vswitch: Add other-config:in-band-queue to set queue for in-band control.
[sliver-openvswitch.git] / ofproto / in-band.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2008, 2009, 2010 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 "in-band.h"
19 #include <arpa/inet.h>
20 #include <errno.h>
21 #include <inttypes.h>
22 #include <sys/socket.h>
23 #include <net/if.h>
24 #include <string.h>
25 #include <stdlib.h>
26 #include "classifier.h"
27 #include "dhcp.h"
28 #include "dpif.h"
29 #include "flow.h"
30 #include "netdev.h"
31 #include "odp-util.h"
32 #include "ofproto.h"
33 #include "ofpbuf.h"
34 #include "openflow/openflow.h"
35 #include "packets.h"
36 #include "poll-loop.h"
37 #include "status.h"
38 #include "timeval.h"
39 #include "vlog.h"
40
41 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(in_band);
42
43 /* In-band control allows a single network to be used for OpenFlow
44  * traffic and other data traffic.  Refer to ovs-vswitchd.conf(5) and
45  * secchan(8) for a description of configuring in-band control.
46  *
47  * This comment is an attempt to describe how in-band control works at a
48  * wire- and implementation-level.  Correctly implementing in-band
49  * control has proven difficult due to its many subtleties, and has thus
50  * gone through many iterations.  Please read through and understand the
51  * reasoning behind the chosen rules before making modifications.
52  *
53  * In Open vSwitch, in-band control is implemented as "hidden" flows (in that
54  * they are not visible through OpenFlow) and at a higher priority than
55  * wildcarded flows can be set up by through OpenFlow.  This is done so that
56  * the OpenFlow controller cannot interfere with them and possibly break
57  * connectivity with its switches.  It is possible to see all flows, including
58  * in-band ones, with the ovs-appctl "bridge/dump-flows" command.
59  *
60  * The Open vSwitch implementation of in-band control can hide traffic to
61  * arbitrary "remotes", where each remote is one TCP port on one IP address.
62  * Currently the remotes are automatically configured as the in-band OpenFlow
63  * controllers plus the OVSDB managers, if any.  (The latter is a requirement
64  * because OVSDB managers are responsible for configuring OpenFlow controllers,
65  * so if the manager cannot be reached then OpenFlow cannot be reconfigured.)
66  *
67  * The following rules (with the OFPP_NORMAL action) are set up on any bridge
68  * that has any remotes:
69  *
70  *    (a) DHCP requests sent from the local port.
71  *    (b) ARP replies to the local port's MAC address.
72  *    (c) ARP requests from the local port's MAC address.
73  *
74  * In-band also sets up the following rules for each unique next-hop MAC
75  * address for the remotes' IPs (the "next hop" is either the remote
76  * itself, if it is on a local subnet, or the gateway to reach the remote):
77  *
78  *    (d) ARP replies to the next hop's MAC address.
79  *    (e) ARP requests from the next hop's MAC address.
80  *
81  * In-band also sets up the following rules for each unique remote IP address:
82  *
83  *    (f) ARP replies containing the remote's IP address as a target.
84  *    (g) ARP requests containing the remote's IP address as a source.
85  *
86  * In-band also sets up the following rules for each unique remote (IP,port)
87  * pair:
88  *
89  *    (h) TCP traffic to the remote's IP and port.
90  *    (i) TCP traffic from the remote's IP and port.
91  *
92  * The goal of these rules is to be as narrow as possible to allow a
93  * switch to join a network and be able to communicate with the
94  * remotes.  As mentioned earlier, these rules have higher priority
95  * than the controller's rules, so if they are too broad, they may
96  * prevent the controller from implementing its policy.  As such,
97  * in-band actively monitors some aspects of flow and packet processing
98  * so that the rules can be made more precise.
99  *
100  * In-band control monitors attempts to add flows into the datapath that
101  * could interfere with its duties.  The datapath only allows exact
102  * match entries, so in-band control is able to be very precise about
103  * the flows it prevents.  Flows that miss in the datapath are sent to
104  * userspace to be processed, so preventing these flows from being
105  * cached in the "fast path" does not affect correctness.  The only type
106  * of flow that is currently prevented is one that would prevent DHCP
107  * replies from being seen by the local port.  For example, a rule that
108  * forwarded all DHCP traffic to the controller would not be allowed,
109  * but one that forwarded to all ports (including the local port) would.
110  *
111  * As mentioned earlier, packets that miss in the datapath are sent to
112  * the userspace for processing.  The userspace has its own flow table,
113  * the "classifier", so in-band checks whether any special processing
114  * is needed before the classifier is consulted.  If a packet is a DHCP
115  * response to a request from the local port, the packet is forwarded to
116  * the local port, regardless of the flow table.  Note that this requires
117  * L7 processing of DHCP replies to determine whether the 'chaddr' field
118  * matches the MAC address of the local port.
119  *
120  * It is interesting to note that for an L3-based in-band control
121  * mechanism, the majority of rules are devoted to ARP traffic.  At first
122  * glance, some of these rules appear redundant.  However, each serves an
123  * important role.  First, in order to determine the MAC address of the
124  * remote side (controller or gateway) for other ARP rules, we must allow
125  * ARP traffic for our local port with rules (b) and (c).  If we are
126  * between a switch and its connection to the remote, we have to
127  * allow the other switch's ARP traffic to through.  This is done with
128  * rules (d) and (e), since we do not know the addresses of the other
129  * switches a priori, but do know the remote's or gateway's.  Finally,
130  * if the remote is running in a local guest VM that is not reached
131  * through the local port, the switch that is connected to the VM must
132  * allow ARP traffic based on the remote's IP address, since it will
133  * not know the MAC address of the local port that is sending the traffic
134  * or the MAC address of the remote in the guest VM.
135  *
136  * With a few notable exceptions below, in-band should work in most
137  * network setups.  The following are considered "supported' in the
138  * current implementation:
139  *
140  *    - Locally Connected.  The switch and remote are on the same
141  *      subnet.  This uses rules (a), (b), (c), (h), and (i).
142  *
143  *    - Reached through Gateway.  The switch and remote are on
144  *      different subnets and must go through a gateway.  This uses
145  *      rules (a), (b), (c), (h), and (i).
146  *
147  *    - Between Switch and Remote.  This switch is between another
148  *      switch and the remote, and we want to allow the other
149  *      switch's traffic through.  This uses rules (d), (e), (h), and
150  *      (i).  It uses (b) and (c) indirectly in order to know the MAC
151  *      address for rules (d) and (e).  Note that DHCP for the other
152  *      switch will not work unless an OpenFlow controller explicitly lets this
153  *      switch pass the traffic.
154  *
155  *    - Between Switch and Gateway.  This switch is between another
156  *      switch and the gateway, and we want to allow the other switch's
157  *      traffic through.  This uses the same rules and logic as the
158  *      "Between Switch and Remote" configuration described earlier.
159  *
160  *    - Remote on Local VM.  The remote is a guest VM on the
161  *      system running in-band control.  This uses rules (a), (b), (c),
162  *      (h), and (i).
163  *
164  *    - Remote on Local VM with Different Networks.  The remote
165  *      is a guest VM on the system running in-band control, but the
166  *      local port is not used to connect to the remote.  For
167  *      example, an IP address is configured on eth0 of the switch.  The
168  *      remote's VM is connected through eth1 of the switch, but an
169  *      IP address has not been configured for that port on the switch.
170  *      As such, the switch will use eth0 to connect to the remote,
171  *      and eth1's rules about the local port will not work.  In the
172  *      example, the switch attached to eth0 would use rules (a), (b),
173  *      (c), (h), and (i) on eth0.  The switch attached to eth1 would use
174  *      rules (f), (g), (h), and (i).
175  *
176  * The following are explicitly *not* supported by in-band control:
177  *
178  *    - Specify Remote by Name.  Currently, the remote must be
179  *      identified by IP address.  A naive approach would be to permit
180  *      all DNS traffic.  Unfortunately, this would prevent the
181  *      controller from defining any policy over DNS.  Since switches
182  *      that are located behind us need to connect to the remote,
183  *      in-band cannot simply add a rule that allows DNS traffic from
184  *      the local port.  The "correct" way to support this is to parse
185  *      DNS requests to allow all traffic related to a request for the
186  *      remote's name through.  Due to the potential security
187  *      problems and amount of processing, we decided to hold off for
188  *      the time-being.
189  *
190  *    - Differing Remotes for Switches.  All switches must know
191  *      the L3 addresses for all the remotes that other switches
192  *      may use, since rules need to be set up to allow traffic related
193  *      to those remotes through.  See rules (f), (g), (h), and (i).
194  *
195  *    - Differing Routes for Switches.  In order for the switch to
196  *      allow other switches to connect to a remote through a
197  *      gateway, it allows the gateway's traffic through with rules (d)
198  *      and (e).  If the routes to the remote differ for the two
199  *      switches, we will not know the MAC address of the alternate
200  *      gateway.
201  */
202
203 /* Priorities used in classifier for in-band rules.  These values are higher
204  * than any that may be set with OpenFlow, and "18" kind of looks like "IB".
205  * The ordering of priorities is not important because all of the rules set up
206  * by in-band control have the same action.  The only reason to use more than
207  * one priority is to make the kind of flow easier to see during debugging. */
208 enum {
209     /* One set per bridge. */
210     IBR_FROM_LOCAL_DHCP = 180000, /* (a) From local port, DHCP. */
211     IBR_TO_LOCAL_ARP,             /* (b) To local port, ARP. */
212     IBR_FROM_LOCAL_ARP,           /* (c) From local port, ARP. */
213
214     /* One set per unique next-hop MAC. */
215     IBR_TO_NEXT_HOP_ARP,          /* (d) To remote MAC, ARP. */
216     IBR_FROM_NEXT_HOP_ARP,        /* (e) From remote MAC, ARP. */
217
218     /* One set per unique remote IP address. */
219     IBR_TO_REMOTE_ARP,            /* (f) To remote IP, ARP. */
220     IBR_FROM_REMOTE_ARP,          /* (g) From remote IP, ARP. */
221
222     /* One set per unique remote (IP,port) pair. */
223     IBR_TO_REMOTE_TCP,            /* (h) To remote IP, TCP port. */
224     IBR_FROM_REMOTE_TCP           /* (i) From remote IP, TCP port. */
225 };
226
227 /* Track one remote IP and next hop information. */
228 struct in_band_remote {
229     struct sockaddr_in remote_addr; /* IP address, in network byte order. */
230     uint8_t remote_mac[ETH_ADDR_LEN]; /* Next-hop MAC, all-zeros if unknown. */
231     uint8_t last_remote_mac[ETH_ADDR_LEN]; /* Previous nonzero next-hop MAC. */
232     struct netdev *remote_netdev; /* Device to send to next-hop MAC. */
233 };
234
235 struct in_band {
236     struct ofproto *ofproto;
237     struct status_category *ss_cat;
238     int queue_id, prev_queue_id;
239
240     /* Remote information. */
241     time_t next_remote_refresh; /* Refresh timer. */
242     struct in_band_remote *remotes;
243     size_t n_remotes;
244
245     /* Local information. */
246     time_t next_local_refresh;       /* Refresh timer. */
247     uint8_t local_mac[ETH_ADDR_LEN]; /* Current MAC. */
248     struct netdev *local_netdev;     /* Local port's network device. */
249
250     /* Local and remote addresses that are installed as flows. */
251     uint8_t installed_local_mac[ETH_ADDR_LEN];
252     struct sockaddr_in *remote_addrs;
253     size_t n_remote_addrs;
254     uint8_t *remote_macs;
255     size_t n_remote_macs;
256 };
257
258 static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(60, 60);
259
260 static int
261 refresh_remote(struct in_band *ib, struct in_band_remote *r)
262 {
263     struct in_addr next_hop_inaddr;
264     char *next_hop_dev;
265     int retval;
266
267     /* Find the next-hop IP address. */
268     memset(r->remote_mac, 0, sizeof r->remote_mac);
269     retval = netdev_get_next_hop(ib->local_netdev, &r->remote_addr.sin_addr,
270                                  &next_hop_inaddr, &next_hop_dev);
271     if (retval) {
272         VLOG_WARN("cannot find route for controller ("IP_FMT"): %s",
273                   IP_ARGS(&r->remote_addr.sin_addr), strerror(retval));
274         return 1;
275     }
276     if (!next_hop_inaddr.s_addr) {
277         next_hop_inaddr = r->remote_addr.sin_addr;
278     }
279
280     /* Open the next-hop network device. */
281     if (!r->remote_netdev
282         || strcmp(netdev_get_name(r->remote_netdev), next_hop_dev))
283     {
284         netdev_close(r->remote_netdev);
285
286         retval = netdev_open_default(next_hop_dev, &r->remote_netdev);
287         if (retval) {
288             VLOG_WARN_RL(&rl, "cannot open netdev %s (next hop "
289                          "to controller "IP_FMT"): %s",
290                          next_hop_dev, IP_ARGS(&r->remote_addr.sin_addr),
291                          strerror(retval));
292             free(next_hop_dev);
293             return 1;
294         }
295     }
296     free(next_hop_dev);
297
298     /* Look up the MAC address of the next-hop IP address. */
299     retval = netdev_arp_lookup(r->remote_netdev, next_hop_inaddr.s_addr,
300                                r->remote_mac);
301     if (retval) {
302         VLOG_DBG_RL(&rl, "cannot look up remote MAC address ("IP_FMT"): %s",
303                     IP_ARGS(&next_hop_inaddr.s_addr), strerror(retval));
304     }
305
306     /* If we don't have a MAC address, then refresh quickly, since we probably
307      * will get a MAC address soon (via ARP).  Otherwise, we can afford to wait
308      * a little while. */
309     return eth_addr_is_zero(r->remote_mac) ? 1 : 10;
310 }
311
312 static bool
313 refresh_remotes(struct in_band *ib)
314 {
315     struct in_band_remote *r;
316     bool any_changes;
317
318     if (time_now() < ib->next_remote_refresh) {
319         return false;
320     }
321
322     any_changes = false;
323     ib->next_remote_refresh = TIME_MAX;
324     for (r = ib->remotes; r < &ib->remotes[ib->n_remotes]; r++) {
325         uint8_t old_remote_mac[ETH_ADDR_LEN];
326         time_t next_refresh;
327
328         /* Save old MAC. */
329         memcpy(old_remote_mac, r->remote_mac, ETH_ADDR_LEN);
330
331         /* Refresh remote information. */
332         next_refresh = refresh_remote(ib, r) + time_now();
333         ib->next_remote_refresh = MIN(ib->next_remote_refresh, next_refresh);
334
335         /* If the MAC changed, log the changes. */
336         if (!eth_addr_equals(r->remote_mac, old_remote_mac)) {
337             any_changes = true;
338             if (!eth_addr_is_zero(r->remote_mac)
339                 && !eth_addr_equals(r->last_remote_mac, r->remote_mac)) {
340                 VLOG_DBG("remote MAC address changed from "ETH_ADDR_FMT
341                          " to "ETH_ADDR_FMT,
342                          ETH_ADDR_ARGS(r->last_remote_mac),
343                          ETH_ADDR_ARGS(r->remote_mac));
344                 memcpy(r->last_remote_mac, r->remote_mac, ETH_ADDR_LEN);
345             }
346         }
347     }
348
349     return any_changes;
350 }
351
352 /* Refreshes the MAC address of the local port into ib->local_mac, if it is due
353  * for a refresh.  Returns true if anything changed, otherwise false.  */
354 static bool
355 refresh_local(struct in_band *ib)
356 {
357     uint8_t ea[ETH_ADDR_LEN];
358     time_t now;
359
360     now = time_now();
361     if (now < ib->next_local_refresh) {
362         return false;
363     }
364     ib->next_local_refresh = now + 1;
365
366     if (netdev_get_etheraddr(ib->local_netdev, ea)
367         || eth_addr_equals(ea, ib->local_mac)) {
368         return false;
369     }
370
371     memcpy(ib->local_mac, ea, ETH_ADDR_LEN);
372     return true;
373 }
374
375 static void
376 in_band_status_cb(struct status_reply *sr, void *in_band_)
377 {
378     struct in_band *in_band = in_band_;
379
380     if (!eth_addr_is_zero(in_band->local_mac)) {
381         status_reply_put(sr, "local-mac="ETH_ADDR_FMT,
382                          ETH_ADDR_ARGS(in_band->local_mac));
383     }
384
385     if (in_band->n_remotes
386         && !eth_addr_is_zero(in_band->remotes[0].remote_mac)) {
387         status_reply_put(sr, "remote-mac="ETH_ADDR_FMT,
388                          ETH_ADDR_ARGS(in_band->remotes[0].remote_mac));
389     }
390 }
391
392 /* Returns true if 'packet' should be sent to the local port regardless
393  * of the flow table. */
394 bool
395 in_band_msg_in_hook(struct in_band *in_band, const struct flow *flow,
396                     const struct ofpbuf *packet)
397 {
398     if (!in_band) {
399         return false;
400     }
401
402     /* Regardless of how the flow table is configured, we want to be
403      * able to see replies to our DHCP requests. */
404     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)
405             && flow->nw_proto == IP_TYPE_UDP
406             && flow->tp_src == htons(DHCP_SERVER_PORT)
407             && flow->tp_dst == htons(DHCP_CLIENT_PORT)
408             && packet->l7) {
409         struct dhcp_header *dhcp;
410
411         dhcp = ofpbuf_at(packet, (char *)packet->l7 - (char *)packet->data,
412                          sizeof *dhcp);
413         if (!dhcp) {
414             return false;
415         }
416
417         refresh_local(in_band);
418         if (!eth_addr_is_zero(in_band->local_mac)
419             && eth_addr_equals(dhcp->chaddr, in_band->local_mac)) {
420             return true;
421         }
422     }
423
424     return false;
425 }
426
427 /* Returns true if the rule that would match 'flow' with 'actions' is
428  * allowed to be set up in the datapath. */
429 bool
430 in_band_rule_check(struct in_band *in_band, const struct flow *flow,
431                    const struct odp_actions *actions)
432 {
433     if (!in_band) {
434         return true;
435     }
436
437     /* Don't allow flows that would prevent DHCP replies from being seen
438      * by the local port. */
439     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)
440             && flow->nw_proto == IP_TYPE_UDP
441             && flow->tp_src == htons(DHCP_SERVER_PORT)
442             && flow->tp_dst == htons(DHCP_CLIENT_PORT)) {
443         int i;
444
445         for (i=0; i<actions->n_actions; i++) {
446             if (actions->actions[i].output.type == ODPAT_OUTPUT
447                     && actions->actions[i].output.port == ODPP_LOCAL) {
448                 return true;
449             }
450         }
451         return false;
452     }
453
454     return true;
455 }
456
457 static void
458 make_rules(struct in_band *ib,
459            void (*cb)(struct in_band *, const struct cls_rule *))
460 {
461     struct cls_rule rule;
462     size_t i;
463
464     if (!eth_addr_is_zero(ib->installed_local_mac)) {
465         /* (a) Allow DHCP requests sent from the local port. */
466         cls_rule_init_catchall(&rule, IBR_FROM_LOCAL_DHCP);
467         cls_rule_set_in_port(&rule, ODPP_LOCAL);
468         cls_rule_set_dl_type(&rule, htons(ETH_TYPE_IP));
469         cls_rule_set_dl_src(&rule, ib->installed_local_mac);
470         cls_rule_set_nw_proto(&rule, IP_TYPE_UDP);
471         cls_rule_set_tp_src(&rule, htons(DHCP_CLIENT_PORT));
472         cls_rule_set_tp_dst(&rule, htons(DHCP_SERVER_PORT));
473         cb(ib, &rule);
474
475         /* (b) Allow ARP replies to the local port's MAC address. */
476         cls_rule_init_catchall(&rule, IBR_TO_LOCAL_ARP);
477         cls_rule_set_dl_type(&rule, htons(ETH_TYPE_ARP));
478         cls_rule_set_dl_dst(&rule, ib->installed_local_mac);
479         cls_rule_set_nw_proto(&rule, ARP_OP_REPLY);
480         cb(ib, &rule);
481
482         /* (c) Allow ARP requests from the local port's MAC address.  */
483         cls_rule_init_catchall(&rule, IBR_FROM_LOCAL_ARP);
484         cls_rule_set_dl_type(&rule, htons(ETH_TYPE_ARP));
485         cls_rule_set_dl_src(&rule, ib->installed_local_mac);
486         cls_rule_set_nw_proto(&rule, ARP_OP_REQUEST);
487         cb(ib, &rule);
488     }
489
490     for (i = 0; i < ib->n_remote_macs; i++) {
491         const uint8_t *remote_mac = &ib->remote_macs[i * ETH_ADDR_LEN];
492
493         if (i > 0) {
494             const uint8_t *prev_mac = &ib->remote_macs[(i - 1) * ETH_ADDR_LEN];
495             if (eth_addr_equals(remote_mac, prev_mac)) {
496                 /* Skip duplicates. */
497                 continue;
498             }
499         }
500
501         /* (d) Allow ARP replies to the next hop's MAC address. */
502         cls_rule_init_catchall(&rule, IBR_TO_NEXT_HOP_ARP);
503         cls_rule_set_dl_type(&rule, htons(ETH_TYPE_ARP));
504         cls_rule_set_dl_dst(&rule, remote_mac);
505         cls_rule_set_nw_proto(&rule, ARP_OP_REPLY);
506         cb(ib, &rule);
507
508         /* (e) Allow ARP requests from the next hop's MAC address. */
509         cls_rule_init_catchall(&rule, IBR_FROM_NEXT_HOP_ARP);
510         cls_rule_set_dl_type(&rule, htons(ETH_TYPE_ARP));
511         cls_rule_set_dl_src(&rule, remote_mac);
512         cls_rule_set_nw_proto(&rule, ARP_OP_REQUEST);
513         cb(ib, &rule);
514     }
515
516     for (i = 0; i < ib->n_remote_addrs; i++) {
517         const struct sockaddr_in *a = &ib->remote_addrs[i];
518
519         if (!i || a->sin_addr.s_addr != a[-1].sin_addr.s_addr) {
520             /* (f) Allow ARP replies containing the remote's IP address as a
521              * target. */
522             cls_rule_init_catchall(&rule, IBR_TO_REMOTE_ARP);
523             cls_rule_set_dl_type(&rule, htons(ETH_TYPE_ARP));
524             cls_rule_set_nw_proto(&rule, ARP_OP_REPLY);
525             cls_rule_set_nw_dst(&rule, a->sin_addr.s_addr);
526             cb(ib, &rule);
527
528             /* (g) Allow ARP requests containing the remote's IP address as a
529              * source. */
530             cls_rule_init_catchall(&rule, IBR_FROM_REMOTE_ARP);
531             cls_rule_set_dl_type(&rule, htons(ETH_TYPE_ARP));
532             cls_rule_set_nw_proto(&rule, ARP_OP_REQUEST);
533             cls_rule_set_nw_src(&rule, a->sin_addr.s_addr);
534             cb(ib, &rule);
535         }
536
537         if (!i
538             || a->sin_addr.s_addr != a[-1].sin_addr.s_addr
539             || a->sin_port != a[-1].sin_port) {
540             /* (h) Allow TCP traffic to the remote's IP and port. */
541             cls_rule_init_catchall(&rule, IBR_TO_REMOTE_TCP);
542             cls_rule_set_dl_type(&rule, htons(ETH_TYPE_IP));
543             cls_rule_set_nw_proto(&rule, IP_TYPE_TCP);
544             cls_rule_set_nw_dst(&rule, a->sin_addr.s_addr);
545             cls_rule_set_tp_dst(&rule, a->sin_port);
546             cb(ib, &rule);
547
548             /* (i) Allow TCP traffic from the remote's IP and port. */
549             cls_rule_init_catchall(&rule, IBR_FROM_REMOTE_TCP);
550             cls_rule_set_dl_type(&rule, htons(ETH_TYPE_IP));
551             cls_rule_set_nw_proto(&rule, IP_TYPE_TCP);
552             cls_rule_set_nw_src(&rule, a->sin_addr.s_addr);
553             cls_rule_set_tp_src(&rule, a->sin_port);
554             cb(ib, &rule);
555         }
556     }
557 }
558
559 static void
560 drop_rule(struct in_band *ib, const struct cls_rule *rule)
561 {
562     ofproto_delete_flow(ib->ofproto, rule);
563 }
564
565 /* Drops from the flow table all of the flows set up by 'ib', then clears out
566  * the information about the installed flows so that they can be filled in
567  * again if necessary. */
568 static void
569 drop_rules(struct in_band *ib)
570 {
571     /* Drop rules. */
572     make_rules(ib, drop_rule);
573
574     /* Clear out state. */
575     memset(ib->installed_local_mac, 0, sizeof ib->installed_local_mac);
576
577     free(ib->remote_addrs);
578     ib->remote_addrs = NULL;
579     ib->n_remote_addrs = 0;
580
581     free(ib->remote_macs);
582     ib->remote_macs = NULL;
583     ib->n_remote_macs = 0;
584 }
585
586 static void
587 add_rule(struct in_band *ib, const struct cls_rule *rule)
588 {
589     struct {
590         struct nx_action_set_queue nxsq;
591         struct ofp_action_output oao;
592     } actions;
593
594     memset(&actions, 0, sizeof actions);
595
596     actions.oao.type = htons(OFPAT_OUTPUT);
597     actions.oao.len = htons(sizeof actions.oao);
598     actions.oao.port = htons(OFPP_NORMAL);
599     actions.oao.max_len = htons(0);
600
601     if (ib->queue_id < 0) {
602         ofproto_add_flow(ib->ofproto, rule,
603                          (union ofp_action *) &actions.oao, 1);
604     } else {
605         actions.nxsq.type = htons(OFPAT_VENDOR);
606         actions.nxsq.len = htons(sizeof actions.nxsq);
607         actions.nxsq.vendor = htonl(NX_VENDOR_ID);
608         actions.nxsq.subtype = htons(NXAST_SET_QUEUE);
609         actions.nxsq.queue_id = htonl(ib->queue_id);
610
611         ofproto_add_flow(ib->ofproto, rule, (union ofp_action *) &actions,
612                          sizeof actions / sizeof(union ofp_action));
613     }
614 }
615
616 /* Inserts flows into the flow table for the current state of 'ib'. */
617 static void
618 add_rules(struct in_band *ib)
619 {
620     make_rules(ib, add_rule);
621 }
622
623 static int
624 compare_addrs(const void *a_, const void *b_)
625 {
626     const struct sockaddr_in *a = a_;
627     const struct sockaddr_in *b = b_;
628     int cmp;
629
630     cmp = memcmp(&a->sin_addr.s_addr,
631                  &b->sin_addr.s_addr,
632                  sizeof a->sin_addr.s_addr);
633     if (cmp) {
634         return cmp;
635     }
636     return memcmp(&a->sin_port, &b->sin_port, sizeof a->sin_port);
637 }
638
639 static int
640 compare_macs(const void *a, const void *b)
641 {
642     return memcmp(a, b, ETH_ADDR_LEN);
643 }
644
645 void
646 in_band_run(struct in_band *ib)
647 {
648     bool local_change, remote_change, queue_id_change;
649     struct in_band_remote *r;
650
651     local_change = refresh_local(ib);
652     remote_change = refresh_remotes(ib);
653     queue_id_change = ib->queue_id != ib->prev_queue_id;
654     if (!local_change && !remote_change && !queue_id_change) {
655         /* Nothing changed, nothing to do. */
656         return;
657     }
658     ib->prev_queue_id = ib->queue_id;
659
660     /* Drop old rules. */
661     drop_rules(ib);
662
663     /* Figure out new rules. */
664     memcpy(ib->installed_local_mac, ib->local_mac, ETH_ADDR_LEN);
665     ib->remote_addrs = xmalloc(ib->n_remotes * sizeof *ib->remote_addrs);
666     ib->n_remote_addrs = 0;
667     ib->remote_macs = xmalloc(ib->n_remotes * ETH_ADDR_LEN);
668     ib->n_remote_macs = 0;
669     for (r = ib->remotes; r < &ib->remotes[ib->n_remotes]; r++) {
670         ib->remote_addrs[ib->n_remote_addrs++] = r->remote_addr;
671         if (!eth_addr_is_zero(r->remote_mac)) {
672             memcpy(&ib->remote_macs[ib->n_remote_macs * ETH_ADDR_LEN],
673                    r->remote_mac, ETH_ADDR_LEN);
674             ib->n_remote_macs++;
675         }
676     }
677
678     /* Sort, to allow make_rules() to easily skip duplicates. */
679     qsort(ib->remote_addrs, ib->n_remote_addrs, sizeof *ib->remote_addrs,
680           compare_addrs);
681     qsort(ib->remote_macs, ib->n_remote_macs, ETH_ADDR_LEN, compare_macs);
682
683     /* Add new rules. */
684     add_rules(ib);
685 }
686
687 void
688 in_band_wait(struct in_band *in_band)
689 {
690     long long int wakeup
691             = MIN(in_band->next_remote_refresh, in_band->next_local_refresh);
692     poll_timer_wait_until(wakeup * 1000);
693 }
694
695 /* ofproto has flushed all flows from the flow table and it is calling us back
696  * to allow us to reinstall the ones that are important to us. */
697 void
698 in_band_flushed(struct in_band *in_band)
699 {
700     add_rules(in_band);
701 }
702
703 int
704 in_band_create(struct ofproto *ofproto, struct dpif *dpif,
705                struct switch_status *ss, struct in_band **in_bandp)
706 {
707     struct in_band *in_band;
708     char local_name[IF_NAMESIZE];
709     struct netdev *local_netdev;
710     int error;
711
712     *in_bandp = NULL;
713     error = dpif_port_get_name(dpif, ODPP_LOCAL,
714                                local_name, sizeof local_name);
715     if (error) {
716         VLOG_ERR("failed to initialize in-band control: cannot get name "
717                  "of datapath local port (%s)", strerror(error));
718         return error;
719     }
720
721     error = netdev_open_default(local_name, &local_netdev);
722     if (error) {
723         VLOG_ERR("failed to initialize in-band control: cannot open "
724                  "datapath local port %s (%s)", local_name, strerror(error));
725         return error;
726     }
727
728     in_band = xzalloc(sizeof *in_band);
729     in_band->ofproto = ofproto;
730     in_band->ss_cat = switch_status_register(ss, "in-band",
731                                              in_band_status_cb, in_band);
732     in_band->queue_id = in_band->prev_queue_id = -1;
733     in_band->next_remote_refresh = TIME_MIN;
734     in_band->next_local_refresh = TIME_MIN;
735     in_band->local_netdev = local_netdev;
736
737     *in_bandp = in_band;
738
739     return 0;
740 }
741
742 void
743 in_band_destroy(struct in_band *ib)
744 {
745     if (ib) {
746         drop_rules(ib);
747         in_band_set_remotes(ib, NULL, 0);
748         switch_status_unregister(ib->ss_cat);
749         netdev_close(ib->local_netdev);
750         free(ib);
751     }
752 }
753
754 static bool
755 any_addresses_changed(struct in_band *ib,
756                       const struct sockaddr_in *addresses, size_t n)
757 {
758     size_t i;
759
760     if (n != ib->n_remotes) {
761         return true;
762     }
763
764     for (i = 0; i < n; i++) {
765         const struct sockaddr_in *old = &ib->remotes[i].remote_addr;
766         const struct sockaddr_in *new = &addresses[i];
767
768         if (old->sin_addr.s_addr != new->sin_addr.s_addr ||
769             old->sin_port != new->sin_port) {
770             return true;
771         }
772     }
773
774     return false;
775 }
776
777 void
778 in_band_set_remotes(struct in_band *ib,
779                     const struct sockaddr_in *addresses, size_t n)
780 {
781     size_t i;
782
783     if (!any_addresses_changed(ib, addresses, n)) {
784         return;
785     }
786
787     /* Clear old remotes. */
788     for (i = 0; i < ib->n_remotes; i++) {
789         netdev_close(ib->remotes[i].remote_netdev);
790     }
791     free(ib->remotes);
792
793     /* Set up new remotes. */
794     ib->remotes = n ? xzalloc(n * sizeof *ib->remotes) : NULL;
795     ib->n_remotes = n;
796     for (i = 0; i < n; i++) {
797         ib->remotes[i].remote_addr = addresses[i];
798     }
799
800     /* Force refresh in next call to in_band_run(). */
801     ib->next_remote_refresh = TIME_MIN;
802 }
803
804 /* Sets the OpenFlow queue used by flows set up by 'ib' to 'queue_id'.  If
805  * 'queue_id' is negative, 'ib' will not set any queue (which is also the
806  * default). */
807 void
808 in_band_set_queue(struct in_band *ib, int queue_id)
809 {
810     ib->queue_id = queue_id;
811 }
812