datapath/datapath.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2007, 2008, 2009, 2010 Nicira Networks.
   3  * Distributed under the terms of the GNU GPL version 2.
   4  *
   5  * Significant portions of this file may be copied from parts of the Linux
   6  * kernel, by Linus Torvalds and others.
   7  */
   8
   9 /* Functions for managing the dp interface/device. */
  10
  11 #include <linux/init.h>
  12 #include <linux/module.h>
  13 #include <linux/fs.h>
  14 #include <linux/if_arp.h>
  15 #include <linux/if_bridge.h>
  16 #include <linux/if_vlan.h>
  17 #include <linux/in.h>
  18 #include <linux/ip.h>
  19 #include <linux/delay.h>
  20 #include <linux/time.h>
  21 #include <linux/etherdevice.h>
  22 #include <linux/kernel.h>
  23 #include <linux/kthread.h>
  24 #include <linux/llc.h>
  25 #include <linux/mutex.h>
  26 #include <linux/percpu.h>
  27 #include <linux/rcupdate.h>
  28 #include <linux/tcp.h>
  29 #include <linux/udp.h>
  30 #include <linux/version.h>
  31 #include <linux/ethtool.h>
  32 #include <linux/random.h>
  33 #include <linux/wait.h>
  34 #include <asm/system.h>
  35 #include <asm/div64.h>
  36 #include <asm/bug.h>
  37 #include <linux/netfilter_bridge.h>
  38 #include <linux/netfilter_ipv4.h>
  39 #include <linux/inetdevice.h>
  40 #include <linux/list.h>
  41 #include <linux/rculist.h>
  42 #include <linux/workqueue.h>
  43 #include <linux/dmi.h>
  44 #include <net/llc.h>
  45
  46 #include "openvswitch/datapath-protocol.h"
  47 #include "datapath.h"
  48 #include "actions.h"
  49 #include "dp_dev.h"
  50 #include "flow.h"
  51
  52 #include "compat.h"
  53
  54
  55 int (*dp_ioctl_hook)(struct net_device *dev, struct ifreq *rq, int cmd);
  56 EXPORT_SYMBOL(dp_ioctl_hook);
  57
  58 /* Datapaths.  Protected on the read side by rcu_read_lock, on the write side
  59  * by dp_mutex.
  60  *
  61  * dp_mutex nests inside the RTNL lock: if you need both you must take the RTNL
  62  * lock first.
  63  *
  64  * It is safe to access the datapath and net_bridge_port structures with just
  65  * dp_mutex.
  66  */
  67 static struct datapath *dps[ODP_MAX];
  68 static DEFINE_MUTEX(dp_mutex);
  69
  70 /* Number of milliseconds between runs of the maintenance thread. */
  71 #define MAINT_SLEEP_MSECS 1000
  72
  73 static int new_nbp(struct datapath *, struct net_device *, int port_no);
  74
  75 /* Must be called with rcu_read_lock or dp_mutex. */
  76 struct datapath *get_dp(int dp_idx)
  77 {
  78         if (dp_idx < 0 || dp_idx >= ODP_MAX)
  79                 return NULL;
  80         return rcu_dereference(dps[dp_idx]);
  81 }
  82 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_dp);
  83
  84 static struct datapath *get_dp_locked(int dp_idx)
  85 {
  86         struct datapath *dp;
  87
  88         mutex_lock(&dp_mutex);
  89         dp = get_dp(dp_idx);
  90         if (dp)
  91                 mutex_lock(&dp->mutex);
  92         mutex_unlock(&dp_mutex);
  93         return dp;
  94 }
  95
  96 static inline size_t br_nlmsg_size(void)
  97 {
  98         return NLMSG_ALIGN(sizeof(struct ifinfomsg))
  99                + nla_total_size(IFNAMSIZ) /* IFLA_IFNAME */
 100                + nla_total_size(MAX_ADDR_LEN) /* IFLA_ADDRESS */
 101                + nla_total_size(4) /* IFLA_MASTER */
 102                + nla_total_size(4) /* IFLA_MTU */
 103                + nla_total_size(4) /* IFLA_LINK */
 104                + nla_total_size(1); /* IFLA_OPERSTATE */
 105 }
 106
 107 static int dp_fill_ifinfo(struct sk_buff *skb,
 108                           const struct net_bridge_port *port,
 109                           int event, unsigned int flags)
 110 {
 111         const struct datapath *dp = port->dp;
 112         const struct net_device *dev = port->dev;
 113         struct ifinfomsg *hdr;
 114         struct nlmsghdr *nlh;
 115
 116         nlh = nlmsg_put(skb, 0, 0, event, sizeof(*hdr), flags);
 117         if (nlh == NULL)
 118                 return -EMSGSIZE;
 119
 120         hdr = nlmsg_data(nlh);
 121         hdr->ifi_family = AF_BRIDGE;
 122         hdr->__ifi_pad = 0;
 123         hdr->ifi_type = dev->type;
 124         hdr->ifi_index = dev->ifindex;
 125         hdr->ifi_flags = dev_get_flags(dev);
 126         hdr->ifi_change = 0;
 127
 128         NLA_PUT_STRING(skb, IFLA_IFNAME, dev->name);
 129         NLA_PUT_U32(skb, IFLA_MASTER, dp->ports[ODPP_LOCAL]->dev->ifindex);
 130         NLA_PUT_U32(skb, IFLA_MTU, dev->mtu);
 131 #ifdef IFLA_OPERSTATE
 132         NLA_PUT_U8(skb, IFLA_OPERSTATE,
 133                    netif_running(dev) ? dev->operstate : IF_OPER_DOWN);
 134 #endif
 135
 136         if (dev->addr_len)
 137                 NLA_PUT(skb, IFLA_ADDRESS, dev->addr_len, dev->dev_addr);
 138
 139         if (dev->ifindex != dev->iflink)
 140                 NLA_PUT_U32(skb, IFLA_LINK, dev->iflink);
 141
 142         return nlmsg_end(skb, nlh);
 143
 144 nla_put_failure:
 145         nlmsg_cancel(skb, nlh);
 146         return -EMSGSIZE;
 147 }
 148
 149 static void dp_ifinfo_notify(int event, struct net_bridge_port *port)
 150 {
 151         struct net *net = dev_net(port->dev);
 152         struct sk_buff *skb;
 153         int err = -ENOBUFS;
 154
 155         skb = nlmsg_new(br_nlmsg_size(), GFP_KERNEL);
 156         if (skb == NULL)
 157                 goto errout;
 158
 159         err = dp_fill_ifinfo(skb, port, event, 0);
 160         if (err < 0) {
 161                 /* -EMSGSIZE implies BUG in br_nlmsg_size() */
 162                 WARN_ON(err == -EMSGSIZE);
 163                 kfree_skb(skb);
 164                 goto errout;
 165         }
 166         rtnl_notify(skb, net, 0, RTNLGRP_LINK, NULL, GFP_KERNEL);
 167         return;
 168 errout:
 169         if (err < 0)
 170                 rtnl_set_sk_err(net, RTNLGRP_LINK, err);
 171 }
 172
 173 static void release_dp(struct kobject *kobj)
 174 {
 175         struct datapath *dp = container_of(kobj, struct datapath, ifobj);
 176         kfree(dp);
 177 }
 178
 179 static struct kobj_type dp_ktype = {
 180         .release = release_dp
 181 };
 182
 183 static int create_dp(int dp_idx, const char __user *devnamep)
 184 {
 185         struct net_device *dp_dev;
 186         char devname[IFNAMSIZ];
 187         struct datapath *dp;
 188         int err;
 189         int i;
 190
 191         if (devnamep) {
 192                 err = -EFAULT;
 193                 if (strncpy_from_user(devname, devnamep, IFNAMSIZ - 1) < 0)
 194                         goto err;
 195                 devname[IFNAMSIZ - 1] = '\0';
 196         } else {
 197                 snprintf(devname, sizeof devname, "of%d", dp_idx);
 198         }
 199
 200         rtnl_lock();
 201         mutex_lock(&dp_mutex);
 202         err = -ENODEV;
 203         if (!try_module_get(THIS_MODULE))
 204                 goto err_unlock;
 205
 206         /* Exit early if a datapath with that number already exists.
 207          * (We don't use -EEXIST because that's ambiguous with 'devname'
 208          * conflicting with an existing network device name.) */
 209         err = -EBUSY;
 210         if (get_dp(dp_idx))
 211                 goto err_put_module;
 212
 213         err = -ENOMEM;
 214         dp = kzalloc(sizeof *dp, GFP_KERNEL);
 215         if (dp == NULL)
 216                 goto err_put_module;
 217         INIT_LIST_HEAD(&dp->port_list);
 218         mutex_init(&dp->mutex);
 219         dp->dp_idx = dp_idx;
 220         for (i = 0; i < DP_N_QUEUES; i++)
 221                 skb_queue_head_init(&dp->queues[i]);
 222         init_waitqueue_head(&dp->waitqueue);
 223
 224         /* Initialize kobject for bridge.  This will be added as
 225          * /sys/class/net/<devname>/brif later, if sysfs is enabled. */
 226         dp->ifobj.kset = NULL;
 227         kobject_init(&dp->ifobj, &dp_ktype);
 228
 229         /* Allocate table. */
 230         err = -ENOMEM;
 231         rcu_assign_pointer(dp->table, dp_table_create(DP_L1_SIZE));
 232         if (!dp->table)
 233                 goto err_free_dp;
 234
 235         /* Set up our datapath device. */
 236         dp_dev = dp_dev_create(dp, devname, ODPP_LOCAL);
 237         err = PTR_ERR(dp_dev);
 238         if (IS_ERR(dp_dev))
 239                 goto err_destroy_table;
 240
 241         err = new_nbp(dp, dp_dev, ODPP_LOCAL);
 242         if (err) {
 243                 dp_dev_destroy(dp_dev);
 244                 goto err_destroy_table;
 245         }
 246
 247         dp->drop_frags = 0;
 248         dp->stats_percpu = alloc_percpu(struct dp_stats_percpu);
 249         if (!dp->stats_percpu)
 250                 goto err_destroy_local_port;
 251
 252         rcu_assign_pointer(dps[dp_idx], dp);
 253         mutex_unlock(&dp_mutex);
 254         rtnl_unlock();
 255
 256         dp_sysfs_add_dp(dp);
 257
 258         return 0;
 259
 260 err_destroy_local_port:
 261         dp_del_port(dp->ports[ODPP_LOCAL]);
 262 err_destroy_table:
 263         dp_table_destroy(dp->table, 0);
 264 err_free_dp:
 265         kfree(dp);
 266 err_put_module:
 267         module_put(THIS_MODULE);
 268 err_unlock:
 269         mutex_unlock(&dp_mutex);
 270         rtnl_unlock();
 271 err:
 272         return err;
 273 }
 274
 275 static void do_destroy_dp(struct datapath *dp)
 276 {
 277         struct net_bridge_port *p, *n;
 278         int i;
 279
 280         list_for_each_entry_safe (p, n, &dp->port_list, node)
 281                 if (p->port_no != ODPP_LOCAL)
 282                         dp_del_port(p);
 283
 284         dp_sysfs_del_dp(dp);
 285
 286         rcu_assign_pointer(dps[dp->dp_idx], NULL);
 287
 288         dp_del_port(dp->ports[ODPP_LOCAL]);
 289
 290         dp_table_destroy(dp->table, 1);
 291
 292         for (i = 0; i < DP_N_QUEUES; i++)
 293                 skb_queue_purge(&dp->queues[i]);
 294         for (i = 0; i < DP_MAX_GROUPS; i++)
 295                 kfree(dp->groups[i]);
 296         free_percpu(dp->stats_percpu);
 297         kobject_put(&dp->ifobj);
 298         module_put(THIS_MODULE);
 299 }
 300
 301 static int destroy_dp(int dp_idx)
 302 {
 303         struct datapath *dp;
 304         int err;
 305
 306         rtnl_lock();
 307         mutex_lock(&dp_mutex);
 308         dp = get_dp(dp_idx);
 309         err = -ENODEV;
 310         if (!dp)
 311                 goto err_unlock;
 312
 313         do_destroy_dp(dp);
 314         err = 0;
 315
 316 err_unlock:
 317         mutex_unlock(&dp_mutex);
 318         rtnl_unlock();
 319         return err;
 320 }
 321
 322 static void release_nbp(struct kobject *kobj)
 323 {
 324         struct net_bridge_port *p = container_of(kobj, struct net_bridge_port, kobj);
 325         kfree(p);
 326 }
 327
 328 static struct kobj_type brport_ktype = {
 329 #ifdef CONFIG_SYSFS
 330         .sysfs_ops = &brport_sysfs_ops,
 331 #endif
 332         .release = release_nbp
 333 };
 334
 335 /* Called with RTNL lock and dp_mutex. */
 336 static int new_nbp(struct datapath *dp, struct net_device *dev, int port_no)
 337 {
 338         struct net_bridge_port *p;
 339
 340         if (dev->br_port != NULL)
 341                 return -EBUSY;
 342
 343         p = kzalloc(sizeof(*p), GFP_KERNEL);
 344         if (!p)
 345                 return -ENOMEM;
 346
 347         dev_set_promiscuity(dev, 1);
 348         dev_hold(dev);
 349         p->port_no = port_no;
 350         p->dp = dp;
 351         p->dev = dev;
 352         atomic_set(&p->sflow_pool, 0);
 353         if (!is_dp_dev(dev))
 354                 rcu_assign_pointer(dev->br_port, p);
 355         else {
 356                 /* It would make sense to assign dev->br_port here too, but
 357                  * that causes packets received on internal ports to get caught
 358                  * in dp_frame_hook().  In turn dp_frame_hook() can reject them
 359                  * back to network stack, but that's a waste of time. */
 360         }
 361         rcu_assign_pointer(dp->ports[port_no], p);
 362         list_add_rcu(&p->node, &dp->port_list);
 363         dp->n_ports++;
 364
 365         /* Initialize kobject for bridge.  This will be added as
 366          * /sys/class/net/<devname>/brport later, if sysfs is enabled. */
 367         p->kobj.kset = NULL;
 368         kobject_init(&p->kobj, &brport_ktype);
 369
 370         dp_ifinfo_notify(RTM_NEWLINK, p);
 371
 372         return 0;
 373 }
 374
 375 static int add_port(int dp_idx, struct odp_port __user *portp)
 376 {
 377         struct net_device *dev;
 378         struct datapath *dp;
 379         struct odp_port port;
 380         int port_no;
 381         int err;
 382
 383         err = -EFAULT;
 384         if (copy_from_user(&port, portp, sizeof port))
 385                 goto out;
 386         port.devname[IFNAMSIZ - 1] = '\0';
 387
 388         rtnl_lock();
 389         dp = get_dp_locked(dp_idx);
 390         err = -ENODEV;
 391         if (!dp)
 392                 goto out_unlock_rtnl;
 393
 394         for (port_no = 1; port_no < DP_MAX_PORTS; port_no++)
 395                 if (!dp->ports[port_no])
 396                         goto got_port_no;
 397         err = -EFBIG;
 398         goto out_unlock_dp;
 399
 400 got_port_no:
 401         if (!(port.flags & ODP_PORT_INTERNAL)) {
 402                 err = -ENODEV;
 403                 dev = dev_get_by_name(&init_net, port.devname);
 404                 if (!dev)
 405                         goto out_unlock_dp;
 406
 407                 err = -EINVAL;
 408                 if (dev->flags & IFF_LOOPBACK || dev->type != ARPHRD_ETHER ||
 409                     is_dp_dev(dev))
 410                         goto out_put;
 411         } else {
 412                 dev = dp_dev_create(dp, port.devname, port_no);
 413                 err = PTR_ERR(dev);
 414                 if (IS_ERR(dev))
 415                         goto out_unlock_dp;
 416                 dev_hold(dev);
 417         }
 418
 419         err = new_nbp(dp, dev, port_no);
 420         if (err)
 421                 goto out_put;
 422
 423         set_dp_devs_mtu(dp, dev);
 424         dp_sysfs_add_if(dp->ports[port_no]);
 425
 426         err = __put_user(port_no, &portp->port);
 427
 428 out_put:
 429         dev_put(dev);
 430 out_unlock_dp:
 431         mutex_unlock(&dp->mutex);
 432 out_unlock_rtnl:
 433         rtnl_unlock();
 434 out:
 435         return err;
 436 }
 437
 438 int dp_del_port(struct net_bridge_port *p)
 439 {
 440         ASSERT_RTNL();
 441
 442         if (p->port_no != ODPP_LOCAL)
 443                 dp_sysfs_del_if(p);
 444         dp_ifinfo_notify(RTM_DELLINK, p);
 445
 446         p->dp->n_ports--;
 447
 448         if (is_dp_dev(p->dev)) {
 449                 /* Make sure that no packets arrive from now on, since
 450                  * dp_dev_xmit() will try to find itself through
 451                  * p->dp->ports[], and we're about to set that to null. */
 452                 netif_tx_disable(p->dev);
 453         }
 454
 455         /* First drop references to device. */
 456         dev_set_promiscuity(p->dev, -1);
 457         list_del_rcu(&p->node);
 458         rcu_assign_pointer(p->dp->ports[p->port_no], NULL);
 459         rcu_assign_pointer(p->dev->br_port, NULL);
 460
 461         /* Then wait until no one is still using it, and destroy it. */
 462         synchronize_rcu();
 463
 464         if (is_dp_dev(p->dev))
 465                 dp_dev_destroy(p->dev);
 466         dev_put(p->dev);
 467         kobject_put(&p->kobj);
 468
 469         return 0;
 470 }
 471
 472 static int del_port(int dp_idx, int port_no)
 473 {
 474         struct net_bridge_port *p;
 475         struct datapath *dp;
 476         LIST_HEAD(dp_devs);
 477         int err;
 478
 479         err = -EINVAL;
 480         if (port_no < 0 || port_no >= DP_MAX_PORTS || port_no == ODPP_LOCAL)
 481                 goto out;
 482
 483         rtnl_lock();
 484         dp = get_dp_locked(dp_idx);
 485         err = -ENODEV;
 486         if (!dp)
 487                 goto out_unlock_rtnl;
 488
 489         p = dp->ports[port_no];
 490         err = -ENOENT;
 491         if (!p)
 492                 goto out_unlock_dp;
 493
 494         err = dp_del_port(p);
 495
 496 out_unlock_dp:
 497         mutex_unlock(&dp->mutex);
 498 out_unlock_rtnl:
 499         rtnl_unlock();
 500 out:
 501         return err;
 502 }
 503
 504 /* Must be called with rcu_read_lock. */
 505 static void
 506 do_port_input(struct net_bridge_port *p, struct sk_buff *skb)
 507 {
 508         /* Make our own copy of the packet.  Otherwise we will mangle the
 509          * packet for anyone who came before us (e.g. tcpdump via AF_PACKET).
 510          * (No one comes after us, since we tell handle_bridge() that we took
 511          * the packet.) */
 512         skb = skb_share_check(skb, GFP_ATOMIC);
 513         if (!skb)
 514                 return;
 515
 516         /* Push the Ethernet header back on. */
 517         skb_push(skb, ETH_HLEN);
 518         skb_reset_mac_header(skb);
 519         dp_process_received_packet(skb, p);
 520 }
 521
 522 /* Must be called with rcu_read_lock and with bottom-halves disabled. */
 523 void dp_process_received_packet(struct sk_buff *skb, struct net_bridge_port *p)
 524 {
 525         struct datapath *dp = p->dp;
 526         struct dp_stats_percpu *stats;
 527         struct odp_flow_key key;
 528         struct sw_flow *flow;
 529
 530         WARN_ON_ONCE(skb_shared(skb));
 531
 532         compute_ip_summed(skb, false);
 533
 534         /* BHs are off so we don't have to use get_cpu()/put_cpu() here. */
 535         stats = percpu_ptr(dp->stats_percpu, smp_processor_id());
 536
 537         if (flow_extract(skb, p ? p->port_no : ODPP_NONE, &key)) {
 538                 if (dp->drop_frags) {
 539                         kfree_skb(skb);
 540                         stats->n_frags++;
 541                         return;
 542                 }
 543         }
 544
 545         flow = dp_table_lookup(rcu_dereference(dp->table), &key);
 546         if (flow) {
 547                 struct sw_flow_actions *acts = rcu_dereference(flow->sf_acts);
 548                 flow_used(flow, skb);
 549                 execute_actions(dp, skb, &key, acts->actions, acts->n_actions,
 550                                 GFP_ATOMIC);
 551                 stats->n_hit++;
 552         } else {
 553                 stats->n_missed++;
 554                 dp_output_control(dp, skb, _ODPL_MISS_NR, 0);
 555         }
 556 }
 557
 558 /*
 559  * Used as br_handle_frame_hook.  (Cannot run bridge at the same time, even on
 560  * different set of devices!)
 561  */
 562 #if LINUX_VERSION_CODE >= KERNEL_VERSION(2,6,22)
 563 /* Called with rcu_read_lock and bottom-halves disabled. */
 564 static struct sk_buff *dp_frame_hook(struct net_bridge_port *p,
 565                                          struct sk_buff *skb)
 566 {
 567         do_port_input(p, skb);
 568         return NULL;
 569 }
 570 #elif LINUX_VERSION_CODE >= KERNEL_VERSION(2,6,0)
 571 /* Called with rcu_read_lock and bottom-halves disabled. */
 572 static int dp_frame_hook(struct net_bridge_port *p, struct sk_buff **pskb)
 573 {
 574         do_port_input(p, *pskb);
 575         return 1;
 576 }
 577 #else
 578 #error
 579 #endif
 580
 581 #if defined(CONFIG_XEN) && defined(HAVE_PROTO_DATA_VALID)
 582 /* This code is based on a skb_checksum_setup from net/dev/core.c from a
 583  * combination of Lenny's 2.6.26 Xen kernel and Xen's
 584  * linux-2.6.18-92.1.10.el5.xs5.0.0.394.644.  We can't call this function
 585  * directly because it isn't exported in all versions. */
 586 static int skb_pull_up_to(struct sk_buff *skb, void *ptr)
 587 {
 588         if (ptr < (void *)skb->tail)
 589                 return 1;
 590         if (__pskb_pull_tail(skb,
 591                              ptr - (void *)skb->data - skb_headlen(skb))) {
 592                 return 1;
 593         } else {
 594                 return 0;
 595         }
 596 }
 597
 598 int vswitch_skb_checksum_setup(struct sk_buff *skb)
 599 {
 600         struct iphdr *iph;
 601         unsigned char *th;
 602         int err = -EPROTO;
 603         __u16 csum_start, csum_offset;
 604
 605         if (!skb->proto_csum_blank)
 606                 return 0;
 607
 608         if (skb->protocol != htons(ETH_P_IP))
 609                 goto out;
 610
 611         if (!skb_pull_up_to(skb, skb_network_header(skb) + sizeof(struct iphdr)))
 612                 goto out;
 613
 614         iph = ip_hdr(skb);
 615         th = skb_network_header(skb) + 4 * iph->ihl;
 616
 617         csum_start = th - skb->head;
 618         switch (iph->protocol) {
 619         case IPPROTO_TCP:
 620                 csum_offset = offsetof(struct tcphdr, check);
 621                 break;
 622         case IPPROTO_UDP:
 623                 csum_offset = offsetof(struct udphdr, check);
 624                 break;
 625         default:
 626                 if (net_ratelimit())
 627                         printk(KERN_ERR "Attempting to checksum a non-"
 628                                "TCP/UDP packet, dropping a protocol"
 629                                " %d packet", iph->protocol);
 630                 goto out;
 631         }
 632
 633         if (!skb_pull_up_to(skb, th + csum_offset + 2))
 634                 goto out;
 635
 636         skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
 637         skb->proto_csum_blank = 0;
 638
 639 #if LINUX_VERSION_CODE >= KERNEL_VERSION(2,6,22)
 640         skb->csum_start = csum_start;
 641         skb->csum_offset = csum_offset;
 642 #else
 643         skb_set_transport_header(skb, csum_start - skb_headroom(skb));
 644         skb->csum = csum_offset;
 645 #endif
 646
 647         err = 0;
 648
 649 out:
 650         return err;
 651 }
 652 #endif /* CONFIG_XEN && HAVE_PROTO_DATA_VALID */
 653
 654  /* Types of checksums that we can receive (these all refer to L4 checksums):
 655  * 1. CHECKSUM_NONE: Device that did not compute checksum, contains full
 656  *      (though not verified) checksum in packet but not in skb->csum.  Packets
 657  *      from the bridge local port will also have this type.
 658  * 2. CHECKSUM_COMPLETE (CHECKSUM_HW): Good device that computes checksums,
 659  *      also the GRE module.  This is the same as CHECKSUM_NONE, except it has
 660  *      a valid skb->csum.  Importantly, both contain a full checksum (not
 661  *      verified) in the packet itself.  The only difference is that if the
 662  *      packet gets to L4 processing on this machine (not in DomU) we won't
 663  *      have to recompute the checksum to verify.  Most hardware devices do not
 664  *      produce packets with this type, even if they support receive checksum
 665  *      offloading (they produce type #5).
 666  * 3. CHECKSUM_PARTIAL (CHECKSUM_HW): Packet without full checksum and needs to
 667  *      be computed if it is sent off box.  Unfortunately on earlier kernels,
 668  *      this case is impossible to distinguish from #2, despite having opposite
 669  *      meanings.  Xen adds an extra field on earlier kernels (see #4) in order
 670  *      to distinguish the different states.  The only real user of this type
 671  *      with bridging is Xen (on later kernels).
 672  * 4. CHECKSUM_UNNECESSARY (with proto_csum_blank true): This packet was
 673  *      generated locally by a Xen DomU and has a partial checksum.  If it is
 674  *      handled on this machine (Dom0 or DomU), then the checksum will not be
 675  *      computed.  If it goes off box, the checksum in the packet needs to be
 676  *      completed.  Calling skb_checksum_setup converts this to CHECKSUM_HW
 677  *      (CHECKSUM_PARTIAL) so that the checksum can be completed.  In later
 678  *      kernels, this combination is replaced with CHECKSUM_PARTIAL.
 679  * 5. CHECKSUM_UNNECESSARY (with proto_csum_blank false): Packet with a correct
 680  *      full checksum or using a protocol without a checksum.  skb->csum is
 681  *      undefined.  This is common from devices with receive checksum
 682  *      offloading.  This is somewhat similar to CHECKSUM_NONE, except that
 683  *      nobody will try to verify the checksum with CHECKSUM_UNNECESSARY.
 684  *
 685  * Note that on earlier kernels, CHECKSUM_COMPLETE and CHECKSUM_PARTIAL are
 686  * both defined as CHECKSUM_HW.  Normally the meaning of CHECKSUM_HW is clear
 687  * based on whether it is on the transmit or receive path.  After the datapath
 688  * it will be intepreted as CHECKSUM_PARTIAL.  If the packet already has a
 689  * checksum, we will panic.  Since we can receive packets with checksums, we
 690  * assume that all CHECKSUM_HW packets have checksums and map them to
 691  * CHECKSUM_NONE, which has a similar meaning (the it is only different if the
 692  * packet is processed by the local IP stack, in which case it will need to
 693  * be reverified).  If we receive a packet with CHECKSUM_HW that really means
 694  * CHECKSUM_PARTIAL, it will be sent with the wrong checksum.  However, there
 695  * shouldn't be any devices that do this with bridging.
 696  *
 697  * The bridge has similar behavior and this function closely resembles
 698  * skb_forward_csum().  It is slightly different because we are only concerned
 699  * with bridging and not other types of forwarding and can get away with
 700  * slightly more optimal behavior.*/
 701 void
 702 compute_ip_summed(struct sk_buff *skb, bool xmit)
 703 {
 704         /* For our convenience these defines change repeatedly between kernel
 705          * versions, so we can't just copy them over... */
 706         switch (skb->ip_summed) {
 707         case CHECKSUM_NONE:
 708                 OVS_CB(skb)->ip_summed = OVS_CSUM_NONE;
 709                 break;
 710         case CHECKSUM_UNNECESSARY:
 711                 OVS_CB(skb)->ip_summed = OVS_CSUM_UNNECESSARY;
 712                 break;
 713 #ifdef CHECKSUM_HW
 714         /* In theory this could be either CHECKSUM_PARTIAL or CHECKSUM_COMPLETE.
 715          * However, we should only get CHECKSUM_PARTIAL packets from Xen, which
 716          * uses some special fields to represent this (see below).  Since we
 717          * can only make one type work, pick the one that actually happens in
 718          * practice.
 719          *
 720          * The one exception to this is if we are on the transmit path
 721          * (basically after skb_checksum_setup() has been run) the type has
 722          * already been converted, so we should stay with that. */
 723         case CHECKSUM_HW:
 724                 if (!xmit)
 725                         OVS_CB(skb)->ip_summed = OVS_CSUM_COMPLETE;
 726                 else
 727                         OVS_CB(skb)->ip_summed = OVS_CSUM_PARTIAL;
 728
 729                 break;
 730 #else
 731         case CHECKSUM_COMPLETE:
 732                 OVS_CB(skb)->ip_summed = OVS_CSUM_COMPLETE;
 733                 break;
 734         case CHECKSUM_PARTIAL:
 735                 OVS_CB(skb)->ip_summed = OVS_CSUM_PARTIAL;
 736                 break;
 737 #endif
 738         default:
 739                 printk(KERN_ERR "openvswitch: unknown checksum type %d\n",
 740                        skb->ip_summed);
 741                 /* None seems the safest... */
 742                 OVS_CB(skb)->ip_summed = OVS_CSUM_NONE;
 743         }
 744
 745 #if defined(CONFIG_XEN) && defined(HAVE_PROTO_DATA_VALID)
 746         /* Xen has a special way of representing CHECKSUM_PARTIAL on older
 747          * kernels. It should not be set on the transmit path though. */
 748         if (skb->proto_csum_blank)
 749                 OVS_CB(skb)->ip_summed = OVS_CSUM_PARTIAL;
 750
 751         WARN_ON_ONCE(skb->proto_csum_blank && xmit);
 752 #endif
 753 }
 754
 755 void
 756 forward_ip_summed(struct sk_buff *skb)
 757 {
 758 #ifdef CHECKSUM_HW
 759         if (OVS_CB(skb)->ip_summed == OVS_CSUM_COMPLETE)
 760                 skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 761 #endif
 762 }
 763
 764 /* Append each packet in 'skb' list to 'queue'.  There will be only one packet
 765  * unless we broke up a GSO packet. */
 766 static int
 767 queue_control_packets(struct sk_buff *skb, struct sk_buff_head *queue,
 768                       int queue_no, u32 arg)
 769 {
 770         struct sk_buff *nskb;
 771         int port_no;
 772         int err;
 773
 774         port_no = ODPP_LOCAL;
 775         if (skb->dev) {
 776                 if (skb->dev->br_port)
 777                         port_no = skb->dev->br_port->port_no;
 778                 else if (is_dp_dev(skb->dev))
 779                         port_no = dp_dev_priv(skb->dev)->port_no;
 780         }
 781
 782         do {
 783                 struct odp_msg *header;
 784
 785                 nskb = skb->next;
 786                 skb->next = NULL;
 787
 788                 /* If a checksum-deferred packet is forwarded to the
 789                  * controller, correct the pointers and checksum.  This happens
 790                  * on a regular basis only on Xen, on which VMs can pass up
 791                  * packets that do not have their checksum computed.
 792                  */
 793                 err = vswitch_skb_checksum_setup(skb);
 794                 if (err)
 795                         goto err_kfree_skbs;
 796 #ifndef CHECKSUM_HW
 797                 if (skb->ip_summed == CHECKSUM_PARTIAL) {
 798 #if LINUX_VERSION_CODE >= KERNEL_VERSION(2,6,22)
 799                         /* Until 2.6.22, the start of the transport header was
 800                          * also the start of data to be checksummed.  Linux
 801                          * 2.6.22 introduced the csum_start field for this
 802                          * purpose, but we should point the transport header to
 803                          * it anyway for backward compatibility, as
 804                          * dev_queue_xmit() does even in 2.6.28. */
 805                         skb_set_transport_header(skb, skb->csum_start -
 806                                                  skb_headroom(skb));
 807 #endif
 808                         err = skb_checksum_help(skb);
 809                         if (err)
 810                                 goto err_kfree_skbs;
 811                 }
 812 #else
 813                 if (skb->ip_summed == CHECKSUM_HW) {
 814                         err = skb_checksum_help(skb, 0);
 815                         if (err)
 816                                 goto err_kfree_skbs;
 817                 }
 818 #endif
 819
 820                 err = skb_cow(skb, sizeof *header);
 821                 if (err)
 822                         goto err_kfree_skbs;
 823
 824                 header = (struct odp_msg*)__skb_push(skb, sizeof *header);
 825                 header->type = queue_no;
 826                 header->length = skb->len;
 827                 header->port = port_no;
 828                 header->reserved = 0;
 829                 header->arg = arg;
 830                 skb_queue_tail(queue, skb);
 831
 832                 skb = nskb;
 833         } while (skb);
 834         return 0;
 835
 836 err_kfree_skbs:
 837         kfree_skb(skb);
 838         while ((skb = nskb) != NULL) {
 839                 nskb = skb->next;
 840                 kfree_skb(skb);
 841         }
 842         return err;
 843 }
 844
 845 int
 846 dp_output_control(struct datapath *dp, struct sk_buff *skb, int queue_no,
 847                   u32 arg)
 848 {
 849         struct dp_stats_percpu *stats;
 850         struct sk_buff_head *queue;
 851         int err;
 852
 853         WARN_ON_ONCE(skb_shared(skb));
 854         BUG_ON(queue_no != _ODPL_MISS_NR && queue_no != _ODPL_ACTION_NR && queue_no != _ODPL_SFLOW_NR);
 855         queue = &dp->queues[queue_no];
 856         err = -ENOBUFS;
 857         if (skb_queue_len(queue) >= DP_MAX_QUEUE_LEN)
 858                 goto err_kfree_skb;
 859
 860         forward_ip_summed(skb);
 861
 862         /* Break apart GSO packets into their component pieces.  Otherwise
 863          * userspace may try to stuff a 64kB packet into a 1500-byte MTU. */
 864         if (skb_is_gso(skb)) {
 865                 struct sk_buff *nskb = skb_gso_segment(skb, 0);
 866                 if (nskb) {
 867                         kfree_skb(skb);
 868                         skb = nskb;
 869                         if (unlikely(IS_ERR(skb))) {
 870                                 err = PTR_ERR(skb);
 871                                 goto err;
 872                         }
 873                 } else {
 874                         /* XXX This case might not be possible.  It's hard to
 875                          * tell from the skb_gso_segment() code and comment. */
 876                 }
 877         }
 878
 879         err = queue_control_packets(skb, queue, queue_no, arg);
 880         wake_up_interruptible(&dp->waitqueue);
 881         return err;
 882
 883 err_kfree_skb:
 884         kfree_skb(skb);
 885 err:
 886         stats = percpu_ptr(dp->stats_percpu, get_cpu());
 887         stats->n_lost++;
 888         put_cpu();
 889
 890         return err;
 891 }
 892
 893 static int flush_flows(struct datapath *dp)
 894 {
 895         dp->n_flows = 0;
 896         return dp_table_flush(dp);
 897 }
 898
 899 static int validate_actions(const struct sw_flow_actions *actions)
 900 {
 901         unsigned int i;
 902
 903         for (i = 0; i < actions->n_actions; i++) {
 904                 const union odp_action *a = &actions->actions[i];
 905                 switch (a->type) {
 906                 case ODPAT_OUTPUT:
 907                         if (a->output.port >= DP_MAX_PORTS)
 908                                 return -EINVAL;
 909                         break;
 910
 911                 case ODPAT_OUTPUT_GROUP:
 912                         if (a->output_group.group >= DP_MAX_GROUPS)
 913                                 return -EINVAL;
 914                         break;
 915
 916                 case ODPAT_SET_VLAN_VID:
 917                         if (a->vlan_vid.vlan_vid & htons(~VLAN_VID_MASK))
 918                                 return -EINVAL;
 919                         break;
 920
 921                 case ODPAT_SET_VLAN_PCP:
 922                         if (a->vlan_pcp.vlan_pcp
 923                             & ~(VLAN_PCP_MASK >> VLAN_PCP_SHIFT))
 924                                 return -EINVAL;
 925                         break;
 926
 927                 default:
 928                         if (a->type >= ODPAT_N_ACTIONS)
 929                                 return -EOPNOTSUPP;
 930                         break;
 931                 }
 932         }
 933
 934         return 0;
 935 }
 936
 937 static struct sw_flow_actions *get_actions(const struct odp_flow *flow)
 938 {
 939         struct sw_flow_actions *actions;
 940         int error;
 941
 942         actions = flow_actions_alloc(flow->n_actions);
 943         error = PTR_ERR(actions);
 944         if (IS_ERR(actions))
 945                 goto error;
 946
 947         error = -EFAULT;
 948         if (copy_from_user(actions->actions, flow->actions,
 949                            flow->n_actions * sizeof(union odp_action)))
 950                 goto error_free_actions;
 951         error = validate_actions(actions);
 952         if (error)
 953                 goto error_free_actions;
 954
 955         return actions;
 956
 957 error_free_actions:
 958         kfree(actions);
 959 error:
 960         return ERR_PTR(error);
 961 }
 962
 963 static void get_stats(struct sw_flow *flow, struct odp_flow_stats *stats)
 964 {
 965         if (flow->used.tv_sec) {
 966                 stats->used_sec = flow->used.tv_sec;
 967                 stats->used_nsec = flow->used.tv_nsec;
 968         } else {
 969                 stats->used_sec = 0;
 970                 stats->used_nsec = 0;
 971         }
 972         stats->n_packets = flow->packet_count;
 973         stats->n_bytes = flow->byte_count;
 974         stats->ip_tos = flow->ip_tos;
 975         stats->tcp_flags = flow->tcp_flags;
 976         stats->error = 0;
 977 }
 978
 979 static void clear_stats(struct sw_flow *flow)
 980 {
 981         flow->used.tv_sec = flow->used.tv_nsec = 0;
 982         flow->tcp_flags = 0;
 983         flow->ip_tos = 0;
 984         flow->packet_count = 0;
 985         flow->byte_count = 0;
 986 }
 987
 988 static int put_flow(struct datapath *dp, struct odp_flow_put __user *ufp)
 989 {
 990         struct odp_flow_put uf;
 991         struct sw_flow *flow;
 992         struct dp_table *table;
 993         struct odp_flow_stats stats;
 994         int error;
 995
 996         error = -EFAULT;
 997         if (copy_from_user(&uf, ufp, sizeof(struct odp_flow_put)))
 998                 goto error;
 999         memset(uf.flow.key.reserved, 0, sizeof uf.flow.key.reserved);
1000
1001         table = rcu_dereference(dp->table);
1002         flow = dp_table_lookup(table, &uf.flow.key);
1003         if (!flow) {
1004                 /* No such flow. */
1005                 struct sw_flow_actions *acts;
1006
1007                 error = -ENOENT;
1008                 if (!(uf.flags & ODPPF_CREATE))
1009                         goto error;
1010
1011                 /* Expand table, if necessary, to make room. */
1012                 if (dp->n_flows >= table->n_buckets) {
1013                         error = -ENOSPC;
1014                         if (table->n_buckets >= DP_MAX_BUCKETS)
1015                                 goto error;
1016
1017                         error = dp_table_expand(dp);
1018                         if (error)
1019                                 goto error;
1020                         table = rcu_dereference(dp->table);
1021                 }
1022
1023                 /* Allocate flow. */
1024                 error = -ENOMEM;
1025                 flow = kmem_cache_alloc(flow_cache, GFP_KERNEL);
1026                 if (flow == NULL)
1027                         goto error;
1028                 flow->key = uf.flow.key;
1029                 spin_lock_init(&flow->lock);
1030                 clear_stats(flow);
1031
1032                 /* Obtain actions. */
1033                 acts = get_actions(&uf.flow);
1034                 error = PTR_ERR(acts);
1035                 if (IS_ERR(acts))
1036                         goto error_free_flow;
1037                 rcu_assign_pointer(flow->sf_acts, acts);
1038
1039                 /* Put flow in bucket. */
1040                 error = dp_table_insert(table, flow);
1041                 if (error)
1042                         goto error_free_flow_acts;
1043                 dp->n_flows++;
1044                 memset(&stats, 0, sizeof(struct odp_flow_stats));
1045         } else {
1046                 /* We found a matching flow. */
1047                 struct sw_flow_actions *old_acts, *new_acts;
1048                 unsigned long int flags;
1049
1050                 /* Bail out if we're not allowed to modify an existing flow. */
1051                 error = -EEXIST;
1052                 if (!(uf.flags & ODPPF_MODIFY))
1053                         goto error;
1054
1055                 /* Swap actions. */
1056                 new_acts = get_actions(&uf.flow);
1057                 error = PTR_ERR(new_acts);
1058                 if (IS_ERR(new_acts))
1059                         goto error;
1060                 old_acts = rcu_dereference(flow->sf_acts);
1061                 if (old_acts->n_actions != new_acts->n_actions ||
1062                     memcmp(old_acts->actions, new_acts->actions,
1063                            sizeof(union odp_action) * old_acts->n_actions)) {
1064                         rcu_assign_pointer(flow->sf_acts, new_acts);
1065                         flow_deferred_free_acts(old_acts);
1066                 } else {
1067                         kfree(new_acts);
1068                 }
1069
1070                 /* Fetch stats, then clear them if necessary. */
1071                 spin_lock_irqsave(&flow->lock, flags);
1072                 get_stats(flow, &stats);
1073                 if (uf.flags & ODPPF_ZERO_STATS)
1074                         clear_stats(flow);
1075                 spin_unlock_irqrestore(&flow->lock, flags);
1076         }
1077
1078         /* Copy stats to userspace. */
1079         if (__copy_to_user(&ufp->flow.stats, &stats,
1080                            sizeof(struct odp_flow_stats)))
1081                 return -EFAULT;
1082         return 0;
1083
1084 error_free_flow_acts:
1085         kfree(flow->sf_acts);
1086 error_free_flow:
1087         kmem_cache_free(flow_cache, flow);
1088 error:
1089         return error;
1090 }
1091
1092 static int put_actions(const struct sw_flow *flow, struct odp_flow __user *ufp)
1093 {
1094         union odp_action __user *actions;
1095         struct sw_flow_actions *sf_acts;
1096         u32 n_actions;
1097
1098         if (__get_user(actions, &ufp->actions) ||
1099             __get_user(n_actions, &ufp->n_actions))
1100                 return -EFAULT;
1101
1102         if (!n_actions)
1103                 return 0;
1104
1105         sf_acts = rcu_dereference(flow->sf_acts);
1106         if (__put_user(sf_acts->n_actions, &ufp->n_actions) ||
1107             (actions && copy_to_user(actions, sf_acts->actions,
1108                                      sizeof(union odp_action) *
1109                                      min(sf_acts->n_actions, n_actions))))
1110                 return -EFAULT;
1111
1112         return 0;
1113 }
1114
1115 static int answer_query(struct sw_flow *flow, u32 query_flags,
1116                         struct odp_flow __user *ufp)
1117 {
1118         struct odp_flow_stats stats;
1119         unsigned long int flags;
1120
1121         spin_lock_irqsave(&flow->lock, flags);
1122         get_stats(flow, &stats);
1123
1124         if (query_flags & ODPFF_ZERO_TCP_FLAGS) {
1125                 flow->tcp_flags = 0;
1126         }
1127         spin_unlock_irqrestore(&flow->lock, flags);
1128
1129         if (__copy_to_user(&ufp->stats, &stats, sizeof(struct odp_flow_stats)))
1130                 return -EFAULT;
1131         return put_actions(flow, ufp);
1132 }
1133
1134 static int del_flow(struct datapath *dp, struct odp_flow __user *ufp)
1135 {
1136         struct dp_table *table = rcu_dereference(dp->table);
1137         struct odp_flow uf;
1138         struct sw_flow *flow;
1139         int error;
1140
1141         error = -EFAULT;
1142         if (copy_from_user(&uf, ufp, sizeof uf))
1143                 goto error;
1144         memset(uf.key.reserved, 0, sizeof uf.key.reserved);
1145
1146         flow = dp_table_lookup(table, &uf.key);
1147         error = -ENOENT;
1148         if (!flow)
1149                 goto error;
1150
1151         /* XXX redundant lookup */
1152         error = dp_table_delete(table, flow);
1153         if (error)
1154                 goto error;
1155
1156         /* XXX These statistics might lose a few packets, since other CPUs can
1157          * be using this flow.  We used to synchronize_rcu() to make sure that
1158          * we get completely accurate stats, but that blows our performance,
1159          * badly. */
1160         dp->n_flows--;
1161         error = answer_query(flow, 0, ufp);
1162         flow_deferred_free(flow);
1163
1164 error:
1165         return error;
1166 }
1167
1168 static int query_flows(struct datapath *dp, const struct odp_flowvec *flowvec)
1169 {
1170         struct dp_table *table = rcu_dereference(dp->table);
1171         int i;
1172         for (i = 0; i < flowvec->n_flows; i++) {
1173                 struct __user odp_flow *ufp = &flowvec->flows[i];
1174                 struct odp_flow uf;
1175                 struct sw_flow *flow;
1176                 int error;
1177
1178                 if (__copy_from_user(&uf, ufp, sizeof uf))
1179                         return -EFAULT;
1180                 memset(uf.key.reserved, 0, sizeof uf.key.reserved);
1181
1182                 flow = dp_table_lookup(table, &uf.key);
1183                 if (!flow)
1184                         error = __put_user(ENOENT, &ufp->stats.error);
1185                 else
1186                         error = answer_query(flow, uf.flags, ufp);
1187                 if (error)
1188                         return -EFAULT;
1189         }
1190         return flowvec->n_flows;
1191 }
1192
1193 struct list_flows_cbdata {
1194         struct odp_flow __user *uflows;
1195         int n_flows;
1196         int listed_flows;
1197 };
1198
1199 static int list_flow(struct sw_flow *flow, void *cbdata_)
1200 {
1201         struct list_flows_cbdata *cbdata = cbdata_;
1202         struct odp_flow __user *ufp = &cbdata->uflows[cbdata->listed_flows++];
1203         int error;
1204
1205         if (__copy_to_user(&ufp->key, &flow->key, sizeof flow->key))
1206                 return -EFAULT;
1207         error = answer_query(flow, 0, ufp);
1208         if (error)
1209                 return error;
1210
1211         if (cbdata->listed_flows >= cbdata->n_flows)
1212                 return cbdata->listed_flows;
1213         return 0;
1214 }
1215
1216 static int list_flows(struct datapath *dp, const struct odp_flowvec *flowvec)
1217 {
1218         struct list_flows_cbdata cbdata;
1219         int error;
1220
1221         if (!flowvec->n_flows)
1222                 return 0;
1223
1224         cbdata.uflows = flowvec->flows;
1225         cbdata.n_flows = flowvec->n_flows;
1226         cbdata.listed_flows = 0;
1227         error = dp_table_foreach(rcu_dereference(dp->table),
1228                                  list_flow, &cbdata);
1229         return error ? error : cbdata.listed_flows;
1230 }
1231
1232 static int do_flowvec_ioctl(struct datapath *dp, unsigned long argp,
1233                             int (*function)(struct datapath *,
1234                                             const struct odp_flowvec *))
1235 {
1236         struct odp_flowvec __user *uflowvec;
1237         struct odp_flowvec flowvec;
1238         int retval;
1239
1240         uflowvec = (struct odp_flowvec __user *)argp;
1241         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uflowvec, sizeof *uflowvec) ||
1242             copy_from_user(&flowvec, uflowvec, sizeof flowvec))
1243                 return -EFAULT;
1244
1245         if (flowvec.n_flows > INT_MAX / sizeof(struct odp_flow))
1246                 return -EINVAL;
1247
1248         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, flowvec.flows,
1249                        flowvec.n_flows * sizeof(struct odp_flow)))
1250                 return -EFAULT;
1251
1252         retval = function(dp, &flowvec);
1253         return (retval < 0 ? retval
1254                 : retval == flowvec.n_flows ? 0
1255                 : __put_user(retval, &uflowvec->n_flows));
1256 }
1257
1258 static int do_execute(struct datapath *dp, const struct odp_execute *executep)
1259 {
1260         struct odp_execute execute;
1261         struct odp_flow_key key;
1262         struct sk_buff *skb;
1263         struct sw_flow_actions *actions;
1264         struct ethhdr *eth;
1265         int err;
1266
1267         err = -EFAULT;
1268         if (copy_from_user(&execute, executep, sizeof execute))
1269                 goto error;
1270
1271         err = -EINVAL;
1272         if (execute.length < ETH_HLEN || execute.length > 65535)
1273                 goto error;
1274
1275         err = -ENOMEM;
1276         actions = flow_actions_alloc(execute.n_actions);
1277         if (!actions)
1278                 goto error;
1279
1280         err = -EFAULT;
1281         if (copy_from_user(actions->actions, execute.actions,
1282                            execute.n_actions * sizeof *execute.actions))
1283                 goto error_free_actions;
1284
1285         err = validate_actions(actions);
1286         if (err)
1287                 goto error_free_actions;
1288
1289         err = -ENOMEM;
1290         skb = alloc_skb(execute.length, GFP_KERNEL);
1291         if (!skb)
1292                 goto error_free_actions;
1293         if (execute.in_port < DP_MAX_PORTS) {
1294                 struct net_bridge_port *p = dp->ports[execute.in_port];
1295                 if (p)
1296                         skb->dev = p->dev;
1297         }
1298
1299         err = -EFAULT;
1300         if (copy_from_user(skb_put(skb, execute.length), execute.data,
1301                            execute.length))
1302                 goto error_free_skb;
1303
1304         skb_reset_mac_header(skb);
1305         eth = eth_hdr(skb);
1306
1307         /* Normally, setting the skb 'protocol' field would be handled by a
1308          * call to eth_type_trans(), but it assumes there's a sending
1309          * device, which we may not have. */
1310         if (ntohs(eth->h_proto) >= 1536)
1311                 skb->protocol = eth->h_proto;
1312         else
1313                 skb->protocol = htons(ETH_P_802_2);
1314
1315         flow_extract(skb, execute.in_port, &key);
1316         err = execute_actions(dp, skb, &key, actions->actions,
1317                               actions->n_actions, GFP_KERNEL);
1318         kfree(actions);
1319         return err;
1320
1321 error_free_skb:
1322         kfree_skb(skb);
1323 error_free_actions:
1324         kfree(actions);
1325 error:
1326         return err;
1327 }
1328
1329 static int get_dp_stats(struct datapath *dp, struct odp_stats __user *statsp)
1330 {
1331         struct odp_stats stats;
1332         int i;
1333
1334         stats.n_flows = dp->n_flows;
1335         stats.cur_capacity = rcu_dereference(dp->table)->n_buckets;
1336         stats.max_capacity = DP_MAX_BUCKETS;
1337         stats.n_ports = dp->n_ports;
1338         stats.max_ports = DP_MAX_PORTS;
1339         stats.max_groups = DP_MAX_GROUPS;
1340         stats.n_frags = stats.n_hit = stats.n_missed = stats.n_lost = 0;
1341         for_each_possible_cpu(i) {
1342                 const struct dp_stats_percpu *s;
1343                 s = percpu_ptr(dp->stats_percpu, i);
1344                 stats.n_frags += s->n_frags;
1345                 stats.n_hit += s->n_hit;
1346                 stats.n_missed += s->n_missed;
1347                 stats.n_lost += s->n_lost;
1348         }
1349         stats.max_miss_queue = DP_MAX_QUEUE_LEN;
1350         stats.max_action_queue = DP_MAX_QUEUE_LEN;
1351         return copy_to_user(statsp, &stats, sizeof stats) ? -EFAULT : 0;
1352 }
1353
1354 /* MTU of the dp pseudo-device: ETH_DATA_LEN or the minimum of the ports */
1355 int dp_min_mtu(const struct datapath *dp)
1356 {
1357         struct net_bridge_port *p;
1358         int mtu = 0;
1359
1360         ASSERT_RTNL();
1361
1362         list_for_each_entry_rcu (p, &dp->port_list, node) {
1363                 struct net_device *dev = p->dev;
1364
1365                 /* Skip any internal ports, since that's what we're trying to
1366                  * set. */
1367                 if (is_dp_dev(dev))
1368                         continue;
1369
1370                 if (!mtu || dev->mtu < mtu)
1371                         mtu = dev->mtu;
1372         }
1373
1374         return mtu ? mtu : ETH_DATA_LEN;
1375 }
1376
1377 /* Sets the MTU of all datapath devices to the minimum of the ports. 'dev'
1378  * is the device whose MTU may have changed.  Must be called with RTNL lock
1379  * and dp_mutex. */
1380 void set_dp_devs_mtu(const struct datapath *dp, struct net_device *dev)
1381 {
1382         struct net_bridge_port *p;
1383         int mtu;
1384
1385         ASSERT_RTNL();
1386
1387         if (is_dp_dev(dev))
1388                 return;
1389
1390         mtu = dp_min_mtu(dp);
1391
1392         list_for_each_entry_rcu (p, &dp->port_list, node) {
1393                 struct net_device *br_dev = p->dev;
1394
1395                 if (is_dp_dev(br_dev))
1396                         dev_set_mtu(br_dev, mtu);
1397         }
1398 }
1399
1400 static int
1401 put_port(const struct net_bridge_port *p, struct odp_port __user *uop)
1402 {
1403         struct odp_port op;
1404         memset(&op, 0, sizeof op);
1405         strncpy(op.devname, p->dev->name, sizeof op.devname);
1406         op.port = p->port_no;
1407         op.flags = is_dp_dev(p->dev) ? ODP_PORT_INTERNAL : 0;
1408         return copy_to_user(uop, &op, sizeof op) ? -EFAULT : 0;
1409 }
1410
1411 static int
1412 query_port(struct datapath *dp, struct odp_port __user *uport)
1413 {
1414         struct odp_port port;
1415
1416         if (copy_from_user(&port, uport, sizeof port))
1417                 return -EFAULT;
1418         if (port.devname[0]) {
1419                 struct net_bridge_port *p;
1420                 struct net_device *dev;
1421                 int err;
1422
1423                 port.devname[IFNAMSIZ - 1] = '\0';
1424
1425                 dev = dev_get_by_name(&init_net, port.devname);
1426                 if (!dev)
1427                         return -ENODEV;
1428
1429                 p = dev->br_port;
1430                 if (!p && is_dp_dev(dev)) {
1431                         struct dp_dev *dp_dev = dp_dev_priv(dev);
1432                         if (dp_dev->dp == dp)
1433                                 p = dp->ports[dp_dev->port_no];
1434                 }
1435                 err = p && p->dp == dp ? put_port(p, uport) : -ENOENT;
1436                 dev_put(dev);
1437
1438                 return err;
1439         } else {
1440                 if (port.port >= DP_MAX_PORTS)
1441                         return -EINVAL;
1442                 if (!dp->ports[port.port])
1443                         return -ENOENT;
1444                 return put_port(dp->ports[port.port], uport);
1445         }
1446 }
1447
1448 static int
1449 list_ports(struct datapath *dp, struct odp_portvec __user *pvp)
1450 {
1451         struct odp_portvec pv;
1452         struct net_bridge_port *p;
1453         int idx;
1454
1455         if (copy_from_user(&pv, pvp, sizeof pv))
1456                 return -EFAULT;
1457
1458         idx = 0;
1459         if (pv.n_ports) {
1460                 list_for_each_entry_rcu (p, &dp->port_list, node) {
1461                         if (put_port(p, &pv.ports[idx]))
1462                                 return -EFAULT;
1463                         if (idx++ >= pv.n_ports)
1464                                 break;
1465                 }
1466         }
1467         return put_user(dp->n_ports, &pvp->n_ports);
1468 }
1469
1470 /* RCU callback for freeing a dp_port_group */
1471 static void free_port_group(struct rcu_head *rcu)
1472 {
1473         struct dp_port_group *g = container_of(rcu, struct dp_port_group, rcu);
1474         kfree(g);
1475 }
1476
1477 static int
1478 set_port_group(struct datapath *dp, const struct odp_port_group __user *upg)
1479 {
1480         struct odp_port_group pg;
1481         struct dp_port_group *new_group, *old_group;
1482         int error;
1483
1484         error = -EFAULT;
1485         if (copy_from_user(&pg, upg, sizeof pg))
1486                 goto error;
1487
1488         error = -EINVAL;
1489         if (pg.n_ports > DP_MAX_PORTS || pg.group >= DP_MAX_GROUPS)
1490                 goto error;
1491
1492         error = -ENOMEM;
1493         new_group = kmalloc(sizeof *new_group + sizeof(u16) * pg.n_ports,
1494                             GFP_KERNEL);
1495         if (!new_group)
1496                 goto error;
1497
1498         new_group->n_ports = pg.n_ports;
1499         error = -EFAULT;
1500         if (copy_from_user(new_group->ports, pg.ports,
1501                            sizeof(u16) * pg.n_ports))
1502                 goto error_free;
1503
1504         old_group = rcu_dereference(dp->groups[pg.group]);
1505         rcu_assign_pointer(dp->groups[pg.group], new_group);
1506         if (old_group)
1507                 call_rcu(&old_group->rcu, free_port_group);
1508         return 0;
1509
1510 error_free:
1511         kfree(new_group);
1512 error:
1513         return error;
1514 }
1515
1516 static int
1517 get_port_group(struct datapath *dp, struct odp_port_group *upg)
1518 {
1519         struct odp_port_group pg;
1520         struct dp_port_group *g;
1521         u16 n_copy;
1522
1523         if (copy_from_user(&pg, upg, sizeof pg))
1524                 return -EFAULT;
1525
1526         if (pg.group >= DP_MAX_GROUPS)
1527                 return -EINVAL;
1528
1529         g = dp->groups[pg.group];
1530         n_copy = g ? min_t(int, g->n_ports, pg.n_ports) : 0;
1531         if (n_copy && copy_to_user(pg.ports, g->ports, n_copy * sizeof(u16)))
1532                 return -EFAULT;
1533
1534         if (put_user(g ? g->n_ports : 0, &upg->n_ports))
1535                 return -EFAULT;
1536
1537         return 0;
1538 }
1539
1540 static int get_listen_mask(const struct file *f)
1541 {
1542         return (long)f->private_data;
1543 }
1544
1545 static void set_listen_mask(struct file *f, int listen_mask)
1546 {
1547         f->private_data = (void*)(long)listen_mask;
1548 }
1549
1550 static long openvswitch_ioctl(struct file *f, unsigned int cmd,
1551                            unsigned long argp)
1552 {
1553         int dp_idx = iminor(f->f_dentry->d_inode);
1554         struct datapath *dp;
1555         int drop_frags, listeners, port_no;
1556         unsigned int sflow_probability;
1557         int err;
1558
1559         /* Handle commands with special locking requirements up front. */
1560         switch (cmd) {
1561         case ODP_DP_CREATE:
1562                 err = create_dp(dp_idx, (char __user *)argp);
1563                 goto exit;
1564
1565         case ODP_DP_DESTROY:
1566                 err = destroy_dp(dp_idx);
1567                 goto exit;
1568
1569         case ODP_PORT_ADD:
1570                 err = add_port(dp_idx, (struct odp_port __user *)argp);
1571                 goto exit;
1572
1573         case ODP_PORT_DEL:
1574                 err = get_user(port_no, (int __user *)argp);
1575                 if (!err)
1576                         err = del_port(dp_idx, port_no);
1577                 goto exit;
1578         }
1579
1580         dp = get_dp_locked(dp_idx);
1581         err = -ENODEV;
1582         if (!dp)
1583                 goto exit;
1584
1585         switch (cmd) {
1586         case ODP_DP_STATS:
1587                 err = get_dp_stats(dp, (struct odp_stats __user *)argp);
1588                 break;
1589
1590         case ODP_GET_DROP_FRAGS:
1591                 err = put_user(dp->drop_frags, (int __user *)argp);
1592                 break;
1593
1594         case ODP_SET_DROP_FRAGS:
1595                 err = get_user(drop_frags, (int __user *)argp);
1596                 if (err)
1597                         break;
1598                 err = -EINVAL;
1599                 if (drop_frags != 0 && drop_frags != 1)
1600                         break;
1601                 dp->drop_frags = drop_frags;
1602                 err = 0;
1603                 break;
1604
1605         case ODP_GET_LISTEN_MASK:
1606                 err = put_user(get_listen_mask(f), (int __user *)argp);
1607                 break;
1608
1609         case ODP_SET_LISTEN_MASK:
1610                 err = get_user(listeners, (int __user *)argp);
1611                 if (err)
1612                         break;
1613                 err = -EINVAL;
1614                 if (listeners & ~ODPL_ALL)
1615                         break;
1616                 err = 0;
1617                 set_listen_mask(f, listeners);
1618                 break;
1619
1620         case ODP_GET_SFLOW_PROBABILITY:
1621                 err = put_user(dp->sflow_probability, (unsigned int __user *)argp);
1622                 break;
1623
1624         case ODP_SET_SFLOW_PROBABILITY:
1625                 err = get_user(sflow_probability, (unsigned int __user *)argp);
1626                 if (!err)
1627                         dp->sflow_probability = sflow_probability;
1628                 break;
1629
1630         case ODP_PORT_QUERY:
1631                 err = query_port(dp, (struct odp_port __user *)argp);
1632                 break;
1633
1634         case ODP_PORT_LIST:
1635                 err = list_ports(dp, (struct odp_portvec __user *)argp);
1636                 break;
1637
1638         case ODP_PORT_GROUP_SET:
1639                 err = set_port_group(dp, (struct odp_port_group __user *)argp);
1640                 break;
1641
1642         case ODP_PORT_GROUP_GET:
1643                 err = get_port_group(dp, (struct odp_port_group __user *)argp);
1644                 break;
1645
1646         case ODP_FLOW_FLUSH:
1647                 err = flush_flows(dp);
1648                 break;
1649
1650         case ODP_FLOW_PUT:
1651                 err = put_flow(dp, (struct odp_flow_put __user *)argp);
1652                 break;
1653
1654         case ODP_FLOW_DEL:
1655                 err = del_flow(dp, (struct odp_flow __user *)argp);
1656                 break;
1657
1658         case ODP_FLOW_GET:
1659                 err = do_flowvec_ioctl(dp, argp, query_flows);
1660                 break;
1661
1662         case ODP_FLOW_LIST:
1663                 err = do_flowvec_ioctl(dp, argp, list_flows);
1664                 break;
1665
1666         case ODP_EXECUTE:
1667                 err = do_execute(dp, (struct odp_execute __user *)argp);
1668                 break;
1669
1670         default:
1671                 err = -ENOIOCTLCMD;
1672                 break;
1673         }
1674         mutex_unlock(&dp->mutex);
1675 exit:
1676         return err;
1677 }
1678
1679 static int dp_has_packet_of_interest(struct datapath *dp, int listeners)
1680 {
1681         int i;
1682         for (i = 0; i < DP_N_QUEUES; i++) {
1683                 if (listeners & (1 << i) && !skb_queue_empty(&dp->queues[i]))
1684                         return 1;
1685         }
1686         return 0;
1687 }
1688
1689 ssize_t openvswitch_read(struct file *f, char __user *buf, size_t nbytes,
1690                       loff_t *ppos)
1691 {
1692         /* XXX is there sufficient synchronization here? */
1693         int listeners = get_listen_mask(f);
1694         int dp_idx = iminor(f->f_dentry->d_inode);
1695         struct datapath *dp = get_dp(dp_idx);
1696         struct sk_buff *skb;
1697         struct iovec __user iov;
1698         size_t copy_bytes;
1699         int retval;
1700
1701         if (!dp)
1702                 return -ENODEV;
1703
1704         if (nbytes == 0 || !listeners)
1705                 return 0;
1706
1707         for (;;) {
1708                 int i;
1709
1710                 for (i = 0; i < DP_N_QUEUES; i++) {
1711                         if (listeners & (1 << i)) {
1712                                 skb = skb_dequeue(&dp->queues[i]);
1713                                 if (skb)
1714                                         goto success;
1715                         }
1716                 }
1717
1718                 if (f->f_flags & O_NONBLOCK) {
1719                         retval = -EAGAIN;
1720                         goto error;
1721                 }
1722
1723                 wait_event_interruptible(dp->waitqueue,
1724                                          dp_has_packet_of_interest(dp,
1725                                                                    listeners));
1726
1727                 if (signal_pending(current)) {
1728                         retval = -ERESTARTSYS;
1729                         goto error;
1730                 }
1731         }
1732 success:
1733         copy_bytes = min_t(size_t, skb->len, nbytes);
1734         iov.iov_base = buf;
1735         iov.iov_len = copy_bytes;
1736         retval = skb_copy_datagram_iovec(skb, 0, &iov, iov.iov_len);
1737         if (!retval)
1738                 retval = copy_bytes;
1739         kfree_skb(skb);
1740
1741 error:
1742         return retval;
1743 }
1744
1745 static unsigned int openvswitch_poll(struct file *file, poll_table *wait)
1746 {
1747         /* XXX is there sufficient synchronization here? */
1748         int dp_idx = iminor(file->f_dentry->d_inode);
1749         struct datapath *dp = get_dp(dp_idx);
1750         unsigned int mask;
1751
1752         if (dp) {
1753                 mask = 0;
1754                 poll_wait(file, &dp->waitqueue, wait);
1755                 if (dp_has_packet_of_interest(dp, get_listen_mask(file)))
1756                         mask |= POLLIN | POLLRDNORM;
1757         } else {
1758                 mask = POLLIN | POLLRDNORM | POLLHUP;
1759         }
1760         return mask;
1761 }
1762
1763 struct file_operations openvswitch_fops = {
1764         /* XXX .aio_read = openvswitch_aio_read, */
1765         .read  = openvswitch_read,
1766         .poll  = openvswitch_poll,
1767         .unlocked_ioctl = openvswitch_ioctl,
1768         /* XXX .fasync = openvswitch_fasync, */
1769 };
1770
1771 static int major;
1772
1773 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(2,6,27)
1774 static struct llc_sap *dp_stp_sap;
1775
1776 static int dp_stp_rcv(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev,
1777                       struct packet_type *pt, struct net_device *orig_dev)
1778 {
1779         /* We don't really care about STP packets, we just listen for them for
1780          * mutual exclusion with the bridge module, so this just discards
1781          * them. */
1782         kfree_skb(skb);
1783         return 0;
1784 }
1785
1786 static int dp_avoid_bridge_init(void)
1787 {
1788         /* Register to receive STP packets because the bridge module also
1789          * attempts to do so.  Since there can only be a single listener for a
1790          * given protocol, this provides mutual exclusion against the bridge
1791          * module, preventing both of them from being loaded at the same
1792          * time. */
1793         dp_stp_sap = llc_sap_open(LLC_SAP_BSPAN, dp_stp_rcv);
1794         if (!dp_stp_sap) {
1795                 printk(KERN_ERR "openvswitch: can't register sap for STP (probably the bridge module is loaded)\n");
1796                 return -EADDRINUSE;
1797         }
1798         return 0;
1799 }
1800
1801 static void dp_avoid_bridge_exit(void)
1802 {
1803         llc_sap_put(dp_stp_sap);
1804 }
1805 #else  /* Linux 2.6.27 or later. */
1806 static int dp_avoid_bridge_init(void)
1807 {
1808         /* Linux 2.6.27 introduces a way for multiple clients to register for
1809          * STP packets, which interferes with what we try to do above.
1810          * Instead, just check whether there's a bridge hook defined.  This is
1811          * not as safe--the bridge module is willing to load over the top of
1812          * us--but it provides a little bit of protection. */
1813         if (br_handle_frame_hook) {
1814                 printk(KERN_ERR "openvswitch: bridge module is loaded, cannot load over it\n");
1815                 return -EADDRINUSE;
1816         }
1817         return 0;
1818 }
1819
1820 static void dp_avoid_bridge_exit(void)
1821 {
1822         /* Nothing to do. */
1823 }
1824 #endif  /* Linux 2.6.27 or later */
1825
1826 static int __init dp_init(void)
1827 {
1828         int err;
1829
1830         printk("Open vSwitch %s, built "__DATE__" "__TIME__"\n", VERSION BUILDNR);
1831
1832         err = dp_avoid_bridge_init();
1833         if (err)
1834                 return err;
1835
1836         err = flow_init();
1837         if (err)
1838                 goto error;
1839
1840         err = register_netdevice_notifier(&dp_device_notifier);
1841         if (err)
1842                 goto error_flow_exit;
1843
1844         major = register_chrdev(0, "openvswitch", &openvswitch_fops);
1845         if (err < 0)
1846                 goto error_unreg_notifier;
1847
1848         /* Hook into callback used by the bridge to intercept packets.
1849          * Parasites we are. */
1850         br_handle_frame_hook = dp_frame_hook;
1851
1852         return 0;
1853
1854 error_unreg_notifier:
1855         unregister_netdevice_notifier(&dp_device_notifier);
1856 error_flow_exit:
1857         flow_exit();
1858 error:
1859         return err;
1860 }
1861
1862 static void dp_cleanup(void)
1863 {
1864         rcu_barrier();
1865         unregister_chrdev(major, "openvswitch");
1866         unregister_netdevice_notifier(&dp_device_notifier);
1867         flow_exit();
1868         br_handle_frame_hook = NULL;
1869         dp_avoid_bridge_exit();
1870 }
1871
1872 module_init(dp_init);
1873 module_exit(dp_cleanup);
1874
1875 MODULE_DESCRIPTION("Open vSwitch switching datapath");
1876 MODULE_LICENSE("GPL");