controller/controller.c

   1 /* Copyright (c) 2008 The Board of Trustees of The Leland Stanford
   2  * Junior University
   3  *
   4  * We are making the OpenFlow specification and associated documentation
   5  * (Software) available for public use and benefit with the expectation
   6  * that others will use, modify and enhance the Software and contribute
   7  * those enhancements back to the community. However, since we would
   8  * like to make the Software available for broadest use, with as few
   9  * restrictions as possible permission is hereby granted, free of
  10  * charge, to any person obtaining a copy of this Software to deal in
  11  * the Software under the copyrights without restriction, including
  12  * without limitation the rights to use, copy, modify, merge, publish,
  13  * distribute, sublicense, and/or sell copies of the Software, and to
  14  * permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to
  15  * the following conditions:
  16  *
  17  * The above copyright notice and this permission notice shall be
  18  * included in all copies or substantial portions of the Software.
  19  *
  20  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
  21  * EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
  22  * MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
  23  * NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS
  24  * BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN
  25  * ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN
  26  * CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
  27  * SOFTWARE.
  28  *
  29  * The name and trademarks of copyright holder(s) may NOT be used in
  30  * advertising or publicity pertaining to the Software or any
  31  * derivatives without specific, written prior permission.
  32  */
  33
  34 #include <config.h>
  35
  36 #include <errno.h>
  37 #include <getopt.h>
  38 #include <limits.h>
  39 #include <signal.h>
  40 #include <stdlib.h>
  41 #include <string.h>
  42
  43 #include "buffer.h"
  44 #include "command-line.h"
  45 #include "compiler.h"
  46 #include "daemon.h"
  47 #include "fault.h"
  48 #include "learning-switch.h"
  49 #include "openflow.h"
  50 #include "poll-loop.h"
  51 #include "rconn.h"
  52 #include "timeval.h"
  53 #include "util.h"
  54 #include "vconn-ssl.h"
  55 #include "vconn.h"
  56 #include "vlog-socket.h"
  57
  58 #include "vlog.h"
  59 #define THIS_MODULE VLM_controller
  60
  61 #define MAX_SWITCHES 16
  62 #define MAX_LISTENERS 16
  63
  64 struct switch_ {
  65     struct lswitch *lswitch;
  66     struct rconn *rconn;
  67 };
  68
  69 /* Learn the ports on which MAC addresses appear? */
  70 static bool learn_macs = true;
  71
  72 /* Set up flows?  (If not, every packet is processed at the controller.) */
  73 static bool setup_flows = true;
  74
  75 /* --max-idle: Maximum idle time, in seconds, before flows expire. */
  76 static int max_idle = 60;
  77
  78 static int do_switching(struct switch_ *);
  79 static void new_switch(struct switch_ *, struct vconn *, const char *name);
  80 static void parse_options(int argc, char *argv[]);
  81 static void usage(void) NO_RETURN;
  82
  83 int
  84 main(int argc, char *argv[])
  85 {
  86     struct switch_ switches[MAX_SWITCHES];
  87     struct vconn *listeners[MAX_LISTENERS];
  88     int n_switches, n_listeners;
  89     int retval;
  90     int i;
  91
  92     set_program_name(argv[0]);
  93     register_fault_handlers();
  94     time_init();
  95     vlog_init();
  96     parse_options(argc, argv);
  97     signal(SIGPIPE, SIG_IGN);
  98
  99     if (argc - optind < 1) {
 100         fatal(0, "at least one vconn argument required; use --help for usage");
 101     }
 102
 103     retval = vlog_server_listen(NULL, NULL);
 104     if (retval) {
 105         fatal(retval, "Could not listen for vlog connections");
 106     }
 107
 108     n_switches = n_listeners = 0;
 109     for (i = optind; i < argc; i++) {
 110         const char *name = argv[i];
 111         struct vconn *vconn;
 112         int retval;
 113
 114         retval = vconn_open(name, &vconn);
 115         if (retval) {
 116             VLOG_ERR("%s: connect: %s", name, strerror(retval));
 117             continue;
 118         }
 119
 120         if (vconn_is_passive(vconn)) {
 121             if (n_listeners >= MAX_LISTENERS) {
 122                 fatal(0, "max %d passive connections", n_listeners);
 123             }
 124             listeners[n_listeners++] = vconn;
 125         } else {
 126             if (n_switches >= MAX_SWITCHES) {
 127                 fatal(0, "max %d switch connections", n_switches);
 128             }
 129             new_switch(&switches[n_switches++], vconn, name);
 130         }
 131     }
 132     if (n_switches == 0 && n_listeners == 0) {
 133         fatal(0, "no active or passive switch connections");
 134     }
 135
 136     die_if_already_running();
 137     daemonize();
 138
 139     while (n_switches > 0 || n_listeners > 0) {
 140         int iteration;
 141         int i;
 142
 143         /* Accept connections on listening vconns. */
 144         for (i = 0; i < n_listeners && n_switches < MAX_SWITCHES; ) {
 145             struct vconn *new_vconn;
 146             int retval;
 147
 148             retval = vconn_accept(listeners[i], &new_vconn);
 149             if (!retval || retval == EAGAIN) {
 150                 if (!retval) {
 151                     new_switch(&switches[n_switches++], new_vconn, "tcp");
 152                 }
 153                 i++;
 154             } else {
 155                 vconn_close(listeners[i]);
 156                 listeners[i] = listeners[--n_listeners];
 157             }
 158         }
 159
 160         /* Do some switching work.  Limit the number of iterations so that
 161          * callbacks registered with the poll loop don't starve. */
 162         for (iteration = 0; iteration < 50; iteration++) {
 163             bool progress = false;
 164             for (i = 0; i < n_switches; ) {
 165                 struct switch_ *this = &switches[i];
 166                 int retval = do_switching(this);
 167                 if (!retval || retval == EAGAIN) {
 168                     if (!retval) {
 169                         progress = true;
 170                     }
 171                     i++;
 172                 } else {
 173                     lswitch_destroy(this->lswitch);
 174                     rconn_destroy(this->rconn);
 175                     switches[i] = switches[--n_switches];
 176                 }
 177             }
 178             if (!progress) {
 179                 break;
 180             }
 181         }
 182
 183         /* Wait for something to happen. */
 184         if (n_switches < MAX_SWITCHES) {
 185             for (i = 0; i < n_listeners; i++) {
 186                 vconn_accept_wait(listeners[i]);
 187             }
 188         }
 189         for (i = 0; i < n_switches; i++) {
 190             struct switch_ *sw = &switches[i];
 191             rconn_run_wait(sw->rconn);
 192             rconn_recv_wait(sw->rconn);
 193         }
 194         poll_block();
 195     }
 196
 197     return 0;
 198 }
 199
 200 static void
 201 new_switch(struct switch_ *sw, struct vconn *vconn, const char *name)
 202 {
 203     sw->rconn = rconn_new_from_vconn(name, vconn);
 204     sw->lswitch = lswitch_create(sw->rconn, learn_macs,
 205                                  setup_flows ? max_idle : -1);
 206 }
 207
 208 static int
 209 do_switching(struct switch_ *sw)
 210 {
 211     unsigned int packets_sent;
 212     struct buffer *msg;
 213
 214     packets_sent = rconn_packets_sent(sw->rconn);
 215
 216     msg = rconn_recv(sw->rconn);
 217     if (msg) {
 218         lswitch_process_packet(sw->lswitch, sw->rconn, msg);
 219         buffer_delete(msg);
 220     }
 221     rconn_run(sw->rconn);
 222
 223     return (!rconn_is_alive(sw->rconn) ? EOF
 224             : rconn_packets_sent(sw->rconn) != packets_sent ? 0
 225             : EAGAIN);
 226 }
 227
 228 static void
 229 parse_options(int argc, char *argv[])
 230 {
 231     enum { OPT_MAX_IDLE = UCHAR_MAX + 1 };
 232     static struct option long_options[] = {
 233         {"detach",      no_argument, 0, 'D'},
 234         {"pidfile",     optional_argument, 0, 'P'},
 235         {"force",       no_argument, 0, 'f'},
 236         {"hub",         no_argument, 0, 'H'},
 237         {"noflow",      no_argument, 0, 'n'},
 238         {"max-idle",    required_argument, 0, OPT_MAX_IDLE},
 239         {"verbose",     optional_argument, 0, 'v'},
 240         {"help",        no_argument, 0, 'h'},
 241         {"version",     no_argument, 0, 'V'},
 242         VCONN_SSL_LONG_OPTIONS
 243         {0, 0, 0, 0},
 244     };
 245     char *short_options = long_options_to_short_options(long_options);
 246
 247     for (;;) {
 248         int indexptr;
 249         int c;
 250
 251         c = getopt_long(argc, argv, short_options, long_options, &indexptr);
 252         if (c == -1) {
 253             break;
 254         }
 255
 256         switch (c) {
 257         case 'D':
 258             set_detach();
 259             break;
 260
 261         case 'P':
 262             set_pidfile(optarg);
 263             break;
 264
 265         case 'f':
 266             ignore_existing_pidfile();
 267             break;
 268
 269         case 'H':
 270             learn_macs = false;
 271             break;
 272
 273         case 'n':
 274             setup_flows = false;
 275             break;
 276
 277         case OPT_MAX_IDLE:
 278             if (!strcmp(optarg, "permanent")) {
 279                 max_idle = OFP_FLOW_PERMANENT;
 280             } else {
 281                 max_idle = atoi(optarg);
 282                 if (max_idle < 1 || max_idle > 65535) {
 283                     fatal(0, "--max-idle argument must be between 1 and "
 284                           "65535 or the word 'permanent'");
 285                 }
 286             }
 287             break;
 288
 289         case 'h':
 290             usage();
 291
 292         case 'V':
 293             printf("%s "VERSION" compiled "__DATE__" "__TIME__"\n", argv[0]);
 294             exit(EXIT_SUCCESS);
 295
 296         case 'v':
 297             vlog_set_verbosity(optarg);
 298             break;
 299
 300         VCONN_SSL_OPTION_HANDLERS
 301
 302         case '?':
 303             exit(EXIT_FAILURE);
 304
 305         default:
 306             abort();
 307         }
 308     }
 309     free(short_options);
 310 }
 311
 312 static void
 313 usage(void)
 314 {
 315     printf("%s: OpenFlow controller\n"
 316            "usage: %s [OPTIONS] METHOD\n"
 317            "where METHOD is any OpenFlow connection method.\n",
 318            program_name, program_name);
 319     vconn_usage(true, true);
 320     printf("\nOther options:\n"
 321            "  -D, --detach            run in background as daemon\n"
 322            "  -P, --pidfile[=FILE]    create pidfile (default: %s/controller.pid)\n"
 323            "  -f, --force             with -P, start even if already running\n"
 324            "  -H, --hub               act as hub instead of learning switch\n"
 325            "  -n, --noflow            pass traffic, but don't add flows\n"
 326            "  --max-idle=SECS         max idle time for new flows\n"
 327            "  -v, --verbose=MODULE[:FACILITY[:LEVEL]]  set logging levels\n"
 328            "  -v, --verbose           set maximum verbosity level\n"
 329            "  -h, --help              display this help message\n"
 330            "  -V, --version           display version information\n",
 331            RUNDIR);
 332     exit(EXIT_SUCCESS);
 333 }