dpif: New function dpif_operate() and dpif-linux implementation.
[sliver-openvswitch.git] / lib / dpif.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2008, 2009, 2010, 2011 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-provider.h"
19
20 #include <assert.h>
21 #include <ctype.h>
22 #include <errno.h>
23 #include <inttypes.h>
24 #include <stdlib.h>
25 #include <string.h>
26
27 #include "coverage.h"
28 #include "dynamic-string.h"
29 #include "flow.h"
30 #include "netdev.h"
31 #include "netlink.h"
32 #include "odp-util.h"
33 #include "ofp-print.h"
34 #include "ofp-util.h"
35 #include "ofpbuf.h"
36 #include "packets.h"
37 #include "poll-loop.h"
38 #include "shash.h"
39 #include "sset.h"
40 #include "timeval.h"
41 #include "util.h"
42 #include "valgrind.h"
43 #include "vlog.h"
44
45 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(dpif);
46
47 COVERAGE_DEFINE(dpif_destroy);
48 COVERAGE_DEFINE(dpif_port_add);
49 COVERAGE_DEFINE(dpif_port_del);
50 COVERAGE_DEFINE(dpif_flow_flush);
51 COVERAGE_DEFINE(dpif_flow_get);
52 COVERAGE_DEFINE(dpif_flow_put);
53 COVERAGE_DEFINE(dpif_flow_del);
54 COVERAGE_DEFINE(dpif_flow_query_list);
55 COVERAGE_DEFINE(dpif_flow_query_list_n);
56 COVERAGE_DEFINE(dpif_execute);
57 COVERAGE_DEFINE(dpif_purge);
58
59 static const struct dpif_class *base_dpif_classes[] = {
60 #ifdef HAVE_NETLINK
61     &dpif_linux_class,
62 #endif
63     &dpif_netdev_class,
64 };
65
66 struct registered_dpif_class {
67     const struct dpif_class *dpif_class;
68     int refcount;
69 };
70 static struct shash dpif_classes = SHASH_INITIALIZER(&dpif_classes);
71
72 /* Rate limit for individual messages going to or from the datapath, output at
73  * DBG level.  This is very high because, if these are enabled, it is because
74  * we really need to see them. */
75 static struct vlog_rate_limit dpmsg_rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(600, 600);
76
77 /* Not really much point in logging many dpif errors. */
78 static struct vlog_rate_limit error_rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(60, 5);
79
80 static void log_flow_message(const struct dpif *dpif, int error,
81                              const char *operation,
82                              const struct nlattr *key, size_t key_len,
83                              const struct dpif_flow_stats *stats,
84                              const struct nlattr *actions, size_t actions_len);
85 static void log_operation(const struct dpif *, const char *operation,
86                           int error);
87 static bool should_log_flow_message(int error);
88
89 static void
90 dp_initialize(void)
91 {
92     static int status = -1;
93
94     if (status < 0) {
95         int i;
96
97         status = 0;
98         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(base_dpif_classes); i++) {
99             dp_register_provider(base_dpif_classes[i]);
100         }
101     }
102 }
103
104 /* Registers a new datapath provider.  After successful registration, new
105  * datapaths of that type can be opened using dpif_open(). */
106 int
107 dp_register_provider(const struct dpif_class *new_class)
108 {
109     struct registered_dpif_class *registered_class;
110
111     if (shash_find(&dpif_classes, new_class->type)) {
112         VLOG_WARN("attempted to register duplicate datapath provider: %s",
113                   new_class->type);
114         return EEXIST;
115     }
116
117     registered_class = xmalloc(sizeof *registered_class);
118     registered_class->dpif_class = new_class;
119     registered_class->refcount = 0;
120
121     shash_add(&dpif_classes, new_class->type, registered_class);
122
123     return 0;
124 }
125
126 /* Unregisters a datapath provider.  'type' must have been previously
127  * registered and not currently be in use by any dpifs.  After unregistration
128  * new datapaths of that type cannot be opened using dpif_open(). */
129 int
130 dp_unregister_provider(const char *type)
131 {
132     struct shash_node *node;
133     struct registered_dpif_class *registered_class;
134
135     node = shash_find(&dpif_classes, type);
136     if (!node) {
137         VLOG_WARN("attempted to unregister a datapath provider that is not "
138                   "registered: %s", type);
139         return EAFNOSUPPORT;
140     }
141
142     registered_class = node->data;
143     if (registered_class->refcount) {
144         VLOG_WARN("attempted to unregister in use datapath provider: %s", type);
145         return EBUSY;
146     }
147
148     shash_delete(&dpif_classes, node);
149     free(registered_class);
150
151     return 0;
152 }
153
154 /* Clears 'types' and enumerates the types of all currently registered datapath
155  * providers into it.  The caller must first initialize the sset. */
156 void
157 dp_enumerate_types(struct sset *types)
158 {
159     struct shash_node *node;
160
161     dp_initialize();
162     sset_clear(types);
163
164     SHASH_FOR_EACH(node, &dpif_classes) {
165         const struct registered_dpif_class *registered_class = node->data;
166         sset_add(types, registered_class->dpif_class->type);
167     }
168 }
169
170 /* Clears 'names' and enumerates the names of all known created datapaths with
171  * the given 'type'.  The caller must first initialize the sset.  Returns 0 if
172  * successful, otherwise a positive errno value.
173  *
174  * Some kinds of datapaths might not be practically enumerable.  This is not
175  * considered an error. */
176 int
177 dp_enumerate_names(const char *type, struct sset *names)
178 {
179     const struct registered_dpif_class *registered_class;
180     const struct dpif_class *dpif_class;
181     int error;
182
183     dp_initialize();
184     sset_clear(names);
185
186     registered_class = shash_find_data(&dpif_classes, type);
187     if (!registered_class) {
188         VLOG_WARN("could not enumerate unknown type: %s", type);
189         return EAFNOSUPPORT;
190     }
191
192     dpif_class = registered_class->dpif_class;
193     error = dpif_class->enumerate ? dpif_class->enumerate(names) : 0;
194
195     if (error) {
196         VLOG_WARN("failed to enumerate %s datapaths: %s", dpif_class->type,
197                    strerror(error));
198     }
199
200     return error;
201 }
202
203 /* Parses 'datapath_name_', which is of the form [type@]name into its
204  * component pieces.  'name' and 'type' must be freed by the caller.
205  *
206  * The returned 'type' is normalized, as if by dpif_normalize_type(). */
207 void
208 dp_parse_name(const char *datapath_name_, char **name, char **type)
209 {
210     char *datapath_name = xstrdup(datapath_name_);
211     char *separator;
212
213     separator = strchr(datapath_name, '@');
214     if (separator) {
215         *separator = '\0';
216         *type = datapath_name;
217         *name = xstrdup(dpif_normalize_type(separator + 1));
218     } else {
219         *name = datapath_name;
220         *type = xstrdup(dpif_normalize_type(NULL));
221     }
222 }
223
224 static int
225 do_open(const char *name, const char *type, bool create, struct dpif **dpifp)
226 {
227     struct dpif *dpif = NULL;
228     int error;
229     struct registered_dpif_class *registered_class;
230
231     dp_initialize();
232
233     type = dpif_normalize_type(type);
234
235     registered_class = shash_find_data(&dpif_classes, type);
236     if (!registered_class) {
237         VLOG_WARN("could not create datapath %s of unknown type %s", name,
238                   type);
239         error = EAFNOSUPPORT;
240         goto exit;
241     }
242
243     error = registered_class->dpif_class->open(registered_class->dpif_class,
244                                                name, create, &dpif);
245     if (!error) {
246         assert(dpif->dpif_class == registered_class->dpif_class);
247         registered_class->refcount++;
248     }
249
250 exit:
251     *dpifp = error ? NULL : dpif;
252     return error;
253 }
254
255 /* Tries to open an existing datapath named 'name' and type 'type'.  Will fail
256  * if no datapath with 'name' and 'type' exists.  'type' may be either NULL or
257  * the empty string to specify the default system type.  Returns 0 if
258  * successful, otherwise a positive errno value.  On success stores a pointer
259  * to the datapath in '*dpifp', otherwise a null pointer. */
260 int
261 dpif_open(const char *name, const char *type, struct dpif **dpifp)
262 {
263     return do_open(name, type, false, dpifp);
264 }
265
266 /* Tries to create and open a new datapath with the given 'name' and 'type'.
267  * 'type' may be either NULL or the empty string to specify the default system
268  * type.  Will fail if a datapath with 'name' and 'type' already exists.
269  * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.  On success
270  * stores a pointer to the datapath in '*dpifp', otherwise a null pointer. */
271 int
272 dpif_create(const char *name, const char *type, struct dpif **dpifp)
273 {
274     return do_open(name, type, true, dpifp);
275 }
276
277 /* Tries to open a datapath with the given 'name' and 'type', creating it if it
278  * does not exist.  'type' may be either NULL or the empty string to specify
279  * the default system type.  Returns 0 if successful, otherwise a positive
280  * errno value. On success stores a pointer to the datapath in '*dpifp',
281  * otherwise a null pointer. */
282 int
283 dpif_create_and_open(const char *name, const char *type, struct dpif **dpifp)
284 {
285     int error;
286
287     error = dpif_create(name, type, dpifp);
288     if (error == EEXIST || error == EBUSY) {
289         error = dpif_open(name, type, dpifp);
290         if (error) {
291             VLOG_WARN("datapath %s already exists but cannot be opened: %s",
292                       name, strerror(error));
293         }
294     } else if (error) {
295         VLOG_WARN("failed to create datapath %s: %s", name, strerror(error));
296     }
297     return error;
298 }
299
300 /* Closes and frees the connection to 'dpif'.  Does not destroy the datapath
301  * itself; call dpif_delete() first, instead, if that is desirable. */
302 void
303 dpif_close(struct dpif *dpif)
304 {
305     if (dpif) {
306         struct registered_dpif_class *registered_class;
307
308         registered_class = shash_find_data(&dpif_classes,
309                 dpif->dpif_class->type);
310         assert(registered_class);
311         assert(registered_class->refcount);
312
313         registered_class->refcount--;
314         dpif_uninit(dpif, true);
315     }
316 }
317
318 /* Performs periodic work needed by 'dpif'. */
319 void
320 dpif_run(struct dpif *dpif)
321 {
322     if (dpif->dpif_class->run) {
323         dpif->dpif_class->run(dpif);
324     }
325 }
326
327 /* Arranges for poll_block() to wake up when dp_run() needs to be called for
328  * 'dpif'. */
329 void
330 dpif_wait(struct dpif *dpif)
331 {
332     if (dpif->dpif_class->wait) {
333         dpif->dpif_class->wait(dpif);
334     }
335 }
336
337 /* Returns the name of datapath 'dpif' prefixed with the type
338  * (for use in log messages). */
339 const char *
340 dpif_name(const struct dpif *dpif)
341 {
342     return dpif->full_name;
343 }
344
345 /* Returns the name of datapath 'dpif' without the type
346  * (for use in device names). */
347 const char *
348 dpif_base_name(const struct dpif *dpif)
349 {
350     return dpif->base_name;
351 }
352
353 /* Returns the fully spelled out name for the given datapath 'type'.
354  *
355  * Normalized type string can be compared with strcmp().  Unnormalized type
356  * string might be the same even if they have different spellings. */
357 const char *
358 dpif_normalize_type(const char *type)
359 {
360     return type && type[0] ? type : "system";
361 }
362
363 /* Destroys the datapath that 'dpif' is connected to, first removing all of its
364  * ports.  After calling this function, it does not make sense to pass 'dpif'
365  * to any functions other than dpif_name() or dpif_close(). */
366 int
367 dpif_delete(struct dpif *dpif)
368 {
369     int error;
370
371     COVERAGE_INC(dpif_destroy);
372
373     error = dpif->dpif_class->destroy(dpif);
374     log_operation(dpif, "delete", error);
375     return error;
376 }
377
378 /* Retrieves statistics for 'dpif' into 'stats'.  Returns 0 if successful,
379  * otherwise a positive errno value. */
380 int
381 dpif_get_dp_stats(const struct dpif *dpif, struct dpif_dp_stats *stats)
382 {
383     int error = dpif->dpif_class->get_stats(dpif, stats);
384     if (error) {
385         memset(stats, 0, sizeof *stats);
386     }
387     log_operation(dpif, "get_stats", error);
388     return error;
389 }
390
391 /* Retrieves the current IP fragment handling policy for 'dpif' into
392  * '*drop_frags': true indicates that fragments are dropped, false indicates
393  * that fragments are treated in the same way as other IP packets (except that
394  * the L4 header cannot be read).  Returns 0 if successful, otherwise a
395  * positive errno value. */
396 int
397 dpif_get_drop_frags(const struct dpif *dpif, bool *drop_frags)
398 {
399     int error = dpif->dpif_class->get_drop_frags(dpif, drop_frags);
400     if (error) {
401         *drop_frags = false;
402     }
403     log_operation(dpif, "get_drop_frags", error);
404     return error;
405 }
406
407 /* Changes 'dpif''s treatment of IP fragments to 'drop_frags', whose meaning is
408  * the same as for the get_drop_frags member function.  Returns 0 if
409  * successful, otherwise a positive errno value. */
410 int
411 dpif_set_drop_frags(struct dpif *dpif, bool drop_frags)
412 {
413     int error = dpif->dpif_class->set_drop_frags(dpif, drop_frags);
414     log_operation(dpif, "set_drop_frags", error);
415     return error;
416 }
417
418 /* Attempts to add 'netdev' as a port on 'dpif'.  If successful, returns 0 and
419  * sets '*port_nop' to the new port's port number (if 'port_nop' is non-null).
420  * On failure, returns a positive errno value and sets '*port_nop' to
421  * UINT16_MAX (if 'port_nop' is non-null). */
422 int
423 dpif_port_add(struct dpif *dpif, struct netdev *netdev, uint16_t *port_nop)
424 {
425     const char *netdev_name = netdev_get_name(netdev);
426     uint16_t port_no;
427     int error;
428
429     COVERAGE_INC(dpif_port_add);
430
431     error = dpif->dpif_class->port_add(dpif, netdev, &port_no);
432     if (!error) {
433         VLOG_DBG_RL(&dpmsg_rl, "%s: added %s as port %"PRIu16,
434                     dpif_name(dpif), netdev_name, port_no);
435     } else {
436         VLOG_WARN_RL(&error_rl, "%s: failed to add %s as port: %s",
437                      dpif_name(dpif), netdev_name, strerror(error));
438         port_no = UINT16_MAX;
439     }
440     if (port_nop) {
441         *port_nop = port_no;
442     }
443     return error;
444 }
445
446 /* Attempts to remove 'dpif''s port number 'port_no'.  Returns 0 if successful,
447  * otherwise a positive errno value. */
448 int
449 dpif_port_del(struct dpif *dpif, uint16_t port_no)
450 {
451     int error;
452
453     COVERAGE_INC(dpif_port_del);
454
455     error = dpif->dpif_class->port_del(dpif, port_no);
456     if (!error) {
457         VLOG_DBG_RL(&dpmsg_rl, "%s: port_del(%"PRIu16")",
458                     dpif_name(dpif), port_no);
459     } else {
460         log_operation(dpif, "port_del", error);
461     }
462     return error;
463 }
464
465 /* Makes a deep copy of 'src' into 'dst'. */
466 void
467 dpif_port_clone(struct dpif_port *dst, const struct dpif_port *src)
468 {
469     dst->name = xstrdup(src->name);
470     dst->type = xstrdup(src->type);
471     dst->port_no = src->port_no;
472 }
473
474 /* Frees memory allocated to members of 'dpif_port'.
475  *
476  * Do not call this function on a dpif_port obtained from
477  * dpif_port_dump_next(): that function retains ownership of the data in the
478  * dpif_port. */
479 void
480 dpif_port_destroy(struct dpif_port *dpif_port)
481 {
482     free(dpif_port->name);
483     free(dpif_port->type);
484 }
485
486 /* Looks up port number 'port_no' in 'dpif'.  On success, returns 0 and
487  * initializes '*port' appropriately; on failure, returns a positive errno
488  * value.
489  *
490  * The caller owns the data in 'port' and must free it with
491  * dpif_port_destroy() when it is no longer needed. */
492 int
493 dpif_port_query_by_number(const struct dpif *dpif, uint16_t port_no,
494                           struct dpif_port *port)
495 {
496     int error = dpif->dpif_class->port_query_by_number(dpif, port_no, port);
497     if (!error) {
498         VLOG_DBG_RL(&dpmsg_rl, "%s: port %"PRIu16" is device %s",
499                     dpif_name(dpif), port_no, port->name);
500     } else {
501         memset(port, 0, sizeof *port);
502         VLOG_WARN_RL(&error_rl, "%s: failed to query port %"PRIu16": %s",
503                      dpif_name(dpif), port_no, strerror(error));
504     }
505     return error;
506 }
507
508 /* Looks up port named 'devname' in 'dpif'.  On success, returns 0 and
509  * initializes '*port' appropriately; on failure, returns a positive errno
510  * value.
511  *
512  * The caller owns the data in 'port' and must free it with
513  * dpif_port_destroy() when it is no longer needed. */
514 int
515 dpif_port_query_by_name(const struct dpif *dpif, const char *devname,
516                         struct dpif_port *port)
517 {
518     int error = dpif->dpif_class->port_query_by_name(dpif, devname, port);
519     if (!error) {
520         VLOG_DBG_RL(&dpmsg_rl, "%s: device %s is on port %"PRIu16,
521                     dpif_name(dpif), devname, port->port_no);
522     } else {
523         memset(port, 0, sizeof *port);
524
525         /* For ENOENT or ENODEV we use DBG level because the caller is probably
526          * interested in whether 'dpif' actually has a port 'devname', so that
527          * it's not an issue worth logging if it doesn't.  Other errors are
528          * uncommon and more likely to indicate a real problem. */
529         VLOG_RL(&error_rl,
530                 error == ENOENT || error == ENODEV ? VLL_DBG : VLL_WARN,
531                 "%s: failed to query port %s: %s",
532                 dpif_name(dpif), devname, strerror(error));
533     }
534     return error;
535 }
536
537 /* Returns one greater than the maximum port number accepted in flow
538  * actions. */
539 int
540 dpif_get_max_ports(const struct dpif *dpif)
541 {
542     return dpif->dpif_class->get_max_ports(dpif);
543 }
544
545 /* Returns the Netlink PID value to supply in OVS_ACTION_ATTR_USERSPACE actions
546  * as the OVS_USERSPACE_ATTR_PID attribute's value, for use in flows whose
547  * packets arrived on port 'port_no'.
548  *
549  * The return value is only meaningful when DPIF_UC_ACTION has been enabled in
550  * the 'dpif''s listen mask.  It is allowed to change when DPIF_UC_ACTION is
551  * disabled and then re-enabled, so a client that does that must be prepared to
552  * update all of the flows that it installed that contain
553  * OVS_ACTION_ATTR_USERSPACE actions. */
554 uint32_t
555 dpif_port_get_pid(const struct dpif *dpif, uint16_t port_no)
556 {
557     return (dpif->dpif_class->port_get_pid
558             ? (dpif->dpif_class->port_get_pid)(dpif, port_no)
559             : 0);
560 }
561
562 /* Looks up port number 'port_no' in 'dpif'.  On success, returns 0 and copies
563  * the port's name into the 'name_size' bytes in 'name', ensuring that the
564  * result is null-terminated.  On failure, returns a positive errno value and
565  * makes 'name' the empty string. */
566 int
567 dpif_port_get_name(struct dpif *dpif, uint16_t port_no,
568                    char *name, size_t name_size)
569 {
570     struct dpif_port port;
571     int error;
572
573     assert(name_size > 0);
574
575     error = dpif_port_query_by_number(dpif, port_no, &port);
576     if (!error) {
577         ovs_strlcpy(name, port.name, name_size);
578         dpif_port_destroy(&port);
579     } else {
580         *name = '\0';
581     }
582     return error;
583 }
584
585 /* Initializes 'dump' to begin dumping the ports in a dpif.
586  *
587  * This function provides no status indication.  An error status for the entire
588  * dump operation is provided when it is completed by calling
589  * dpif_port_dump_done().
590  */
591 void
592 dpif_port_dump_start(struct dpif_port_dump *dump, const struct dpif *dpif)
593 {
594     dump->dpif = dpif;
595     dump->error = dpif->dpif_class->port_dump_start(dpif, &dump->state);
596     log_operation(dpif, "port_dump_start", dump->error);
597 }
598
599 /* Attempts to retrieve another port from 'dump', which must have been
600  * initialized with dpif_port_dump_start().  On success, stores a new dpif_port
601  * into 'port' and returns true.  On failure, returns false.
602  *
603  * Failure might indicate an actual error or merely that the last port has been
604  * dumped.  An error status for the entire dump operation is provided when it
605  * is completed by calling dpif_port_dump_done().
606  *
607  * The dpif owns the data stored in 'port'.  It will remain valid until at
608  * least the next time 'dump' is passed to dpif_port_dump_next() or
609  * dpif_port_dump_done(). */
610 bool
611 dpif_port_dump_next(struct dpif_port_dump *dump, struct dpif_port *port)
612 {
613     const struct dpif *dpif = dump->dpif;
614
615     if (dump->error) {
616         return false;
617     }
618
619     dump->error = dpif->dpif_class->port_dump_next(dpif, dump->state, port);
620     if (dump->error == EOF) {
621         VLOG_DBG_RL(&dpmsg_rl, "%s: dumped all ports", dpif_name(dpif));
622     } else {
623         log_operation(dpif, "port_dump_next", dump->error);
624     }
625
626     if (dump->error) {
627         dpif->dpif_class->port_dump_done(dpif, dump->state);
628         return false;
629     }
630     return true;
631 }
632
633 /* Completes port table dump operation 'dump', which must have been initialized
634  * with dpif_port_dump_start().  Returns 0 if the dump operation was
635  * error-free, otherwise a positive errno value describing the problem. */
636 int
637 dpif_port_dump_done(struct dpif_port_dump *dump)
638 {
639     const struct dpif *dpif = dump->dpif;
640     if (!dump->error) {
641         dump->error = dpif->dpif_class->port_dump_done(dpif, dump->state);
642         log_operation(dpif, "port_dump_done", dump->error);
643     }
644     return dump->error == EOF ? 0 : dump->error;
645 }
646
647 /* Polls for changes in the set of ports in 'dpif'.  If the set of ports in
648  * 'dpif' has changed, this function does one of the following:
649  *
650  * - Stores the name of the device that was added to or deleted from 'dpif' in
651  *   '*devnamep' and returns 0.  The caller is responsible for freeing
652  *   '*devnamep' (with free()) when it no longer needs it.
653  *
654  * - Returns ENOBUFS and sets '*devnamep' to NULL.
655  *
656  * This function may also return 'false positives', where it returns 0 and
657  * '*devnamep' names a device that was not actually added or deleted or it
658  * returns ENOBUFS without any change.
659  *
660  * Returns EAGAIN if the set of ports in 'dpif' has not changed.  May also
661  * return other positive errno values to indicate that something has gone
662  * wrong. */
663 int
664 dpif_port_poll(const struct dpif *dpif, char **devnamep)
665 {
666     int error = dpif->dpif_class->port_poll(dpif, devnamep);
667     if (error) {
668         *devnamep = NULL;
669     }
670     return error;
671 }
672
673 /* Arranges for the poll loop to wake up when port_poll(dpif) will return a
674  * value other than EAGAIN. */
675 void
676 dpif_port_poll_wait(const struct dpif *dpif)
677 {
678     dpif->dpif_class->port_poll_wait(dpif);
679 }
680
681 /* Extracts the flow stats for a packet.  The 'flow' and 'packet'
682  * arguments must have been initialized through a call to flow_extract().
683  */
684 void
685 dpif_flow_stats_extract(const struct flow *flow, struct ofpbuf *packet,
686                         struct dpif_flow_stats *stats)
687 {
688     memset(stats, 0, sizeof(*stats));
689
690     if ((flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) && packet->l4) {
691         if ((flow->nw_proto == IPPROTO_TCP) && packet->l7) {
692             struct tcp_header *tcp = packet->l4;
693             stats->tcp_flags = TCP_FLAGS(tcp->tcp_ctl);
694         }
695     }
696
697     stats->n_bytes = packet->size;
698     stats->n_packets = 1;
699 }
700
701 /* Appends a human-readable representation of 'stats' to 's'. */
702 void
703 dpif_flow_stats_format(const struct dpif_flow_stats *stats, struct ds *s)
704 {
705     ds_put_format(s, "packets:%"PRIu64", bytes:%"PRIu64", used:",
706                   stats->n_packets, stats->n_bytes);
707     if (stats->used) {
708         ds_put_format(s, "%.3fs", (time_msec() - stats->used) / 1000.0);
709     } else {
710         ds_put_format(s, "never");
711     }
712     /* XXX tcp_flags? */
713 }
714
715 /* Deletes all flows from 'dpif'.  Returns 0 if successful, otherwise a
716  * positive errno value.  */
717 int
718 dpif_flow_flush(struct dpif *dpif)
719 {
720     int error;
721
722     COVERAGE_INC(dpif_flow_flush);
723
724     error = dpif->dpif_class->flow_flush(dpif);
725     log_operation(dpif, "flow_flush", error);
726     return error;
727 }
728
729 /* Queries 'dpif' for a flow entry.  The flow is specified by the Netlink
730  * attributes with types OVS_KEY_ATTR_* in the 'key_len' bytes starting at
731  * 'key'.
732  *
733  * Returns 0 if successful.  If no flow matches, returns ENOENT.  On other
734  * failure, returns a positive errno value.
735  *
736  * If 'actionsp' is nonnull, then on success '*actionsp' will be set to an
737  * ofpbuf owned by the caller that contains the Netlink attributes for the
738  * flow's actions.  The caller must free the ofpbuf (with ofpbuf_delete()) when
739  * it is no longer needed.
740  *
741  * If 'stats' is nonnull, then on success it will be updated with the flow's
742  * statistics. */
743 int
744 dpif_flow_get(const struct dpif *dpif,
745               const struct nlattr *key, size_t key_len,
746               struct ofpbuf **actionsp, struct dpif_flow_stats *stats)
747 {
748     int error;
749
750     COVERAGE_INC(dpif_flow_get);
751
752     error = dpif->dpif_class->flow_get(dpif, key, key_len, actionsp, stats);
753     if (error) {
754         if (actionsp) {
755             *actionsp = NULL;
756         }
757         if (stats) {
758             memset(stats, 0, sizeof *stats);
759         }
760     }
761     if (should_log_flow_message(error)) {
762         const struct nlattr *actions;
763         size_t actions_len;
764
765         if (!error && actionsp) {
766             actions = (*actionsp)->data;
767             actions_len = (*actionsp)->size;
768         } else {
769             actions = NULL;
770             actions_len = 0;
771         }
772         log_flow_message(dpif, error, "flow_get", key, key_len, stats,
773                          actions, actions_len);
774     }
775     return error;
776 }
777
778 /* Adds or modifies a flow in 'dpif'.  The flow is specified by the Netlink
779  * attributes with types OVS_KEY_ATTR_* in the 'key_len' bytes starting at
780  * 'key'.  The associated actions are specified by the Netlink attributes with
781  * types OVS_ACTION_ATTR_* in the 'actions_len' bytes starting at 'actions'.
782  *
783  * - If the flow's key does not exist in 'dpif', then the flow will be added if
784  *   'flags' includes DPIF_FP_CREATE.  Otherwise the operation will fail with
785  *   ENOENT.
786  *
787  *   If the operation succeeds, then 'stats', if nonnull, will be zeroed.
788  *
789  * - If the flow's key does exist in 'dpif', then the flow's actions will be
790  *   updated if 'flags' includes DPIF_FP_MODIFY.  Otherwise the operation will
791  *   fail with EEXIST.  If the flow's actions are updated, then its statistics
792  *   will be zeroed if 'flags' includes DPIF_FP_ZERO_STATS, and left as-is
793  *   otherwise.
794  *
795  *   If the operation succeeds, then 'stats', if nonnull, will be set to the
796  *   flow's statistics before the update.
797  */
798 int
799 dpif_flow_put(struct dpif *dpif, enum dpif_flow_put_flags flags,
800               const struct nlattr *key, size_t key_len,
801               const struct nlattr *actions, size_t actions_len,
802               struct dpif_flow_stats *stats)
803 {
804     int error;
805
806     COVERAGE_INC(dpif_flow_put);
807     assert(!(flags & ~(DPIF_FP_CREATE | DPIF_FP_MODIFY | DPIF_FP_ZERO_STATS)));
808
809     error = dpif->dpif_class->flow_put(dpif, flags, key, key_len,
810                                        actions, actions_len, stats);
811     if (error && stats) {
812         memset(stats, 0, sizeof *stats);
813     }
814     if (should_log_flow_message(error)) {
815         struct ds s;
816
817         ds_init(&s);
818         ds_put_cstr(&s, "put");
819         if (flags & DPIF_FP_CREATE) {
820             ds_put_cstr(&s, "[create]");
821         }
822         if (flags & DPIF_FP_MODIFY) {
823             ds_put_cstr(&s, "[modify]");
824         }
825         if (flags & DPIF_FP_ZERO_STATS) {
826             ds_put_cstr(&s, "[zero]");
827         }
828         log_flow_message(dpif, error, ds_cstr(&s), key, key_len, stats,
829                          actions, actions_len);
830         ds_destroy(&s);
831     }
832     return error;
833 }
834
835 /* Deletes a flow from 'dpif' and returns 0, or returns ENOENT if 'dpif' does
836  * not contain such a flow.  The flow is specified by the Netlink attributes
837  * with types OVS_KEY_ATTR_* in the 'key_len' bytes starting at 'key'.
838  *
839  * If the operation succeeds, then 'stats', if nonnull, will be set to the
840  * flow's statistics before its deletion. */
841 int
842 dpif_flow_del(struct dpif *dpif,
843               const struct nlattr *key, size_t key_len,
844               struct dpif_flow_stats *stats)
845 {
846     int error;
847
848     COVERAGE_INC(dpif_flow_del);
849
850     error = dpif->dpif_class->flow_del(dpif, key, key_len, stats);
851     if (error && stats) {
852         memset(stats, 0, sizeof *stats);
853     }
854     if (should_log_flow_message(error)) {
855         log_flow_message(dpif, error, "flow_del", key, key_len,
856                          !error ? stats : NULL, NULL, 0);
857     }
858     return error;
859 }
860
861 /* Initializes 'dump' to begin dumping the flows in a dpif.
862  *
863  * This function provides no status indication.  An error status for the entire
864  * dump operation is provided when it is completed by calling
865  * dpif_flow_dump_done().
866  */
867 void
868 dpif_flow_dump_start(struct dpif_flow_dump *dump, const struct dpif *dpif)
869 {
870     dump->dpif = dpif;
871     dump->error = dpif->dpif_class->flow_dump_start(dpif, &dump->state);
872     log_operation(dpif, "flow_dump_start", dump->error);
873 }
874
875 /* Attempts to retrieve another flow from 'dump', which must have been
876  * initialized with dpif_flow_dump_start().  On success, updates the output
877  * parameters as described below and returns true.  Otherwise, returns false.
878  * Failure might indicate an actual error or merely the end of the flow table.
879  * An error status for the entire dump operation is provided when it is
880  * completed by calling dpif_flow_dump_done().
881  *
882  * On success, if 'key' and 'key_len' are nonnull then '*key' and '*key_len'
883  * will be set to Netlink attributes with types OVS_KEY_ATTR_* representing the
884  * dumped flow's key.  If 'actions' and 'actions_len' are nonnull then they are
885  * set to Netlink attributes with types OVS_ACTION_ATTR_* representing the
886  * dumped flow's actions.  If 'stats' is nonnull then it will be set to the
887  * dumped flow's statistics.
888  *
889  * All of the returned data is owned by 'dpif', not by the caller, and the
890  * caller must not modify or free it.  'dpif' guarantees that it remains
891  * accessible and unchanging until at least the next call to 'flow_dump_next'
892  * or 'flow_dump_done' for 'dump'. */
893 bool
894 dpif_flow_dump_next(struct dpif_flow_dump *dump,
895                     const struct nlattr **key, size_t *key_len,
896                     const struct nlattr **actions, size_t *actions_len,
897                     const struct dpif_flow_stats **stats)
898 {
899     const struct dpif *dpif = dump->dpif;
900     int error = dump->error;
901
902     if (!error) {
903         error = dpif->dpif_class->flow_dump_next(dpif, dump->state,
904                                                  key, key_len,
905                                                  actions, actions_len,
906                                                  stats);
907         if (error) {
908             dpif->dpif_class->flow_dump_done(dpif, dump->state);
909         }
910     }
911     if (error) {
912         if (key) {
913             *key = NULL;
914             *key_len = 0;
915         }
916         if (actions) {
917             *actions = NULL;
918             *actions_len = 0;
919         }
920         if (stats) {
921             *stats = NULL;
922         }
923     }
924     if (!dump->error) {
925         if (error == EOF) {
926             VLOG_DBG_RL(&dpmsg_rl, "%s: dumped all flows", dpif_name(dpif));
927         } else if (should_log_flow_message(error)) {
928             log_flow_message(dpif, error, "flow_dump",
929                              key ? *key : NULL, key ? *key_len : 0,
930                              stats ? *stats : NULL, actions ? *actions : NULL,
931                              actions ? *actions_len : 0);
932         }
933     }
934     dump->error = error;
935     return !error;
936 }
937
938 /* Completes flow table dump operation 'dump', which must have been initialized
939  * with dpif_flow_dump_start().  Returns 0 if the dump operation was
940  * error-free, otherwise a positive errno value describing the problem. */
941 int
942 dpif_flow_dump_done(struct dpif_flow_dump *dump)
943 {
944     const struct dpif *dpif = dump->dpif;
945     if (!dump->error) {
946         dump->error = dpif->dpif_class->flow_dump_done(dpif, dump->state);
947         log_operation(dpif, "flow_dump_done", dump->error);
948     }
949     return dump->error == EOF ? 0 : dump->error;
950 }
951
952 /* Causes 'dpif' to perform the 'actions_len' bytes of actions in 'actions' on
953  * the Ethernet frame specified in 'packet' taken from the flow specified in
954  * the 'key_len' bytes of 'key'.  ('key' is mostly redundant with 'packet', but
955  * it contains some metadata that cannot be recovered from 'packet', such as
956  * tun_id and in_port.)
957  *
958  * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
959 int
960 dpif_execute(struct dpif *dpif,
961              const struct nlattr *key, size_t key_len,
962              const struct nlattr *actions, size_t actions_len,
963              const struct ofpbuf *buf)
964 {
965     int error;
966
967     COVERAGE_INC(dpif_execute);
968     if (actions_len > 0) {
969         error = dpif->dpif_class->execute(dpif, key, key_len,
970                                           actions, actions_len, buf);
971     } else {
972         error = 0;
973     }
974
975     if (!(error ? VLOG_DROP_WARN(&error_rl) : VLOG_DROP_DBG(&dpmsg_rl))) {
976         struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
977         char *packet = ofp_packet_to_string(buf->data, buf->size, buf->size);
978         ds_put_format(&ds, "%s: execute ", dpif_name(dpif));
979         format_odp_actions(&ds, actions, actions_len);
980         if (error) {
981             ds_put_format(&ds, " failed (%s)", strerror(error));
982         }
983         ds_put_format(&ds, " on packet %s", packet);
984         vlog(THIS_MODULE, error ? VLL_WARN : VLL_DBG, "%s", ds_cstr(&ds));
985         ds_destroy(&ds);
986         free(packet);
987     }
988     return error;
989 }
990
991 /* Executes each of the 'n_ops' operations in 'ops' on 'dpif', in the order in
992  * which they are specified, placing each operation's results in the "output"
993  * members documented in comments.
994  *
995  * This function exists because some datapaths can perform batched operations
996  * faster than individual operations. */
997 void
998 dpif_operate(struct dpif *dpif, union dpif_op **ops, size_t n_ops)
999 {
1000     size_t i;
1001
1002     if (dpif->dpif_class->operate) {
1003         dpif->dpif_class->operate(dpif, ops, n_ops);
1004         return;
1005     }
1006
1007     for (i = 0; i < n_ops; i++) {
1008         union dpif_op *op = ops[i];
1009         struct dpif_flow_put *put;
1010         struct dpif_execute *execute;
1011
1012         switch (op->type) {
1013         case DPIF_OP_FLOW_PUT:
1014             put = &op->flow_put;
1015             put->error = dpif_flow_put(dpif, put->flags,
1016                                        put->key, put->key_len,
1017                                        put->actions, put->actions_len,
1018                                        put->stats);
1019             break;
1020
1021         case DPIF_OP_EXECUTE:
1022             execute = &op->execute;
1023             execute->error = dpif_execute(dpif, execute->key, execute->key_len,
1024                                           execute->actions,
1025                                           execute->actions_len,
1026                                           execute->packet);
1027             break;
1028
1029         default:
1030             NOT_REACHED();
1031         }
1032     }
1033 }
1034
1035
1036 /* Returns a string that represents 'type', for use in log messages. */
1037 const char *
1038 dpif_upcall_type_to_string(enum dpif_upcall_type type)
1039 {
1040     switch (type) {
1041     case DPIF_UC_MISS: return "miss";
1042     case DPIF_UC_ACTION: return "action";
1043     case DPIF_N_UC_TYPES: default: return "<unknown>";
1044     }
1045 }
1046
1047 static bool OVS_UNUSED
1048 is_valid_listen_mask(int listen_mask)
1049 {
1050     return !(listen_mask & ~((1u << DPIF_UC_MISS) |
1051                              (1u << DPIF_UC_ACTION)));
1052 }
1053
1054 /* Retrieves 'dpif''s "listen mask" into '*listen_mask'.  A 1-bit of value 2**X
1055  * set in '*listen_mask' indicates that dpif_recv() will receive messages of
1056  * the type (from "enum dpif_upcall_type") with value X.  Returns 0 if
1057  * successful, otherwise a positive errno value. */
1058 int
1059 dpif_recv_get_mask(const struct dpif *dpif, int *listen_mask)
1060 {
1061     int error = dpif->dpif_class->recv_get_mask(dpif, listen_mask);
1062     if (error) {
1063         *listen_mask = 0;
1064     }
1065     assert(is_valid_listen_mask(*listen_mask));
1066     log_operation(dpif, "recv_get_mask", error);
1067     return error;
1068 }
1069
1070 /* Sets 'dpif''s "listen mask" to 'listen_mask'.  A 1-bit of value 2**X set in
1071  * '*listen_mask' requests that dpif_recv() will receive messages of the type
1072  * (from "enum dpif_upcall_type") with value X.  Returns 0 if successful,
1073  * otherwise a positive errno value.
1074  *
1075  * Turning DPIF_UC_ACTION off and then back on may change the Netlink PID
1076  * assignments returned by dpif_port_get_pid().  If the client does this, it
1077  * must update all of the flows that have OVS_ACTION_ATTR_USERSPACE actions
1078  * using the new PID assignment. */
1079 int
1080 dpif_recv_set_mask(struct dpif *dpif, int listen_mask)
1081 {
1082     int error;
1083
1084     assert(is_valid_listen_mask(listen_mask));
1085
1086     error = dpif->dpif_class->recv_set_mask(dpif, listen_mask);
1087     log_operation(dpif, "recv_set_mask", error);
1088     return error;
1089 }
1090
1091 /* Polls for an upcall from 'dpif'.  If successful, stores the upcall into
1092  * '*upcall'.  Only upcalls of the types selected with dpif_recv_set_mask()
1093  * member function will ordinarily be received (but if a message type is
1094  * enabled and then later disabled, some stragglers might pop up).
1095  *
1096  * The caller takes ownership of the data that 'upcall' points to.
1097  * 'upcall->key' and 'upcall->actions' (if nonnull) point into data owned by
1098  * 'upcall->packet', so their memory cannot be freed separately.  (This is
1099  * hardly a great way to do things but it works out OK for the dpif providers
1100  * and clients that exist so far.)
1101  *
1102  * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.  Returns EAGAIN
1103  * if no upcall is immediately available. */
1104 int
1105 dpif_recv(struct dpif *dpif, struct dpif_upcall *upcall)
1106 {
1107     int error = dpif->dpif_class->recv(dpif, upcall);
1108     if (!error && !VLOG_DROP_DBG(&dpmsg_rl)) {
1109         struct ds flow;
1110         char *packet;
1111
1112         packet = ofp_packet_to_string(upcall->packet->data,
1113                                       upcall->packet->size,
1114                                       upcall->packet->size);
1115
1116         ds_init(&flow);
1117         odp_flow_key_format(upcall->key, upcall->key_len, &flow);
1118
1119         VLOG_DBG("%s: %s upcall:\n%s\n%s",
1120                  dpif_name(dpif), dpif_upcall_type_to_string(upcall->type),
1121                  ds_cstr(&flow), packet);
1122
1123         ds_destroy(&flow);
1124         free(packet);
1125     }
1126     return error;
1127 }
1128
1129 /* Discards all messages that would otherwise be received by dpif_recv() on
1130  * 'dpif'. */
1131 void
1132 dpif_recv_purge(struct dpif *dpif)
1133 {
1134     COVERAGE_INC(dpif_purge);
1135     if (dpif->dpif_class->recv_purge) {
1136         dpif->dpif_class->recv_purge(dpif);
1137     }
1138 }
1139
1140 /* Arranges for the poll loop to wake up when 'dpif' has a message queued to be
1141  * received with dpif_recv(). */
1142 void
1143 dpif_recv_wait(struct dpif *dpif)
1144 {
1145     dpif->dpif_class->recv_wait(dpif);
1146 }
1147
1148 /* Obtains the NetFlow engine type and engine ID for 'dpif' into '*engine_type'
1149  * and '*engine_id', respectively. */
1150 void
1151 dpif_get_netflow_ids(const struct dpif *dpif,
1152                      uint8_t *engine_type, uint8_t *engine_id)
1153 {
1154     *engine_type = dpif->netflow_engine_type;
1155     *engine_id = dpif->netflow_engine_id;
1156 }
1157
1158 /* Translates OpenFlow queue ID 'queue_id' (in host byte order) into a priority
1159  * value for use in the OVS_ACTION_ATTR_SET_PRIORITY action.  On success,
1160  * returns 0 and stores the priority into '*priority'.  On failure, returns a
1161  * positive errno value and stores 0 into '*priority'. */
1162 int
1163 dpif_queue_to_priority(const struct dpif *dpif, uint32_t queue_id,
1164                        uint32_t *priority)
1165 {
1166     int error = (dpif->dpif_class->queue_to_priority
1167                  ? dpif->dpif_class->queue_to_priority(dpif, queue_id,
1168                                                        priority)
1169                  : EOPNOTSUPP);
1170     if (error) {
1171         *priority = 0;
1172     }
1173     log_operation(dpif, "queue_to_priority", error);
1174     return error;
1175 }
1176 \f
1177 void
1178 dpif_init(struct dpif *dpif, const struct dpif_class *dpif_class,
1179           const char *name,
1180           uint8_t netflow_engine_type, uint8_t netflow_engine_id)
1181 {
1182     dpif->dpif_class = dpif_class;
1183     dpif->base_name = xstrdup(name);
1184     dpif->full_name = xasprintf("%s@%s", dpif_class->type, name);
1185     dpif->netflow_engine_type = netflow_engine_type;
1186     dpif->netflow_engine_id = netflow_engine_id;
1187 }
1188
1189 /* Undoes the results of initialization.
1190  *
1191  * Normally this function only needs to be called from dpif_close().
1192  * However, it may be called by providers due to an error on opening
1193  * that occurs after initialization.  It this case dpif_close() would
1194  * never be called. */
1195 void
1196 dpif_uninit(struct dpif *dpif, bool close)
1197 {
1198     char *base_name = dpif->base_name;
1199     char *full_name = dpif->full_name;
1200
1201     if (close) {
1202         dpif->dpif_class->close(dpif);
1203     }
1204
1205     free(base_name);
1206     free(full_name);
1207 }
1208 \f
1209 static void
1210 log_operation(const struct dpif *dpif, const char *operation, int error)
1211 {
1212     if (!error) {
1213         VLOG_DBG_RL(&dpmsg_rl, "%s: %s success", dpif_name(dpif), operation);
1214     } else if (is_errno(error)) {
1215         VLOG_WARN_RL(&error_rl, "%s: %s failed (%s)",
1216                      dpif_name(dpif), operation, strerror(error));
1217     } else {
1218         VLOG_WARN_RL(&error_rl, "%s: %s failed (%d/%d)",
1219                      dpif_name(dpif), operation,
1220                      get_ofp_err_type(error), get_ofp_err_code(error));
1221     }
1222 }
1223
1224 static enum vlog_level
1225 flow_message_log_level(int error)
1226 {
1227     return error ? VLL_WARN : VLL_DBG;
1228 }
1229
1230 static bool
1231 should_log_flow_message(int error)
1232 {
1233     return !vlog_should_drop(THIS_MODULE, flow_message_log_level(error),
1234                              error ? &error_rl : &dpmsg_rl);
1235 }
1236
1237 static void
1238 log_flow_message(const struct dpif *dpif, int error, const char *operation,
1239                  const struct nlattr *key, size_t key_len,
1240                  const struct dpif_flow_stats *stats,
1241                  const struct nlattr *actions, size_t actions_len)
1242 {
1243     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
1244     ds_put_format(&ds, "%s: ", dpif_name(dpif));
1245     if (error) {
1246         ds_put_cstr(&ds, "failed to ");
1247     }
1248     ds_put_format(&ds, "%s ", operation);
1249     if (error) {
1250         ds_put_format(&ds, "(%s) ", strerror(error));
1251     }
1252     odp_flow_key_format(key, key_len, &ds);
1253     if (stats) {
1254         ds_put_cstr(&ds, ", ");
1255         dpif_flow_stats_format(stats, &ds);
1256     }
1257     if (actions || actions_len) {
1258         ds_put_cstr(&ds, ", actions:");
1259         format_odp_actions(&ds, actions, actions_len);
1260     }
1261     vlog(THIS_MODULE, flow_message_log_level(error), "%s", ds_cstr(&ds));
1262     ds_destroy(&ds);
1263 }