lib/ofp-util.h

   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 #ifndef OFP_UTIL_H
  18 #define OFP_UTIL_H 1
  19
  20 #include <assert.h>
  21 #include <stdbool.h>
  22 #include <stddef.h>
  23 #include <stdint.h>
  24 #include "classifier.h"
  25 #include "flow.h"
  26 #include "openflow/nicira-ext.h"
  27 #include "openvswitch/types.h"
  28
  29 struct cls_rule;
  30 struct ofpbuf;
  31
  32 /* Basic decoding and length validation of OpenFlow messages. */
  33 enum ofputil_msg_code {
  34     OFPUTIL_MSG_INVALID,
  35
  36     /* OFPT_* messages. */
  37     OFPUTIL_OFPT_HELLO,
  38     OFPUTIL_OFPT_ERROR,
  39     OFPUTIL_OFPT_ECHO_REQUEST,
  40     OFPUTIL_OFPT_ECHO_REPLY,
  41     OFPUTIL_OFPT_FEATURES_REQUEST,
  42     OFPUTIL_OFPT_FEATURES_REPLY,
  43     OFPUTIL_OFPT_GET_CONFIG_REQUEST,
  44     OFPUTIL_OFPT_GET_CONFIG_REPLY,
  45     OFPUTIL_OFPT_SET_CONFIG,
  46     OFPUTIL_OFPT_PACKET_IN,
  47     OFPUTIL_OFPT_FLOW_REMOVED,
  48     OFPUTIL_OFPT_PORT_STATUS,
  49     OFPUTIL_OFPT_PACKET_OUT,
  50     OFPUTIL_OFPT_FLOW_MOD,
  51     OFPUTIL_OFPT_PORT_MOD,
  52     OFPUTIL_OFPT_BARRIER_REQUEST,
  53     OFPUTIL_OFPT_BARRIER_REPLY,
  54     OFPUTIL_OFPT_QUEUE_GET_CONFIG_REQUEST,
  55     OFPUTIL_OFPT_QUEUE_GET_CONFIG_REPLY,
  56
  57     /* OFPST_* stat requests. */
  58     OFPUTIL_OFPST_DESC_REQUEST,
  59     OFPUTIL_OFPST_FLOW_REQUEST,
  60     OFPUTIL_OFPST_AGGREGATE_REQUEST,
  61     OFPUTIL_OFPST_TABLE_REQUEST,
  62     OFPUTIL_OFPST_PORT_REQUEST,
  63     OFPUTIL_OFPST_QUEUE_REQUEST,
  64
  65     /* OFPST_* stat replies. */
  66     OFPUTIL_OFPST_DESC_REPLY,
  67     OFPUTIL_OFPST_FLOW_REPLY,
  68     OFPUTIL_OFPST_QUEUE_REPLY,
  69     OFPUTIL_OFPST_PORT_REPLY,
  70     OFPUTIL_OFPST_TABLE_REPLY,
  71     OFPUTIL_OFPST_AGGREGATE_REPLY,
  72
  73     /* NXT_* messages. */
  74     OFPUTIL_NXT_ROLE_REQUEST,
  75     OFPUTIL_NXT_ROLE_REPLY,
  76     OFPUTIL_NXT_SET_FLOW_FORMAT,
  77     OFPUTIL_NXT_FLOW_MOD_TABLE_ID,
  78     OFPUTIL_NXT_FLOW_MOD,
  79     OFPUTIL_NXT_FLOW_REMOVED,
  80
  81     /* NXST_* stat requests. */
  82     OFPUTIL_NXST_FLOW_REQUEST,
  83     OFPUTIL_NXST_AGGREGATE_REQUEST,
  84
  85     /* NXST_* stat replies. */
  86     OFPUTIL_NXST_FLOW_REPLY,
  87     OFPUTIL_NXST_AGGREGATE_REPLY
  88 };
  89
  90 struct ofputil_msg_type;
  91 int ofputil_decode_msg_type(const struct ofp_header *,
  92                             const struct ofputil_msg_type **);
  93 enum ofputil_msg_code ofputil_msg_type_code(const struct ofputil_msg_type *);
  94 const char *ofputil_msg_type_name(const struct ofputil_msg_type *);
  95
  96 /* Converting OFPFW_NW_SRC_MASK and OFPFW_NW_DST_MASK wildcard bit counts to
  97  * and from IP bitmasks. */
  98 ovs_be32 ofputil_wcbits_to_netmask(int wcbits);
  99 int ofputil_netmask_to_wcbits(ovs_be32 netmask);
 100
 101 /* Work with OpenFlow 1.0 ofp_match. */
 102 void ofputil_wildcard_from_openflow(uint32_t ofpfw, struct flow_wildcards *);
 103 void ofputil_cls_rule_from_match(const struct ofp_match *,
 104                                  unsigned int priority, struct cls_rule *);
 105 void ofputil_normalize_rule(struct cls_rule *, enum nx_flow_format);
 106 void ofputil_cls_rule_to_match(const struct cls_rule *, struct ofp_match *);
 107
 108 /* dl_type translation between OpenFlow and 'struct flow' format. */
 109 ovs_be16 ofputil_dl_type_to_openflow(ovs_be16 flow_dl_type);
 110 ovs_be16 ofputil_dl_type_from_openflow(ovs_be16 ofp_dl_type);
 111
 112 /* Flow formats. */
 113 bool ofputil_flow_format_is_valid(enum nx_flow_format);
 114 const char *ofputil_flow_format_to_string(enum nx_flow_format);
 115 int ofputil_flow_format_from_string(const char *);
 116 enum nx_flow_format ofputil_min_flow_format(const struct cls_rule *);
 117
 118 struct ofpbuf *ofputil_make_set_flow_format(enum nx_flow_format);
 119
 120 /* NXT_FLOW_MOD_TABLE_ID extension. */
 121 struct ofpbuf *ofputil_make_flow_mod_table_id(bool flow_mod_table_id);
 122
 123 /* Flow format independent flow_mod. */
 124 struct flow_mod {
 125     struct cls_rule cr;
 126     ovs_be64 cookie;
 127     uint8_t table_id;
 128     uint16_t command;
 129     uint16_t idle_timeout;
 130     uint16_t hard_timeout;
 131     uint32_t buffer_id;
 132     uint16_t out_port;
 133     uint16_t flags;
 134     union ofp_action *actions;
 135     size_t n_actions;
 136 };
 137
 138 int ofputil_decode_flow_mod(struct flow_mod *, const struct ofp_header *,
 139                             bool flow_mod_table_id);
 140 struct ofpbuf *ofputil_encode_flow_mod(const struct flow_mod *,
 141                                        enum nx_flow_format,
 142                                        bool flow_mod_table_id);
 143
 144 /* Flow stats or aggregate stats request, independent of flow format. */
 145 struct flow_stats_request {
 146     bool aggregate;             /* Aggregate results? */
 147     struct cls_rule match;
 148     uint16_t out_port;
 149     uint8_t table_id;
 150 };
 151
 152 int ofputil_decode_flow_stats_request(struct flow_stats_request *,
 153                                       const struct ofp_header *);
 154 struct ofpbuf *ofputil_encode_flow_stats_request(
 155     const struct flow_stats_request *, enum nx_flow_format);
 156
 157 /* Flow stats reply, independent of flow format. */
 158 struct ofputil_flow_stats {
 159     struct cls_rule rule;
 160     ovs_be64 cookie;
 161     uint8_t table_id;
 162     uint32_t duration_sec;
 163     uint32_t duration_nsec;
 164     uint16_t idle_timeout;
 165     uint16_t hard_timeout;
 166     uint64_t packet_count;      /* Packet count, UINT64_MAX if unknown. */
 167     uint64_t byte_count;        /* Byte count, UINT64_MAX if unknown. */
 168     union ofp_action *actions;
 169     size_t n_actions;
 170 };
 171
 172 int ofputil_decode_flow_stats_reply(struct ofputil_flow_stats *,
 173                                     struct ofpbuf *msg);
 174 void ofputil_append_flow_stats_reply(const struct ofputil_flow_stats *,
 175                                      struct list *replies);
 176
 177 /* Aggregate stats reply, independent of flow format. */
 178 struct ofputil_aggregate_stats {
 179     uint64_t packet_count;      /* Packet count, UINT64_MAX if unknown. */
 180     uint64_t byte_count;        /* Byte count, UINT64_MAX if unknown. */
 181     uint32_t flow_count;
 182 };
 183
 184 struct ofpbuf *ofputil_encode_aggregate_stats_reply(
 185     const struct ofputil_aggregate_stats *stats,
 186     const struct ofp_stats_msg *request);
 187
 188 /* Flow removed message, independent of flow format. */
 189 struct ofputil_flow_removed {
 190     struct cls_rule rule;
 191     ovs_be64 cookie;
 192     uint8_t reason;             /* One of OFPRR_*. */
 193     uint32_t duration_sec;
 194     uint32_t duration_nsec;
 195     uint16_t idle_timeout;
 196     uint64_t packet_count;      /* Packet count, UINT64_MAX if unknown. */
 197     uint64_t byte_count;        /* Byte count, UINT64_MAX if unknown. */
 198 };
 199
 200 int ofputil_decode_flow_removed(struct ofputil_flow_removed *,
 201                                 const struct ofp_header *);
 202 struct ofpbuf *ofputil_encode_flow_removed(const struct ofputil_flow_removed *,
 203                                            enum nx_flow_format);
 204
 205 /* Abstract packet-in message. */
 206 struct ofputil_packet_in {
 207     struct ofpbuf *packet;
 208     uint16_t in_port;
 209     uint8_t reason;             /* One of OFPR_*. */
 210
 211     uint32_t buffer_id;
 212     int send_len;
 213 };
 214
 215 struct ofpbuf *ofputil_encode_packet_in(const struct ofputil_packet_in *,
 216                                         struct ofpbuf *rw_packet);
 217
 218 /* OpenFlow protocol utility functions. */
 219 void *make_openflow(size_t openflow_len, uint8_t type, struct ofpbuf **);
 220 void *make_nxmsg(size_t openflow_len, uint32_t subtype, struct ofpbuf **);
 221
 222 void *make_openflow_xid(size_t openflow_len, uint8_t type,
 223                         ovs_be32 xid, struct ofpbuf **);
 224 void *make_nxmsg_xid(size_t openflow_len, uint32_t subtype, ovs_be32 xid,
 225                      struct ofpbuf **);
 226
 227 void *put_openflow(size_t openflow_len, uint8_t type, struct ofpbuf *);
 228 void *put_openflow_xid(size_t openflow_len, uint8_t type, ovs_be32 xid,
 229                        struct ofpbuf *);
 230
 231 void *put_nxmsg(size_t openflow_len, uint32_t subtype, struct ofpbuf *);
 232 void *put_nxmsg_xid(size_t openflow_len, uint32_t subtype, ovs_be32 xid,
 233                     struct ofpbuf *);
 234
 235 void update_openflow_length(struct ofpbuf *);
 236
 237 void *ofputil_make_stats_request(size_t openflow_len, uint16_t type,
 238                                  uint32_t subtype, struct ofpbuf **);
 239 void *ofputil_make_stats_reply(size_t openflow_len,
 240                                const struct ofp_stats_msg *request,
 241                                struct ofpbuf **);
 242
 243 void ofputil_start_stats_reply(const struct ofp_stats_msg *request,
 244                                struct list *);
 245 struct ofpbuf *ofputil_reserve_stats_reply(size_t len, struct list *);
 246 void *ofputil_append_stats_reply(size_t len, struct list *);
 247
 248 const void *ofputil_stats_body(const struct ofp_header *);
 249 size_t ofputil_stats_body_len(const struct ofp_header *);
 250
 251 const void *ofputil_nxstats_body(const struct ofp_header *);
 252 size_t ofputil_nxstats_body_len(const struct ofp_header *);
 253
 254 struct ofpbuf *make_flow_mod(uint16_t command, const struct cls_rule *,
 255                              size_t actions_len);
 256 struct ofpbuf *make_add_flow(const struct cls_rule *, uint32_t buffer_id,
 257                              uint16_t max_idle, size_t actions_len);
 258 struct ofpbuf *make_del_flow(const struct cls_rule *);
 259 struct ofpbuf *make_add_simple_flow(const struct cls_rule *,
 260                                     uint32_t buffer_id, uint16_t out_port,
 261                                     uint16_t max_idle);
 262 struct ofpbuf *make_packet_in(uint32_t buffer_id, uint16_t in_port,
 263                               uint8_t reason,
 264                               const struct ofpbuf *payload, int max_send_len);
 265 struct ofpbuf *make_packet_out(const struct ofpbuf *packet, uint32_t buffer_id,
 266                                uint16_t in_port,
 267                                const struct ofp_action_header *,
 268                                size_t n_actions);
 269 struct ofpbuf *make_buffered_packet_out(uint32_t buffer_id,
 270                                         uint16_t in_port, uint16_t out_port);
 271 struct ofpbuf *make_unbuffered_packet_out(const struct ofpbuf *packet,
 272                                           uint16_t in_port, uint16_t out_port);
 273 struct ofpbuf *make_echo_request(void);
 274 struct ofpbuf *make_echo_reply(const struct ofp_header *rq);
 275 \f
 276 /* Actions. */
 277
 278 enum ofputil_action_code {
 279     /* OFPAT_* actions. */
 280     OFPUTIL_OFPAT_OUTPUT,
 281     OFPUTIL_OFPAT_SET_VLAN_VID,
 282     OFPUTIL_OFPAT_SET_VLAN_PCP,
 283     OFPUTIL_OFPAT_STRIP_VLAN,
 284     OFPUTIL_OFPAT_SET_DL_SRC,
 285     OFPUTIL_OFPAT_SET_DL_DST,
 286     OFPUTIL_OFPAT_SET_NW_SRC,
 287     OFPUTIL_OFPAT_SET_NW_DST,
 288     OFPUTIL_OFPAT_SET_NW_TOS,
 289     OFPUTIL_OFPAT_SET_TP_SRC,
 290     OFPUTIL_OFPAT_SET_TP_DST,
 291     OFPUTIL_OFPAT_ENQUEUE,
 292
 293     /* NXAST_* actions. */
 294     OFPUTIL_NXAST_RESUBMIT,
 295     OFPUTIL_NXAST_SET_TUNNEL,
 296     OFPUTIL_NXAST_SET_QUEUE,
 297     OFPUTIL_NXAST_POP_QUEUE,
 298     OFPUTIL_NXAST_REG_MOVE,
 299     OFPUTIL_NXAST_REG_LOAD,
 300     OFPUTIL_NXAST_NOTE,
 301     OFPUTIL_NXAST_SET_TUNNEL64,
 302     OFPUTIL_NXAST_MULTIPATH,
 303     OFPUTIL_NXAST_AUTOPATH
 304 };
 305
 306 int ofputil_decode_action(const union ofp_action *);
 307 enum ofputil_action_code ofputil_decode_action_unsafe(
 308     const union ofp_action *);
 309
 310 #define OFP_ACTION_ALIGN 8      /* Alignment of ofp_actions. */
 311
 312 static inline union ofp_action *
 313 ofputil_action_next(const union ofp_action *a)
 314 {
 315     return (void *) ((uint8_t *) a + ntohs(a->header.len));
 316 }
 317
 318 static inline bool
 319 ofputil_action_is_valid(const union ofp_action *a, size_t n_actions)
 320 {
 321     uint16_t len = ntohs(a->header.len);
 322     return (!(len % OFP_ACTION_ALIGN)
 323             && len >= sizeof *a
 324             && len / sizeof *a <= n_actions);
 325 }
 326
 327 /* This macro is careful to check for actions with bad lengths. */
 328 #define OFPUTIL_ACTION_FOR_EACH(ITER, LEFT, ACTIONS, N_ACTIONS)         \
 329     for ((ITER) = (ACTIONS), (LEFT) = (N_ACTIONS);                      \
 330          (LEFT) > 0 && ofputil_action_is_valid(ITER, LEFT);             \
 331          ((LEFT) -= ntohs((ITER)->header.len) / sizeof(union ofp_action), \
 332           (ITER) = ofputil_action_next(ITER)))
 333
 334 /* This macro does not check for actions with bad lengths.  It should only be
 335  * used with actions from trusted sources or with actions that have already
 336  * been validated (e.g. with OFPUTIL_ACTION_FOR_EACH).  */
 337 #define OFPUTIL_ACTION_FOR_EACH_UNSAFE(ITER, LEFT, ACTIONS, N_ACTIONS)  \
 338     for ((ITER) = (ACTIONS), (LEFT) = (N_ACTIONS);                      \
 339          (LEFT) > 0;                                                    \
 340          ((LEFT) -= ntohs((ITER)->header.len) / sizeof(union ofp_action), \
 341           (ITER) = ofputil_action_next(ITER)))
 342
 343 int validate_actions(const union ofp_action *, size_t n_actions,
 344                      const struct flow *, int max_ports);
 345 bool action_outputs_to_port(const union ofp_action *, ovs_be16 port);
 346
 347 int ofputil_pull_actions(struct ofpbuf *, unsigned int actions_len,
 348                          union ofp_action **, size_t *);
 349
 350 bool ofputil_actions_equal(const union ofp_action *a, size_t n_a,
 351                            const union ofp_action *b, size_t n_b);
 352 union ofp_action *ofputil_actions_clone(const union ofp_action *, size_t n);
 353 \f
 354 /* OpenFlow vendors.
 355  *
 356  * These functions map OpenFlow 32-bit vendor IDs (as used in struct
 357  * ofp_vendor_header) into 4-bit values to embed in an "int".  The 4-bit values
 358  * are only used internally in Open vSwitch and never appear on the wire, so
 359  * particular codes used are not important.
 360  */
 361
 362 /* Vendor error numbers currently used in Open vSwitch. */
 363 #define OFPUTIL_VENDORS                                     \
 364     /*             vendor name              vendor value */ \
 365     OFPUTIL_VENDOR(OFPUTIL_VENDOR_OPENFLOW, 0x00000000)     \
 366     OFPUTIL_VENDOR(OFPUTIL_VENDOR_NICIRA,   NX_VENDOR_ID)
 367
 368 /* OFPUTIL_VENDOR_* definitions. */
 369 enum ofputil_vendor_codes {
 370 #define OFPUTIL_VENDOR(NAME, VENDOR_ID) NAME,
 371     OFPUTIL_VENDORS
 372     OFPUTIL_N_VENDORS
 373 #undef OFPUTIL_VENDOR
 374 };
 375 \f
 376 /* Error codes.
 377  *
 378  * We embed system errno values and OpenFlow standard and vendor extension
 379  * error codes into a single 31-bit space using the following encoding.
 380  * (Bit 31 is unused and assumed 0 to avoid negative "int" values.)
 381  *
 382  *   30                                                   0
 383  *  +------------------------------------------------------+
 384  *  |                           0                          |  success
 385  *  +------------------------------------------------------+
 386  *
 387  *   30 29                                                0
 388  *  +--+---------------------------------------------------+
 389  *  | 0|                    errno value                    |  errno value
 390  *  +--+---------------------------------------------------+
 391  *
 392  *   30 29   26 25            16 15                       0
 393  *  +--+-------+----------------+--------------------------+
 394  *  | 1|   0   |      type      |           code           |  standard OpenFlow
 395  *  +--+-------+----------------+--------------------------+  error
 396  *
 397  *   30 29   26 25            16 15                       0
 398  *  +--+-------+----------------+--------------------------+  Nicira
 399  *  | 1| vendor|      type      |           code           |  NXET_VENDOR
 400  *  +--+-------+----------------+--------------------------+  error extension
 401  *
 402  * C and POSIX say that errno values are positive.  We assume that they are
 403  * less than 2**29.  They are actually less than 65536 on at least Linux,
 404  * FreeBSD, OpenBSD, and Windows.
 405  *
 406  * The 'vendor' field holds one of the OFPUTIL_VENDOR_* codes defined above.
 407  * It must be nonzero.
 408  *
 409  * Negative values are not defined.
 410  */
 411
 412 /* Currently 4 bits are allocated to the "vendor" field.  Make sure that all
 413  * the vendor codes can fit. */
 414 BUILD_ASSERT_DECL(OFPUTIL_N_VENDORS <= 16);
 415
 416 /* These are macro versions of the functions defined below.  The macro versions
 417  * are intended for use in contexts where function calls are not allowed,
 418  * e.g. static initializers and case labels. */
 419 #define OFP_MKERR(TYPE, CODE) ((1 << 30) | ((TYPE) << 16) | (CODE))
 420 #define OFP_MKERR_VENDOR(VENDOR, TYPE, CODE) \
 421         ((1 << 30) | ((VENDOR) << 26) | ((TYPE) << 16) | (CODE))
 422 #define OFP_MKERR_NICIRA(TYPE, CODE) \
 423         OFP_MKERR_VENDOR(OFPUTIL_VENDOR_NICIRA, TYPE, CODE)
 424
 425 /* Returns the standard OpenFlow error with the specified 'type' and 'code' as
 426  * an integer. */
 427 static inline int
 428 ofp_mkerr(uint16_t type, uint16_t code)
 429 {
 430     return OFP_MKERR(type, code);
 431 }
 432
 433 /* Returns the OpenFlow vendor error with the specified 'vendor', 'type', and
 434  * 'code' as an integer.  'vendor' must be an OFPUTIL_VENDOR_* constant. */
 435 static inline int
 436 ofp_mkerr_vendor(uint8_t vendor, uint16_t type, uint16_t code)
 437 {
 438     assert(vendor < OFPUTIL_N_VENDORS);
 439     return OFP_MKERR_VENDOR(vendor, type, code);
 440 }
 441
 442 /* Returns the OpenFlow vendor error with Nicira as vendor, with the specific
 443  * 'type' and 'code', as an integer. */
 444 static inline int
 445 ofp_mkerr_nicira(uint16_t type, uint16_t code)
 446 {
 447     return OFP_MKERR_NICIRA(type, code);
 448 }
 449
 450 /* Returns true if 'error' encodes an OpenFlow standard or vendor extension
 451  * error codes as documented above. */
 452 static inline bool
 453 is_ofp_error(int error)
 454 {
 455     return (error & (1 << 30)) != 0;
 456 }
 457
 458 /* Returns true if 'error' appears to be a system errno value. */
 459 static inline bool
 460 is_errno(int error)
 461 {
 462     return !is_ofp_error(error);
 463 }
 464
 465 /* Returns the "vendor" part of the OpenFlow error code 'error' (which must be
 466  * in the format explained above).  This is normally one of the
 467  * OFPUTIL_VENDOR_* constants.  Returns OFPUTIL_VENDOR_OPENFLOW (0) for a
 468  * standard OpenFlow error. */
 469 static inline uint8_t
 470 get_ofp_err_vendor(int error)
 471 {
 472     return (error >> 26) & 0xf;
 473 }
 474
 475 /* Returns the "type" part of the OpenFlow error code 'error' (which must be in
 476  * the format explained above). */
 477 static inline uint16_t
 478 get_ofp_err_type(int error)
 479 {
 480     return (error >> 16) & 0x3ff;
 481 }
 482
 483 /* Returns the "code" part of the OpenFlow error code 'error' (which must be in
 484  * the format explained above). */
 485 static inline uint16_t
 486 get_ofp_err_code(int error)
 487 {
 488     return error & 0xffff;
 489 }
 490
 491 struct ofpbuf *ofputil_encode_error_msg(int error, const struct ofp_header *);
 492 int ofputil_decode_error_msg(const struct ofp_header *, size_t *payload_ofs);
 493
 494 /* String versions of errors. */
 495 void ofputil_format_error(struct ds *, int error);
 496 char *ofputil_error_to_string(int error);
 497
 498 #endif /* ofp-util.h */