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