lib/dpif-netdev.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2009 Nicira Networks.
   3  *
   4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   5  * you may not use this file except in compliance with the License.
   6  * You may obtain a copy of the License at:
   7  *
   8  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   9  *
  10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  13  * See the License for the specific language governing permissions and
  14  * limitations under the License.
  15  */
  16
  17 #include <config.h>
  18 #include "dpif.h"
  19
  20 #include <assert.h>
  21 #include <ctype.h>
  22 #include <errno.h>
  23 #include <fcntl.h>
  24 #include <inttypes.h>
  25 #include <net/if.h>
  26 #include <linux/rtnetlink.h>
  27 #include <linux/ethtool.h>
  28 #include <linux/sockios.h>
  29 #include <netinet/in.h>
  30 #include <stdlib.h>
  31 #include <string.h>
  32 #include <sys/ioctl.h>
  33 #include <sys/stat.h>
  34 #include <sys/sysmacros.h>
  35 #include <unistd.h>
  36
  37 #include "csum.h"
  38 #include "dpif-provider.h"
  39 #include "flow.h"
  40 #include "hmap.h"
  41 #include "list.h"
  42 #include "netdev.h"
  43 #include "odp-util.h"
  44 #include "ofp-print.h"
  45 #include "ofpbuf.h"
  46 #include "packets.h"
  47 #include "poll-loop.h"
  48 #include "queue.h"
  49 #include "timeval.h"
  50 #include "util.h"
  51
  52 #include "vlog.h"
  53 #define THIS_MODULE VLM_dpif_netdev
  54
  55 /* Configuration parameters. */
  56 enum { N_QUEUES = 2 };          /* Number of queues for dpif_recv(). */
  57 enum { MAX_QUEUE_LEN = 100 };   /* Maximum number of packets per queue. */
  58 enum { N_GROUPS = 16 };         /* Number of port groups. */
  59 enum { MAX_PORTS = 256 };       /* Maximum number of ports. */
  60 enum { MAX_FLOWS = 65536 };     /* Maximum number of flows in flow table. */
  61
  62 /* Enough headroom to add a vlan tag, plus an extra 2 bytes to allow IP
  63  * headers to be aligned on a 4-byte boundary.  */
  64 enum { DP_NETDEV_HEADROOM = 2 + VLAN_HEADER_LEN };
  65
  66 /* Datapath based on the network device interface from netdev.h. */
  67 struct dp_netdev {
  68     struct list node;
  69     int dp_idx;
  70     int open_cnt;
  71     bool deleted;
  72
  73     bool drop_frags;            /* Drop all IP fragments, if true. */
  74     struct ovs_queue queues[N_QUEUES]; /* Messages queued for dpif_recv(). */
  75     struct hmap flow_table;     /* Flow table. */
  76     struct odp_port_group groups[N_GROUPS];
  77
  78     /* Statistics. */
  79     long long int n_frags;      /* Number of dropped IP fragments. */
  80     long long int n_hit;        /* Number of flow table matches. */
  81     long long int n_missed;     /* Number of flow table misses. */
  82     long long int n_lost;       /* Number of misses not passed to client. */
  83
  84     /* Ports. */
  85     int n_ports;
  86     struct dp_netdev_port *ports[MAX_PORTS];
  87     struct list port_list;
  88     unsigned int serial;
  89 };
  90
  91 /* A port in a netdev-based datapath. */
  92 struct dp_netdev_port {
  93     int port_no;                /* Index into dp_netdev's 'ports'. */
  94     struct list node;           /* Element in dp_netdev's 'port_list'. */
  95     struct netdev *netdev;
  96     bool internal;              /* Internal port (as ODP_PORT_INTERNAL)? */
  97 };
  98
  99 /* A flow in dp_netdev's 'flow_table'. */
 100 struct dp_netdev_flow {
 101     struct hmap_node node;      /* Element in dp_netdev's 'flow_table'. */
 102     flow_t key;
 103
 104     /* Statistics. */
 105         struct timeval used;        /* Last used time, in milliseconds. */
 106         long long int packet_count; /* Number of packets matched. */
 107         long long int byte_count;   /* Number of bytes matched. */
 108         uint8_t ip_tos;             /* IP TOS value. */
 109         uint16_t tcp_ctl;           /* Bitwise-OR of seen tcp_ctl values. */
 110
 111     /* Actions. */
 112     union odp_action *actions;
 113     unsigned int n_actions;
 114 };
 115
 116 /* Interface to netdev-based datapath. */
 117 struct dpif_netdev {
 118     struct dpif dpif;
 119     struct dp_netdev *dp;
 120     int listen_mask;
 121     unsigned int dp_serial;
 122 };
 123
 124 /* All netdev-based datapaths. */
 125 static struct dp_netdev *dp_netdevs[256];
 126 struct list dp_netdev_list = LIST_INITIALIZER(&dp_netdev_list);
 127 enum { N_DP_NETDEVS = ARRAY_SIZE(dp_netdevs) };
 128
 129 /* Maximum port MTU seen so far. */
 130 static int max_mtu = ETH_PAYLOAD_MAX;
 131
 132 static int get_port_by_number(struct dp_netdev *, uint16_t port_no,
 133                               struct dp_netdev_port **portp);
 134 static int get_port_by_name(struct dp_netdev *, const char *devname,
 135                             struct dp_netdev_port **portp);
 136 static void dp_netdev_free(struct dp_netdev *);
 137 static void dp_netdev_flow_flush(struct dp_netdev *);
 138 static int do_add_port(struct dp_netdev *, const char *devname, uint16_t flags,
 139                        uint16_t port_no);
 140 static int do_del_port(struct dp_netdev *, uint16_t port_no);
 141 static int dp_netdev_output_control(struct dp_netdev *, const struct ofpbuf *,
 142                                     int queue_no, int port_no, uint32_t arg);
 143 static int dp_netdev_execute_actions(struct dp_netdev *,
 144                                      struct ofpbuf *, flow_t *,
 145                                      const union odp_action *, int n);
 146
 147 static struct dpif_netdev *
 148 dpif_netdev_cast(const struct dpif *dpif)
 149 {
 150     dpif_assert_class(dpif, &dpif_netdev_class);
 151     return CONTAINER_OF(dpif, struct dpif_netdev, dpif);
 152 }
 153
 154 static struct dp_netdev *
 155 get_dp_netdev(const struct dpif *dpif)
 156 {
 157     return dpif_netdev_cast(dpif)->dp;
 158 }
 159
 160 static int
 161 name_to_dp_idx(const char *name)
 162 {
 163     if (!strncmp(name, "dp", 2) && isdigit(name[2])) {
 164         int dp_idx = atoi(name + 2);
 165         if (dp_idx >= 0 && dp_idx < N_DP_NETDEVS) {
 166             return dp_idx;
 167         }
 168     }
 169     return -1;
 170 }
 171
 172 static struct dp_netdev *
 173 find_dp_netdev(const char *name)
 174 {
 175     int dp_idx;
 176     size_t i;
 177
 178     dp_idx = name_to_dp_idx(name);
 179     if (dp_idx >= 0) {
 180         return dp_netdevs[dp_idx];
 181     }
 182
 183     for (i = 0; i < N_DP_NETDEVS; i++) {
 184         struct dp_netdev *dp = dp_netdevs[i];
 185         if (dp) {
 186             struct dp_netdev_port *port;
 187             if (!get_port_by_name(dp, name, &port)) {
 188                 return dp;
 189             }
 190         }
 191     }
 192     return NULL;
 193 }
 194
 195 static struct dpif *
 196 create_dpif_netdev(struct dp_netdev *dp)
 197 {
 198     struct dpif_netdev *dpif;
 199     char *dpname;
 200
 201     dp->open_cnt++;
 202
 203     dpname = xasprintf("netdev:dp%d", dp->dp_idx);
 204     dpif = xmalloc(sizeof *dpif);
 205     dpif_init(&dpif->dpif, &dpif_netdev_class, dpname, dp->dp_idx, dp->dp_idx);
 206     dpif->dp = dp;
 207     dpif->listen_mask = 0;
 208     dpif->dp_serial = dp->serial;
 209     free(dpname);
 210
 211     return &dpif->dpif;
 212 }
 213
 214 static int
 215 create_dp_netdev(const char *name, int dp_idx, struct dpif **dpifp)
 216 {
 217     struct dp_netdev *dp;
 218     int error;
 219     int i;
 220
 221     if (dp_netdevs[dp_idx]) {
 222         return EBUSY;
 223     }
 224
 225     /* Create datapath. */
 226     dp_netdevs[dp_idx] = dp = xcalloc(1, sizeof *dp);
 227     list_push_back(&dp_netdev_list, &dp->node);
 228     dp->dp_idx = dp_idx;
 229     dp->open_cnt = 0;
 230     dp->drop_frags = false;
 231     for (i = 0; i < N_QUEUES; i++) {
 232         queue_init(&dp->queues[i]);
 233     }
 234     hmap_init(&dp->flow_table);
 235     for (i = 0; i < N_GROUPS; i++) {
 236         dp->groups[i].ports = NULL;
 237         dp->groups[i].n_ports = 0;
 238         dp->groups[i].group = i;
 239     }
 240     list_init(&dp->port_list);
 241     error = do_add_port(dp, name, ODP_PORT_INTERNAL, ODPP_LOCAL);
 242     if (error) {
 243         dp_netdev_free(dp);
 244         return error;
 245     }
 246
 247     *dpifp = create_dpif_netdev(dp);
 248     return 0;
 249 }
 250
 251 static int
 252 dpif_netdev_open(const char *name UNUSED, char *suffix, bool create,
 253                  struct dpif **dpifp)
 254 {
 255     if (create) {
 256         if (find_dp_netdev(suffix)) {
 257             return EEXIST;
 258         } else {
 259             int dp_idx = name_to_dp_idx(suffix);
 260             if (dp_idx >= 0) {
 261                 return create_dp_netdev(suffix, dp_idx, dpifp);
 262             } else {
 263                 /* Scan for unused dp_idx number. */
 264                 for (dp_idx = 0; dp_idx < N_DP_NETDEVS; dp_idx++) {
 265                     int error = create_dp_netdev(suffix, dp_idx, dpifp);
 266                     if (error != EBUSY) {
 267                         return error;
 268                     }
 269                 }
 270
 271                 /* All datapath numbers in use. */
 272                 return ENOBUFS;
 273             }
 274         }
 275     } else {
 276         struct dp_netdev *dp = find_dp_netdev(suffix);
 277         if (dp) {
 278             *dpifp = create_dpif_netdev(dp);
 279             return 0;
 280         } else {
 281             return ENODEV;
 282         }
 283     }
 284 }
 285
 286 static void
 287 dp_netdev_free(struct dp_netdev *dp)
 288 {
 289     int i;
 290
 291     dp_netdev_flow_flush(dp);
 292     while (dp->n_ports > 0) {
 293         struct dp_netdev_port *port = CONTAINER_OF(
 294             dp->port_list.next, struct dp_netdev_port, node);
 295         do_del_port(dp, port->port_no);
 296     }
 297     for (i = 0; i < N_QUEUES; i++) {
 298         queue_destroy(&dp->queues[i]);
 299     }
 300     hmap_destroy(&dp->flow_table);
 301     for (i = 0; i < N_GROUPS; i++) {
 302         free(dp->groups[i].ports);
 303     }
 304     dp_netdevs[dp->dp_idx] = NULL;
 305     list_remove(&dp->node);
 306     free(dp);
 307 }
 308
 309 static void
 310 dpif_netdev_close(struct dpif *dpif)
 311 {
 312     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 313     assert(dp->open_cnt > 0);
 314     if (--dp->open_cnt == 0 && dp->deleted) {
 315         dp_netdev_free(dp);
 316     }
 317     free(dpif);
 318 }
 319
 320 static int
 321 dpif_netdev_delete(struct dpif *dpif)
 322 {
 323     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 324     dp->deleted = true;
 325     return 0;
 326 }
 327
 328 static int
 329 dpif_netdev_get_stats(const struct dpif *dpif, struct odp_stats *stats)
 330 {
 331     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 332     memset(stats, 0, sizeof *stats);
 333     stats->n_flows = hmap_count(&dp->flow_table);
 334     stats->cur_capacity = hmap_capacity(&dp->flow_table);
 335     stats->max_capacity = MAX_FLOWS;
 336     stats->n_ports = dp->n_ports;
 337     stats->max_ports = MAX_PORTS;
 338     stats->max_groups = N_GROUPS;
 339     stats->n_frags = dp->n_frags;
 340     stats->n_hit = dp->n_hit;
 341     stats->n_missed = dp->n_missed;
 342     stats->n_lost = dp->n_lost;
 343     stats->max_miss_queue = MAX_QUEUE_LEN;
 344     stats->max_action_queue = MAX_QUEUE_LEN;
 345     return 0;
 346 }
 347
 348 static int
 349 dpif_netdev_get_drop_frags(const struct dpif *dpif, bool *drop_fragsp)
 350 {
 351     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 352     *drop_fragsp = dp->drop_frags;
 353     return 0;
 354 }
 355
 356 static int
 357 dpif_netdev_set_drop_frags(struct dpif *dpif, bool drop_frags)
 358 {
 359     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 360     dp->drop_frags = drop_frags;
 361     return 0;
 362 }
 363
 364 static int
 365 do_add_port(struct dp_netdev *dp, const char *devname, uint16_t flags,
 366             uint16_t port_no)
 367 {
 368     bool internal = (flags & ODP_PORT_INTERNAL) != 0;
 369     struct dp_netdev_port *port;
 370     struct netdev *netdev;
 371     int mtu;
 372     int error;
 373
 374     /* XXX reject devices already in some dp_netdev. */
 375
 376     /* Open and validate network device. */
 377     if (!internal) {
 378         error = netdev_open(devname, NETDEV_ETH_TYPE_ANY, &netdev);
 379     } else {
 380         error = netdev_open_tap(devname, &netdev);
 381     }
 382     if (error) {
 383         return error;
 384     }
 385     /* XXX reject loopback devices */
 386     /* XXX reject non-Ethernet devices */
 387
 388     error = netdev_turn_flags_on(netdev, NETDEV_PROMISC, false);
 389     if (error) {
 390         netdev_close(netdev);
 391         return error;
 392     }
 393
 394     port = xmalloc(sizeof *port);
 395     port->port_no = port_no;
 396     port->netdev = netdev;
 397     port->internal = internal;
 398
 399     netdev_get_mtu(netdev, &mtu);
 400     if (mtu > max_mtu) {
 401         max_mtu = mtu;
 402     }
 403
 404     list_push_back(&dp->port_list, &port->node);
 405     dp->ports[port_no] = port;
 406     dp->n_ports++;
 407     dp->serial++;
 408
 409     return 0;
 410 }
 411
 412 static int
 413 dpif_netdev_port_add(struct dpif *dpif, const char *devname, uint16_t flags,
 414                      uint16_t *port_nop)
 415 {
 416     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 417     int port_no;
 418
 419     for (port_no = 0; port_no < MAX_PORTS; port_no++) {
 420         if (!dp->ports[port_no]) {
 421             *port_nop = port_no;
 422             return do_add_port(dp, devname, flags, port_no);
 423         }
 424     }
 425     return EXFULL;
 426 }
 427
 428 static int
 429 dpif_netdev_port_del(struct dpif *dpif, uint16_t port_no)
 430 {
 431     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 432     return port_no == ODPP_LOCAL ? EINVAL : do_del_port(dp, port_no);
 433 }
 434
 435 static bool
 436 is_valid_port_number(uint16_t port_no)
 437 {
 438     return port_no < MAX_PORTS;
 439 }
 440
 441 static int
 442 get_port_by_number(struct dp_netdev *dp,
 443                    uint16_t port_no, struct dp_netdev_port **portp)
 444 {
 445     if (!is_valid_port_number(port_no)) {
 446         *portp = NULL;
 447         return EINVAL;
 448     } else {
 449         *portp = dp->ports[port_no];
 450         return *portp ? 0 : ENOENT;
 451     }
 452 }
 453
 454 static int
 455 get_port_by_name(struct dp_netdev *dp,
 456                  const char *devname, struct dp_netdev_port **portp)
 457 {
 458     struct dp_netdev_port *port;
 459
 460     LIST_FOR_EACH (port, struct dp_netdev_port, node, &dp->port_list) {
 461         if (!strcmp(netdev_get_name(port->netdev), devname)) {
 462             *portp = port;
 463             return 0;
 464         }
 465     }
 466     return ENOENT;
 467 }
 468
 469 static int
 470 do_del_port(struct dp_netdev *dp, uint16_t port_no)
 471 {
 472     struct dp_netdev_port *port;
 473     int error;
 474
 475     error = get_port_by_number(dp, port_no, &port);
 476     if (error) {
 477         return error;
 478     }
 479
 480     list_remove(&port->node);
 481     dp->ports[port->port_no] = NULL;
 482     dp->n_ports--;
 483     dp->serial++;
 484
 485     netdev_close(port->netdev);
 486     free(port);
 487
 488     return 0;
 489 }
 490
 491 static void
 492 answer_port_query(const struct dp_netdev_port *port, struct odp_port *odp_port)
 493 {
 494     memset(odp_port, 0, sizeof *odp_port);
 495     ovs_strlcpy(odp_port->devname, netdev_get_name(port->netdev),
 496                 sizeof odp_port->devname);
 497     odp_port->port = port->port_no;
 498     odp_port->flags = port->internal ? ODP_PORT_INTERNAL : 0;
 499 }
 500
 501 static int
 502 dpif_netdev_port_query_by_number(const struct dpif *dpif, uint16_t port_no,
 503                                  struct odp_port *odp_port)
 504 {
 505     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 506     struct dp_netdev_port *port;
 507     int error;
 508
 509     error = get_port_by_number(dp, port_no, &port);
 510     if (!error) {
 511         answer_port_query(port, odp_port);
 512     }
 513     return error;
 514 }
 515
 516 static int
 517 dpif_netdev_port_query_by_name(const struct dpif *dpif, const char *devname,
 518                                struct odp_port *odp_port)
 519 {
 520     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 521     struct dp_netdev_port *port;
 522     int error;
 523
 524     error = get_port_by_name(dp, devname, &port);
 525     if (!error) {
 526         answer_port_query(port, odp_port);
 527     }
 528     return error;
 529 }
 530
 531 static void
 532 dp_netdev_free_flow(struct dp_netdev *dp, struct dp_netdev_flow *flow)
 533 {
 534     hmap_remove(&dp->flow_table, &flow->node);
 535     free(flow->actions);
 536     free(flow);
 537 }
 538
 539 static void
 540 dp_netdev_flow_flush(struct dp_netdev *dp)
 541 {
 542     struct dp_netdev_flow *flow, *next;
 543
 544     HMAP_FOR_EACH_SAFE (flow, next, struct dp_netdev_flow, node,
 545                         &dp->flow_table) {
 546         dp_netdev_free_flow(dp, flow);
 547     }
 548 }
 549
 550 static int
 551 dpif_netdev_flow_flush(struct dpif *dpif)
 552 {
 553     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 554     dp_netdev_flow_flush(dp);
 555     return 0;
 556 }
 557
 558 static int
 559 dpif_netdev_port_list(const struct dpif *dpif, struct odp_port *ports, int n)
 560 {
 561     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 562     struct dp_netdev_port *port;
 563     int i;
 564
 565     i = 0;
 566     LIST_FOR_EACH (port, struct dp_netdev_port, node, &dp->port_list) {
 567         struct odp_port *odp_port = &ports[i];
 568         if (i >= n) {
 569             break;
 570         }
 571         answer_port_query(port, odp_port);
 572         i++;
 573     }
 574     return dp->n_ports;
 575 }
 576
 577 static int
 578 dpif_netdev_port_poll(const struct dpif *dpif_, char **devnamep UNUSED)
 579 {
 580     struct dpif_netdev *dpif = dpif_netdev_cast(dpif_);
 581     if (dpif->dp_serial != dpif->dp->serial) {
 582         dpif->dp_serial = dpif->dp->serial;
 583         return ENOBUFS;
 584     } else {
 585         return EAGAIN;
 586     }
 587 }
 588
 589 static void
 590 dpif_netdev_port_poll_wait(const struct dpif *dpif_)
 591 {
 592     struct dpif_netdev *dpif = dpif_netdev_cast(dpif_);
 593     if (dpif->dp_serial != dpif->dp->serial) {
 594         poll_immediate_wake();
 595     }
 596 }
 597
 598 static int
 599 get_port_group(const struct dpif *dpif, int group_no,
 600                struct odp_port_group **groupp)
 601 {
 602     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 603
 604     if (group_no >= 0 && group_no < N_GROUPS) {
 605         *groupp = &dp->groups[group_no];
 606         return 0;
 607     } else {
 608         *groupp = NULL;
 609         return EINVAL;
 610     }
 611 }
 612
 613 static int
 614 dpif_netdev_port_group_get(const struct dpif *dpif, int group_no,
 615                            uint16_t ports[], int n)
 616 {
 617     struct odp_port_group *group;
 618     int error;
 619
 620     if (n < 0) {
 621         return -EINVAL;
 622     }
 623
 624     error = get_port_group(dpif, group_no, &group);
 625     if (!error) {
 626         memcpy(ports, group->ports, MIN(n, group->n_ports) * sizeof *ports);
 627         return group->n_ports;
 628     } else {
 629         return -error;
 630     }
 631 }
 632
 633 static int
 634 dpif_netdev_port_group_set(struct dpif *dpif, int group_no,
 635                            const uint16_t ports[], int n)
 636 {
 637     struct odp_port_group *group;
 638     int error;
 639
 640     if (n < 0 || n > MAX_PORTS) {
 641         return EINVAL;
 642     }
 643
 644     error = get_port_group(dpif, group_no, &group);
 645     if (!error) {
 646         free(group->ports);
 647         group->ports = xmemdup(ports, n * sizeof *group->ports);
 648         group->n_ports = n;
 649         group->group = group_no;
 650     }
 651     return error;
 652 }
 653
 654 static struct dp_netdev_flow *
 655 dp_netdev_lookup_flow(const struct dp_netdev *dp, const flow_t *key)
 656 {
 657     struct dp_netdev_flow *flow;
 658
 659     assert(key->reserved == 0);
 660     HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (flow, struct dp_netdev_flow, node,
 661                              flow_hash(key, 0), &dp->flow_table) {
 662         if (flow_equal(&flow->key, key)) {
 663             return flow;
 664         }
 665     }
 666     return NULL;
 667 }
 668
 669 static void
 670 answer_flow_query(const struct dp_netdev_flow *flow,
 671                   struct odp_flow *odp_flow)
 672 {
 673     if (flow) {
 674         odp_flow->key = flow->key;
 675         odp_flow->stats.n_packets = flow->packet_count;
 676         odp_flow->stats.n_bytes = flow->byte_count;
 677         odp_flow->stats.used_sec = flow->used.tv_sec;
 678         odp_flow->stats.used_nsec = flow->used.tv_usec * 1000;
 679         odp_flow->stats.tcp_flags = TCP_FLAGS(flow->tcp_ctl);
 680         odp_flow->stats.ip_tos = flow->ip_tos;
 681         odp_flow->stats.error = 0;
 682         if (odp_flow->n_actions > 0) {
 683             unsigned int n = MIN(odp_flow->n_actions, flow->n_actions);
 684             memcpy(odp_flow->actions, flow->actions,
 685                    n * sizeof *odp_flow->actions);
 686             odp_flow->n_actions = flow->n_actions;
 687         }
 688     } else {
 689         odp_flow->stats.error = ENOENT;
 690     }
 691 }
 692
 693 static int
 694 dpif_netdev_flow_get(const struct dpif *dpif, struct odp_flow flows[], int n)
 695 {
 696     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 697     int i;
 698
 699     for (i = 0; i < n; i++) {
 700         struct odp_flow *odp_flow = &flows[i];
 701         answer_flow_query(dp_netdev_lookup_flow(dp, &odp_flow->key), odp_flow);
 702     }
 703     return 0;
 704 }
 705
 706 static int
 707 dpif_netdev_validate_actions(const union odp_action *actions, int n_actions,
 708                              bool *mutates)
 709 {
 710         unsigned int i;
 711
 712     *mutates = false;
 713         for (i = 0; i < n_actions; i++) {
 714                 const union odp_action *a = &actions[i];
 715                 switch (a->type) {
 716                 case ODPAT_OUTPUT:
 717                         if (a->output.port >= MAX_PORTS) {
 718                                 return EINVAL;
 719             }
 720                         break;
 721
 722                 case ODPAT_OUTPUT_GROUP:
 723             *mutates = true;
 724                         if (a->output_group.group >= N_GROUPS) {
 725                                 return EINVAL;
 726             }
 727                         break;
 728
 729         case ODPAT_CONTROLLER:
 730             break;
 731
 732                 case ODPAT_SET_VLAN_VID:
 733             *mutates = true;
 734                         if (a->vlan_vid.vlan_vid & htons(~VLAN_VID_MASK)) {
 735                                 return EINVAL;
 736             }
 737                         break;
 738
 739                 case ODPAT_SET_VLAN_PCP:
 740             *mutates = true;
 741                         if (a->vlan_pcp.vlan_pcp & ~VLAN_PCP_MASK) {
 742                                 return EINVAL;
 743             }
 744                         break;
 745
 746         case ODPAT_STRIP_VLAN:
 747         case ODPAT_SET_DL_SRC:
 748         case ODPAT_SET_DL_DST:
 749         case ODPAT_SET_NW_SRC:
 750         case ODPAT_SET_NW_DST:
 751         case ODPAT_SET_TP_SRC:
 752         case ODPAT_SET_TP_DST:
 753             *mutates = true;
 754             break;
 755
 756                 default:
 757             return EOPNOTSUPP;
 758                 }
 759         }
 760         return 0;
 761 }
 762
 763 static int
 764 set_flow_actions(struct dp_netdev_flow *flow, struct odp_flow *odp_flow)
 765 {
 766     size_t n_bytes;
 767     bool mutates;
 768     int error;
 769
 770     if (odp_flow->n_actions >= 4096 / sizeof *odp_flow->actions) {
 771         return EINVAL;
 772     }
 773     error = dpif_netdev_validate_actions(odp_flow->actions,
 774                                          odp_flow->n_actions, &mutates);
 775     if (error) {
 776         return error;
 777     }
 778
 779     n_bytes = odp_flow->n_actions * sizeof *flow->actions;
 780     flow->actions = xrealloc(flow->actions, n_bytes);
 781     flow->n_actions = odp_flow->n_actions;
 782     memcpy(flow->actions, odp_flow->actions, n_bytes);
 783     return 0;
 784 }
 785
 786 static int
 787 add_flow(struct dpif *dpif, struct odp_flow *odp_flow)
 788 {
 789     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 790     struct dp_netdev_flow *flow;
 791     int error;
 792
 793     flow = xcalloc(1, sizeof *flow);
 794     flow->key = odp_flow->key;
 795     flow->key.reserved = 0;
 796
 797     error = set_flow_actions(flow, odp_flow);
 798     if (error) {
 799         free(flow);
 800         return error;
 801     }
 802
 803     hmap_insert(&dp->flow_table, &flow->node, flow_hash(&flow->key, 0));
 804     return 0;
 805 }
 806
 807 static void
 808 clear_stats(struct dp_netdev_flow *flow)
 809 {
 810     flow->used.tv_sec = 0;
 811     flow->used.tv_usec = 0;
 812     flow->packet_count = 0;
 813     flow->byte_count = 0;
 814     flow->ip_tos = 0;
 815     flow->tcp_ctl = 0;
 816 }
 817
 818 static int
 819 dpif_netdev_flow_put(struct dpif *dpif, struct odp_flow_put *put)
 820 {
 821     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 822     struct dp_netdev_flow *flow;
 823
 824     flow = dp_netdev_lookup_flow(dp, &put->flow.key);
 825     if (!flow) {
 826         if (put->flags & ODPPF_CREATE) {
 827             if (hmap_count(&dp->flow_table) < MAX_FLOWS) {
 828                 return add_flow(dpif, &put->flow);
 829             } else {
 830                 return EXFULL;
 831             }
 832         } else {
 833             return ENOENT;
 834         }
 835     } else {
 836         if (put->flags & ODPPF_MODIFY) {
 837             int error = set_flow_actions(flow, &put->flow);
 838             if (!error && put->flags & ODPPF_ZERO_STATS) {
 839                 clear_stats(flow);
 840             }
 841             return error;
 842         } else {
 843             return EEXIST;
 844         }
 845     }
 846 }
 847
 848
 849 static int
 850 dpif_netdev_flow_del(struct dpif *dpif, struct odp_flow *odp_flow)
 851 {
 852     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 853     struct dp_netdev_flow *flow;
 854
 855     flow = dp_netdev_lookup_flow(dp, &odp_flow->key);
 856     if (flow) {
 857         answer_flow_query(flow, odp_flow);
 858         dp_netdev_free_flow(dp, flow);
 859         return 0;
 860     } else {
 861         return ENOENT;
 862     }
 863 }
 864
 865 static int
 866 dpif_netdev_flow_list(const struct dpif *dpif, struct odp_flow flows[], int n)
 867 {
 868     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 869     struct dp_netdev_flow *flow;
 870     int i;
 871
 872     i = 0;
 873     HMAP_FOR_EACH (flow, struct dp_netdev_flow, node, &dp->flow_table) {
 874         if (i >= n) {
 875             break;
 876         }
 877         answer_flow_query(flow, &flows[i++]);
 878     }
 879     return hmap_count(&dp->flow_table);
 880 }
 881
 882 static int
 883 dpif_netdev_execute(struct dpif *dpif, uint16_t in_port,
 884                     const union odp_action actions[], int n_actions,
 885                     const struct ofpbuf *packet)
 886 {
 887     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 888     struct ofpbuf copy;
 889     bool mutates;
 890     flow_t flow;
 891     int error;
 892
 893     if (packet->size < ETH_HLEN || packet->size > UINT16_MAX) {
 894         return EINVAL;
 895     }
 896
 897     error = dpif_netdev_validate_actions(actions, n_actions, &mutates);
 898     if (error) {
 899         return error;
 900     }
 901
 902     if (mutates) {
 903         /* We need a deep copy of 'packet' since we're going to modify its
 904          * data. */
 905         ofpbuf_init(&copy, DP_NETDEV_HEADROOM + packet->size);
 906         copy.data = (char*)copy.base + DP_NETDEV_HEADROOM;
 907         ofpbuf_put(&copy, packet->data, packet->size);
 908     } else {
 909         /* We still need a shallow copy of 'packet', even though we won't
 910          * modify its data, because flow_extract() modifies packet->l2, etc.
 911          * We could probably get away with modifying those but it's more polite
 912          * if we don't. */
 913         copy = *packet;
 914     }
 915     flow_extract(&copy, in_port, &flow);
 916     error = dp_netdev_execute_actions(dp, &copy, &flow, actions, n_actions);
 917     if (mutates) {
 918         ofpbuf_uninit(&copy);
 919     }
 920     return error;
 921 }
 922
 923 static int
 924 dpif_netdev_recv_get_mask(const struct dpif *dpif, int *listen_mask)
 925 {
 926     struct dpif_netdev *dpif_netdev = dpif_netdev_cast(dpif);
 927     *listen_mask = dpif_netdev->listen_mask;
 928     return 0;
 929 }
 930
 931 static int
 932 dpif_netdev_recv_set_mask(struct dpif *dpif, int listen_mask)
 933 {
 934     struct dpif_netdev *dpif_netdev = dpif_netdev_cast(dpif);
 935     if (!(listen_mask & ~ODPL_ALL)) {
 936         dpif_netdev->listen_mask = listen_mask;
 937         return 0;
 938     } else {
 939         return EINVAL;
 940     }
 941 }
 942
 943 static struct ovs_queue *
 944 find_nonempty_queue(struct dpif *dpif)
 945 {
 946     struct dpif_netdev *dpif_netdev = dpif_netdev_cast(dpif);
 947     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 948     int mask = dpif_netdev->listen_mask;
 949     int i;
 950
 951     for (i = 0; i < N_QUEUES; i++) {
 952         struct ovs_queue *q = &dp->queues[i];
 953         if (q->n && mask & (1u << i)) {
 954             return q;
 955         }
 956     }
 957     return NULL;
 958 }
 959
 960 static int
 961 dpif_netdev_recv(struct dpif *dpif, struct ofpbuf **bufp)
 962 {
 963     struct ovs_queue *q = find_nonempty_queue(dpif);
 964     if (q) {
 965         *bufp = queue_pop_head(q);
 966         return 0;
 967     } else {
 968         return EAGAIN;
 969     }
 970 }
 971
 972 static void
 973 dpif_netdev_recv_wait(struct dpif *dpif)
 974 {
 975     struct ovs_queue *q = find_nonempty_queue(dpif);
 976     if (q) {
 977         poll_immediate_wake();
 978     } else {
 979         /* No messages ready to be received, and dp_wait() will ensure that we
 980          * wake up to queue new messages, so there is nothing to do. */
 981     }
 982 }
 983 \f
 984 static void
 985 dp_netdev_flow_used(struct dp_netdev_flow *flow, const flow_t *key,
 986                     const struct ofpbuf *packet)
 987 {
 988     time_timeval(&flow->used);
 989     flow->packet_count++;
 990     flow->byte_count += packet->size;
 991     if (key->dl_type == htons(ETH_P_IP)) {
 992         struct ip_header *nh = packet->l3;
 993         flow->ip_tos = nh->ip_tos;
 994
 995         if (key->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
 996             struct tcp_header *th = packet->l4;
 997             flow->tcp_ctl |= th->tcp_ctl;
 998         }
 999     }
1000 }
1001
1002 static void
1003 dp_netdev_port_input(struct dp_netdev *dp, struct dp_netdev_port *port,
1004                      struct ofpbuf *packet)
1005 {
1006     struct dp_netdev_flow *flow;
1007     flow_t key;
1008
1009     if (flow_extract(packet, port->port_no, &key) && dp->drop_frags) {
1010         dp->n_frags++;
1011         return;
1012     }
1013
1014     flow = dp_netdev_lookup_flow(dp, &key);
1015     if (flow) {
1016         dp_netdev_flow_used(flow, &key, packet);
1017         dp_netdev_execute_actions(dp, packet, &key,
1018                                   flow->actions, flow->n_actions);
1019         dp->n_hit++;
1020     } else {
1021         dp->n_missed++;
1022         dp_netdev_output_control(dp, packet, _ODPL_MISS_NR, port->port_no, 0);
1023     }
1024 }
1025
1026 static void
1027 dp_netdev_run(void)
1028 {
1029     struct ofpbuf packet;
1030     struct dp_netdev *dp;
1031
1032     ofpbuf_init(&packet, DP_NETDEV_HEADROOM + max_mtu);
1033     LIST_FOR_EACH (dp, struct dp_netdev, node, &dp_netdev_list) {
1034         struct dp_netdev_port *port;
1035
1036         LIST_FOR_EACH (port, struct dp_netdev_port, node, &dp->port_list) {
1037             int error;
1038
1039             /* Reset packet contents. */
1040             packet.data = (char*)packet.base + DP_NETDEV_HEADROOM;
1041             packet.size = 0;
1042
1043             error = netdev_recv(port->netdev, &packet);
1044             if (!error) {
1045                 dp_netdev_port_input(dp, port, &packet);
1046             } else if (error != EAGAIN) {
1047                 struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
1048                 VLOG_ERR_RL(&rl, "error receiving data from %s: %s",
1049                             netdev_get_name(port->netdev), strerror(error));
1050             }
1051         }
1052     }
1053     ofpbuf_uninit(&packet);
1054 }
1055
1056 static void
1057 dp_netdev_wait(void)
1058 {
1059     struct dp_netdev *dp;
1060
1061     LIST_FOR_EACH (dp, struct dp_netdev, node, &dp_netdev_list) {
1062         struct dp_netdev_port *port;
1063         LIST_FOR_EACH (port, struct dp_netdev_port, node, &dp->port_list) {
1064             netdev_recv_wait(port->netdev);
1065         }
1066     }
1067 }
1068
1069 static void
1070 dp_netdev_modify_vlan_tci(struct ofpbuf *packet, flow_t *key,
1071                           uint16_t tci, uint16_t mask)
1072 {
1073     struct vlan_eth_header *veh;
1074
1075     if (key->dl_vlan != htons(ODP_VLAN_NONE)) {
1076         /* Modify 'mask' bits, but maintain other TCI bits. */
1077         veh = packet->l2;
1078         veh->veth_tci &= ~htons(mask);
1079         veh->veth_tci |= htons(tci);
1080     } else {
1081         /* Insert new 802.1Q header. */
1082         struct eth_header *eh = packet->l2;
1083         struct vlan_eth_header tmp;
1084         memcpy(tmp.veth_dst, eh->eth_dst, ETH_ADDR_LEN);
1085         memcpy(tmp.veth_src, eh->eth_src, ETH_ADDR_LEN);
1086         tmp.veth_type = htons(ETH_TYPE_VLAN);
1087         tmp.veth_tci = htons(tci);
1088         tmp.veth_next_type = eh->eth_type;
1089
1090         veh = ofpbuf_push_uninit(packet, VLAN_HEADER_LEN);
1091         memcpy(veh, &tmp, sizeof tmp);
1092         packet->l2 = (char*)packet->l2 - VLAN_HEADER_LEN;
1093     }
1094
1095     key->dl_vlan = veh->veth_tci & htons(VLAN_VID_MASK);
1096 }
1097
1098 static void
1099 dp_netdev_strip_vlan(struct ofpbuf *packet, flow_t *key)
1100 {
1101     struct vlan_eth_header *veh = packet->l2;
1102     if (veh->veth_type == htons(ETH_TYPE_VLAN)) {
1103         struct eth_header tmp;
1104
1105         memcpy(tmp.eth_dst, veh->veth_dst, ETH_ADDR_LEN);
1106         memcpy(tmp.eth_src, veh->veth_src, ETH_ADDR_LEN);
1107         tmp.eth_type = veh->veth_next_type;
1108
1109         packet->size -= VLAN_HEADER_LEN;
1110         packet->data = (char*)packet->data + VLAN_HEADER_LEN;
1111         packet->l2 = (char*)packet->l2 + VLAN_HEADER_LEN;
1112         memcpy(packet->data, &tmp, sizeof tmp);
1113
1114         key->dl_vlan = htons(ODP_VLAN_NONE);
1115     }
1116 }
1117
1118 static void
1119 dp_netdev_set_dl_src(struct ofpbuf *packet,
1120                      const uint8_t dl_addr[ETH_ADDR_LEN])
1121 {
1122     struct eth_header *eh = packet->l2;
1123     memcpy(eh->eth_src, dl_addr, sizeof eh->eth_src);
1124 }
1125
1126 static void
1127 dp_netdev_set_dl_dst(struct ofpbuf *packet,
1128                      const uint8_t dl_addr[ETH_ADDR_LEN])
1129 {
1130     struct eth_header *eh = packet->l2;
1131     memcpy(eh->eth_dst, dl_addr, sizeof eh->eth_dst);
1132 }
1133
1134 static void
1135 dp_netdev_set_nw_addr(struct ofpbuf *packet, flow_t *key,
1136                       const struct odp_action_nw_addr *a)
1137 {
1138     if (key->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1139         struct ip_header *nh = packet->l3;
1140         uint32_t *field;
1141
1142         field = a->type == ODPAT_SET_NW_SRC ? &nh->ip_src : &nh->ip_dst;
1143         if (key->nw_proto == IP_TYPE_TCP) {
1144             struct tcp_header *th = packet->l4;
1145             th->tcp_csum = recalc_csum32(th->tcp_csum, *field, a->nw_addr);
1146         } else if (key->nw_proto == IP_TYPE_UDP) {
1147             struct udp_header *uh = packet->l4;
1148             if (uh->udp_csum) {
1149                 uh->udp_csum = recalc_csum32(uh->udp_csum, *field, a->nw_addr);
1150                 if (!uh->udp_csum) {
1151                     uh->udp_csum = 0xffff;
1152                 }
1153             }
1154         }
1155         nh->ip_csum = recalc_csum32(nh->ip_csum, *field, a->nw_addr);
1156         *field = a->nw_addr;
1157     }
1158 }
1159
1160 static void
1161 dp_netdev_set_tp_port(struct ofpbuf *packet, flow_t *key,
1162                       const struct odp_action_tp_port *a)
1163 {
1164         if (key->dl_type == htons(ETH_P_IP)) {
1165         uint16_t *field;
1166         if (key->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
1167             struct tcp_header *th = packet->l4;
1168             field = a->type == ODPAT_SET_TP_SRC ? &th->tcp_src : &th->tcp_dst;
1169             th->tcp_csum = recalc_csum16(th->tcp_csum, *field, a->tp_port);
1170             *field = a->tp_port;
1171         } else if (key->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
1172             struct udp_header *uh = packet->l4;
1173             field = a->type == ODPAT_SET_TP_SRC ? &uh->udp_src : &uh->udp_dst;
1174             uh->udp_csum = recalc_csum16(uh->udp_csum, *field, a->tp_port);
1175             *field = a->tp_port;
1176         }
1177     }
1178 }
1179
1180 static void
1181 dp_netdev_output_port(struct dp_netdev *dp, struct ofpbuf *packet,
1182                       uint16_t out_port)
1183 {
1184         struct dp_netdev_port *p = dp->ports[out_port];
1185     if (p) {
1186         netdev_send(p->netdev, packet);
1187     }
1188 }
1189
1190 static void
1191 dp_netdev_output_group(struct dp_netdev *dp, uint16_t group, uint16_t in_port,
1192                        struct ofpbuf *packet)
1193 {
1194         struct odp_port_group *g = &dp->groups[group];
1195         int i;
1196
1197         for (i = 0; i < g->n_ports; i++) {
1198         uint16_t out_port = g->ports[i];
1199         if (out_port != in_port) {
1200             dp_netdev_output_port(dp, packet, out_port);
1201         }
1202         }
1203 }
1204
1205 static int
1206 dp_netdev_output_control(struct dp_netdev *dp, const struct ofpbuf *packet,
1207                          int queue_no, int port_no, uint32_t arg)
1208 {
1209     struct ovs_queue *q = &dp->queues[queue_no];
1210     struct odp_msg *header;
1211     struct ofpbuf *msg;
1212     size_t msg_size;
1213
1214     if (q->n >= MAX_QUEUE_LEN) {
1215         dp->n_lost++;
1216         return ENOBUFS;
1217     }
1218
1219     msg_size = sizeof *header + packet->size;
1220     msg = ofpbuf_new(msg_size);
1221     header = ofpbuf_put_uninit(msg, sizeof *header);
1222     header->type = queue_no;
1223     header->length = msg_size;
1224     header->port = port_no;
1225     header->arg = arg;
1226     ofpbuf_put(msg, packet->data, packet->size);
1227     queue_push_tail(q, msg);
1228
1229     return 0;
1230 }
1231
1232 static int
1233 dp_netdev_execute_actions(struct dp_netdev *dp,
1234                           struct ofpbuf *packet, flow_t *key,
1235                           const union odp_action *actions, int n_actions)
1236 {
1237     int i;
1238     for (i = 0; i < n_actions; i++) {
1239         const union odp_action *a = &actions[i];
1240
1241                 switch (a->type) {
1242                 case ODPAT_OUTPUT:
1243             dp_netdev_output_port(dp, packet, a->output.port);
1244                         break;
1245
1246                 case ODPAT_OUTPUT_GROUP:
1247                         dp_netdev_output_group(dp, a->output_group.group, key->in_port,
1248                                    packet);
1249                         break;
1250
1251                 case ODPAT_CONTROLLER:
1252             dp_netdev_output_control(dp, packet, _ODPL_ACTION_NR,
1253                                      key->in_port, a->controller.arg);
1254                         break;
1255
1256                 case ODPAT_SET_VLAN_VID:
1257                         dp_netdev_modify_vlan_tci(packet, key, ntohs(a->vlan_vid.vlan_vid),
1258                                       VLAN_VID_MASK);
1259             break;
1260
1261                 case ODPAT_SET_VLAN_PCP:
1262                         dp_netdev_modify_vlan_tci(packet, key, a->vlan_pcp.vlan_pcp << 13,
1263                                       VLAN_PCP_MASK);
1264             break;
1265
1266                 case ODPAT_STRIP_VLAN:
1267                         dp_netdev_strip_vlan(packet, key);
1268                         break;
1269
1270                 case ODPAT_SET_DL_SRC:
1271             dp_netdev_set_dl_src(packet, a->dl_addr.dl_addr);
1272                         break;
1273
1274                 case ODPAT_SET_DL_DST:
1275             dp_netdev_set_dl_dst(packet, a->dl_addr.dl_addr);
1276                         break;
1277
1278                 case ODPAT_SET_NW_SRC:
1279                 case ODPAT_SET_NW_DST:
1280                         dp_netdev_set_nw_addr(packet, key, &a->nw_addr);
1281                         break;
1282
1283                 case ODPAT_SET_TP_SRC:
1284                 case ODPAT_SET_TP_DST:
1285                         dp_netdev_set_tp_port(packet, key, &a->tp_port);
1286                         break;
1287                 }
1288         }
1289     return 0;
1290 }
1291
1292 const struct dpif_class dpif_netdev_class = {
1293     "netdev",
1294     "netdev",
1295     dp_netdev_run,
1296     dp_netdev_wait,
1297     NULL,                       /* enumerate */
1298     dpif_netdev_open,
1299     dpif_netdev_close,
1300     NULL,                       /* get_all_names */
1301     dpif_netdev_delete,
1302     dpif_netdev_get_stats,
1303     dpif_netdev_get_drop_frags,
1304     dpif_netdev_set_drop_frags,
1305     dpif_netdev_port_add,
1306     dpif_netdev_port_del,
1307     dpif_netdev_port_query_by_number,
1308     dpif_netdev_port_query_by_name,
1309     dpif_netdev_port_list,
1310     dpif_netdev_port_poll,
1311     dpif_netdev_port_poll_wait,
1312     dpif_netdev_port_group_get,
1313     dpif_netdev_port_group_set,
1314     dpif_netdev_flow_get,
1315     dpif_netdev_flow_put,
1316     dpif_netdev_flow_del,
1317     dpif_netdev_flow_flush,
1318     dpif_netdev_flow_list,
1319     dpif_netdev_execute,
1320     dpif_netdev_recv_get_mask,
1321     dpif_netdev_recv_set_mask,
1322     dpif_netdev_recv,
1323     dpif_netdev_recv_wait,
1324 };