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/inet_ecn.h>
  45 #include <net/llc.h>
  46
  47 #include "openvswitch/datapath-protocol.h"
  48 #include "datapath.h"
  49 #include "actions.h"
  50 #include "dp_dev.h"
  51 #include "flow.h"
  52
  53 #include "compat.h"
  54
  55
  56 int (*dp_ioctl_hook)(struct net_device *dev, struct ifreq *rq, int cmd);
  57 EXPORT_SYMBOL(dp_ioctl_hook);
  58
  59 /* Datapaths.  Protected on the read side by rcu_read_lock, on the write side
  60  * by dp_mutex.
  61  *
  62  * dp_mutex nests inside the RTNL lock: if you need both you must take the RTNL
  63  * lock first.
  64  *
  65  * It is safe to access the datapath and net_bridge_port structures with just
  66  * dp_mutex.
  67  */
  68 static struct datapath *dps[ODP_MAX];
  69 static DEFINE_MUTEX(dp_mutex);
  70
  71 /* Number of milliseconds between runs of the maintenance thread. */
  72 #define MAINT_SLEEP_MSECS 1000
  73
  74 static int new_nbp(struct datapath *, struct net_device *, int port_no);
  75
  76 /* Must be called with rcu_read_lock or dp_mutex. */
  77 struct datapath *get_dp(int dp_idx)
  78 {
  79         if (dp_idx < 0 || dp_idx >= ODP_MAX)
  80                 return NULL;
  81         return rcu_dereference(dps[dp_idx]);
  82 }
  83 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_dp);
  84
  85 static struct datapath *get_dp_locked(int dp_idx)
  86 {
  87         struct datapath *dp;
  88
  89         mutex_lock(&dp_mutex);
  90         dp = get_dp(dp_idx);
  91         if (dp)
  92                 mutex_lock(&dp->mutex);
  93         mutex_unlock(&dp_mutex);
  94         return dp;
  95 }
  96
  97 static inline size_t br_nlmsg_size(void)
  98 {
  99         return NLMSG_ALIGN(sizeof(struct ifinfomsg))
 100                + nla_total_size(IFNAMSIZ) /* IFLA_IFNAME */
 101                + nla_total_size(MAX_ADDR_LEN) /* IFLA_ADDRESS */
 102                + nla_total_size(4) /* IFLA_MASTER */
 103                + nla_total_size(4) /* IFLA_MTU */
 104                + nla_total_size(4) /* IFLA_LINK */
 105                + nla_total_size(1); /* IFLA_OPERSTATE */
 106 }
 107
 108 static int dp_fill_ifinfo(struct sk_buff *skb,
 109                           const struct net_bridge_port *port,
 110                           int event, unsigned int flags)
 111 {
 112         const struct datapath *dp = port->dp;
 113         const struct net_device *dev = port->dev;
 114         struct ifinfomsg *hdr;
 115         struct nlmsghdr *nlh;
 116
 117         nlh = nlmsg_put(skb, 0, 0, event, sizeof(*hdr), flags);
 118         if (nlh == NULL)
 119                 return -EMSGSIZE;
 120
 121         hdr = nlmsg_data(nlh);
 122         hdr->ifi_family = AF_BRIDGE;
 123         hdr->__ifi_pad = 0;
 124         hdr->ifi_type = dev->type;
 125         hdr->ifi_index = dev->ifindex;
 126         hdr->ifi_flags = dev_get_flags(dev);
 127         hdr->ifi_change = 0;
 128
 129         NLA_PUT_STRING(skb, IFLA_IFNAME, dev->name);
 130         NLA_PUT_U32(skb, IFLA_MASTER, dp->ports[ODPP_LOCAL]->dev->ifindex);
 131         NLA_PUT_U32(skb, IFLA_MTU, dev->mtu);
 132 #ifdef IFLA_OPERSTATE
 133         NLA_PUT_U8(skb, IFLA_OPERSTATE,
 134                    netif_running(dev) ? dev->operstate : IF_OPER_DOWN);
 135 #endif
 136
 137         if (dev->addr_len)
 138                 NLA_PUT(skb, IFLA_ADDRESS, dev->addr_len, dev->dev_addr);
 139
 140         if (dev->ifindex != dev->iflink)
 141                 NLA_PUT_U32(skb, IFLA_LINK, dev->iflink);
 142
 143         return nlmsg_end(skb, nlh);
 144
 145 nla_put_failure:
 146         nlmsg_cancel(skb, nlh);
 147         return -EMSGSIZE;
 148 }
 149
 150 static void dp_ifinfo_notify(int event, struct net_bridge_port *port)
 151 {
 152         struct net *net = dev_net(port->dev);
 153         struct sk_buff *skb;
 154         int err = -ENOBUFS;
 155
 156         skb = nlmsg_new(br_nlmsg_size(), GFP_KERNEL);
 157         if (skb == NULL)
 158                 goto errout;
 159
 160         err = dp_fill_ifinfo(skb, port, event, 0);
 161         if (err < 0) {
 162                 /* -EMSGSIZE implies BUG in br_nlmsg_size() */
 163                 WARN_ON(err == -EMSGSIZE);
 164                 kfree_skb(skb);
 165                 goto errout;
 166         }
 167         rtnl_notify(skb, net, 0, RTNLGRP_LINK, NULL, GFP_KERNEL);
 168         return;
 169 errout:
 170         if (err < 0)
 171                 rtnl_set_sk_err(net, RTNLGRP_LINK, err);
 172 }
 173
 174 static void release_dp(struct kobject *kobj)
 175 {
 176         struct datapath *dp = container_of(kobj, struct datapath, ifobj);
 177         kfree(dp);
 178 }
 179
 180 static struct kobj_type dp_ktype = {
 181         .release = release_dp
 182 };
 183
 184 static int create_dp(int dp_idx, const char __user *devnamep)
 185 {
 186         struct net_device *dp_dev;
 187         char devname[IFNAMSIZ];
 188         struct datapath *dp;
 189         int err;
 190         int i;
 191
 192         if (devnamep) {
 193                 err = -EFAULT;
 194                 if (strncpy_from_user(devname, devnamep, IFNAMSIZ - 1) < 0)
 195                         goto err;
 196                 devname[IFNAMSIZ - 1] = '\0';
 197         } else {
 198                 snprintf(devname, sizeof devname, "of%d", dp_idx);
 199         }
 200
 201         rtnl_lock();
 202         mutex_lock(&dp_mutex);
 203         err = -ENODEV;
 204         if (!try_module_get(THIS_MODULE))
 205                 goto err_unlock;
 206
 207         /* Exit early if a datapath with that number already exists.
 208          * (We don't use -EEXIST because that's ambiguous with 'devname'
 209          * conflicting with an existing network device name.) */
 210         err = -EBUSY;
 211         if (get_dp(dp_idx))
 212                 goto err_put_module;
 213
 214         err = -ENOMEM;
 215         dp = kzalloc(sizeof *dp, GFP_KERNEL);
 216         if (dp == NULL)
 217                 goto err_put_module;
 218         INIT_LIST_HEAD(&dp->port_list);
 219         mutex_init(&dp->mutex);
 220         dp->dp_idx = dp_idx;
 221         for (i = 0; i < DP_N_QUEUES; i++)
 222                 skb_queue_head_init(&dp->queues[i]);
 223         init_waitqueue_head(&dp->waitqueue);
 224
 225         /* Initialize kobject for bridge.  This will be added as
 226          * /sys/class/net/<devname>/brif later, if sysfs is enabled. */
 227         dp->ifobj.kset = NULL;
 228         kobject_init(&dp->ifobj, &dp_ktype);
 229
 230         /* Allocate table. */
 231         err = -ENOMEM;
 232         rcu_assign_pointer(dp->table, dp_table_create(DP_L1_SIZE));
 233         if (!dp->table)
 234                 goto err_free_dp;
 235
 236         /* Set up our datapath device. */
 237         dp_dev = dp_dev_create(dp, devname, ODPP_LOCAL);
 238         err = PTR_ERR(dp_dev);
 239         if (IS_ERR(dp_dev))
 240                 goto err_destroy_table;
 241
 242         err = new_nbp(dp, dp_dev, ODPP_LOCAL);
 243         if (err) {
 244                 dp_dev_destroy(dp_dev);
 245                 goto err_destroy_table;
 246         }
 247
 248         dp->drop_frags = 0;
 249         dp->stats_percpu = alloc_percpu(struct dp_stats_percpu);
 250         if (!dp->stats_percpu)
 251                 goto err_destroy_local_port;
 252
 253         rcu_assign_pointer(dps[dp_idx], dp);
 254         mutex_unlock(&dp_mutex);
 255         rtnl_unlock();
 256
 257         dp_sysfs_add_dp(dp);
 258
 259         return 0;
 260
 261 err_destroy_local_port:
 262         dp_del_port(dp->ports[ODPP_LOCAL]);
 263 err_destroy_table:
 264         dp_table_destroy(dp->table, 0);
 265 err_free_dp:
 266         kfree(dp);
 267 err_put_module:
 268         module_put(THIS_MODULE);
 269 err_unlock:
 270         mutex_unlock(&dp_mutex);
 271         rtnl_unlock();
 272 err:
 273         return err;
 274 }
 275
 276 static void do_destroy_dp(struct datapath *dp)
 277 {
 278         struct net_bridge_port *p, *n;
 279         int i;
 280
 281         list_for_each_entry_safe (p, n, &dp->port_list, node)
 282                 if (p->port_no != ODPP_LOCAL)
 283                         dp_del_port(p);
 284
 285         dp_sysfs_del_dp(dp);
 286
 287         rcu_assign_pointer(dps[dp->dp_idx], NULL);
 288
 289         dp_del_port(dp->ports[ODPP_LOCAL]);
 290
 291         dp_table_destroy(dp->table, 1);
 292
 293         for (i = 0; i < DP_N_QUEUES; i++)
 294                 skb_queue_purge(&dp->queues[i]);
 295         for (i = 0; i < DP_MAX_GROUPS; i++)
 296                 kfree(dp->groups[i]);
 297         free_percpu(dp->stats_percpu);
 298         kobject_put(&dp->ifobj);
 299         module_put(THIS_MODULE);
 300 }
 301
 302 static int destroy_dp(int dp_idx)
 303 {
 304         struct datapath *dp;
 305         int err;
 306
 307         rtnl_lock();
 308         mutex_lock(&dp_mutex);
 309         dp = get_dp(dp_idx);
 310         err = -ENODEV;
 311         if (!dp)
 312                 goto err_unlock;
 313
 314         do_destroy_dp(dp);
 315         err = 0;
 316
 317 err_unlock:
 318         mutex_unlock(&dp_mutex);
 319         rtnl_unlock();
 320         return err;
 321 }
 322
 323 static void release_nbp(struct kobject *kobj)
 324 {
 325         struct net_bridge_port *p = container_of(kobj, struct net_bridge_port, kobj);
 326         kfree(p);
 327 }
 328
 329 static struct kobj_type brport_ktype = {
 330 #ifdef CONFIG_SYSFS
 331         .sysfs_ops = &brport_sysfs_ops,
 332 #endif
 333         .release = release_nbp
 334 };
 335
 336 /* Called with RTNL lock and dp_mutex. */
 337 static int new_nbp(struct datapath *dp, struct net_device *dev, int port_no)
 338 {
 339         struct net_bridge_port *p;
 340
 341         if (dev->br_port != NULL)
 342                 return -EBUSY;
 343
 344         p = kzalloc(sizeof(*p), GFP_KERNEL);
 345         if (!p)
 346                 return -ENOMEM;
 347
 348         dev_set_promiscuity(dev, 1);
 349         dev_hold(dev);
 350         p->port_no = port_no;
 351         p->dp = dp;
 352         p->dev = dev;
 353         atomic_set(&p->sflow_pool, 0);
 354         if (!is_dp_dev(dev))
 355                 rcu_assign_pointer(dev->br_port, p);
 356         else {
 357                 /* It would make sense to assign dev->br_port here too, but
 358                  * that causes packets received on internal ports to get caught
 359                  * in dp_frame_hook().  In turn dp_frame_hook() can reject them
 360                  * back to network stack, but that's a waste of time. */
 361         }
 362         dev_disable_lro(dev);
 363         rcu_assign_pointer(dp->ports[port_no], p);
 364         list_add_rcu(&p->node, &dp->port_list);
 365         dp->n_ports++;
 366
 367         /* Initialize kobject for bridge.  This will be added as
 368          * /sys/class/net/<devname>/brport later, if sysfs is enabled. */
 369         p->kobj.kset = NULL;
 370         kobject_init(&p->kobj, &brport_ktype);
 371
 372         dp_ifinfo_notify(RTM_NEWLINK, p);
 373
 374         return 0;
 375 }
 376
 377 static int add_port(int dp_idx, struct odp_port __user *portp)
 378 {
 379         struct net_device *dev;
 380         struct datapath *dp;
 381         struct odp_port port;
 382         int port_no;
 383         int err;
 384
 385         err = -EFAULT;
 386         if (copy_from_user(&port, portp, sizeof port))
 387                 goto out;
 388         port.devname[IFNAMSIZ - 1] = '\0';
 389
 390         rtnl_lock();
 391         dp = get_dp_locked(dp_idx);
 392         err = -ENODEV;
 393         if (!dp)
 394                 goto out_unlock_rtnl;
 395
 396         for (port_no = 1; port_no < DP_MAX_PORTS; port_no++)
 397                 if (!dp->ports[port_no])
 398                         goto got_port_no;
 399         err = -EFBIG;
 400         goto out_unlock_dp;
 401
 402 got_port_no:
 403         if (!(port.flags & ODP_PORT_INTERNAL)) {
 404                 err = -ENODEV;
 405                 dev = dev_get_by_name(&init_net, port.devname);
 406                 if (!dev)
 407                         goto out_unlock_dp;
 408
 409                 err = -EINVAL;
 410                 if (dev->flags & IFF_LOOPBACK || dev->type != ARPHRD_ETHER ||
 411                     is_dp_dev(dev))
 412                         goto out_put;
 413         } else {
 414                 dev = dp_dev_create(dp, port.devname, port_no);
 415                 err = PTR_ERR(dev);
 416                 if (IS_ERR(dev))
 417                         goto out_unlock_dp;
 418                 dev_hold(dev);
 419         }
 420
 421         err = new_nbp(dp, dev, port_no);
 422         if (err)
 423                 goto out_put;
 424
 425         set_dp_devs_mtu(dp, dev);
 426         dp_sysfs_add_if(dp->ports[port_no]);
 427
 428         err = __put_user(port_no, &portp->port);
 429
 430 out_put:
 431         dev_put(dev);
 432 out_unlock_dp:
 433         mutex_unlock(&dp->mutex);
 434 out_unlock_rtnl:
 435         rtnl_unlock();
 436 out:
 437         return err;
 438 }
 439
 440 int dp_del_port(struct net_bridge_port *p)
 441 {
 442         ASSERT_RTNL();
 443
 444         if (p->port_no != ODPP_LOCAL)
 445                 dp_sysfs_del_if(p);
 446         dp_ifinfo_notify(RTM_DELLINK, p);
 447
 448         p->dp->n_ports--;
 449
 450         if (is_dp_dev(p->dev)) {
 451                 /* Make sure that no packets arrive from now on, since
 452                  * dp_dev_xmit() will try to find itself through
 453                  * p->dp->ports[], and we're about to set that to null. */
 454                 netif_tx_disable(p->dev);
 455         }
 456
 457         /* First drop references to device. */
 458         dev_set_promiscuity(p->dev, -1);
 459         list_del_rcu(&p->node);
 460         rcu_assign_pointer(p->dp->ports[p->port_no], NULL);
 461         rcu_assign_pointer(p->dev->br_port, NULL);
 462
 463         /* Then wait until no one is still using it, and destroy it. */
 464         synchronize_rcu();
 465
 466         if (is_dp_dev(p->dev))
 467                 dp_dev_destroy(p->dev);
 468         dev_put(p->dev);
 469         kobject_put(&p->kobj);
 470
 471         return 0;
 472 }
 473
 474 static int del_port(int dp_idx, int port_no)
 475 {
 476         struct net_bridge_port *p;
 477         struct datapath *dp;
 478         LIST_HEAD(dp_devs);
 479         int err;
 480
 481         err = -EINVAL;
 482         if (port_no < 0 || port_no >= DP_MAX_PORTS || port_no == ODPP_LOCAL)
 483                 goto out;
 484
 485         rtnl_lock();
 486         dp = get_dp_locked(dp_idx);
 487         err = -ENODEV;
 488         if (!dp)
 489                 goto out_unlock_rtnl;
 490
 491         p = dp->ports[port_no];
 492         err = -ENOENT;
 493         if (!p)
 494                 goto out_unlock_dp;
 495
 496         err = dp_del_port(p);
 497
 498 out_unlock_dp:
 499         mutex_unlock(&dp->mutex);
 500 out_unlock_rtnl:
 501         rtnl_unlock();
 502 out:
 503         return err;
 504 }
 505
 506 /* Must be called with rcu_read_lock. */
 507 static void
 508 do_port_input(struct net_bridge_port *p, struct sk_buff *skb)
 509 {
 510         /* LRO isn't suitable for bridging.  We turn it off but make sure
 511          * that it wasn't reactivated. */
 512         if (skb_warn_if_lro(skb))
 513                 return;
 514
 515         /* Make our own copy of the packet.  Otherwise we will mangle the
 516          * packet for anyone who came before us (e.g. tcpdump via AF_PACKET).
 517          * (No one comes after us, since we tell handle_bridge() that we took
 518          * the packet.) */
 519         skb = skb_share_check(skb, GFP_ATOMIC);
 520         if (!skb)
 521                 return;
 522
 523         /* Push the Ethernet header back on. */
 524         skb_push(skb, ETH_HLEN);
 525         skb_reset_mac_header(skb);
 526         dp_process_received_packet(skb, p);
 527 }
 528
 529 /* Must be called with rcu_read_lock and with bottom-halves disabled. */
 530 void dp_process_received_packet(struct sk_buff *skb, struct net_bridge_port *p)
 531 {
 532         struct datapath *dp = p->dp;
 533         struct dp_stats_percpu *stats;
 534         struct odp_flow_key key;
 535         struct sw_flow *flow;
 536
 537         WARN_ON_ONCE(skb_shared(skb));
 538
 539         compute_ip_summed(skb, false);
 540         OVS_CB(skb)->tun_id = 0;
 541
 542         /* BHs are off so we don't have to use get_cpu()/put_cpu() here. */
 543         stats = percpu_ptr(dp->stats_percpu, smp_processor_id());
 544
 545         if (flow_extract(skb, p ? p->port_no : ODPP_NONE, &key)) {
 546                 if (dp->drop_frags) {
 547                         kfree_skb(skb);
 548                         stats->n_frags++;
 549                         return;
 550                 }
 551         }
 552
 553         flow = dp_table_lookup(rcu_dereference(dp->table), &key);
 554         if (flow) {
 555                 struct sw_flow_actions *acts = rcu_dereference(flow->sf_acts);
 556                 flow_used(flow, skb);
 557                 execute_actions(dp, skb, &key, acts->actions, acts->n_actions,
 558                                 GFP_ATOMIC);
 559                 stats->n_hit++;
 560         } else {
 561                 stats->n_missed++;
 562                 dp_output_control(dp, skb, _ODPL_MISS_NR, OVS_CB(skb)->tun_id);
 563         }
 564 }
 565
 566 /*
 567  * Used as br_handle_frame_hook.  (Cannot run bridge at the same time, even on
 568  * different set of devices!)
 569  */
 570 #if LINUX_VERSION_CODE >= KERNEL_VERSION(2,6,22)
 571 /* Called with rcu_read_lock and bottom-halves disabled. */
 572 static struct sk_buff *dp_frame_hook(struct net_bridge_port *p,
 573                                          struct sk_buff *skb)
 574 {
 575         do_port_input(p, skb);
 576         return NULL;
 577 }
 578 #elif LINUX_VERSION_CODE >= KERNEL_VERSION(2,6,0)
 579 /* Called with rcu_read_lock and bottom-halves disabled. */
 580 static int dp_frame_hook(struct net_bridge_port *p, struct sk_buff **pskb)
 581 {
 582         do_port_input(p, *pskb);
 583         return 1;
 584 }
 585 #else
 586 #error
 587 #endif
 588
 589 #if defined(CONFIG_XEN) && defined(HAVE_PROTO_DATA_VALID)
 590 /* This code is based on a skb_checksum_setup from net/dev/core.c from a
 591  * combination of Lenny's 2.6.26 Xen kernel and Xen's
 592  * linux-2.6.18-92.1.10.el5.xs5.0.0.394.644.  We can't call this function
 593  * directly because it isn't exported in all versions. */
 594 static int skb_pull_up_to(struct sk_buff *skb, void *ptr)
 595 {
 596         if (ptr < (void *)skb->tail)
 597                 return 1;
 598         if (__pskb_pull_tail(skb,
 599                              ptr - (void *)skb->data - skb_headlen(skb))) {
 600                 return 1;
 601         } else {
 602                 return 0;
 603         }
 604 }
 605
 606 int vswitch_skb_checksum_setup(struct sk_buff *skb)
 607 {
 608         struct iphdr *iph;
 609         unsigned char *th;
 610         int err = -EPROTO;
 611         __u16 csum_start, csum_offset;
 612
 613         if (!skb->proto_csum_blank)
 614                 return 0;
 615
 616         if (skb->protocol != htons(ETH_P_IP))
 617                 goto out;
 618
 619         if (!skb_pull_up_to(skb, skb_network_header(skb) + sizeof(struct iphdr)))
 620                 goto out;
 621
 622         iph = ip_hdr(skb);
 623         th = skb_network_header(skb) + 4 * iph->ihl;
 624
 625         csum_start = th - skb->head;
 626         switch (iph->protocol) {
 627         case IPPROTO_TCP:
 628                 csum_offset = offsetof(struct tcphdr, check);
 629                 break;
 630         case IPPROTO_UDP:
 631                 csum_offset = offsetof(struct udphdr, check);
 632                 break;
 633         default:
 634                 if (net_ratelimit())
 635                         printk(KERN_ERR "Attempting to checksum a non-"
 636                                "TCP/UDP packet, dropping a protocol"
 637                                " %d packet", iph->protocol);
 638                 goto out;
 639         }
 640
 641         if (!skb_pull_up_to(skb, th + csum_offset + 2))
 642                 goto out;
 643
 644         skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
 645         skb->proto_csum_blank = 0;
 646
 647 #if LINUX_VERSION_CODE >= KERNEL_VERSION(2,6,22)
 648         skb->csum_start = csum_start;
 649         skb->csum_offset = csum_offset;
 650 #else
 651         skb_set_transport_header(skb, csum_start - skb_headroom(skb));
 652         skb->csum = csum_offset;
 653 #endif
 654
 655         err = 0;
 656
 657 out:
 658         return err;
 659 }
 660 #endif /* CONFIG_XEN && HAVE_PROTO_DATA_VALID */
 661
 662  /* Types of checksums that we can receive (these all refer to L4 checksums):
 663  * 1. CHECKSUM_NONE: Device that did not compute checksum, contains full
 664  *      (though not verified) checksum in packet but not in skb->csum.  Packets
 665  *      from the bridge local port will also have this type.
 666  * 2. CHECKSUM_COMPLETE (CHECKSUM_HW): Good device that computes checksums,
 667  *      also the GRE module.  This is the same as CHECKSUM_NONE, except it has
 668  *      a valid skb->csum.  Importantly, both contain a full checksum (not
 669  *      verified) in the packet itself.  The only difference is that if the
 670  *      packet gets to L4 processing on this machine (not in DomU) we won't
 671  *      have to recompute the checksum to verify.  Most hardware devices do not
 672  *      produce packets with this type, even if they support receive checksum
 673  *      offloading (they produce type #5).
 674  * 3. CHECKSUM_PARTIAL (CHECKSUM_HW): Packet without full checksum and needs to
 675  *      be computed if it is sent off box.  Unfortunately on earlier kernels,
 676  *      this case is impossible to distinguish from #2, despite having opposite
 677  *      meanings.  Xen adds an extra field on earlier kernels (see #4) in order
 678  *      to distinguish the different states.  The only real user of this type
 679  *      with bridging is Xen (on later kernels).
 680  * 4. CHECKSUM_UNNECESSARY (with proto_csum_blank true): This packet was
 681  *      generated locally by a Xen DomU and has a partial checksum.  If it is
 682  *      handled on this machine (Dom0 or DomU), then the checksum will not be
 683  *      computed.  If it goes off box, the checksum in the packet needs to be
 684  *      completed.  Calling skb_checksum_setup converts this to CHECKSUM_HW
 685  *      (CHECKSUM_PARTIAL) so that the checksum can be completed.  In later
 686  *      kernels, this combination is replaced with CHECKSUM_PARTIAL.
 687  * 5. CHECKSUM_UNNECESSARY (with proto_csum_blank false): Packet with a correct
 688  *      full checksum or using a protocol without a checksum.  skb->csum is
 689  *      undefined.  This is common from devices with receive checksum
 690  *      offloading.  This is somewhat similar to CHECKSUM_NONE, except that
 691  *      nobody will try to verify the checksum with CHECKSUM_UNNECESSARY.
 692  *
 693  * Note that on earlier kernels, CHECKSUM_COMPLETE and CHECKSUM_PARTIAL are
 694  * both defined as CHECKSUM_HW.  Normally the meaning of CHECKSUM_HW is clear
 695  * based on whether it is on the transmit or receive path.  After the datapath
 696  * it will be intepreted as CHECKSUM_PARTIAL.  If the packet already has a
 697  * checksum, we will panic.  Since we can receive packets with checksums, we
 698  * assume that all CHECKSUM_HW packets have checksums and map them to
 699  * CHECKSUM_NONE, which has a similar meaning (the it is only different if the
 700  * packet is processed by the local IP stack, in which case it will need to
 701  * be reverified).  If we receive a packet with CHECKSUM_HW that really means
 702  * CHECKSUM_PARTIAL, it will be sent with the wrong checksum.  However, there
 703  * shouldn't be any devices that do this with bridging.
 704  *
 705  * The bridge has similar behavior and this function closely resembles
 706  * skb_forward_csum().  It is slightly different because we are only concerned
 707  * with bridging and not other types of forwarding and can get away with
 708  * slightly more optimal behavior.*/
 709 void
 710 compute_ip_summed(struct sk_buff *skb, bool xmit)
 711 {
 712         /* For our convenience these defines change repeatedly between kernel
 713          * versions, so we can't just copy them over... */
 714         switch (skb->ip_summed) {
 715         case CHECKSUM_NONE:
 716                 OVS_CB(skb)->ip_summed = OVS_CSUM_NONE;
 717                 break;
 718         case CHECKSUM_UNNECESSARY:
 719                 OVS_CB(skb)->ip_summed = OVS_CSUM_UNNECESSARY;
 720                 break;
 721 #ifdef CHECKSUM_HW
 722         /* In theory this could be either CHECKSUM_PARTIAL or CHECKSUM_COMPLETE.
 723          * However, we should only get CHECKSUM_PARTIAL packets from Xen, which
 724          * uses some special fields to represent this (see below).  Since we
 725          * can only make one type work, pick the one that actually happens in
 726          * practice.
 727          *
 728          * The one exception to this is if we are on the transmit path
 729          * (basically after skb_checksum_setup() has been run) the type has
 730          * already been converted, so we should stay with that. */
 731         case CHECKSUM_HW:
 732                 if (!xmit)
 733                         OVS_CB(skb)->ip_summed = OVS_CSUM_COMPLETE;
 734                 else
 735                         OVS_CB(skb)->ip_summed = OVS_CSUM_PARTIAL;
 736
 737                 break;
 738 #else
 739         case CHECKSUM_COMPLETE:
 740                 OVS_CB(skb)->ip_summed = OVS_CSUM_COMPLETE;
 741                 break;
 742         case CHECKSUM_PARTIAL:
 743                 OVS_CB(skb)->ip_summed = OVS_CSUM_PARTIAL;
 744                 break;
 745 #endif
 746         default:
 747                 printk(KERN_ERR "openvswitch: unknown checksum type %d\n",
 748                        skb->ip_summed);
 749                 /* None seems the safest... */
 750                 OVS_CB(skb)->ip_summed = OVS_CSUM_NONE;
 751         }
 752
 753 #if defined(CONFIG_XEN) && defined(HAVE_PROTO_DATA_VALID)
 754         /* Xen has a special way of representing CHECKSUM_PARTIAL on older
 755          * kernels. It should not be set on the transmit path though. */
 756         if (skb->proto_csum_blank)
 757                 OVS_CB(skb)->ip_summed = OVS_CSUM_PARTIAL;
 758
 759         WARN_ON_ONCE(skb->proto_csum_blank && xmit);
 760 #endif
 761 }
 762
 763 void
 764 forward_ip_summed(struct sk_buff *skb)
 765 {
 766 #ifdef CHECKSUM_HW
 767         if (OVS_CB(skb)->ip_summed == OVS_CSUM_COMPLETE)
 768                 skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 769 #endif
 770 }
 771
 772 /* Append each packet in 'skb' list to 'queue'.  There will be only one packet
 773  * unless we broke up a GSO packet. */
 774 static int
 775 queue_control_packets(struct sk_buff *skb, struct sk_buff_head *queue,
 776                       int queue_no, u32 arg)
 777 {
 778         struct sk_buff *nskb;
 779         int port_no;
 780         int err;
 781
 782         port_no = ODPP_LOCAL;
 783         if (skb->dev) {
 784                 if (skb->dev->br_port)
 785                         port_no = skb->dev->br_port->port_no;
 786                 else if (is_dp_dev(skb->dev))
 787                         port_no = dp_dev_priv(skb->dev)->port_no;
 788         }
 789
 790         do {
 791                 struct odp_msg *header;
 792
 793                 nskb = skb->next;
 794                 skb->next = NULL;
 795
 796                 /* If a checksum-deferred packet is forwarded to the
 797                  * controller, correct the pointers and checksum.  This happens
 798                  * on a regular basis only on Xen, on which VMs can pass up
 799                  * packets that do not have their checksum computed.
 800                  */
 801                 err = vswitch_skb_checksum_setup(skb);
 802                 if (err)
 803                         goto err_kfree_skbs;
 804 #ifndef CHECKSUM_HW
 805                 if (skb->ip_summed == CHECKSUM_PARTIAL) {
 806 #if LINUX_VERSION_CODE >= KERNEL_VERSION(2,6,22)
 807                         /* Until 2.6.22, the start of the transport header was
 808                          * also the start of data to be checksummed.  Linux
 809                          * 2.6.22 introduced the csum_start field for this
 810                          * purpose, but we should point the transport header to
 811                          * it anyway for backward compatibility, as
 812                          * dev_queue_xmit() does even in 2.6.28. */
 813                         skb_set_transport_header(skb, skb->csum_start -
 814                                                  skb_headroom(skb));
 815 #endif
 816                         err = skb_checksum_help(skb);
 817                         if (err)
 818                                 goto err_kfree_skbs;
 819                 }
 820 #else
 821                 if (skb->ip_summed == CHECKSUM_HW) {
 822                         err = skb_checksum_help(skb, 0);
 823                         if (err)
 824                                 goto err_kfree_skbs;
 825                 }
 826 #endif
 827
 828                 err = skb_cow(skb, sizeof *header);
 829                 if (err)
 830                         goto err_kfree_skbs;
 831
 832                 header = (struct odp_msg*)__skb_push(skb, sizeof *header);
 833                 header->type = queue_no;
 834                 header->length = skb->len;
 835                 header->port = port_no;
 836                 header->reserved = 0;
 837                 header->arg = arg;
 838                 skb_queue_tail(queue, skb);
 839
 840                 skb = nskb;
 841         } while (skb);
 842         return 0;
 843
 844 err_kfree_skbs:
 845         kfree_skb(skb);
 846         while ((skb = nskb) != NULL) {
 847                 nskb = skb->next;
 848                 kfree_skb(skb);
 849         }
 850         return err;
 851 }
 852
 853 int
 854 dp_output_control(struct datapath *dp, struct sk_buff *skb, int queue_no,
 855                   u32 arg)
 856 {
 857         struct dp_stats_percpu *stats;
 858         struct sk_buff_head *queue;
 859         int err;
 860
 861         WARN_ON_ONCE(skb_shared(skb));
 862         BUG_ON(queue_no != _ODPL_MISS_NR && queue_no != _ODPL_ACTION_NR && queue_no != _ODPL_SFLOW_NR);
 863         queue = &dp->queues[queue_no];
 864         err = -ENOBUFS;
 865         if (skb_queue_len(queue) >= DP_MAX_QUEUE_LEN)
 866                 goto err_kfree_skb;
 867
 868         forward_ip_summed(skb);
 869
 870         /* Break apart GSO packets into their component pieces.  Otherwise
 871          * userspace may try to stuff a 64kB packet into a 1500-byte MTU. */
 872         if (skb_is_gso(skb)) {
 873                 struct sk_buff *nskb = skb_gso_segment(skb, 0);
 874                 if (nskb) {
 875                         kfree_skb(skb);
 876                         skb = nskb;
 877                         if (unlikely(IS_ERR(skb))) {
 878                                 err = PTR_ERR(skb);
 879                                 goto err;
 880                         }
 881                 } else {
 882                         /* XXX This case might not be possible.  It's hard to
 883                          * tell from the skb_gso_segment() code and comment. */
 884                 }
 885         }
 886
 887         err = queue_control_packets(skb, queue, queue_no, arg);
 888         wake_up_interruptible(&dp->waitqueue);
 889         return err;
 890
 891 err_kfree_skb:
 892         kfree_skb(skb);
 893 err:
 894         stats = percpu_ptr(dp->stats_percpu, get_cpu());
 895         stats->n_lost++;
 896         put_cpu();
 897
 898         return err;
 899 }
 900
 901 static int flush_flows(struct datapath *dp)
 902 {
 903         dp->n_flows = 0;
 904         return dp_table_flush(dp);
 905 }
 906
 907 static int validate_actions(const struct sw_flow_actions *actions)
 908 {
 909         unsigned int i;
 910
 911         for (i = 0; i < actions->n_actions; i++) {
 912                 const union odp_action *a = &actions->actions[i];
 913                 switch (a->type) {
 914                 case ODPAT_OUTPUT:
 915                         if (a->output.port >= DP_MAX_PORTS)
 916                                 return -EINVAL;
 917                         break;
 918
 919                 case ODPAT_OUTPUT_GROUP:
 920                         if (a->output_group.group >= DP_MAX_GROUPS)
 921                                 return -EINVAL;
 922                         break;
 923
 924                 case ODPAT_SET_VLAN_VID:
 925                         if (a->vlan_vid.vlan_vid & htons(~VLAN_VID_MASK))
 926                                 return -EINVAL;
 927                         break;
 928
 929                 case ODPAT_SET_VLAN_PCP:
 930                         if (a->vlan_pcp.vlan_pcp
 931                             & ~(VLAN_PCP_MASK >> VLAN_PCP_SHIFT))
 932                                 return -EINVAL;
 933                         break;
 934
 935                 case ODPAT_SET_NW_TOS:
 936                         if (a->nw_tos.nw_tos & INET_ECN_MASK)
 937                                 return -EINVAL;
 938                         break;
 939
 940                 default:
 941                         if (a->type >= ODPAT_N_ACTIONS)
 942                                 return -EOPNOTSUPP;
 943                         break;
 944                 }
 945         }
 946
 947         return 0;
 948 }
 949
 950 static struct sw_flow_actions *get_actions(const struct odp_flow *flow)
 951 {
 952         struct sw_flow_actions *actions;
 953         int error;
 954
 955         actions = flow_actions_alloc(flow->n_actions);
 956         error = PTR_ERR(actions);
 957         if (IS_ERR(actions))
 958                 goto error;
 959
 960         error = -EFAULT;
 961         if (copy_from_user(actions->actions, flow->actions,
 962                            flow->n_actions * sizeof(union odp_action)))
 963                 goto error_free_actions;
 964         error = validate_actions(actions);
 965         if (error)
 966                 goto error_free_actions;
 967
 968         return actions;
 969
 970 error_free_actions:
 971         kfree(actions);
 972 error:
 973         return ERR_PTR(error);
 974 }
 975
 976 static void get_stats(struct sw_flow *flow, struct odp_flow_stats *stats)
 977 {
 978         if (flow->used.tv_sec) {
 979                 stats->used_sec = flow->used.tv_sec;
 980                 stats->used_nsec = flow->used.tv_nsec;
 981         } else {
 982                 stats->used_sec = 0;
 983                 stats->used_nsec = 0;
 984         }
 985         stats->n_packets = flow->packet_count;
 986         stats->n_bytes = flow->byte_count;
 987         stats->ip_tos = flow->ip_tos;
 988         stats->tcp_flags = flow->tcp_flags;
 989         stats->error = 0;
 990 }
 991
 992 static void clear_stats(struct sw_flow *flow)
 993 {
 994         flow->used.tv_sec = flow->used.tv_nsec = 0;
 995         flow->tcp_flags = 0;
 996         flow->ip_tos = 0;
 997         flow->packet_count = 0;
 998         flow->byte_count = 0;
 999 }
1000
1001 static int put_flow(struct datapath *dp, struct odp_flow_put __user *ufp)
1002 {
1003         struct odp_flow_put uf;
1004         struct sw_flow *flow;
1005         struct dp_table *table;
1006         struct odp_flow_stats stats;
1007         int error;
1008
1009         error = -EFAULT;
1010         if (copy_from_user(&uf, ufp, sizeof(struct odp_flow_put)))
1011                 goto error;
1012         memset(uf.flow.key.reserved, 0, sizeof uf.flow.key.reserved);
1013
1014         table = rcu_dereference(dp->table);
1015         flow = dp_table_lookup(table, &uf.flow.key);
1016         if (!flow) {
1017                 /* No such flow. */
1018                 struct sw_flow_actions *acts;
1019
1020                 error = -ENOENT;
1021                 if (!(uf.flags & ODPPF_CREATE))
1022                         goto error;
1023
1024                 /* Expand table, if necessary, to make room. */
1025                 if (dp->n_flows >= table->n_buckets) {
1026                         error = -ENOSPC;
1027                         if (table->n_buckets >= DP_MAX_BUCKETS)
1028                                 goto error;
1029
1030                         error = dp_table_expand(dp);
1031                         if (error)
1032                                 goto error;
1033                         table = rcu_dereference(dp->table);
1034                 }
1035
1036                 /* Allocate flow. */
1037                 error = -ENOMEM;
1038                 flow = kmem_cache_alloc(flow_cache, GFP_KERNEL);
1039                 if (flow == NULL)
1040                         goto error;
1041                 flow->key = uf.flow.key;
1042                 spin_lock_init(&flow->lock);
1043                 clear_stats(flow);
1044
1045                 /* Obtain actions. */
1046                 acts = get_actions(&uf.flow);
1047                 error = PTR_ERR(acts);
1048                 if (IS_ERR(acts))
1049                         goto error_free_flow;
1050                 rcu_assign_pointer(flow->sf_acts, acts);
1051
1052                 /* Put flow in bucket. */
1053                 error = dp_table_insert(table, flow);
1054                 if (error)
1055                         goto error_free_flow_acts;
1056                 dp->n_flows++;
1057                 memset(&stats, 0, sizeof(struct odp_flow_stats));
1058         } else {
1059                 /* We found a matching flow. */
1060                 struct sw_flow_actions *old_acts, *new_acts;
1061                 unsigned long int flags;
1062
1063                 /* Bail out if we're not allowed to modify an existing flow. */
1064                 error = -EEXIST;
1065                 if (!(uf.flags & ODPPF_MODIFY))
1066                         goto error;
1067
1068                 /* Swap actions. */
1069                 new_acts = get_actions(&uf.flow);
1070                 error = PTR_ERR(new_acts);
1071                 if (IS_ERR(new_acts))
1072                         goto error;
1073                 old_acts = rcu_dereference(flow->sf_acts);
1074                 if (old_acts->n_actions != new_acts->n_actions ||
1075                     memcmp(old_acts->actions, new_acts->actions,
1076                            sizeof(union odp_action) * old_acts->n_actions)) {
1077                         rcu_assign_pointer(flow->sf_acts, new_acts);
1078                         flow_deferred_free_acts(old_acts);
1079                 } else {
1080                         kfree(new_acts);
1081                 }
1082
1083                 /* Fetch stats, then clear them if necessary. */
1084                 spin_lock_irqsave(&flow->lock, flags);
1085                 get_stats(flow, &stats);
1086                 if (uf.flags & ODPPF_ZERO_STATS)
1087                         clear_stats(flow);
1088                 spin_unlock_irqrestore(&flow->lock, flags);
1089         }
1090
1091         /* Copy stats to userspace. */
1092         if (__copy_to_user(&ufp->flow.stats, &stats,
1093                            sizeof(struct odp_flow_stats)))
1094                 return -EFAULT;
1095         return 0;
1096
1097 error_free_flow_acts:
1098         kfree(flow->sf_acts);
1099 error_free_flow:
1100         kmem_cache_free(flow_cache, flow);
1101 error:
1102         return error;
1103 }
1104
1105 static int put_actions(const struct sw_flow *flow, struct odp_flow __user *ufp)
1106 {
1107         union odp_action __user *actions;
1108         struct sw_flow_actions *sf_acts;
1109         u32 n_actions;
1110
1111         if (__get_user(actions, &ufp->actions) ||
1112             __get_user(n_actions, &ufp->n_actions))
1113                 return -EFAULT;
1114
1115         if (!n_actions)
1116                 return 0;
1117
1118         sf_acts = rcu_dereference(flow->sf_acts);
1119         if (__put_user(sf_acts->n_actions, &ufp->n_actions) ||
1120             (actions && copy_to_user(actions, sf_acts->actions,
1121                                      sizeof(union odp_action) *
1122                                      min(sf_acts->n_actions, n_actions))))
1123                 return -EFAULT;
1124
1125         return 0;
1126 }
1127
1128 static int answer_query(struct sw_flow *flow, u32 query_flags,
1129                         struct odp_flow __user *ufp)
1130 {
1131         struct odp_flow_stats stats;
1132         unsigned long int flags;
1133
1134         spin_lock_irqsave(&flow->lock, flags);
1135         get_stats(flow, &stats);
1136
1137         if (query_flags & ODPFF_ZERO_TCP_FLAGS) {
1138                 flow->tcp_flags = 0;
1139         }
1140         spin_unlock_irqrestore(&flow->lock, flags);
1141
1142         if (__copy_to_user(&ufp->stats, &stats, sizeof(struct odp_flow_stats)))
1143                 return -EFAULT;
1144         return put_actions(flow, ufp);
1145 }
1146
1147 static int del_flow(struct datapath *dp, struct odp_flow __user *ufp)
1148 {
1149         struct dp_table *table = rcu_dereference(dp->table);
1150         struct odp_flow uf;
1151         struct sw_flow *flow;
1152         int error;
1153
1154         error = -EFAULT;
1155         if (copy_from_user(&uf, ufp, sizeof uf))
1156                 goto error;
1157         memset(uf.key.reserved, 0, sizeof uf.key.reserved);
1158
1159         flow = dp_table_lookup(table, &uf.key);
1160         error = -ENOENT;
1161         if (!flow)
1162                 goto error;
1163
1164         /* XXX redundant lookup */
1165         error = dp_table_delete(table, flow);
1166         if (error)
1167                 goto error;
1168
1169         /* XXX These statistics might lose a few packets, since other CPUs can
1170          * be using this flow.  We used to synchronize_rcu() to make sure that
1171          * we get completely accurate stats, but that blows our performance,
1172          * badly. */
1173         dp->n_flows--;
1174         error = answer_query(flow, 0, ufp);
1175         flow_deferred_free(flow);
1176
1177 error:
1178         return error;
1179 }
1180
1181 static int query_flows(struct datapath *dp, const struct odp_flowvec *flowvec)
1182 {
1183         struct dp_table *table = rcu_dereference(dp->table);
1184         int i;
1185         for (i = 0; i < flowvec->n_flows; i++) {
1186                 struct __user odp_flow *ufp = &flowvec->flows[i];
1187                 struct odp_flow uf;
1188                 struct sw_flow *flow;
1189                 int error;
1190
1191                 if (__copy_from_user(&uf, ufp, sizeof uf))
1192                         return -EFAULT;
1193                 memset(uf.key.reserved, 0, sizeof uf.key.reserved);
1194
1195                 flow = dp_table_lookup(table, &uf.key);
1196                 if (!flow)
1197                         error = __put_user(ENOENT, &ufp->stats.error);
1198                 else
1199                         error = answer_query(flow, uf.flags, ufp);
1200                 if (error)
1201                         return -EFAULT;
1202         }
1203         return flowvec->n_flows;
1204 }
1205
1206 struct list_flows_cbdata {
1207         struct odp_flow __user *uflows;
1208         int n_flows;
1209         int listed_flows;
1210 };
1211
1212 static int list_flow(struct sw_flow *flow, void *cbdata_)
1213 {
1214         struct list_flows_cbdata *cbdata = cbdata_;
1215         struct odp_flow __user *ufp = &cbdata->uflows[cbdata->listed_flows++];
1216         int error;
1217
1218         if (__copy_to_user(&ufp->key, &flow->key, sizeof flow->key))
1219                 return -EFAULT;
1220         error = answer_query(flow, 0, ufp);
1221         if (error)
1222                 return error;
1223
1224         if (cbdata->listed_flows >= cbdata->n_flows)
1225                 return cbdata->listed_flows;
1226         return 0;
1227 }
1228
1229 static int list_flows(struct datapath *dp, const struct odp_flowvec *flowvec)
1230 {
1231         struct list_flows_cbdata cbdata;
1232         int error;
1233
1234         if (!flowvec->n_flows)
1235                 return 0;
1236
1237         cbdata.uflows = flowvec->flows;
1238         cbdata.n_flows = flowvec->n_flows;
1239         cbdata.listed_flows = 0;
1240         error = dp_table_foreach(rcu_dereference(dp->table),
1241                                  list_flow, &cbdata);
1242         return error ? error : cbdata.listed_flows;
1243 }
1244
1245 static int do_flowvec_ioctl(struct datapath *dp, unsigned long argp,
1246                             int (*function)(struct datapath *,
1247                                             const struct odp_flowvec *))
1248 {
1249         struct odp_flowvec __user *uflowvec;
1250         struct odp_flowvec flowvec;
1251         int retval;
1252
1253         uflowvec = (struct odp_flowvec __user *)argp;
1254         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uflowvec, sizeof *uflowvec) ||
1255             copy_from_user(&flowvec, uflowvec, sizeof flowvec))
1256                 return -EFAULT;
1257
1258         if (flowvec.n_flows > INT_MAX / sizeof(struct odp_flow))
1259                 return -EINVAL;
1260
1261         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, flowvec.flows,
1262                        flowvec.n_flows * sizeof(struct odp_flow)))
1263                 return -EFAULT;
1264
1265         retval = function(dp, &flowvec);
1266         return (retval < 0 ? retval
1267                 : retval == flowvec.n_flows ? 0
1268                 : __put_user(retval, &uflowvec->n_flows));
1269 }
1270
1271 static int do_execute(struct datapath *dp, const struct odp_execute *executep)
1272 {
1273         struct odp_execute execute;
1274         struct odp_flow_key key;
1275         struct sk_buff *skb;
1276         struct sw_flow_actions *actions;
1277         struct ethhdr *eth;
1278         int err;
1279
1280         err = -EFAULT;
1281         if (copy_from_user(&execute, executep, sizeof execute))
1282                 goto error;
1283
1284         err = -EINVAL;
1285         if (execute.length < ETH_HLEN || execute.length > 65535)
1286                 goto error;
1287
1288         err = -ENOMEM;
1289         actions = flow_actions_alloc(execute.n_actions);
1290         if (!actions)
1291                 goto error;
1292
1293         err = -EFAULT;
1294         if (copy_from_user(actions->actions, execute.actions,
1295                            execute.n_actions * sizeof *execute.actions))
1296                 goto error_free_actions;
1297
1298         err = validate_actions(actions);
1299         if (err)
1300                 goto error_free_actions;
1301
1302         err = -ENOMEM;
1303         skb = alloc_skb(execute.length, GFP_KERNEL);
1304         if (!skb)
1305                 goto error_free_actions;
1306
1307         if (execute.in_port < DP_MAX_PORTS) {
1308                 struct net_bridge_port *p = dp->ports[execute.in_port];
1309                 if (p)
1310                         skb->dev = p->dev;
1311         }
1312
1313         err = -EFAULT;
1314         if (copy_from_user(skb_put(skb, execute.length), execute.data,
1315                            execute.length))
1316                 goto error_free_skb;
1317
1318         skb_reset_mac_header(skb);
1319         eth = eth_hdr(skb);
1320
1321         /* Normally, setting the skb 'protocol' field would be handled by a
1322          * call to eth_type_trans(), but it assumes there's a sending
1323          * device, which we may not have. */
1324         if (ntohs(eth->h_proto) >= 1536)
1325                 skb->protocol = eth->h_proto;
1326         else
1327                 skb->protocol = htons(ETH_P_802_2);
1328
1329         flow_extract(skb, execute.in_port, &key);
1330         err = execute_actions(dp, skb, &key, actions->actions,
1331                               actions->n_actions, GFP_KERNEL);
1332         kfree(actions);
1333         return err;
1334
1335 error_free_skb:
1336         kfree_skb(skb);
1337 error_free_actions:
1338         kfree(actions);
1339 error:
1340         return err;
1341 }
1342
1343 static int get_dp_stats(struct datapath *dp, struct odp_stats __user *statsp)
1344 {
1345         struct odp_stats stats;
1346         int i;
1347
1348         stats.n_flows = dp->n_flows;
1349         stats.cur_capacity = rcu_dereference(dp->table)->n_buckets;
1350         stats.max_capacity = DP_MAX_BUCKETS;
1351         stats.n_ports = dp->n_ports;
1352         stats.max_ports = DP_MAX_PORTS;
1353         stats.max_groups = DP_MAX_GROUPS;
1354         stats.n_frags = stats.n_hit = stats.n_missed = stats.n_lost = 0;
1355         for_each_possible_cpu(i) {
1356                 const struct dp_stats_percpu *s;
1357                 s = percpu_ptr(dp->stats_percpu, i);
1358                 stats.n_frags += s->n_frags;
1359                 stats.n_hit += s->n_hit;
1360                 stats.n_missed += s->n_missed;
1361                 stats.n_lost += s->n_lost;
1362         }
1363         stats.max_miss_queue = DP_MAX_QUEUE_LEN;
1364         stats.max_action_queue = DP_MAX_QUEUE_LEN;
1365         return copy_to_user(statsp, &stats, sizeof stats) ? -EFAULT : 0;
1366 }
1367
1368 /* MTU of the dp pseudo-device: ETH_DATA_LEN or the minimum of the ports */
1369 int dp_min_mtu(const struct datapath *dp)
1370 {
1371         struct net_bridge_port *p;
1372         int mtu = 0;
1373
1374         ASSERT_RTNL();
1375
1376         list_for_each_entry_rcu (p, &dp->port_list, node) {
1377                 struct net_device *dev = p->dev;
1378
1379                 /* Skip any internal ports, since that's what we're trying to
1380                  * set. */
1381                 if (is_dp_dev(dev))
1382                         continue;
1383
1384                 if (!mtu || dev->mtu < mtu)
1385                         mtu = dev->mtu;
1386         }
1387
1388         return mtu ? mtu : ETH_DATA_LEN;
1389 }
1390
1391 /* Sets the MTU of all datapath devices to the minimum of the ports. 'dev'
1392  * is the device whose MTU may have changed.  Must be called with RTNL lock
1393  * and dp_mutex. */
1394 void set_dp_devs_mtu(const struct datapath *dp, struct net_device *dev)
1395 {
1396         struct net_bridge_port *p;
1397         int mtu;
1398
1399         ASSERT_RTNL();
1400
1401         if (is_dp_dev(dev))
1402                 return;
1403
1404         mtu = dp_min_mtu(dp);
1405
1406         list_for_each_entry_rcu (p, &dp->port_list, node) {
1407                 struct net_device *br_dev = p->dev;
1408
1409                 if (is_dp_dev(br_dev))
1410                         dev_set_mtu(br_dev, mtu);
1411         }
1412 }
1413
1414 static int
1415 put_port(const struct net_bridge_port *p, struct odp_port __user *uop)
1416 {
1417         struct odp_port op;
1418         memset(&op, 0, sizeof op);
1419         strncpy(op.devname, p->dev->name, sizeof op.devname);
1420         op.port = p->port_no;
1421         op.flags = is_dp_dev(p->dev) ? ODP_PORT_INTERNAL : 0;
1422         return copy_to_user(uop, &op, sizeof op) ? -EFAULT : 0;
1423 }
1424
1425 static int
1426 query_port(struct datapath *dp, struct odp_port __user *uport)
1427 {
1428         struct odp_port port;
1429
1430         if (copy_from_user(&port, uport, sizeof port))
1431                 return -EFAULT;
1432         if (port.devname[0]) {
1433                 struct net_bridge_port *p;
1434                 struct net_device *dev;
1435                 int err;
1436
1437                 port.devname[IFNAMSIZ - 1] = '\0';
1438
1439                 dev = dev_get_by_name(&init_net, port.devname);
1440                 if (!dev)
1441                         return -ENODEV;
1442
1443                 p = dev->br_port;
1444                 if (!p && is_dp_dev(dev)) {
1445                         struct dp_dev *dp_dev = dp_dev_priv(dev);
1446                         if (dp_dev->dp == dp)
1447                                 p = dp->ports[dp_dev->port_no];
1448                 }
1449                 err = p && p->dp == dp ? put_port(p, uport) : -ENOENT;
1450                 dev_put(dev);
1451
1452                 return err;
1453         } else {
1454                 if (port.port >= DP_MAX_PORTS)
1455                         return -EINVAL;
1456                 if (!dp->ports[port.port])
1457                         return -ENOENT;
1458                 return put_port(dp->ports[port.port], uport);
1459         }
1460 }
1461
1462 static int
1463 list_ports(struct datapath *dp, struct odp_portvec __user *pvp)
1464 {
1465         struct odp_portvec pv;
1466         struct net_bridge_port *p;
1467         int idx;
1468
1469         if (copy_from_user(&pv, pvp, sizeof pv))
1470                 return -EFAULT;
1471
1472         idx = 0;
1473         if (pv.n_ports) {
1474                 list_for_each_entry_rcu (p, &dp->port_list, node) {
1475                         if (put_port(p, &pv.ports[idx]))
1476                                 return -EFAULT;
1477                         if (idx++ >= pv.n_ports)
1478                                 break;
1479                 }
1480         }
1481         return put_user(dp->n_ports, &pvp->n_ports);
1482 }
1483
1484 /* RCU callback for freeing a dp_port_group */
1485 static void free_port_group(struct rcu_head *rcu)
1486 {
1487         struct dp_port_group *g = container_of(rcu, struct dp_port_group, rcu);
1488         kfree(g);
1489 }
1490
1491 static int
1492 set_port_group(struct datapath *dp, const struct odp_port_group __user *upg)
1493 {
1494         struct odp_port_group pg;
1495         struct dp_port_group *new_group, *old_group;
1496         int error;
1497
1498         error = -EFAULT;
1499         if (copy_from_user(&pg, upg, sizeof pg))
1500                 goto error;
1501
1502         error = -EINVAL;
1503         if (pg.n_ports > DP_MAX_PORTS || pg.group >= DP_MAX_GROUPS)
1504                 goto error;
1505
1506         error = -ENOMEM;
1507         new_group = kmalloc(sizeof *new_group + sizeof(u16) * pg.n_ports,
1508                             GFP_KERNEL);
1509         if (!new_group)
1510                 goto error;
1511
1512         new_group->n_ports = pg.n_ports;
1513         error = -EFAULT;
1514         if (copy_from_user(new_group->ports, pg.ports,
1515                            sizeof(u16) * pg.n_ports))
1516                 goto error_free;
1517
1518         old_group = rcu_dereference(dp->groups[pg.group]);
1519         rcu_assign_pointer(dp->groups[pg.group], new_group);
1520         if (old_group)
1521                 call_rcu(&old_group->rcu, free_port_group);
1522         return 0;
1523
1524 error_free:
1525         kfree(new_group);
1526 error:
1527         return error;
1528 }
1529
1530 static int
1531 get_port_group(struct datapath *dp, struct odp_port_group *upg)
1532 {
1533         struct odp_port_group pg;
1534         struct dp_port_group *g;
1535         u16 n_copy;
1536
1537         if (copy_from_user(&pg, upg, sizeof pg))
1538                 return -EFAULT;
1539
1540         if (pg.group >= DP_MAX_GROUPS)
1541                 return -EINVAL;
1542
1543         g = dp->groups[pg.group];
1544         n_copy = g ? min_t(int, g->n_ports, pg.n_ports) : 0;
1545         if (n_copy && copy_to_user(pg.ports, g->ports, n_copy * sizeof(u16)))
1546                 return -EFAULT;
1547
1548         if (put_user(g ? g->n_ports : 0, &upg->n_ports))
1549                 return -EFAULT;
1550
1551         return 0;
1552 }
1553
1554 static int get_listen_mask(const struct file *f)
1555 {
1556         return (long)f->private_data;
1557 }
1558
1559 static void set_listen_mask(struct file *f, int listen_mask)
1560 {
1561         f->private_data = (void*)(long)listen_mask;
1562 }
1563
1564 static long openvswitch_ioctl(struct file *f, unsigned int cmd,
1565                            unsigned long argp)
1566 {
1567         int dp_idx = iminor(f->f_dentry->d_inode);
1568         struct datapath *dp;
1569         int drop_frags, listeners, port_no;
1570         unsigned int sflow_probability;
1571         int err;
1572
1573         /* Handle commands with special locking requirements up front. */
1574         switch (cmd) {
1575         case ODP_DP_CREATE:
1576                 err = create_dp(dp_idx, (char __user *)argp);
1577                 goto exit;
1578
1579         case ODP_DP_DESTROY:
1580                 err = destroy_dp(dp_idx);
1581                 goto exit;
1582
1583         case ODP_PORT_ADD:
1584                 err = add_port(dp_idx, (struct odp_port __user *)argp);
1585                 goto exit;
1586
1587         case ODP_PORT_DEL:
1588                 err = get_user(port_no, (int __user *)argp);
1589                 if (!err)
1590                         err = del_port(dp_idx, port_no);
1591                 goto exit;
1592         }
1593
1594         dp = get_dp_locked(dp_idx);
1595         err = -ENODEV;
1596         if (!dp)
1597                 goto exit;
1598
1599         switch (cmd) {
1600         case ODP_DP_STATS:
1601                 err = get_dp_stats(dp, (struct odp_stats __user *)argp);
1602                 break;
1603
1604         case ODP_GET_DROP_FRAGS:
1605                 err = put_user(dp->drop_frags, (int __user *)argp);
1606                 break;
1607
1608         case ODP_SET_DROP_FRAGS:
1609                 err = get_user(drop_frags, (int __user *)argp);
1610                 if (err)
1611                         break;
1612                 err = -EINVAL;
1613                 if (drop_frags != 0 && drop_frags != 1)
1614                         break;
1615                 dp->drop_frags = drop_frags;
1616                 err = 0;
1617                 break;
1618
1619         case ODP_GET_LISTEN_MASK:
1620                 err = put_user(get_listen_mask(f), (int __user *)argp);
1621                 break;
1622
1623         case ODP_SET_LISTEN_MASK:
1624                 err = get_user(listeners, (int __user *)argp);
1625                 if (err)
1626                         break;
1627                 err = -EINVAL;
1628                 if (listeners & ~ODPL_ALL)
1629                         break;
1630                 err = 0;
1631                 set_listen_mask(f, listeners);
1632                 break;
1633
1634         case ODP_GET_SFLOW_PROBABILITY:
1635                 err = put_user(dp->sflow_probability, (unsigned int __user *)argp);
1636                 break;
1637
1638         case ODP_SET_SFLOW_PROBABILITY:
1639                 err = get_user(sflow_probability, (unsigned int __user *)argp);
1640                 if (!err)
1641                         dp->sflow_probability = sflow_probability;
1642                 break;
1643
1644         case ODP_PORT_QUERY:
1645                 err = query_port(dp, (struct odp_port __user *)argp);
1646                 break;
1647
1648         case ODP_PORT_LIST:
1649                 err = list_ports(dp, (struct odp_portvec __user *)argp);
1650                 break;
1651
1652         case ODP_PORT_GROUP_SET:
1653                 err = set_port_group(dp, (struct odp_port_group __user *)argp);
1654                 break;
1655
1656         case ODP_PORT_GROUP_GET:
1657                 err = get_port_group(dp, (struct odp_port_group __user *)argp);
1658                 break;
1659
1660         case ODP_FLOW_FLUSH:
1661                 err = flush_flows(dp);
1662                 break;
1663
1664         case ODP_FLOW_PUT:
1665                 err = put_flow(dp, (struct odp_flow_put __user *)argp);
1666                 break;
1667
1668         case ODP_FLOW_DEL:
1669                 err = del_flow(dp, (struct odp_flow __user *)argp);
1670                 break;
1671
1672         case ODP_FLOW_GET:
1673                 err = do_flowvec_ioctl(dp, argp, query_flows);
1674                 break;
1675
1676         case ODP_FLOW_LIST:
1677                 err = do_flowvec_ioctl(dp, argp, list_flows);
1678                 break;
1679
1680         case ODP_EXECUTE:
1681                 err = do_execute(dp, (struct odp_execute __user *)argp);
1682                 break;
1683
1684         default:
1685                 err = -ENOIOCTLCMD;
1686                 break;
1687         }
1688         mutex_unlock(&dp->mutex);
1689 exit:
1690         return err;
1691 }
1692
1693 static int dp_has_packet_of_interest(struct datapath *dp, int listeners)
1694 {
1695         int i;
1696         for (i = 0; i < DP_N_QUEUES; i++) {
1697                 if (listeners & (1 << i) && !skb_queue_empty(&dp->queues[i]))
1698                         return 1;
1699         }
1700         return 0;
1701 }
1702
1703 ssize_t openvswitch_read(struct file *f, char __user *buf, size_t nbytes,
1704                       loff_t *ppos)
1705 {
1706         /* XXX is there sufficient synchronization here? */
1707         int listeners = get_listen_mask(f);
1708         int dp_idx = iminor(f->f_dentry->d_inode);
1709         struct datapath *dp = get_dp(dp_idx);
1710         struct sk_buff *skb;
1711         struct iovec __user iov;
1712         size_t copy_bytes;
1713         int retval;
1714
1715         if (!dp)
1716                 return -ENODEV;
1717
1718         if (nbytes == 0 || !listeners)
1719                 return 0;
1720
1721         for (;;) {
1722                 int i;
1723
1724                 for (i = 0; i < DP_N_QUEUES; i++) {
1725                         if (listeners & (1 << i)) {
1726                                 skb = skb_dequeue(&dp->queues[i]);
1727                                 if (skb)
1728                                         goto success;
1729                         }
1730                 }
1731
1732                 if (f->f_flags & O_NONBLOCK) {
1733                         retval = -EAGAIN;
1734                         goto error;
1735                 }
1736
1737                 wait_event_interruptible(dp->waitqueue,
1738                                          dp_has_packet_of_interest(dp,
1739                                                                    listeners));
1740
1741                 if (signal_pending(current)) {
1742                         retval = -ERESTARTSYS;
1743                         goto error;
1744                 }
1745         }
1746 success:
1747         copy_bytes = min_t(size_t, skb->len, nbytes);
1748         iov.iov_base = buf;
1749         iov.iov_len = copy_bytes;
1750         retval = skb_copy_datagram_iovec(skb, 0, &iov, iov.iov_len);
1751         if (!retval)
1752                 retval = copy_bytes;
1753         kfree_skb(skb);
1754
1755 error:
1756         return retval;
1757 }
1758
1759 static unsigned int openvswitch_poll(struct file *file, poll_table *wait)
1760 {
1761         /* XXX is there sufficient synchronization here? */
1762         int dp_idx = iminor(file->f_dentry->d_inode);
1763         struct datapath *dp = get_dp(dp_idx);
1764         unsigned int mask;
1765
1766         if (dp) {
1767                 mask = 0;
1768                 poll_wait(file, &dp->waitqueue, wait);
1769                 if (dp_has_packet_of_interest(dp, get_listen_mask(file)))
1770                         mask |= POLLIN | POLLRDNORM;
1771         } else {
1772                 mask = POLLIN | POLLRDNORM | POLLHUP;
1773         }
1774         return mask;
1775 }
1776
1777 struct file_operations openvswitch_fops = {
1778         /* XXX .aio_read = openvswitch_aio_read, */
1779         .read  = openvswitch_read,
1780         .poll  = openvswitch_poll,
1781         .unlocked_ioctl = openvswitch_ioctl,
1782         /* XXX .fasync = openvswitch_fasync, */
1783 };
1784
1785 static int major;
1786
1787 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(2,6,27)
1788 static struct llc_sap *dp_stp_sap;
1789
1790 static int dp_stp_rcv(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev,
1791                       struct packet_type *pt, struct net_device *orig_dev)
1792 {
1793         /* We don't really care about STP packets, we just listen for them for
1794          * mutual exclusion with the bridge module, so this just discards
1795          * them. */
1796         kfree_skb(skb);
1797         return 0;
1798 }
1799
1800 static int dp_avoid_bridge_init(void)
1801 {
1802         /* Register to receive STP packets because the bridge module also
1803          * attempts to do so.  Since there can only be a single listener for a
1804          * given protocol, this provides mutual exclusion against the bridge
1805          * module, preventing both of them from being loaded at the same
1806          * time. */
1807         dp_stp_sap = llc_sap_open(LLC_SAP_BSPAN, dp_stp_rcv);
1808         if (!dp_stp_sap) {
1809                 printk(KERN_ERR "openvswitch: can't register sap for STP (probably the bridge module is loaded)\n");
1810                 return -EADDRINUSE;
1811         }
1812         return 0;
1813 }
1814
1815 static void dp_avoid_bridge_exit(void)
1816 {
1817         llc_sap_put(dp_stp_sap);
1818 }
1819 #else  /* Linux 2.6.27 or later. */
1820 static int dp_avoid_bridge_init(void)
1821 {
1822         /* Linux 2.6.27 introduces a way for multiple clients to register for
1823          * STP packets, which interferes with what we try to do above.
1824          * Instead, just check whether there's a bridge hook defined.  This is
1825          * not as safe--the bridge module is willing to load over the top of
1826          * us--but it provides a little bit of protection. */
1827         if (br_handle_frame_hook) {
1828                 printk(KERN_ERR "openvswitch: bridge module is loaded, cannot load over it\n");
1829                 return -EADDRINUSE;
1830         }
1831         return 0;
1832 }
1833
1834 static void dp_avoid_bridge_exit(void)
1835 {
1836         /* Nothing to do. */
1837 }
1838 #endif  /* Linux 2.6.27 or later */
1839
1840 static int __init dp_init(void)
1841 {
1842         int err;
1843
1844         printk("Open vSwitch %s, built "__DATE__" "__TIME__"\n", VERSION BUILDNR);
1845
1846         err = dp_avoid_bridge_init();
1847         if (err)
1848                 return err;
1849
1850         err = flow_init();
1851         if (err)
1852                 goto error;
1853
1854         err = register_netdevice_notifier(&dp_device_notifier);
1855         if (err)
1856                 goto error_flow_exit;
1857
1858         major = register_chrdev(0, "openvswitch", &openvswitch_fops);
1859         if (err < 0)
1860                 goto error_unreg_notifier;
1861
1862         /* Hook into callback used by the bridge to intercept packets.
1863          * Parasites we are. */
1864         br_handle_frame_hook = dp_frame_hook;
1865
1866         return 0;
1867
1868 error_unreg_notifier:
1869         unregister_netdevice_notifier(&dp_device_notifier);
1870 error_flow_exit:
1871         flow_exit();
1872 error:
1873         return err;
1874 }
1875
1876 static void dp_cleanup(void)
1877 {
1878         rcu_barrier();
1879         unregister_chrdev(major, "openvswitch");
1880         unregister_netdevice_notifier(&dp_device_notifier);
1881         flow_exit();
1882         br_handle_frame_hook = NULL;
1883         dp_avoid_bridge_exit();
1884 }
1885
1886 module_init(dp_init);
1887 module_exit(dp_cleanup);
1888
1889 MODULE_DESCRIPTION("Open vSwitch switching datapath");
1890 MODULE_LICENSE("GPL");