462         if (port_trunks_vlan(p, m->vlans[i])) {
3463             return true;
3464         }
3465     }
3466     return false;
3467 }
3468
3469 static void
3470 mirror_reconfigure_one(struct mirror *m)
3471 {
3472     char *pfx = xasprintf("mirror.%s.%s", m->bridge->name, m->name);
3473     struct svec src_ports, dst_ports, ports;
3474     struct svec vlan_strings;
3475     mirror_mask_t mirror_bit;
3476     const char *out_port_name;
3477     struct port *out_port;
3478     int out_vlan;
3479     size_t n_vlans;
3480     int *vlans;
3481     size_t i;
3482     bool mirror_all_ports;
3483     bool any_ports_specified;
3484
3485     /* Get output port. */
3486     out_port_name = cfg_get_key(0, "mirror.%s.%s.output.port",
3487                                 m->bridge->name, m->name);
3488     if (out_port_name) {
3489         out_port = port_lookup(m->bridge, out_port_name);
3490         if (!out_port) {
3491             VLOG_ERR("%s.output.port: bridge %s does not have a port "
3492                       "named %s", pfx, m->bridge->name, out_port_name);
3493             mirror_destroy(m);
3494             free(pfx);
3495             return;
3496         }
3497         out_vlan = -1;
3498
3499         if (cfg_has("%s.output.vlan", pfx)) {
3500             VLOG_ERR("%s.output.port and %s.output.vlan both specified; "
3501                      "ignoring %s.output.vlan", pfx, pfx, pfx);
3502         }
3503     } else if (cfg_has("%s.output.vlan", pfx)) {
3504         out_port = NULL;
3505         out_vlan = cfg_get_vlan(0, "%s.output.vlan", pfx);
3506     } else {
3507         VLOG_ERR("%s: neither %s.output.port nor %s.output.vlan specified, "
3508                  "but exactly one is required; disabling port mirror %s",
3509                  pfx, pfx, pfx, pfx);
3510         mirror_destroy(m);
3511         free(pfx);
3512         return;
3513     }
3514
3515     /* Get all the ports, and drop duplicates and ports that don't exist. */
3516     svec_init(&src_ports);
3517     svec_init(&dst_ports);
3518     svec_init(&ports);
3519     cfg_get_all_keys(&src_ports, "%s.select.src-port", pfx);
3520     cfg_get_all_keys(&dst_ports, "%s.select.dst-port", pfx);
3521     cfg_get_all_keys(&ports, "%s.select.port", pfx);
3522     any_ports_specified = src_ports.n || dst_ports.n || ports.n;
3523     svec_append(&src_ports, &ports);
3524     svec_append(&dst_ports, &ports);
3525     svec_destroy(&ports);
3526     prune_ports(m, &src_ports);
3527     prune_ports(m, &dst_ports);
3528     if (any_ports_specified && !src_ports.n && !dst_ports.n) {
3529         VLOG_ERR("%s: none of the specified ports exist; "
3530                  "disabling port mirror %s", pfx, pfx);
3531         mirror_destroy(m);
3532         goto exit;
3533     }
3534
3535     /* Get all the vlans, and drop duplicate and invalid vlans. */
3536     svec_init(&vlan_strings);
3537     cfg_get_all_keys(&vlan_strings, "%s.select.vlan", pfx);
3538     n_vlans = prune_vlans(m, &vlan_strings, &vlans);
3539     svec_destroy(&vlan_strings);
3540
3541     /* Update mirror data. */
3542     if (!svec_equal(&m->src_ports, &src_ports)
3543         || !svec_equal(&m->dst_ports, &dst_ports)
3544         || m->n_vlans != n_vlans
3545         || memcmp(m->vlans, vlans, sizeof *vlans * n_vlans)
3546         || m->out_port != out_port
3547         || m->out_vlan != out_vlan) {
3548         bridge_flush(m->bridge);
3549     }
3550     svec_swap(&m->src_ports, &src_ports);
3551     svec_swap(&m->dst_ports, &dst_ports);
3552     free(m->vlans);
3553     m->vlans = vlans;
3554     m->n_vlans = n_vlans;
3555     m->out_port = out_port;
3556     m->out_vlan = out_vlan;
3557
3558     /* If no selection criteria have been given, mirror for all ports. */
3559     mirror_all_ports = (!m->src_ports.n) && (!m->dst_ports.n) && (!m->n_vlans);
3560
3561     /* Update ports. */
3562     mirror_bit = MIRROR_MASK_C(1) << m->idx;
3563     for (i = 0; i < m->bridge->n_ports; i++) {
3564         struct port *port = m->bridge->ports[i];
3565
3566         if (mirror_all_ports
3567             || svec_contains(&m->src_ports, port->name)
3568             || (m->n_vlans
3569                 && (!port->vlan
3570                     ? port_trunks_any_mirrored_vlan(m, port)
3571                     : vlan_is_mirrored(m, port->vlan)))) {
3572             port->src_mirrors |= mirror_bit;
3573         } else {
3574             port->src_mirrors &= ~mirror_bit;
3575         }
3576
3577         if (mirror_all_ports || svec_contains(&m->dst_ports, port->name)) {
3578             port->dst_mirrors |= mirror_bit;
3579         } else {
3580             port->dst_mirrors &= ~mirror_bit;
3581         }
3582     }
3583
3584     /* Clean up. */
3585 exit:
3586     svec_destroy(&src_ports);
3587     svec_destroy(&dst_ports);
3588     free(pfx);
3589 }
3590 \f
3591 /* Spanning tree protocol. */
3592
3593 static void brstp_update_port_state(struct port *);
3594
3595 static void
3596 brstp_send_bpdu(struct ofpbuf *pkt, int port_no, void *br_)
3597 {
3598     struct bridge *br = br_;
3599     static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
3600     struct iface *iface = iface_from_dp_ifidx(br, port_no);
3601     if (!iface) {
3602         VLOG_WARN_RL(&rl, "%s: cannot send BPDU on unknown port %d",
3603                      br->name, port_no);
3604     } else if (eth_addr_is_zero(iface->mac)) {
3605         VLOG_WARN_RL(&rl, "%s: cannot send BPDU on port %d with unknown MAC",
3606                      br->name, port_no);
3607     } else {
3608         union ofp_action action;
3609         struct eth_header *eth = pkt->l2;
3610         flow_t flow;
3611
3612         memcpy(eth->eth_src, iface->mac, ETH_ADDR_LEN);
3613
3614         memset(&action, 0, sizeof action);
3615         action.type = htons(OFPAT_OUTPUT);
3616         action.output.len = htons(sizeof action);
3617         action.output.port = htons(port_no);
3618
3619         flow_extract(pkt, ODPP_NONE, &flow);
3620         ofproto_send_packet(br->ofproto, &flow, &action, 1, pkt);
3621     }
3622     ofpbuf_delete(pkt);
3623 }
3624
3625 static void
3626 brstp_reconfigure(struct bridge *br)
3627 {
3628     size_t i;
3629
3630     if (!cfg_get_bool(0, "stp.%s.enabled", br->name)) {
3631         if (br->stp) {
3632             stp_destroy(br->stp);
3633             br->stp = NULL;
3634
3635             bridge_flush(br);
3636         }
3637     } else {
3638         uint64_t bridge_address, bridge_id;
3639         int bridge_priority;
3640
3641         bridge_address = cfg_get_mac(0, "stp.%s.address", br->name);
3642         if (!bridge_address) {
3643             if (br->stp) {
3644                 bridge_address = (stp_get_bridge_id(br->stp)
3645                                   & ((UINT64_C(1) << 48) - 1));
3646             } else {
3647                 uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN];
3648                 eth_addr_random(mac);
3649                 bridge_address = eth_addr_to_uint64(mac);
3650             }
3651         }
3652
3653         if (cfg_is_valid(CFG_INT | CFG_REQUIRED, "stp.%s.priority",
3654                          br->name)) {
3655             bridge_priority = cfg_get_int(0, "stp.%s.priority", br->name);
3656         } else {
3657             bridge_priority = STP_DEFAULT_BRIDGE_PRIORITY;
3658         }
3659
3660         bridge_id = bridge_address | ((uint64_t) bridge_priority << 48);
3661         if (!br->stp) {
3662             br->stp = stp_create(br->name, bridge_id, brstp_send_bpdu, br);
3663             br->stp_last_tick = time_msec();
3664             bridge_flush(br);
3665         } else {
3666             if (bridge_id != stp_get_bridge_id(br->stp)) {
3667                 stp_set_bridge_id(br->stp, bridge_id);
3668                 bridge_flush(br);
3669             }
3670         }
3671
3672         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
3673             struct port *p = br->ports[i];
3674             int dp_ifidx;
3675             struct stp_port *sp;
3676             int path_cost, priority;
3677             bool enable;
3678
3679             if (!p->n_ifaces) {
3680                 continue;
3681             }
3682             dp_ifidx = p->ifaces[0]->dp_ifidx;
3683             if (dp_ifidx < 0 || dp_ifidx >= STP_MAX_PORTS) {
3684                 continue;
3685             }
3686
3687             sp = stp_get_port(br->stp, dp_ifidx);
3688             enable = (!cfg_is_valid(CFG_BOOL | CFG_REQUIRED,
3689                                     "stp.%s.port.%s.enabled",
3690                                     br->name, p->name)
3691                       || cfg_get_bool(0, "stp.%s.port.%s.enabled",
3692                                       br->name, p->name));
3693             if (p->is_mirror_output_port) {
3694                 enable = false;
3695             }
3696             if (enable != (stp_port_get_state(sp) != STP_DISABLED)) {
3697                 bridge_flush(br); /* Might not be necessary. */
3698                 if (enable) {
3699                     stp_port_enable(sp);
3700                 } else {
3701                     stp_port_disable(sp);
3702                 }
3703             }
3704
3705             path_cost = cfg_get_int(0, "stp.%s.port.%s.path-cost",
3706                                     br->name, p->name);
3707             stp_port_set_path_cost(sp, path_cost ? path_cost : 19 /* XXX */);
3708
3709             priority = (cfg_is_valid(CFG_INT | CFG_REQUIRED,
3710                                      "stp.%s.port.%s.priority",
3711                                      br->name, p->name)
3712                         ? cfg_get_int(0, "stp.%s.port.%s.priority",
3713                                       br->name, p->name)
3714                         : STP_DEFAULT_PORT_PRIORITY);
3715             stp_port_set_priority(sp, priority);
3716         }
3717
3718         brstp_adjust_timers(br);
3719     }
3720     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
3721         brstp_update_port_state(br->ports[i]);
3722     }
3723 }
3724
3725 static void
3726 brstp_update_port_state(struct port *p)
3727 {
3728     struct bridge *br = p->bridge;
3729     enum stp_state state;
3730
3731     /* Figure out new state. */
3732     state = STP_DISABLED;
3733     if (br->stp && p->n_ifaces > 0) {
3734         int dp_ifidx = p->ifaces[0]->dp_ifidx;
3735         if (dp_ifidx >= 0 && dp_ifidx < STP_MAX_PORTS) {
3736             state = stp_port_get_state(stp_get_port(br->stp, dp_ifidx));
3737         }
3738     }
3739
3740     /* Update state. */
3741     if (p->stp_state != state) {
3742         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(10, 10);
3743         VLOG_INFO_RL(&rl, "port %s: STP state changed from %s to %s",
3744                      p->name, stp_state_name(p->stp_state),
3745                      stp_state_name(state));
3746         if (p->stp_state == STP_DISABLED) {
3747             bridge_flush(br);
3748         } else {
3749             ofproto_revalidate(p->bridge->ofproto, p->stp_state_tag);
3750         }
3751         p->stp_state = state;
3752         p->stp_state_tag = (p->stp_state == STP_DISABLED ? 0
3753                             : tag_create_random());
3754     }
3755 }
3756
3757 static void
3758 brstp_adjust_timers(struct bridge *br)
3759 {
3760     int hello_time = cfg_get_int(0, "stp.%s.hello-time", br->name);
3761     int max_age = cfg_get_int(0, "stp.%s.max-age", br->name);
3762     int forward_delay = cfg_get_int(0, "stp.%s.forward-delay", br->name);
3763
3764     stp_set_hello_time(br->stp, hello_time ? hello_time : 2000);
3765     stp_set_max_age(br->stp, max_age ? max_age : 20000);
3766     stp_set_forward_delay(br->stp, forward_delay ? forward_delay : 15000);
3767 }
3768
3769 static void
3770 brstp_run(struct bridge *br)
3771 {
3772     if (br->stp) {
3773         long long int now = time_msec();
3774         long long int elapsed = now - br->stp_last_tick;
3775         struct stp_port *sp;
3776
3777         if (elapsed > 0) {
3778             stp_tick(br->stp, MIN(INT_MAX, elapsed));
3779             br->stp_last_tick = now;
3780         }
3781         while (stp_get_changed_port(br->stp, &sp)) {
3782             struct port *p = port_from_dp_ifidx(br, stp_port_no(sp));
3783             if (p) {
3784                 brstp_update_port_state(p);
3785             }
3786         }
3787     }
3788 }
3789
3790 static void
3791 brstp_wait(struct bridge *br)
3792 {
3793     if (br->stp) {
3794         poll_timer_wait(1000);
3795     }
3796 }