ofproto: Make ->construct() and ->destruct() more symmetrical.
[sliver-openvswitch.git] / ofproto / ofproto-provider.h
1 /*
2  * Copyright (c) 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 OFPROTO_OFPROTO_PROVIDER_H
18 #define OFPROTO_OFPROTO_PROVIDER_H 1
19
20 /* Definitions for use within ofproto. */
21
22 #include "ofproto/ofproto.h"
23 #include "classifier.h"
24 #include "list.h"
25 #include "shash.h"
26 #include "timeval.h"
27
28 /* An OpenFlow switch.
29  *
30  * With few exceptions, ofproto implementations may look at these fields but
31  * should not modify them. */
32 struct ofproto {
33     const struct ofproto_class *ofproto_class;
34     char *type;                 /* Datapath type. */
35     char *name;                 /* Datapath name. */
36     struct hmap_node hmap_node; /* In global 'all_ofprotos' hmap. */
37
38     /* Settings. */
39     uint64_t fallback_dpid;     /* Datapath ID if no better choice found. */
40     uint64_t datapath_id;       /* Datapath ID. */
41     unsigned flow_eviction_threshold; /* Threshold at which to begin flow
42                                        * table eviction. Only affects the
43                                        * ofproto-dpif implementation */
44     char *mfr_desc;             /* Manufacturer. */
45     char *hw_desc;              /* Hardware. */
46     char *sw_desc;              /* Software version. */
47     char *serial_desc;          /* Serial number. */
48     char *dp_desc;              /* Datapath description. */
49
50     /* Datapath. */
51     struct hmap ports;          /* Contains "struct ofport"s. */
52     struct shash port_by_name;
53
54     /* Flow tables. */
55     struct classifier *tables;  /* Each classifier contains "struct rule"s. */
56     int n_tables;
57
58     /* OpenFlow connections. */
59     struct connmgr *connmgr;
60
61     /* Flow table operation tracking. */
62     int state;                  /* Internal state. */
63     struct list pending;        /* List of "struct ofopgroup"s. */
64     struct hmap deletions;      /* All OFOPERATION_DELETE "ofoperation"s. */
65 };
66
67 struct ofproto *ofproto_lookup(const char *name);
68 struct ofport *ofproto_get_port(const struct ofproto *, uint16_t ofp_port);
69
70 /* An OpenFlow port within a "struct ofproto".
71  *
72  * With few exceptions, ofproto implementations may look at these fields but
73  * should not modify them. */
74 struct ofport {
75     struct ofproto *ofproto;    /* The ofproto that contains this port. */
76     struct hmap_node hmap_node; /* In struct ofproto's "ports" hmap. */
77     struct netdev *netdev;
78     struct ofp_phy_port opp;
79     uint16_t ofp_port;          /* OpenFlow port number. */
80     unsigned int change_seq;
81 };
82
83 /* An OpenFlow flow within a "struct ofproto".
84  *
85  * With few exceptions, ofproto implementations may look at these fields but
86  * should not modify them. */
87 struct rule {
88     struct ofproto *ofproto;     /* The ofproto that contains this rule. */
89     struct list ofproto_node;    /* Owned by ofproto base code. */
90     struct cls_rule cr;          /* In owning ofproto's classifier. */
91
92     struct ofoperation *pending; /* Operation now in progress, if nonnull. */
93
94     ovs_be64 flow_cookie;        /* Controller-issued identifier. */
95
96     long long int created;       /* Creation time. */
97     uint16_t idle_timeout;       /* In seconds from time of last use. */
98     uint16_t hard_timeout;       /* In seconds from time of creation. */
99     uint8_t table_id;            /* Index in ofproto's 'tables' array. */
100     bool send_flow_removed;      /* Send a flow removed message? */
101
102     union ofp_action *actions;   /* OpenFlow actions. */
103     int n_actions;               /* Number of elements in actions[]. */
104 };
105
106 static inline struct rule *
107 rule_from_cls_rule(const struct cls_rule *cls_rule)
108 {
109     return cls_rule ? CONTAINER_OF(cls_rule, struct rule, cr) : NULL;
110 }
111
112 void ofproto_rule_expire(struct rule *, uint8_t reason);
113 void ofproto_rule_destroy(struct rule *);
114
115 void ofoperation_complete(struct ofoperation *, int status);
116 struct rule *ofoperation_get_victim(struct ofoperation *);
117
118 /* ofproto class structure, to be defined by each ofproto implementation.
119  *
120  *
121  * Data Structures
122  * ===============
123  *
124  * These functions work primarily with three different kinds of data
125  * structures:
126  *
127  *   - "struct ofproto", which represents an OpenFlow switch.
128  *
129  *   - "struct ofport", which represents a port within an ofproto.
130  *
131  *   - "struct rule", which represents an OpenFlow flow within an ofproto.
132  *
133  * Each of these data structures contains all of the implementation-independent
134  * generic state for the respective concept, called the "base" state.  None of
135  * them contains any extra space for ofproto implementations to use.  Instead,
136  * each implementation is expected to declare its own data structure that
137  * contains an instance of the generic data structure plus additional
138  * implementation-specific members, called the "derived" state.  The
139  * implementation can use casts or (preferably) the CONTAINER_OF macro to
140  * obtain access to derived state given only a pointer to the embedded generic
141  * data structure.
142  *
143  *
144  * Life Cycle
145  * ==========
146  *
147  * Four stylized functions accompany each of these data structures:
148  *
149  *            "alloc"       "construct"       "destruct"       "dealloc"
150  *            ------------  ----------------  ---------------  --------------
151  *   ofproto  ->alloc       ->construct       ->destruct       ->dealloc
152  *   ofport   ->port_alloc  ->port_construct  ->port_destruct  ->port_dealloc
153  *   rule     ->rule_alloc  ->rule_construct  ->rule_destruct  ->rule_dealloc
154  *
155  * Any instance of a given data structure goes through the following life
156  * cycle:
157  *
158  *   1. The client calls the "alloc" function to obtain raw memory.  If "alloc"
159  *      fails, skip all the other steps.
160  *
161  *   2. The client initializes all of the data structure's base state.  If this
162  *      fails, skip to step 7.
163  *
164  *   3. The client calls the "construct" function.  The implementation
165  *      initializes derived state.  It may refer to the already-initialized
166  *      base state.  If "construct" fails, skip to step 6.
167  *
168  *   4. The data structure is now initialized and in use.
169  *
170  *   5. When the data structure is no longer needed, the client calls the
171  *      "destruct" function.  The implementation uninitializes derived state.
172  *      The base state has not been uninitialized yet, so the implementation
173  *      may still refer to it.
174  *
175  *   6. The client uninitializes all of the data structure's base state.
176  *
177  *   7. The client calls the "dealloc" to free the raw memory.  The
178  *      implementation must not refer to base or derived state in the data
179  *      structure, because it has already been uninitialized.
180  *
181  * Each "alloc" function allocates and returns a new instance of the respective
182  * data structure.  The "alloc" function is not given any information about the
183  * use of the new data structure, so it cannot perform much initialization.
184  * Its purpose is just to ensure that the new data structure has enough room
185  * for base and derived state.  It may return a null pointer if memory is not
186  * available, in which case none of the other functions is called.
187  *
188  * Each "construct" function initializes derived state in its respective data
189  * structure.  When "construct" is called, all of the base state has already
190  * been initialized, so the "construct" function may refer to it.  The
191  * "construct" function is allowed to fail, in which case the client calls the
192  * "dealloc" function (but not the "destruct" function).
193  *
194  * Each "destruct" function uninitializes and frees derived state in its
195  * respective data structure.  When "destruct" is called, the base state has
196  * not yet been uninitialized, so the "destruct" function may refer to it.  The
197  * "destruct" function is not allowed to fail.
198  *
199  * Each "dealloc" function frees raw memory that was allocated by the the
200  * "alloc" function.  The memory's base and derived members might not have ever
201  * been initialized (but if "construct" returned successfully, then it has been
202  * "destruct"ed already).  The "dealloc" function is not allowed to fail.
203  *
204  *
205  * Conventions
206  * ===========
207  *
208  * Most of these functions return 0 if they are successful or a positive error
209  * code on failure.  Depending on the function, valid error codes are either
210  * errno values or OpenFlow error codes constructed with ofp_mkerr().
211  *
212  * Most of these functions are expected to execute synchronously, that is, to
213  * block as necessary to obtain a result.  Thus, these functions may return
214  * EAGAIN (or EWOULDBLOCK or EINPROGRESS) only where the function descriptions
215  * explicitly say those errors are a possibility.  We may relax this
216  * requirement in the future if and when we encounter performance problems. */
217 struct ofproto_class {
218 /* ## ----------------- ## */
219 /* ## Factory Functions ## */
220 /* ## ----------------- ## */
221
222     /* Enumerates the types of all support ofproto types into 'types'.  The
223      * caller has already initialized 'types' and other ofproto classes might
224      * already have added names to it. */
225     void (*enumerate_types)(struct sset *types);
226
227     /* Enumerates the names of all existing datapath of the specified 'type'
228      * into 'names' 'all_dps'.  The caller has already initialized 'names' as
229      * an empty sset.
230      *
231      * 'type' is one of the types enumerated by ->enumerate_types().
232      *
233      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.
234      */
235     int (*enumerate_names)(const char *type, struct sset *names);
236
237     /* Deletes the datapath with the specified 'type' and 'name'.  The caller
238      * should have closed any open ofproto with this 'type' and 'name'; this
239      * function is allowed to fail if that is not the case.
240      *
241      * 'type' is one of the types enumerated by ->enumerate_types().
242      * 'name' is one of the names enumerated by ->enumerate_names() for 'type'.
243      *
244      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.
245      */
246     int (*del)(const char *type, const char *name);
247
248 /* ## --------------------------- ## */
249 /* ## Top-Level ofproto Functions ## */
250 /* ## --------------------------- ## */
251
252     /* Life-cycle functions for an "ofproto" (see "Life Cycle" above).
253      *
254      *
255      * Construction
256      * ============
257      *
258      * ->construct() should not modify any base members of the ofproto.  The
259      * client will initialize the ofproto's 'ports' and 'tables' members after
260      * construction is complete.
261      *
262      * When ->construct() is called, the client does not yet know how many flow
263      * tables the datapath supports, so ofproto->n_tables will be 0 and
264      * ofproto->tables will be NULL.  ->construct() should store the number of
265      * flow tables supported by the datapath (between 1 and 255, inclusive)
266      * into '*n_tables'.  After a successful return, the client will initialize
267      * the base 'n_tables' member to '*n_tables' and allocate and initialize
268      * the base 'tables' member as the specified number of empty flow tables.
269      * Each flow table will be initially empty, so ->construct() should delete
270      * flows from the underlying datapath, if necessary, rather than populating
271      * the tables.
272      *
273      * Only one ofproto instance needs to be supported for any given datapath.
274      * If a datapath is already open as part of one "ofproto", then another
275      * attempt to "construct" the same datapath as part of another ofproto is
276      * allowed to fail with an error.
277      *
278      * ->construct() returns 0 if successful, otherwise a positive errno
279      * value.
280      *
281      *
282      * Destruction
283      * ===========
284      *
285      * If 'ofproto' has any pending asynchronous operations, ->destruct()
286      * must complete all of them by calling ofoperation_complete().
287      *
288      * ->destruct() must also destroy all remaining rules in the ofproto's
289      * tables, by passing each remaining rule to ofproto_rule_destroy().  The
290      * client will destroy the flow tables themselves after ->destruct()
291      * returns.
292      */
293     struct ofproto *(*alloc)(void);
294     int (*construct)(struct ofproto *ofproto, int *n_tables);
295     void (*destruct)(struct ofproto *ofproto);
296     void (*dealloc)(struct ofproto *ofproto);
297
298     /* Performs any periodic activity required by 'ofproto'.  It should:
299      *
300      *   - Call connmgr_send_packet_in() for each received packet that missed
301      *     in the OpenFlow flow table or that had a OFPP_CONTROLLER output
302      *     action.
303      *
304      *   - Call ofproto_rule_expire() for each OpenFlow flow that has reached
305      *     its hard_timeout or idle_timeout, to expire the flow.
306      *
307      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.  The ENODEV
308      * return value specifically means that the datapath underlying 'ofproto'
309      * has been destroyed (externally, e.g. by an admin running ovs-dpctl).
310      */
311     int (*run)(struct ofproto *ofproto);
312
313     /* Causes the poll loop to wake up when 'ofproto''s 'run' function needs to
314      * be called, e.g. by calling the timer or fd waiting functions in
315      * poll-loop.h.  */
316     void (*wait)(struct ofproto *ofproto);
317
318     /* Every "struct rule" in 'ofproto' is about to be deleted, one by one.
319      * This function may prepare for that, for example by clearing state in
320      * advance.  It should *not* actually delete any "struct rule"s from
321      * 'ofproto', only prepare for it.
322      *
323      * This function is optional; it's really just for optimization in case
324      * it's cheaper to delete all the flows from your hardware in a single pass
325      * than to do it one by one. */
326     void (*flush)(struct ofproto *ofproto);
327
328     /* Helper for the OpenFlow OFPT_FEATURES_REQUEST request.
329      *
330      * The implementation should store true in '*arp_match_ip' if the switch
331      * supports matching IP addresses inside ARP requests and replies, false
332      * otherwise.
333      *
334      * The implementation should store in '*actions' a bitmap of the supported
335      * OpenFlow actions: the bit with value (1 << n) should be set to 1 if the
336      * implementation supports the action with value 'n', and to 0 otherwise.
337      * For example, if the implementation supports the OFPAT_OUTPUT and
338      * OFPAT_ENQUEUE actions, but no others, it would set '*actions' to (1 <<
339      * OFPAT_OUTPUT) | (1 << OFPAT_ENQUEUE).  Vendor actions are not included
340      * in '*actions'. */
341     void (*get_features)(struct ofproto *ofproto,
342                          bool *arp_match_ip, uint32_t *actions);
343
344     /* Helper for the OpenFlow OFPST_TABLE statistics request.
345      *
346      * The 'ots' array contains 'ofproto->n_tables' elements.  Each element is
347      * initialized as:
348      *
349      *   - 'table_id' to the array index.
350      *
351      *   - 'name' to "table#" where # is the table ID.
352      *
353      *   - 'wildcards' to OFPFW_ALL.
354      *
355      *   - 'max_entries' to 1,000,000.
356      *
357      *   - 'active_count' to the classifier_count() for the table.
358      *
359      *   - 'lookup_count' and 'matched_count' to 0.
360      *
361      * The implementation should update any members in each element for which
362      * it has better values:
363      *
364      *   - 'name' to a more meaningful name.
365      *
366      *   - 'wildcards' to the set of wildcards actually supported by the table
367      *     (if it doesn't support all OpenFlow wildcards).
368      *
369      *   - 'max_entries' to the maximum number of flows actually supported by
370      *     the hardware.
371      *
372      *   - 'lookup_count' to the number of packets looked up in this flow table
373      *     so far.
374      *
375      *   - 'matched_count' to the number of packets looked up in this flow
376      *     table so far that matched one of the flow entries.
377      *
378      * Keep in mind that all of the members of struct ofp_table_stats are in
379      * network byte order.
380      */
381     void (*get_tables)(struct ofproto *ofproto, struct ofp_table_stats *ots);
382
383 /* ## ---------------- ## */
384 /* ## ofport Functions ## */
385 /* ## ---------------- ## */
386
387     /* Life-cycle functions for a "struct ofport" (see "Life Cycle" above).
388      *
389      * ->port_construct() should not modify any base members of the ofport.
390      *
391      * ofports are managed by the base ofproto code.  The ofproto
392      * implementation should only create and destroy them in response to calls
393      * to these functions.  The base ofproto code will create and destroy
394      * ofports in the following situations:
395      *
396      *   - Just after the ->construct() function is called, the base ofproto
397      *     iterates over all of the implementation's ports, using
398      *     ->port_dump_start() and related functions, and constructs an ofport
399      *     for each dumped port.
400      *
401      *   - If ->port_poll() reports that a specific port has changed, then the
402      *     base ofproto will query that port with ->port_query_by_name() and
403      *     construct or destruct ofports as necessary to reflect the updated
404      *     set of ports.
405      *
406      *   - If ->port_poll() returns ENOBUFS to report an unspecified port set
407      *     change, then the base ofproto will iterate over all of the
408      *     implementation's ports, in the same way as at ofproto
409      *     initialization, and construct and destruct ofports to reflect all of
410      *     the changes.
411      *
412      * ->port_construct() returns 0 if successful, otherwise a positive errno
413      * value.
414      */
415     struct ofport *(*port_alloc)(void);
416     int (*port_construct)(struct ofport *ofport);
417     void (*port_destruct)(struct ofport *ofport);
418     void (*port_dealloc)(struct ofport *ofport);
419
420     /* Called after 'ofport->netdev' is replaced by a new netdev object.  If
421      * the ofproto implementation uses the ofport's netdev internally, then it
422      * should switch to using the new one.  The old one has been closed.
423      *
424      * An ofproto implementation that doesn't need to do anything in this
425      * function may use a null pointer. */
426     void (*port_modified)(struct ofport *ofport);
427
428     /* Called after an OpenFlow OFPT_PORT_MOD request changes a port's
429      * configuration.  'ofport->opp.config' contains the new configuration.
430      * 'old_config' contains the previous configuration.
431      *
432      * The caller implements OFPPC_PORT_DOWN using netdev functions to turn
433      * NETDEV_UP on and off, so this function doesn't have to do anything for
434      * that bit (and it won't be called if that is the only bit that
435      * changes). */
436     void (*port_reconfigured)(struct ofport *ofport, ovs_be32 old_config);
437
438     /* Looks up a port named 'devname' in 'ofproto'.  On success, initializes
439      * '*port' appropriately.
440      *
441      * The caller owns the data in 'port' and must free it with
442      * ofproto_port_destroy() when it is no longer needed. */
443     int (*port_query_by_name)(const struct ofproto *ofproto,
444                               const char *devname, struct ofproto_port *port);
445
446     /* Attempts to add 'netdev' as a port on 'ofproto'.  Returns 0 if
447      * successful, otherwise a positive errno value.  If successful, sets
448      * '*ofp_portp' to the new port's port number.
449      *
450      * It doesn't matter whether the new port will be returned by a later call
451      * to ->port_poll(); the implementation may do whatever is more
452      * convenient. */
453     int (*port_add)(struct ofproto *ofproto, struct netdev *netdev,
454                     uint16_t *ofp_portp);
455
456     /* Deletes port number 'ofp_port' from the datapath for 'ofproto'.  Returns
457      * 0 if successful, otherwise a positive errno value.
458      *
459      * It doesn't matter whether the new port will be returned by a later call
460      * to ->port_poll(); the implementation may do whatever is more
461      * convenient. */
462     int (*port_del)(struct ofproto *ofproto, uint16_t ofp_port);
463
464     /* Port iteration functions.
465      *
466      * The client might not be entirely in control of the ports within an
467      * ofproto.  Some hardware implementations, for example, might have a fixed
468      * set of ports in a datapath, and the Linux datapath allows the system
469      * administrator to externally add and remove ports with ovs-dpctl.  For
470      * this reason, the client needs a way to iterate through all the ports
471      * that are actually in a datapath.  These functions provide that
472      * functionality.
473      *
474      * The 'state' pointer provides the implementation a place to
475      * keep track of its position.  Its format is opaque to the caller.
476      *
477      * The ofproto provider retains ownership of the data that it stores into
478      * ->port_dump_next()'s 'port' argument.  The data must remain valid until
479      * at least the next call to ->port_dump_next() or ->port_dump_done() for
480      * 'state'.  The caller will not modify or free it.
481      *
482      * Details
483      * =======
484      *
485      * ->port_dump_start() attempts to begin dumping the ports in 'ofproto'.
486      * On success, it should return 0 and initialize '*statep' with any data
487      * needed for iteration.  On failure, returns a positive errno value, and
488      * the client will not call ->port_dump_next() or ->port_dump_done().
489      *
490      * ->port_dump_next() attempts to retrieve another port from 'ofproto' for
491      * 'state'.  If there is another port, it should store the port's
492      * information into 'port' and return 0.  It should return EOF if all ports
493      * have already been iterated.  Otherwise, on error, it should return a
494      * positive errno value.  This function will not be called again once it
495      * returns nonzero once for a given iteration (but the 'port_dump_done'
496      * function will be called afterward).
497      *
498      * ->port_dump_done() allows the implementation to release resources used
499      * for iteration.  The caller might decide to stop iteration in the middle
500      * by calling this function before ->port_dump_next() returns nonzero.
501      *
502      * Usage Example
503      * =============
504      *
505      * int error;
506      * void *state;
507      *
508      * error = ofproto->ofproto_class->port_dump_start(ofproto, &state);
509      * if (!error) {
510      *     for (;;) {
511      *         struct ofproto_port port;
512      *
513      *         error = ofproto->ofproto_class->port_dump_next(
514      *                     ofproto, state, &port);
515      *         if (error) {
516      *             break;
517      *         }
518      *         // Do something with 'port' here (without modifying or freeing
519      *         // any of its data).
520      *     }
521      *     ofproto->ofproto_class->port_dump_done(ofproto, state);
522      * }
523      * // 'error' is now EOF (success) or a positive errno value (failure).
524      */
525     int (*port_dump_start)(const struct ofproto *ofproto, void **statep);
526     int (*port_dump_next)(const struct ofproto *ofproto, void *state,
527                           struct ofproto_port *port);
528     int (*port_dump_done)(const struct ofproto *ofproto, void *state);
529
530     /* Polls for changes in the set of ports in 'ofproto'.  If the set of ports
531      * in 'ofproto' has changed, then this function should do one of the
532      * following:
533      *
534      * - Preferably: store the name of the device that was added to or deleted
535      *   from 'ofproto' in '*devnamep' and return 0.  The caller is responsible
536      *   for freeing '*devnamep' (with free()) when it no longer needs it.
537      *
538      * - Alternatively: return ENOBUFS, without indicating the device that was
539      *   added or deleted.
540      *
541      * Occasional 'false positives', in which the function returns 0 while
542      * indicating a device that was not actually added or deleted or returns
543      * ENOBUFS without any change, are acceptable.
544      *
545      * The purpose of 'port_poll' is to let 'ofproto' know about changes made
546      * externally to the 'ofproto' object, e.g. by a system administrator via
547      * ovs-dpctl.  Therefore, it's OK, and even preferable, for port_poll() to
548      * not report changes made through calls to 'port_add' or 'port_del' on the
549      * same 'ofproto' object.  (But it's OK for it to report them too, just
550      * slightly less efficient.)
551      *
552      * If the set of ports in 'ofproto' has not changed, returns EAGAIN.  May
553      * also return other positive errno values to indicate that something has
554      * gone wrong.
555      *
556      * If the set of ports in a datapath is fixed, or if the only way that the
557      * set of ports in a datapath can change is through ->port_add() and
558      * ->port_del(), then this function may be a null pointer.
559      */
560     int (*port_poll)(const struct ofproto *ofproto, char **devnamep);
561
562     /* Arranges for the poll loop to wake up when ->port_poll() will return a
563      * value other than EAGAIN.
564      *
565      * If the set of ports in a datapath is fixed, or if the only way that the
566      * set of ports in a datapath can change is through ->port_add() and
567      * ->port_del(), or if the poll loop will always wake up anyway when
568      * ->port_poll() will return a value other than EAGAIN, then this function
569      * may be a null pointer.
570      */
571     void (*port_poll_wait)(const struct ofproto *ofproto);
572
573     /* Checks the status of LACP negotiation for 'port'.  Returns 1 if LACP
574      * partner information for 'port' is up-to-date, 0 if LACP partner
575      * information is not current (generally indicating a connectivity
576      * problem), or -1 if LACP is not enabled on 'port'.
577      *
578      * This function may be a null pointer if the ofproto implementation does
579      * not support LACP. */
580     int (*port_is_lacp_current)(const struct ofport *port);
581
582 /* ## ----------------------- ## */
583 /* ## OpenFlow Rule Functions ## */
584 /* ## ----------------------- ## */
585
586
587
588     /* Chooses an appropriate table for 'cls_rule' within 'ofproto'.  On
589      * success, stores the table ID into '*table_idp' and returns 0.  On
590      * failure, returns an OpenFlow error code (as returned by ofp_mkerr()).
591      *
592      * The choice of table should be a function of 'cls_rule' and 'ofproto''s
593      * datapath capabilities.  It should not depend on the flows already in
594      * 'ofproto''s flow tables.  Failure implies that an OpenFlow rule with
595      * 'cls_rule' as its matching condition can never be inserted into
596      * 'ofproto', even starting from an empty flow table.
597      *
598      * If multiple tables are candidates for inserting the flow, the function
599      * should choose one arbitrarily (but deterministically).
600      *
601      * This function will never be called for an ofproto that has only one
602      * table, so it may be NULL in that case. */
603     int (*rule_choose_table)(const struct ofproto *ofproto,
604                              const struct cls_rule *cls_rule,
605                              uint8_t *table_idp);
606
607     /* Life-cycle functions for a "struct rule" (see "Life Cycle" above).
608      *
609      *
610      * Asynchronous Operation Support
611      * ==============================
612      *
613      * The life-cycle operations on rules can operate asynchronously, meaning
614      * that ->rule_construct() and ->rule_destruct() only need to initiate
615      * their respective operations and do not need to wait for them to complete
616      * before they return.  ->rule_modify_actions() also operates
617      * asynchronously.
618      *
619      * An ofproto implementation reports the success or failure of an
620      * asynchronous operation on a rule using the rule's 'pending' member,
621      * which points to a opaque "struct ofoperation" that represents the
622      * ongoing opreation.  When the operation completes, the ofproto
623      * implementation calls ofoperation_complete(), passing the ofoperation and
624      * an error indication.
625      *
626      * Only the following contexts may call ofoperation_complete():
627      *
628      *   - The function called to initiate the operation,
629      *     e.g. ->rule_construct() or ->rule_destruct().  This is the best
630      *     choice if the operation completes quickly.
631      *
632      *   - The implementation's ->run() function.
633      *
634      *   - The implementation's ->destruct() function.
635      *
636      * The ofproto base code updates the flow table optimistically, assuming
637      * that the operation will probably succeed:
638      *
639      *   - ofproto adds or replaces the rule in the flow table before calling
640      *     ->rule_construct().
641      *
642      *   - ofproto updates the rule's actions before calling
643      *     ->rule_modify_actions().
644      *
645      *   - ofproto removes the rule before calling ->rule_destruct().
646      *
647      * With one exception, when an asynchronous operation completes with an
648      * error, ofoperation_complete() backs out the already applied changes:
649      *
650      *   - If adding or replacing a rule in the flow table fails, ofproto
651      *     removes the new rule or restores the original rule.
652      *
653      *   - If modifying a rule's actions fails, ofproto restores the original
654      *     actions.
655      *
656      *   - Removing a rule is not allowed to fail.  It must always succeed.
657      *
658      * The ofproto base code serializes operations: if any operation is in
659      * progress on a given rule, ofproto postpones initiating any new operation
660      * on that rule until the pending operation completes.  Therefore, every
661      * operation must eventually complete through a call to
662      * ofoperation_complete() to avoid delaying new operations indefinitely
663      * (including any OpenFlow request that affects the rule in question, even
664      * just to query its statistics).
665      *
666      *
667      * Construction
668      * ============
669      *
670      * When ->rule_construct() is called, the caller has already inserted
671      * 'rule' into 'rule->ofproto''s flow table numbered 'rule->table_id'.
672      * There are two cases:
673      *
674      *   - 'rule' is a new rule in its flow table.  In this case,
675      *     ofoperation_get_victim(rule) returns NULL.
676      *
677      *   - 'rule' is replacing an existing rule in its flow table that had the
678      *     same matching criteria and priority.  In this case,
679      *     ofoperation_get_victim(rule) returns the rule being replaced.
680      *
681      * ->rule_construct() should set the following in motion:
682      *
683      *   - Validate that the matching rule in 'rule->cr' is supported by the
684      *     datapath.  For example, if the rule's table does not support
685      *     registers, then it is an error if 'rule->cr' does not wildcard all
686      *     registers.
687      *
688      *   - Validate that 'rule->actions' and 'rule->n_actions' are well-formed
689      *     OpenFlow actions that the datapath can correctly implement.  The
690      *     validate_actions() function (in ofp-util.c) can be useful as a model
691      *     for action validation, but it accepts all of the OpenFlow actions
692      *     that OVS understands.  If your ofproto implementation only
693      *     implements a subset of those, then you should implement your own
694      *     action validation.
695      *
696      *   - If the rule is valid, update the datapath flow table, adding the new
697      *     rule or replacing the existing one.
698      *
699      * (On failure, the ofproto code will roll back the insertion from the flow
700      * table, either removing 'rule' or replacing it by the flow that was
701      * originally in its place.)
702      *
703      * ->rule_construct() must act in one of the following ways:
704      *
705      *   - If it succeeds, it must call ofoperation_complete() and return 0.
706      *
707      *   - If it fails, it must act in one of the following ways:
708      *
709      *       * Call ofoperation_complete() and return 0.
710      *
711      *       * Return an OpenFlow error code (as returned by ofp_mkerr()).  (Do
712      *         not call ofoperation_complete() in this case.)
713      *
714      *     In the former case, ->rule_destruct() will be called; in the latter
715      *     case, it will not.  ->rule_dealloc() will be called in either case.
716      *
717      *   - If the operation is only partially complete, then it must return 0.
718      *     Later, when the operation is complete, the ->run() or ->destruct()
719      *     function must call ofoperation_complete() to report success or
720      *     failure.
721      *
722      * ->rule_construct() should not modify any base members of struct rule.
723      *
724      *
725      * Destruction
726      * ===========
727      *
728      * When ->rule_destruct() is called, the caller has already removed 'rule'
729      * from 'rule->ofproto''s flow table.  ->rule_destruct() should set in
730      * motion removing 'rule' from the datapath flow table.  If removal
731      * completes synchronously, it should call ofoperation_complete().
732      * Otherwise, the ->run() or ->destruct() function must later call
733      * ofoperation_complete() after the operation completes.
734      *
735      * Rule destruction must not fail. */
736     struct rule *(*rule_alloc)(void);
737     int (*rule_construct)(struct rule *rule);
738     void (*rule_destruct)(struct rule *rule);
739     void (*rule_dealloc)(struct rule *rule);
740
741     /* Obtains statistics for 'rule', storing the number of packets that have
742      * matched it in '*packet_count' and the number of bytes in those packets
743      * in '*byte_count'.  UINT64_MAX indicates that the packet count or byte
744      * count is unknown. */
745     void (*rule_get_stats)(struct rule *rule, uint64_t *packet_count,
746                            uint64_t *byte_count);
747
748     /* Applies the actions in 'rule' to 'packet'.  (This implements sending
749      * buffered packets for OpenFlow OFPT_FLOW_MOD commands.)
750      *
751      * Takes ownership of 'packet' (so it should eventually free it, with
752      * ofpbuf_delete()).
753      *
754      * 'flow' reflects the flow information for 'packet'.  All of the
755      * information in 'flow' is extracted from 'packet', except for
756      * flow->tun_id and flow->in_port, which are assigned the correct values
757      * for the incoming packet.  The register values are zeroed.
758      *
759      * The statistics for 'packet' should be included in 'rule'.
760      *
761      * Returns 0 if successful, otherwise an OpenFlow error code (as returned
762      * by ofp_mkerr()). */
763     int (*rule_execute)(struct rule *rule, struct flow *flow,
764                         struct ofpbuf *packet);
765
766     /* When ->rule_modify_actions() is called, the caller has already replaced
767      * the OpenFlow actions in 'rule' by a new set.  (The original actions are
768      * in rule->pending->actions.)
769      *
770      * ->rule_modify_actions() should set the following in motion:
771      *
772      *   - Validate that the actions now in 'rule' are well-formed OpenFlow
773      *     actions that the datapath can correctly implement.
774      *
775      *   - Update the datapath flow table with the new actions.
776      *
777      * If the operation synchronously completes, ->rule_modify_actions() may
778      * call ofoperation_complete() before it returns.  Otherwise, ->run()
779      * should call ofoperation_complete() later, after the operation does
780      * complete.
781      *
782      * If the operation fails, then the base ofproto code will restore the
783      * original 'actions' and 'n_actions' of 'rule'.
784      *
785      * ->rule_modify_actions() should not modify any base members of struct
786      * rule. */
787     void (*rule_modify_actions)(struct rule *rule);
788
789     /* These functions implement the OpenFlow IP fragment handling policy.  By
790      * default ('drop_frags' == false), an OpenFlow switch should treat IP
791      * fragments the same way as other packets (although TCP and UDP port
792      * numbers cannot be determined).  With 'drop_frags' == true, the switch
793      * should drop all IP fragments without passing them through the flow
794      * table. */
795     bool (*get_drop_frags)(struct ofproto *ofproto);
796     void (*set_drop_frags)(struct ofproto *ofproto, bool drop_frags);
797
798     /* Implements the OpenFlow OFPT_PACKET_OUT command.  The datapath should
799      * execute the 'n_actions' in the 'actions' array on 'packet'.
800      *
801      * The caller retains ownership of 'packet', so ->packet_out() should not
802      * modify or free it.
803      *
804      * This function must validate that the 'n_actions' elements in 'actions'
805      * are well-formed OpenFlow actions that can be correctly implemented by
806      * the datapath.  If not, then it should return an OpenFlow error code (as
807      * returned by ofp_mkerr()).
808      *
809      * 'flow' reflects the flow information for 'packet'.  All of the
810      * information in 'flow' is extracted from 'packet', except for
811      * flow->in_port, which is taken from the OFPT_PACKET_OUT message.
812      * flow->tun_id and its register values are zeroed.
813      *
814      * 'packet' is not matched against the OpenFlow flow table, so its
815      * statistics should not be included in OpenFlow flow statistics.
816      *
817      * Returns 0 if successful, otherwise an OpenFlow error code (as returned
818      * by ofp_mkerr()). */
819     int (*packet_out)(struct ofproto *ofproto, struct ofpbuf *packet,
820                       const struct flow *flow,
821                       const union ofp_action *actions,
822                       size_t n_actions);
823
824 /* ## ------------------------- ## */
825 /* ## OFPP_NORMAL configuration ## */
826 /* ## ------------------------- ## */
827
828     /* Configures NetFlow on 'ofproto' according to the options in
829      * 'netflow_options', or turns off NetFlow if 'netflow_options' is NULL.
830      *
831      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that 'ofproto' does not support
832      * NetFlow, as does a null pointer. */
833     int (*set_netflow)(struct ofproto *ofproto,
834                        const struct netflow_options *netflow_options);
835
836     void (*get_netflow_ids)(const struct ofproto *ofproto,
837                             uint8_t *engine_type, uint8_t *engine_id);
838
839     /* Configures sFlow on 'ofproto' according to the options in
840      * 'sflow_options', or turns off sFlow if 'sflow_options' is NULL.
841      *
842      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that 'ofproto' does not support
843      * sFlow, as does a null pointer. */
844     int (*set_sflow)(struct ofproto *ofproto,
845                      const struct ofproto_sflow_options *sflow_options);
846
847     /* Configures connectivity fault management on 'ofport'.
848      *
849      * If 'cfm_settings' is nonnull, configures CFM according to its members.
850      *
851      * If 'cfm_settings' is null, removes any connectivity fault management
852      * configuration from 'ofport'.
853      *
854      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
855      * support CFM, as does a null pointer. */
856     int (*set_cfm)(struct ofport *ofport, const struct cfm_settings *s);
857
858     /* Checks the fault status of CFM configured on 'ofport'.  Returns 1 if CFM
859      * is faulted (generally indicating a connectivity problem), 0 if CFM is
860      * not faulted, or -1 if CFM is not enabled on 'port'
861      *
862      * This function may be a null pointer if the ofproto implementation does
863      * not support CFM. */
864     int (*get_cfm_fault)(const struct ofport *ofport);
865
866     /* If 's' is nonnull, this function registers a "bundle" associated with
867      * client data pointer 'aux' in 'ofproto'.  A bundle is the same concept as
868      * a Port in OVSDB, that is, it consists of one or more "slave" devices
869      * (Interfaces, in OVSDB) along with VLAN and LACP configuration and, if
870      * there is more than one slave, a bonding configuration.  If 'aux' is
871      * already registered then this function updates its configuration to 's'.
872      * Otherwise, this function registers a new bundle.
873      *
874      * If 's' is NULL, this function unregisters the bundle registered on
875      * 'ofproto' associated with client data pointer 'aux'.  If no such bundle
876      * has been registered, this has no effect.
877      *
878      * This function affects only the behavior of the NXAST_AUTOPATH action and
879      * output to the OFPP_NORMAL port.  An implementation that does not support
880      * it at all may set it to NULL or return EOPNOTSUPP.  An implementation
881      * that supports only a subset of the functionality should implement what
882      * it can and return 0. */
883     int (*bundle_set)(struct ofproto *ofproto, void *aux,
884                       const struct ofproto_bundle_settings *s);
885
886     /* If 'port' is part of any bundle, removes it from that bundle.  If the
887      * bundle now has no ports, deletes the bundle.  If the bundle now has only
888      * one port, deconfigures the bundle's bonding configuration. */
889     void (*bundle_remove)(struct ofport *ofport);
890
891     /* If 's' is nonnull, this function registers a mirror associated with
892      * client data pointer 'aux' in 'ofproto'.  A mirror is the same concept as
893      * a Mirror in OVSDB.  If 'aux' is already registered then this function
894      * updates its configuration to 's'.  Otherwise, this function registers a
895      * new mirror.
896      *
897      * If 's' is NULL, this function unregisters the mirror registered on
898      * 'ofproto' associated with client data pointer 'aux'.  If no such mirror
899      * has been registered, this has no effect.
900      *
901      * This function affects only the behavior of the OFPP_NORMAL action.  An
902      * implementation that does not support it at all may set it to NULL or
903      * return EOPNOTSUPP.  An implementation that supports only a subset of the
904      * functionality should implement what it can and return 0. */
905     int (*mirror_set)(struct ofproto *ofproto, void *aux,
906                       const struct ofproto_mirror_settings *s);
907
908     /* Configures the VLANs whose bits are set to 1 in 'flood_vlans' as VLANs
909      * on which all packets are flooded, instead of using MAC learning.  If
910      * 'flood_vlans' is NULL, then MAC learning applies to all VLANs.
911      *
912      * This function affects only the behavior of the OFPP_NORMAL action.  An
913      * implementation that does not support it may set it to NULL or return
914      * EOPNOTSUPP. */
915     int (*set_flood_vlans)(struct ofproto *ofproto,
916                            unsigned long *flood_vlans);
917
918     /* Returns true if 'aux' is a registered bundle that is currently in use as
919      * the output for a mirror. */
920     bool (*is_mirror_output_bundle)(struct ofproto *ofproto, void *aux);
921 };
922
923 extern const struct ofproto_class ofproto_dpif_class;
924
925 int ofproto_class_register(const struct ofproto_class *);
926 int ofproto_class_unregister(const struct ofproto_class *);
927
928 void ofproto_add_flow(struct ofproto *, const struct cls_rule *,
929                       const union ofp_action *, size_t n_actions);
930 bool ofproto_delete_flow(struct ofproto *, const struct cls_rule *);
931 void ofproto_flush_flows(struct ofproto *);
932
933 #endif /* ofproto/ofproto-provider.h */