e6ea1a745a176cc9f9323151146ad2688e768718
[sliver-openvswitch.git] / vswitchd / bridge.c
1 /* Copyright (c) 2008, 2009 Nicira Networks
2  *
3  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
4  * you may not use this file except in compliance with the License.
5  * You may obtain a copy of the License at:
6  *
7  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
8  *
9  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
10  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
11  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
12  * See the License for the specific language governing permissions and
13  * limitations under the License.
14  */
15
16 #include <config.h>
17 #include "bridge.h"
18 #include <assert.h>
19 #include <errno.h>
20 #include <arpa/inet.h>
21 #include <ctype.h>
22 #include <inttypes.h>
23 #include <net/if.h>
24 #include <openflow/openflow.h>
25 #include <signal.h>
26 #include <stdlib.h>
27 #include <strings.h>
28 #include <sys/stat.h>
29 #include <sys/socket.h>
30 #include <sys/types.h>
31 #include <unistd.h>
32 #include "bitmap.h"
33 #include "cfg.h"
34 #include "coverage.h"
35 #include "dirs.h"
36 #include "dpif.h"
37 #include "dynamic-string.h"
38 #include "flow.h"
39 #include "hash.h"
40 #include "list.h"
41 #include "mac-learning.h"
42 #include "netdev.h"
43 #include "odp-util.h"
44 #include "ofp-print.h"
45 #include "ofpbuf.h"
46 #include "ofproto/netflow.h"
47 #include "ofproto/ofproto.h"
48 #include "packets.h"
49 #include "poll-loop.h"
50 #include "port-array.h"
51 #include "proc-net-compat.h"
52 #include "process.h"
53 #include "socket-util.h"
54 #include "stp.h"
55 #include "svec.h"
56 #include "timeval.h"
57 #include "util.h"
58 #include "unixctl.h"
59 #include "vconn.h"
60 #include "vconn-ssl.h"
61 #include "xenserver.h"
62 #include "xtoxll.h"
63
64 #define THIS_MODULE VLM_bridge
65 #include "vlog.h"
66
67 struct dst {
68     uint16_t vlan;
69     uint16_t dp_ifidx;
70 };
71
72 extern uint64_t mgmt_id;
73
74 struct iface {
75     /* These members are always valid. */
76     struct port *port;          /* Containing port. */
77     size_t port_ifidx;          /* Index within containing port. */
78     char *name;                 /* Host network device name. */
79     tag_type tag;               /* Tag associated with this interface. */
80     long long delay_expires;    /* Time after which 'enabled' may change. */
81
82     /* These members are valid only after bridge_reconfigure() causes them to
83      * be initialized.*/
84     int dp_ifidx;               /* Index within kernel datapath. */
85     struct netdev *netdev;      /* Network device. */
86     bool enabled;               /* May be chosen for flows? */
87 };
88
89 #define BOND_MASK 0xff
90 struct bond_entry {
91     int iface_idx;              /* Index of assigned iface, or -1 if none. */
92     uint64_t tx_bytes;          /* Count of bytes recently transmitted. */
93     tag_type iface_tag;         /* Tag associated with iface_idx. */
94 };
95
96 #define MAX_MIRRORS 32
97 typedef uint32_t mirror_mask_t;
98 #define MIRROR_MASK_C(X) UINT32_C(X)
99 BUILD_ASSERT_DECL(sizeof(mirror_mask_t) * CHAR_BIT >= MAX_MIRRORS);
100 struct mirror {
101     struct bridge *bridge;
102     size_t idx;
103     char *name;
104
105     /* Selection criteria. */
106     struct svec src_ports;
107     struct svec dst_ports;
108     int *vlans;
109     size_t n_vlans;
110
111     /* Output. */
112     struct port *out_port;
113     int out_vlan;
114 };
115
116 #define FLOOD_PORT ((struct port *) 1) /* The 'flood' output port. */
117 struct port {
118     struct bridge *bridge;
119     size_t port_idx;
120     int vlan;                   /* -1=trunk port, else a 12-bit VLAN ID. */
121     unsigned long *trunks;      /* Bitmap of trunked VLANs, if 'vlan' == -1. */
122     char *name;
123
124     /* An ordinary bridge port has 1 interface.
125      * A bridge port for bonding has at least 2 interfaces. */
126     struct iface **ifaces;
127     size_t n_ifaces, allocated_ifaces;
128
129     /* Bonding info. */
130     struct bond_entry *bond_hash; /* An array of (BOND_MASK + 1) elements. */
131     int active_iface;           /* Ifidx on which bcasts accepted, or -1. */
132     tag_type active_iface_tag;  /* Tag for bcast flows. */
133     tag_type no_ifaces_tag;     /* Tag for flows when all ifaces disabled. */
134     int updelay, downdelay;     /* Delay before iface goes up/down, in ms. */
135     bool bond_compat_is_stale;  /* Need to call port_update_bond_compat()? */
136
137     /* Port mirroring info. */
138     mirror_mask_t src_mirrors;  /* Mirrors triggered when packet received. */
139     mirror_mask_t dst_mirrors;  /* Mirrors triggered when packet sent. */
140     bool is_mirror_output_port; /* Does port mirroring send frames here? */
141
142     /* Spanning tree info. */
143     enum stp_state stp_state;   /* Always STP_FORWARDING if STP not in use. */
144     tag_type stp_state_tag;     /* Tag for STP state change. */
145 };
146
147 #define DP_MAX_PORTS 255
148 struct bridge {
149     struct list node;           /* Node in global list of bridges. */
150     char *name;                 /* User-specified arbitrary name. */
151     struct mac_learning *ml;    /* MAC learning table. */
152     bool sent_config_request;   /* Successfully sent config request? */
153     uint8_t default_ea[ETH_ADDR_LEN]; /* Default MAC. */
154
155     /* Support for remote controllers. */
156     char *controller;           /* NULL if there is no remote controller;
157                                  * "discover" to do controller discovery;
158                                  * otherwise a vconn name. */
159
160     /* OpenFlow switch processing. */
161     struct ofproto *ofproto;    /* OpenFlow switch. */
162
163     /* Kernel datapath information. */
164     struct dpif *dpif;          /* Datapath. */
165     struct port_array ifaces;   /* Indexed by kernel datapath port number. */
166
167     /* Bridge ports. */
168     struct port **ports;
169     size_t n_ports, allocated_ports;
170
171     /* Bonding. */
172     bool has_bonded_ports;
173     long long int bond_next_rebalance;
174
175     /* Flow tracking. */
176     bool flush;
177
178     /* Flow statistics gathering. */
179     time_t next_stats_request;
180
181     /* Port mirroring. */
182     struct mirror *mirrors[MAX_MIRRORS];
183
184     /* Spanning tree. */
185     struct stp *stp;
186     long long int stp_last_tick;
187 };
188
189 /* List of all bridges. */
190 static struct list all_bridges = LIST_INITIALIZER(&all_bridges);
191
192 /* Maximum number of datapaths. */
193 enum { DP_MAX = 256 };
194
195 static struct bridge *bridge_create(const char *name);
196 static void bridge_destroy(struct bridge *);
197 static struct bridge *bridge_lookup(const char *name);
198 static void bridge_unixctl_dump_flows(struct unixctl_conn *, const char *);
199 static int bridge_run_one(struct bridge *);
200 static void bridge_reconfigure_one(struct bridge *);
201 static void bridge_reconfigure_controller(struct bridge *);
202 static void bridge_get_all_ifaces(const struct bridge *, struct svec *ifaces);
203 static void bridge_fetch_dp_ifaces(struct bridge *);
204 static void bridge_flush(struct bridge *);
205 static void bridge_pick_local_hw_addr(struct bridge *,
206                                       uint8_t ea[ETH_ADDR_LEN],
207                                       struct iface **hw_addr_iface);
208 static uint64_t bridge_pick_datapath_id(struct bridge *,
209                                         const uint8_t bridge_ea[ETH_ADDR_LEN],
210                                         struct iface *hw_addr_iface);
211 static struct iface *bridge_get_local_iface(struct bridge *);
212 static uint64_t dpid_from_hash(const void *, size_t nbytes);
213
214 static void bridge_unixctl_fdb_show(struct unixctl_conn *, const char *args);
215
216 static void bond_init(void);
217 static void bond_run(struct bridge *);
218 static void bond_wait(struct bridge *);
219 static void bond_rebalance_port(struct port *);
220 static void bond_send_learning_packets(struct port *);
221 static void bond_enable_slave(struct iface *iface, bool enable);
222
223 static void port_create(struct bridge *, const char *name);
224 static void port_reconfigure(struct port *);
225 static void port_destroy(struct port *);
226 static struct port *port_lookup(const struct bridge *, const char *name);
227 static struct iface *port_lookup_iface(const struct port *, const char *name);
228 static struct port *port_from_dp_ifidx(const struct bridge *,
229                                        uint16_t dp_ifidx);
230 static void port_update_bond_compat(struct port *);
231 static void port_update_vlan_compat(struct port *);
232 static void port_update_bonding(struct port *);
233
234 static void mirror_create(struct bridge *, const char *name);
235 static void mirror_destroy(struct mirror *);
236 static void mirror_reconfigure(struct bridge *);
237 static void mirror_reconfigure_one(struct mirror *);
238 static bool vlan_is_mirrored(const struct mirror *, int vlan);
239
240 static void brstp_reconfigure(struct bridge *);
241 static void brstp_adjust_timers(struct bridge *);
242 static void brstp_run(struct bridge *);
243 static void brstp_wait(struct bridge *);
244
245 static void iface_create(struct port *, const char *name);
246 static void iface_destroy(struct iface *);
247 static struct iface *iface_lookup(const struct bridge *, const char *name);
248 static struct iface *iface_from_dp_ifidx(const struct bridge *,
249                                          uint16_t dp_ifidx);
250 static bool iface_is_internal(const struct bridge *, const char *name);
251 static void iface_set_mac(struct iface *);
252
253 /* Hooks into ofproto processing. */
254 static struct ofhooks bridge_ofhooks;
255 \f
256 /* Public functions. */
257
258 /* Adds the name of each interface used by a bridge, including local and
259  * internal ports, to 'svec'. */
260 void
261 bridge_get_ifaces(struct svec *svec) 
262 {
263     struct bridge *br, *next;
264     size_t i, j;
265
266     LIST_FOR_EACH_SAFE (br, next, struct bridge, node, &all_bridges) {
267         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
268             struct port *port = br->ports[i];
269
270             for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
271                 struct iface *iface = port->ifaces[j];
272                 if (iface->dp_ifidx < 0) {
273                     VLOG_ERR("%s interface not in datapath %s, ignoring",
274                              iface->name, dpif_name(br->dpif));
275                 } else {
276                     if (iface->dp_ifidx != ODPP_LOCAL) {
277                         svec_add(svec, iface->name);
278                     }
279                 }
280             }
281         }
282     }
283 }
284
285 /* The caller must already have called cfg_read(). */
286 void
287 bridge_init(void)
288 {
289     struct svec dpif_names;
290     size_t i;
291
292     unixctl_command_register("fdb/show", bridge_unixctl_fdb_show);
293
294     svec_init(&dpif_names);
295     dp_enumerate(&dpif_names);
296     for (i = 0; i < dpif_names.n; i++) {
297         const char *dpif_name = dpif_names.names[i];
298         struct dpif *dpif;
299         int retval;
300
301         retval = dpif_open(dpif_name, &dpif);
302         if (!retval) {
303             struct svec all_names;
304             size_t j;
305
306             svec_init(&all_names);
307             dpif_get_all_names(dpif, &all_names);
308             for (j = 0; j < all_names.n; j++) {
309                 if (cfg_has("bridge.%s.port", all_names.names[j])) {
310                     goto found;
311                 }
312             }
313             dpif_delete(dpif);
314         found:
315             svec_destroy(&all_names);
316             dpif_close(dpif);
317         }
318     }
319     svec_destroy(&dpif_names);
320
321     unixctl_command_register("bridge/dump-flows", bridge_unixctl_dump_flows);
322
323     bond_init();
324     bridge_reconfigure();
325 }
326
327 #ifdef HAVE_OPENSSL
328 static bool
329 config_string_change(const char *key, char **valuep)
330 {
331     const char *value = cfg_get_string(0, "%s", key);
332     if (value && (!*valuep || strcmp(value, *valuep))) {
333         free(*valuep);
334         *valuep = xstrdup(value);
335         return true;
336     } else {
337         return false;
338     }
339 }
340
341 static void
342 bridge_configure_ssl(void)
343 {
344     /* XXX SSL should be configurable on a per-bridge basis.
345      * XXX should be possible to de-configure SSL. */
346     static char *private_key_file;
347     static char *certificate_file;
348     static char *cacert_file;
349     struct stat s;
350
351     if (config_string_change("ssl.private-key", &private_key_file)) {
352         vconn_ssl_set_private_key_file(private_key_file);
353     }
354
355     if (config_string_change("ssl.certificate", &certificate_file)) {
356         vconn_ssl_set_certificate_file(certificate_file);
357     }
358
359     /* We assume that even if the filename hasn't changed, if the CA cert 
360      * file has been removed, that we want to move back into
361      * boot-strapping mode.  This opens a small security hole, because
362      * the old certificate will still be trusted until vSwitch is
363      * restarted.  We may want to address this in vconn's SSL library. */
364     if (config_string_change("ssl.ca-cert", &cacert_file)
365         || (cacert_file && stat(cacert_file, &s) && errno == ENOENT)) {
366         vconn_ssl_set_ca_cert_file(cacert_file,
367                                    cfg_get_bool(0, "ssl.bootstrap-ca-cert"));
368     }
369 }
370 #endif
371
372 /* iterate_and_prune_ifaces() callback function that opens the network device
373  * for 'iface', if it is not already open, and retrieves the interface's MAC
374  * address and carrier status. */
375 static bool
376 init_iface_netdev(struct bridge *br UNUSED, struct iface *iface,
377                   void *aux UNUSED)
378 {
379     if (iface->netdev) {
380         return true;
381     } else if (!netdev_open(iface->name, NETDEV_ETH_TYPE_NONE,
382                             &iface->netdev)) {
383         netdev_get_carrier(iface->netdev, &iface->enabled);
384         return true;
385     } else {
386         /* If the network device can't be opened, then we're not going to try
387          * to do anything with this interface. */
388         return false;
389     }
390 }
391
392 static bool
393 check_iface_dp_ifidx(struct bridge *br, struct iface *iface, void *aux UNUSED)
394 {
395     if (iface->dp_ifidx >= 0) {
396         VLOG_DBG("%s has interface %s on port %d",
397                  dpif_name(br->dpif),
398                  iface->name, iface->dp_ifidx);
399         return true;
400     } else {
401         VLOG_ERR("%s interface not in %s, dropping",
402                  iface->name, dpif_name(br->dpif));
403         return false;
404     }
405 }
406
407 static bool
408 set_iface_properties(struct bridge *br UNUSED, struct iface *iface,
409                    void *aux UNUSED)
410 {
411     int rate, burst;
412
413     /* Set policing attributes. */
414     rate = cfg_get_int(0, "port.%s.ingress.policing-rate", iface->name);
415     burst = cfg_get_int(0, "port.%s.ingress.policing-burst", iface->name);
416     netdev_set_policing(iface->netdev, rate, burst);
417
418     /* Set MAC address of internal interfaces other than the local
419      * interface. */
420     if (iface->dp_ifidx != ODPP_LOCAL
421         && iface_is_internal(br, iface->name)) {
422         iface_set_mac(iface);
423     }
424
425     return true;
426 }
427
428 /* Calls 'cb' for each interfaces in 'br', passing along the 'aux' argument.
429  * Deletes from 'br' all the interfaces for which 'cb' returns false, and then
430  * deletes from 'br' any ports that no longer have any interfaces. */
431 static void
432 iterate_and_prune_ifaces(struct bridge *br,
433                          bool (*cb)(struct bridge *, struct iface *,
434                                     void *aux),
435                          void *aux)
436 {
437     size_t i, j;
438
439     for (i = 0; i < br->n_ports; ) {
440         struct port *port = br->ports[i];
441         for (j = 0; j < port->n_ifaces; ) {
442             struct iface *iface = port->ifaces[j];
443             if (cb(br, iface, aux)) {
444                 j++;
445             } else {
446                 iface_destroy(iface);
447             }
448         }
449
450         if (port->n_ifaces) {
451             i++;
452         } else  {
453             VLOG_ERR("%s port has no interfaces, dropping", port->name);
454             port_destroy(port);
455         }
456     }
457 }
458
459 void
460 bridge_reconfigure(void)
461 {
462     struct svec old_br, new_br;
463     struct bridge *br, *next;
464     size_t i;
465
466     COVERAGE_INC(bridge_reconfigure);
467
468     /* Collect old and new bridges. */
469     svec_init(&old_br);
470     svec_init(&new_br);
471     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
472         svec_add(&old_br, br->name);
473     }
474     cfg_get_subsections(&new_br, "bridge");
475
476     /* Get rid of deleted bridges and add new bridges. */
477     svec_sort(&old_br);
478     svec_sort(&new_br);
479     assert(svec_is_unique(&old_br));
480     assert(svec_is_unique(&new_br));
481     LIST_FOR_EACH_SAFE (br, next, struct bridge, node, &all_bridges) {
482         if (!svec_contains(&new_br, br->name)) {
483             bridge_destroy(br);
484         }
485     }
486     for (i = 0; i < new_br.n; i++) {
487         const char *name = new_br.names[i];
488         if (!svec_contains(&old_br, name)) {
489             bridge_create(name);
490         }
491     }
492     svec_destroy(&old_br);
493     svec_destroy(&new_br);
494
495 #ifdef HAVE_OPENSSL
496     /* Configure SSL. */
497     bridge_configure_ssl();
498 #endif
499
500     /* Reconfigure all bridges. */
501     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
502         bridge_reconfigure_one(br);
503     }
504
505     /* Add and delete ports on all datapaths.
506      *
507      * The kernel will reject any attempt to add a given port to a datapath if
508      * that port already belongs to a different datapath, so we must do all
509      * port deletions before any port additions. */
510     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
511         struct odp_port *dpif_ports;
512         size_t n_dpif_ports;
513         struct svec want_ifaces;
514
515         dpif_port_list(br->dpif, &dpif_ports, &n_dpif_ports);
516         bridge_get_all_ifaces(br, &want_ifaces);
517         for (i = 0; i < n_dpif_ports; i++) {
518             const struct odp_port *p = &dpif_ports[i];
519             if (!svec_contains(&want_ifaces, p->devname)
520                 && strcmp(p->devname, br->name)) {
521                 int retval = dpif_port_del(br->dpif, p->port);
522                 if (retval) {
523                     VLOG_ERR("failed to remove %s interface from %s: %s",
524                              p->devname, dpif_name(br->dpif),
525                              strerror(retval));
526                 }
527             }
528         }
529         svec_destroy(&want_ifaces);
530         free(dpif_ports);
531     }
532     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
533         struct odp_port *dpif_ports;
534         size_t n_dpif_ports;
535         struct svec cur_ifaces, want_ifaces, add_ifaces;
536
537         dpif_port_list(br->dpif, &dpif_ports, &n_dpif_ports);
538         svec_init(&cur_ifaces);
539         for (i = 0; i < n_dpif_ports; i++) {
540             svec_add(&cur_ifaces, dpif_ports[i].devname);
541         }
542         free(dpif_ports);
543         svec_sort_unique(&cur_ifaces);
544         bridge_get_all_ifaces(br, &want_ifaces);
545         svec_diff(&want_ifaces, &cur_ifaces, &add_ifaces, NULL, NULL);
546
547         for (i = 0; i < add_ifaces.n; i++) {
548             const char *if_name = add_ifaces.names[i];
549             bool internal;
550             int error;
551
552             /* Add to datapath. */
553             internal = iface_is_internal(br, if_name);
554             error = dpif_port_add(br->dpif, if_name,
555                                   internal ? ODP_PORT_INTERNAL : 0, NULL);
556             if (error == EFBIG) {
557                 VLOG_ERR("ran out of valid port numbers on %s",
558                          dpif_name(br->dpif));
559                 break;
560             } else if (error) {
561                 VLOG_ERR("failed to add %s interface to %s: %s",
562                          if_name, dpif_name(br->dpif), strerror(error));
563             }
564         }
565         svec_destroy(&cur_ifaces);
566         svec_destroy(&want_ifaces);
567         svec_destroy(&add_ifaces);
568     }
569     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
570         uint8_t ea[8];
571         uint64_t dpid;
572         struct iface *local_iface;
573         struct iface *hw_addr_iface;
574         struct netflow_options nf_options;
575
576         bridge_fetch_dp_ifaces(br);
577         iterate_and_prune_ifaces(br, init_iface_netdev, NULL);
578
579         iterate_and_prune_ifaces(br, check_iface_dp_ifidx, NULL);
580
581         /* Pick local port hardware address, datapath ID. */
582         bridge_pick_local_hw_addr(br, ea, &hw_addr_iface);
583         local_iface = bridge_get_local_iface(br);
584         if (local_iface) {
585             int error = netdev_set_etheraddr(local_iface->netdev, ea);
586             if (error) {
587                 static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
588                 VLOG_ERR_RL(&rl, "bridge %s: failed to set bridge "
589                             "Ethernet address: %s",
590                             br->name, strerror(error));
591             }
592         }
593
594         dpid = bridge_pick_datapath_id(br, ea, hw_addr_iface);
595         ofproto_set_datapath_id(br->ofproto, dpid);
596
597         /* Set NetFlow configuration on this bridge. */
598         memset(&nf_options, 0, sizeof nf_options);
599         dpif_get_netflow_ids(br->dpif, &nf_options.engine_type,
600                              &nf_options.engine_id);
601         nf_options.active_timeout = -1;
602
603         if (cfg_has("netflow.%s.engine-type", br->name)) {
604             nf_options.engine_type = cfg_get_int(0, "netflow.%s.engine-type", 
605                     br->name);
606         }
607         if (cfg_has("netflow.%s.engine-id", br->name)) {
608             nf_options.engine_id = cfg_get_int(0, "netflow.%s.engine-id",
609                                                br->name);
610         }
611         if (cfg_has("netflow.%s.active-timeout", br->name)) {
612             nf_options.active_timeout = cfg_get_int(0,
613                                                     "netflow.%s.active-timeout",
614                                                     br->name);
615         }
616         if (cfg_has("netflow.%s.add-id-to-iface", br->name)) {
617             nf_options.add_id_to_iface = cfg_get_bool(0,
618                                                    "netflow.%s.add-id-to-iface",
619                                                     br->name);
620         }
621         if (nf_options.add_id_to_iface && nf_options.engine_id > 0x7f) {
622             VLOG_WARN("bridge %s: netflow port mangling may conflict with "
623                     "another vswitch, choose an engine id less than 128", 
624                     br->name);
625         }
626         if (nf_options.add_id_to_iface && br->n_ports > 508) {
627             VLOG_WARN("bridge %s: netflow port mangling will conflict with "
628                     "another port when more than 508 ports are used", 
629                     br->name);
630         }
631         svec_init(&nf_options.collectors);
632         cfg_get_all_keys(&nf_options.collectors, "netflow.%s.host", br->name);
633         if (ofproto_set_netflow(br->ofproto, &nf_options)) {
634             VLOG_ERR("bridge %s: problem setting netflow collectors", 
635                     br->name);
636         }
637         svec_destroy(&nf_options.collectors);
638
639         /* Update the controller and related settings.  It would be more
640          * straightforward to call this from bridge_reconfigure_one(), but we
641          * can't do it there for two reasons.  First, and most importantly, at
642          * that point we don't know the dp_ifidx of any interfaces that have
643          * been added to the bridge (because we haven't actually added them to
644          * the datapath).  Second, at that point we haven't set the datapath ID
645          * yet; when a controller is configured, resetting the datapath ID will
646          * immediately disconnect from the controller, so it's better to set
647          * the datapath ID before the controller. */
648         bridge_reconfigure_controller(br);
649     }
650     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
651         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
652             struct port *port = br->ports[i];
653
654             port_update_vlan_compat(port);
655             port_update_bonding(port);
656         }
657     }
658     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
659         brstp_reconfigure(br);
660         iterate_and_prune_ifaces(br, set_iface_properties, NULL);
661     }
662 }
663
664 static void
665 bridge_pick_local_hw_addr(struct bridge *br, uint8_t ea[ETH_ADDR_LEN],
666                           struct iface **hw_addr_iface)
667 {
668     uint64_t requested_ea;
669     size_t i, j;
670     int error;
671
672     *hw_addr_iface = NULL;
673
674     /* Did the user request a particular MAC? */
675     requested_ea = cfg_get_mac(0, "bridge.%s.mac", br->name);
676     if (requested_ea) {
677         eth_addr_from_uint64(requested_ea, ea);
678         if (eth_addr_is_multicast(ea)) {
679             VLOG_ERR("bridge %s: cannot set MAC address to multicast "
680                      "address "ETH_ADDR_FMT, br->name, ETH_ADDR_ARGS(ea));
681         } else if (eth_addr_is_zero(ea)) {
682             VLOG_ERR("bridge %s: cannot set MAC address to zero", br->name);
683         } else {
684             return;
685         }
686     }
687
688     /* Otherwise choose the minimum MAC address among all of the interfaces.
689      * (Xen uses FE:FF:FF:FF:FF:FF for virtual interfaces so this will get the
690      * MAC of the physical interface in such an environment.) */
691     memset(ea, 0xff, sizeof ea);
692     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
693         struct port *port = br->ports[i];
694         uint8_t iface_ea[ETH_ADDR_LEN];
695         uint64_t iface_ea_u64;
696         struct iface *iface;
697
698         /* Mirror output ports don't participate. */
699         if (port->is_mirror_output_port) {
700             continue;
701         }
702
703         /* Choose the MAC address to represent the port. */
704         iface_ea_u64 = cfg_get_mac(0, "port.%s.mac", port->name);
705         if (iface_ea_u64) {
706             /* User specified explicitly. */
707             eth_addr_from_uint64(iface_ea_u64, iface_ea);
708
709             /* Find the interface with this Ethernet address (if any) so that
710              * we can provide the correct devname to the caller. */
711             iface = NULL;
712             for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
713                 struct iface *candidate = port->ifaces[j];
714                 uint8_t candidate_ea[ETH_ADDR_LEN];
715                 if (!netdev_get_etheraddr(candidate->netdev, candidate_ea)
716                     && eth_addr_equals(iface_ea, candidate_ea)) {
717                     iface = candidate;
718                 }
719             }
720         } else {
721             /* Choose the interface whose MAC address will represent the port.
722              * The Linux kernel bonding code always chooses the MAC address of
723              * the first slave added to a bond, and the Fedora networking
724              * scripts always add slaves to a bond in alphabetical order, so
725              * for compatibility we choose the interface with the name that is
726              * first in alphabetical order. */
727             iface = port->ifaces[0];
728             for (j = 1; j < port->n_ifaces; j++) {
729                 struct iface *candidate = port->ifaces[j];
730                 if (strcmp(candidate->name, iface->name) < 0) {
731                     iface = candidate;
732                 }
733             }
734
735             /* The local port doesn't count (since we're trying to choose its
736              * MAC address anyway).  Other internal ports don't count because
737              * we really want a physical MAC if we can get it, and internal
738              * ports typically have randomly generated MACs. */
739             if (iface->dp_ifidx == ODPP_LOCAL
740                 || cfg_get_bool(0, "iface.%s.internal", iface->name)) {
741                 continue;
742             }
743
744             /* Grab MAC. */
745             error = netdev_get_etheraddr(iface->netdev, iface_ea);
746             if (error) {
747                 static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
748                 VLOG_ERR_RL(&rl, "failed to obtain Ethernet address of %s: %s",
749                             iface->name, strerror(error));
750                 continue;
751             }
752         }
753
754         /* Compare against our current choice. */
755         if (!eth_addr_is_multicast(iface_ea) &&
756             !eth_addr_is_reserved(iface_ea) &&
757             !eth_addr_is_zero(iface_ea) &&
758             memcmp(iface_ea, ea, ETH_ADDR_LEN) < 0)
759         {
760             memcpy(ea, iface_ea, ETH_ADDR_LEN);
761             *hw_addr_iface = iface;
762         }
763     }
764     if (eth_addr_is_multicast(ea) || eth_addr_is_vif(ea)) {
765         memcpy(ea, br->default_ea, ETH_ADDR_LEN);
766         *hw_addr_iface = NULL;
767         VLOG_WARN("bridge %s: using default bridge Ethernet "
768                   "address "ETH_ADDR_FMT, br->name, ETH_ADDR_ARGS(ea));
769     } else {
770         VLOG_DBG("bridge %s: using bridge Ethernet address "ETH_ADDR_FMT,
771                  br->name, ETH_ADDR_ARGS(ea));
772     }
773 }
774
775 /* Choose and returns the datapath ID for bridge 'br' given that the bridge
776  * Ethernet address is 'bridge_ea'.  If 'bridge_ea' is the Ethernet address of
777  * an interface on 'br', then that interface must be passed in as
778  * 'hw_addr_iface'; if 'bridge_ea' was derived some other way, then
779  * 'hw_addr_iface' must be passed in as a null pointer. */
780 static uint64_t
781 bridge_pick_datapath_id(struct bridge *br,
782                         const uint8_t bridge_ea[ETH_ADDR_LEN],
783                         struct iface *hw_addr_iface)
784 {
785     /*
786      * The procedure for choosing a bridge MAC address will, in the most
787      * ordinary case, also choose a unique MAC that we can use as a datapath
788      * ID.  In some special cases, though, multiple bridges will end up with
789      * the same MAC address.  This is OK for the bridges, but it will confuse
790      * the OpenFlow controller, because each datapath needs a unique datapath
791      * ID.
792      *
793      * Datapath IDs must be unique.  It is also very desirable that they be
794      * stable from one run to the next, so that policy set on a datapath
795      * "sticks".
796      */
797     uint64_t dpid;
798
799     dpid = cfg_get_dpid(0, "bridge.%s.datapath-id", br->name);
800     if (dpid) {
801         return dpid;
802     }
803
804     if (hw_addr_iface) {
805         int vlan;
806         if (!netdev_get_vlan_vid(hw_addr_iface->netdev, &vlan)) {
807             /*
808              * A bridge whose MAC address is taken from a VLAN network device
809              * (that is, a network device created with vconfig(8) or similar
810              * tool) will have the same MAC address as a bridge on the VLAN
811              * device's physical network device.
812              *
813              * Handle this case by hashing the physical network device MAC
814              * along with the VLAN identifier.
815              */
816             uint8_t buf[ETH_ADDR_LEN + 2];
817             memcpy(buf, bridge_ea, ETH_ADDR_LEN);
818             buf[ETH_ADDR_LEN] = vlan >> 8;
819             buf[ETH_ADDR_LEN + 1] = vlan;
820             return dpid_from_hash(buf, sizeof buf);
821         } else {
822             /*
823              * Assume that this bridge's MAC address is unique, since it
824              * doesn't fit any of the cases we handle specially.
825              */
826         }
827     } else {
828         /*
829          * A purely internal bridge, that is, one that has no non-virtual
830          * network devices on it at all, is more difficult because it has no
831          * natural unique identifier at all.
832          *
833          * When the host is a XenServer, we handle this case by hashing the
834          * host's UUID with the name of the bridge.  Names of bridges are
835          * persistent across XenServer reboots, although they can be reused if
836          * an internal network is destroyed and then a new one is later
837          * created, so this is fairly effective.
838          *
839          * When the host is not a XenServer, we punt by using a random MAC
840          * address on each run.
841          */
842         const char *host_uuid = xenserver_get_host_uuid();
843         if (host_uuid) {
844             char *combined = xasprintf("%s,%s", host_uuid, br->name);
845             dpid = dpid_from_hash(combined, strlen(combined));
846             free(combined);
847             return dpid;
848         }
849     }
850
851     return eth_addr_to_uint64(bridge_ea);
852 }
853
854 static uint64_t
855 dpid_from_hash(const void *data, size_t n)
856 {
857     uint8_t hash[SHA1_DIGEST_SIZE];
858
859     BUILD_ASSERT_DECL(sizeof hash >= ETH_ADDR_LEN);
860     sha1_bytes(data, n, hash);
861     eth_addr_mark_random(hash);
862     return eth_addr_to_uint64(hash);
863 }
864
865 int
866 bridge_run(void)
867 {
868     struct bridge *br, *next;
869     int retval;
870
871     retval = 0;
872     LIST_FOR_EACH_SAFE (br, next, struct bridge, node, &all_bridges) {
873         int error = bridge_run_one(br);
874         if (error) {
875             static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
876             VLOG_ERR_RL(&rl, "bridge %s: datapath was destroyed externally, "
877                         "forcing reconfiguration", br->name);
878             if (!retval) {
879                 retval = error;
880             }
881         }
882     }
883     return retval;
884 }
885
886 void
887 bridge_wait(void)
888 {
889     struct bridge *br;
890
891     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
892         ofproto_wait(br->ofproto);
893         if (br->controller) {
894             continue;
895         }
896
897         mac_learning_wait(br->ml);
898         bond_wait(br);
899         brstp_wait(br);
900     }
901 }
902
903 /* Forces 'br' to revalidate all of its flows.  This is appropriate when 'br''s
904  * configuration changes.  */
905 static void
906 bridge_flush(struct bridge *br)
907 {
908     COVERAGE_INC(bridge_flush);
909     br->flush = true;
910     mac_learning_flush(br->ml);
911 }
912
913 /* Returns the 'br' interface for the ODPP_LOCAL port, or null if 'br' has no
914  * such interface. */
915 static struct iface *
916 bridge_get_local_iface(struct bridge *br)
917 {
918     size_t i, j;
919
920     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
921         struct port *port = br->ports[i];
922         for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
923             struct iface *iface = port->ifaces[j];
924             if (iface->dp_ifidx == ODPP_LOCAL) {
925                 return iface;
926             }
927         }
928     }
929
930     return NULL;
931 }
932 \f
933 /* Bridge unixctl user interface functions. */
934 static void
935 bridge_unixctl_fdb_show(struct unixctl_conn *conn, const char *args)
936 {
937     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
938     const struct bridge *br;
939     const struct mac_entry *e;
940
941     br = bridge_lookup(args);
942     if (!br) {
943         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bridge");
944         return;
945     }
946
947     ds_put_cstr(&ds, " port  VLAN  MAC                Age\n");
948     LIST_FOR_EACH (e, struct mac_entry, lru_node, &br->ml->lrus) {
949         if (e->port < 0 || e->port >= br->n_ports) {
950             continue;
951         }
952         ds_put_format(&ds, "%5d  %4d  "ETH_ADDR_FMT"  %3d\n",
953                       br->ports[e->port]->ifaces[0]->dp_ifidx,
954                       e->vlan, ETH_ADDR_ARGS(e->mac), mac_entry_age(e));
955     }
956     unixctl_command_reply(conn, 200, ds_cstr(&ds));
957     ds_destroy(&ds);
958 }
959 \f
960 /* Bridge reconfiguration functions. */
961
962 static struct bridge *
963 bridge_create(const char *name)
964 {
965     struct bridge *br;
966     int error;
967
968     assert(!bridge_lookup(name));
969     br = xcalloc(1, sizeof *br);
970
971     error = dpif_create_and_open(name, &br->dpif);
972     if (error) {
973         free(br);
974         return NULL;
975     }
976     dpif_flow_flush(br->dpif);
977
978     error = ofproto_create(name, &bridge_ofhooks, br, &br->ofproto);
979     if (error) {
980         VLOG_ERR("failed to create switch %s: %s", name, strerror(error));
981         dpif_delete(br->dpif);
982         dpif_close(br->dpif);
983         free(br);
984         return NULL;
985     }
986
987     br->name = xstrdup(name);
988     br->ml = mac_learning_create();
989     br->sent_config_request = false;
990     eth_addr_random(br->default_ea);
991
992     port_array_init(&br->ifaces);
993
994     br->flush = false;
995     br->bond_next_rebalance = time_msec() + 10000;
996
997     list_push_back(&all_bridges, &br->node);
998
999     VLOG_INFO("created bridge %s on %s", br->name, dpif_name(br->dpif));
1000
1001     return br;
1002 }
1003
1004 static void
1005 bridge_destroy(struct bridge *br)
1006 {
1007     if (br) {
1008         int error;
1009
1010         while (br->n_ports > 0) {
1011             port_destroy(br->ports[br->n_ports - 1]);
1012         }
1013         list_remove(&br->node);
1014         error = dpif_delete(br->dpif);
1015         if (error && error != ENOENT) {
1016             VLOG_ERR("failed to delete %s: %s",
1017                      dpif_name(br->dpif), strerror(error));
1018         }
1019         dpif_close(br->dpif);
1020         ofproto_destroy(br->ofproto);
1021         free(br->controller);
1022         mac_learning_destroy(br->ml);
1023         port_array_destroy(&br->ifaces);
1024         free(br->ports);
1025         free(br->name);
1026         free(br);
1027     }
1028 }
1029
1030 static struct bridge *
1031 bridge_lookup(const char *name)
1032 {
1033     struct bridge *br;
1034
1035     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
1036         if (!strcmp(br->name, name)) {
1037             return br;
1038         }
1039     }
1040     return NULL;
1041 }
1042
1043 bool
1044 bridge_exists(const char *name)
1045 {
1046     return bridge_lookup(name) ? true : false;
1047 }
1048
1049 uint64_t
1050 bridge_get_datapathid(const char *name)
1051 {
1052     struct bridge *br = bridge_lookup(name);
1053     return br ? ofproto_get_datapath_id(br->ofproto) : 0;
1054 }
1055
1056 /* Handle requests for a listing of all flows known by the OpenFlow
1057  * stack, including those normally hidden. */
1058 static void
1059 bridge_unixctl_dump_flows(struct unixctl_conn *conn, const char *args)
1060 {
1061     struct bridge *br;
1062     struct ds results;
1063     
1064     br = bridge_lookup(args);
1065     if (!br) {
1066         unixctl_command_reply(conn, 501, "Unknown bridge");
1067         return;
1068     }
1069
1070     ds_init(&results);
1071     ofproto_get_all_flows(br->ofproto, &results);
1072
1073     unixctl_command_reply(conn, 200, ds_cstr(&results));
1074     ds_destroy(&results);
1075 }
1076
1077 static int
1078 bridge_run_one(struct bridge *br)
1079 {
1080     int error;
1081
1082     error = ofproto_run1(br->ofproto);
1083     if (error) {
1084         return error;
1085     }
1086
1087     mac_learning_run(br->ml, ofproto_get_revalidate_set(br->ofproto));
1088     bond_run(br);
1089     brstp_run(br);
1090
1091     error = ofproto_run2(br->ofproto, br->flush);
1092     br->flush = false;
1093
1094     return error;
1095 }
1096
1097 static const char *
1098 bridge_get_controller(const struct bridge *br)
1099 {
1100     const char *controller;
1101
1102     controller = cfg_get_string(0, "bridge.%s.controller", br->name);
1103     if (!controller) {
1104         controller = cfg_get_string(0, "mgmt.controller");
1105     }
1106     return controller && controller[0] ? controller : NULL;
1107 }
1108
1109 static bool
1110 check_duplicate_ifaces(struct bridge *br, struct iface *iface, void *ifaces_)
1111 {
1112     struct svec *ifaces = ifaces_;
1113     if (!svec_contains(ifaces, iface->name)) {
1114         svec_add(ifaces, iface->name);
1115         svec_sort(ifaces);
1116         return true;
1117     } else {
1118         VLOG_ERR("bridge %s: %s interface is on multiple ports, "
1119                  "removing from %s",
1120                  br->name, iface->name, iface->port->name);
1121         return false;
1122     }
1123 }
1124
1125 static void
1126 bridge_reconfigure_one(struct bridge *br)
1127 {
1128     struct svec old_ports, new_ports, ifaces;
1129     struct svec listeners, old_listeners;
1130     struct svec snoops, old_snoops;
1131     size_t i;
1132
1133     /* Collect old ports. */
1134     svec_init(&old_ports);
1135     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1136         svec_add(&old_ports, br->ports[i]->name);
1137     }
1138     svec_sort(&old_ports);
1139     assert(svec_is_unique(&old_ports));
1140
1141     /* Collect new ports. */
1142     svec_init(&new_ports);
1143     cfg_get_all_keys(&new_ports, "bridge.%s.port", br->name);
1144     svec_sort(&new_ports);
1145     if (bridge_get_controller(br)) {
1146         char local_name[IF_NAMESIZE];
1147         int error;
1148
1149         error = dpif_port_get_name(br->dpif, ODPP_LOCAL,
1150                                    local_name, sizeof local_name);
1151         if (!error && !svec_contains(&new_ports, local_name)) {
1152             svec_add(&new_ports, local_name);
1153             svec_sort(&new_ports);
1154         }
1155     }
1156     if (!svec_is_unique(&new_ports)) {
1157         VLOG_WARN("bridge %s: %s specified twice as bridge port",
1158                   br->name, svec_get_duplicate(&new_ports));
1159         svec_unique(&new_ports);
1160     }
1161
1162     ofproto_set_mgmt_id(br->ofproto, mgmt_id);
1163
1164     /* Get rid of deleted ports and add new ports. */
1165     for (i = 0; i < br->n_ports; ) {
1166         struct port *port = br->ports[i];
1167         if (!svec_contains(&new_ports, port->name)) {
1168             port_destroy(port);
1169         } else {
1170             i++;
1171         }
1172     }
1173     for (i = 0; i < new_ports.n; i++) {
1174         const char *name = new_ports.names[i];
1175         if (!svec_contains(&old_ports, name)) {
1176             port_create(br, name);
1177         }
1178     }
1179     svec_destroy(&old_ports);
1180     svec_destroy(&new_ports);
1181
1182     /* Reconfigure all ports. */
1183     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1184         port_reconfigure(br->ports[i]);
1185     }
1186
1187     /* Check and delete duplicate interfaces. */
1188     svec_init(&ifaces);
1189     iterate_and_prune_ifaces(br, check_duplicate_ifaces, &ifaces);
1190     svec_destroy(&ifaces);
1191
1192     /* Delete all flows if we're switching from connected to standalone or vice
1193      * versa.  (XXX Should we delete all flows if we are switching from one
1194      * controller to another?) */
1195
1196     /* Configure OpenFlow management listeners. */
1197     svec_init(&listeners);
1198     cfg_get_all_strings(&listeners, "bridge.%s.openflow.listeners", br->name);
1199     if (!listeners.n) {
1200         svec_add_nocopy(&listeners, xasprintf("punix:%s/%s.mgmt",
1201                                               ovs_rundir, br->name));
1202     } else if (listeners.n == 1 && !strcmp(listeners.names[0], "none")) {
1203         svec_clear(&listeners);
1204     }
1205     svec_sort_unique(&listeners);
1206
1207     svec_init(&old_listeners);
1208     ofproto_get_listeners(br->ofproto, &old_listeners);
1209     svec_sort_unique(&old_listeners);
1210
1211     if (!svec_equal(&listeners, &old_listeners)) {
1212         ofproto_set_listeners(br->ofproto, &listeners);
1213     }
1214     svec_destroy(&listeners);
1215     svec_destroy(&old_listeners);
1216
1217     /* Configure OpenFlow controller connection snooping. */
1218     svec_init(&snoops);
1219     cfg_get_all_strings(&snoops, "bridge.%s.openflow.snoops", br->name);
1220     if (!snoops.n) {
1221         svec_add_nocopy(&snoops, xasprintf("punix:%s/%s.snoop",
1222                                            ovs_rundir, br->name));
1223     } else if (snoops.n == 1 && !strcmp(snoops.names[0], "none")) {
1224         svec_clear(&snoops);
1225     }
1226     svec_sort_unique(&snoops);
1227
1228     svec_init(&old_snoops);
1229     ofproto_get_snoops(br->ofproto, &old_snoops);
1230     svec_sort_unique(&old_snoops);
1231
1232     if (!svec_equal(&snoops, &old_snoops)) {
1233         ofproto_set_snoops(br->ofproto, &snoops);
1234     }
1235     svec_destroy(&snoops);
1236     svec_destroy(&old_snoops);
1237
1238     mirror_reconfigure(br);
1239 }
1240
1241 static void
1242 bridge_reconfigure_controller(struct bridge *br)
1243 {
1244     char *pfx = xasprintf("bridge.%s.controller", br->name);
1245     const char *controller;
1246
1247     controller = bridge_get_controller(br);
1248     if ((br->controller != NULL) != (controller != NULL)) {
1249         ofproto_flush_flows(br->ofproto);
1250     }
1251     free(br->controller);
1252     br->controller = controller ? xstrdup(controller) : NULL;
1253
1254     if (controller) {
1255         const char *fail_mode;
1256         int max_backoff, probe;
1257         int rate_limit, burst_limit;
1258
1259         if (!strcmp(controller, "discover")) {
1260             bool update_resolv_conf = true;
1261
1262             if (cfg_has("%s.update-resolv.conf", pfx)) {
1263                 update_resolv_conf = cfg_get_bool(0, "%s.update-resolv.conf",
1264                         pfx);
1265             }
1266             ofproto_set_discovery(br->ofproto, true,
1267                                   cfg_get_string(0, "%s.accept-regex", pfx),
1268                                   update_resolv_conf);
1269         } else {
1270             struct iface *local_iface;
1271             bool in_band;
1272
1273             in_band = (!cfg_is_valid(CFG_BOOL | CFG_REQUIRED,
1274                                      "%s.in-band", pfx)
1275                        || cfg_get_bool(0, "%s.in-band", pfx));
1276             ofproto_set_discovery(br->ofproto, false, NULL, NULL);
1277             ofproto_set_in_band(br->ofproto, in_band);
1278
1279             local_iface = bridge_get_local_iface(br);
1280             if (local_iface
1281                 && cfg_is_valid(CFG_IP | CFG_REQUIRED, "%s.ip", pfx)) {
1282                 struct netdev *netdev = local_iface->netdev;
1283                 struct in_addr ip, mask, gateway;
1284                 ip.s_addr = cfg_get_ip(0, "%s.ip", pfx);
1285                 mask.s_addr = cfg_get_ip(0, "%s.netmask", pfx);
1286                 gateway.s_addr = cfg_get_ip(0, "%s.gateway", pfx);
1287
1288                 netdev_turn_flags_on(netdev, NETDEV_UP, true);
1289                 if (!mask.s_addr) {
1290                     mask.s_addr = guess_netmask(ip.s_addr);
1291                 }
1292                 if (!netdev_set_in4(netdev, ip, mask)) {
1293                     VLOG_INFO("bridge %s: configured IP address "IP_FMT", "
1294                               "netmask "IP_FMT,
1295                               br->name, IP_ARGS(&ip.s_addr),
1296                               IP_ARGS(&mask.s_addr));
1297                 }
1298
1299                 if (gateway.s_addr) {
1300                     if (!netdev_add_router(netdev, gateway)) {
1301                         VLOG_INFO("bridge %s: configured gateway "IP_FMT,
1302                                   br->name, IP_ARGS(&gateway.s_addr));
1303                     }
1304                 }
1305             }
1306         }
1307
1308         fail_mode = cfg_get_string(0, "%s.fail-mode", pfx);
1309         if (!fail_mode) {
1310             fail_mode = cfg_get_string(0, "mgmt.fail-mode");
1311         }
1312         ofproto_set_failure(br->ofproto,
1313                             (!fail_mode
1314                              || !strcmp(fail_mode, "standalone")
1315                              || !strcmp(fail_mode, "open")));
1316
1317         probe = cfg_get_int(0, "%s.inactivity-probe", pfx);
1318         if (probe < 5) {
1319             probe = cfg_get_int(0, "mgmt.inactivity-probe");
1320             if (probe < 5) {
1321                 probe = 5;
1322             }
1323         }
1324         ofproto_set_probe_interval(br->ofproto, probe);
1325
1326         max_backoff = cfg_get_int(0, "%s.max-backoff", pfx);
1327         if (!max_backoff) {
1328             max_backoff = cfg_get_int(0, "mgmt.max-backoff");
1329             if (!max_backoff) {
1330                 max_backoff = 8;
1331             }
1332         }
1333         ofproto_set_max_backoff(br->ofproto, max_backoff);
1334
1335         rate_limit = cfg_get_int(0, "%s.rate-limit", pfx);
1336         if (!rate_limit) {
1337             rate_limit = cfg_get_int(0, "mgmt.rate-limit");
1338         }
1339         burst_limit = cfg_get_int(0, "%s.burst-limit", pfx);
1340         if (!burst_limit) {
1341             burst_limit = cfg_get_int(0, "mgmt.burst-limit");
1342         }
1343         ofproto_set_rate_limit(br->ofproto, rate_limit, burst_limit);
1344
1345         ofproto_set_stp(br->ofproto, cfg_get_bool(0, "%s.stp", pfx));
1346
1347         if (cfg_has("%s.commands.acl", pfx)) {
1348             struct svec command_acls;
1349             char *command_acl;
1350
1351             svec_init(&command_acls);
1352             cfg_get_all_strings(&command_acls, "%s.commands.acl", pfx);
1353             command_acl = svec_join(&command_acls, ",", "");
1354
1355             ofproto_set_remote_execution(br->ofproto, command_acl,
1356                                          cfg_get_string(0, "%s.commands.dir",
1357                                                         pfx));
1358
1359             svec_destroy(&command_acls);
1360             free(command_acl);
1361         } else {
1362             ofproto_set_remote_execution(br->ofproto, NULL, NULL);
1363         }
1364     } else {
1365         union ofp_action action;
1366         flow_t flow;
1367
1368         /* Set up a flow that matches every packet and directs them to
1369          * OFPP_NORMAL (which goes to us). */
1370         memset(&action, 0, sizeof action);
1371         action.type = htons(OFPAT_OUTPUT);
1372         action.output.len = htons(sizeof action);
1373         action.output.port = htons(OFPP_NORMAL);
1374         memset(&flow, 0, sizeof flow);
1375         ofproto_add_flow(br->ofproto, &flow, OFPFW_ALL, 0,
1376                          &action, 1, 0);
1377
1378         ofproto_set_in_band(br->ofproto, false);
1379         ofproto_set_max_backoff(br->ofproto, 1);
1380         ofproto_set_probe_interval(br->ofproto, 5);
1381         ofproto_set_failure(br->ofproto, false);
1382         ofproto_set_stp(br->ofproto, false);
1383     }
1384     free(pfx);
1385
1386     ofproto_set_controller(br->ofproto, br->controller);
1387 }
1388
1389 static void
1390 bridge_get_all_ifaces(const struct bridge *br, struct svec *ifaces)
1391 {
1392     size_t i, j;
1393
1394     svec_init(ifaces);
1395     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1396         struct port *port = br->ports[i];
1397         for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
1398             struct iface *iface = port->ifaces[j];
1399             svec_add(ifaces, iface->name);
1400         }
1401         if (port->n_ifaces > 1
1402             && cfg_get_bool(0, "bonding.%s.fake-iface", port->name)) {
1403             svec_add(ifaces, port->name);
1404         }
1405     }
1406     svec_sort_unique(ifaces);
1407 }
1408
1409 /* For robustness, in case the administrator moves around datapath ports behind
1410  * our back, we re-check all the datapath port numbers here.
1411  *
1412  * This function will set the 'dp_ifidx' members of interfaces that have
1413  * disappeared to -1, so only call this function from a context where those
1414  * 'struct iface's will be removed from the bridge.  Otherwise, the -1
1415  * 'dp_ifidx'es will cause trouble later when we try to send them to the
1416  * datapath, which doesn't support UINT16_MAX+1 ports. */
1417 static void
1418 bridge_fetch_dp_ifaces(struct bridge *br)
1419 {
1420     struct odp_port *dpif_ports;
1421     size_t n_dpif_ports;
1422     size_t i, j;
1423
1424     /* Reset all interface numbers. */
1425     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1426         struct port *port = br->ports[i];
1427         for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
1428             struct iface *iface = port->ifaces[j];
1429             iface->dp_ifidx = -1;
1430         }
1431     }
1432     port_array_clear(&br->ifaces);
1433
1434     dpif_port_list(br->dpif, &dpif_ports, &n_dpif_ports);
1435     for (i = 0; i < n_dpif_ports; i++) {
1436         struct odp_port *p = &dpif_ports[i];
1437         struct iface *iface = iface_lookup(br, p->devname);
1438         if (iface) {
1439             if (iface->dp_ifidx >= 0) {
1440                 VLOG_WARN("%s reported interface %s twice",
1441                           dpif_name(br->dpif), p->devname);
1442             } else if (iface_from_dp_ifidx(br, p->port)) {
1443                 VLOG_WARN("%s reported interface %"PRIu16" twice",
1444                           dpif_name(br->dpif), p->port);
1445             } else {
1446                 port_array_set(&br->ifaces, p->port, iface);
1447                 iface->dp_ifidx = p->port;
1448             }
1449         }
1450     }
1451     free(dpif_ports);
1452 }
1453 \f
1454 /* Bridge packet processing functions. */
1455
1456 static int
1457 bond_hash(const uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN])
1458 {
1459     return hash_bytes(mac, ETH_ADDR_LEN, 0) & BOND_MASK;
1460 }
1461
1462 static struct bond_entry *
1463 lookup_bond_entry(const struct port *port, const uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN])
1464 {
1465     return &port->bond_hash[bond_hash(mac)];
1466 }
1467
1468 static int
1469 bond_choose_iface(const struct port *port)
1470 {
1471     static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 20);
1472     size_t i, best_down_slave = -1;
1473     long long next_delay_expiration = LLONG_MAX;
1474
1475     for (i = 0; i < port->n_ifaces; i++) {
1476         struct iface *iface = port->ifaces[i];
1477
1478         if (iface->enabled) {
1479             return i;
1480         } else if (iface->delay_expires < next_delay_expiration) {
1481             best_down_slave = i;
1482             next_delay_expiration = iface->delay_expires;
1483         }
1484     }
1485
1486     if (best_down_slave != -1) {
1487         struct iface *iface = port->ifaces[best_down_slave];
1488
1489         VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: skipping remaining %lli ms updelay "
1490                      "since no other interface is up", iface->name,
1491                      iface->delay_expires - time_msec());
1492         bond_enable_slave(iface, true);
1493     }
1494
1495     return best_down_slave;
1496 }
1497
1498 static bool
1499 choose_output_iface(const struct port *port, const uint8_t *dl_src,
1500                     uint16_t *dp_ifidx, tag_type *tags)
1501 {
1502     struct iface *iface;
1503
1504     assert(port->n_ifaces);
1505     if (port->n_ifaces == 1) {
1506         iface = port->ifaces[0];
1507     } else {
1508         struct bond_entry *e = lookup_bond_entry(port, dl_src);
1509         if (e->iface_idx < 0 || e->iface_idx >= port->n_ifaces
1510             || !port->ifaces[e->iface_idx]->enabled) {
1511             /* XXX select interface properly.  The current interface selection
1512              * is only good for testing the rebalancing code. */
1513             e->iface_idx = bond_choose_iface(port);
1514             if (e->iface_idx < 0) {
1515                 *tags |= port->no_ifaces_tag;
1516                 return false;
1517             }
1518             e->iface_tag = tag_create_random();
1519             ((struct port *) port)->bond_compat_is_stale = true;
1520         }
1521         *tags |= e->iface_tag;
1522         iface = port->ifaces[e->iface_idx];
1523     }
1524     *dp_ifidx = iface->dp_ifidx;
1525     *tags |= iface->tag;        /* Currently only used for bonding. */
1526     return true;
1527 }
1528
1529 static void
1530 bond_link_status_update(struct iface *iface, bool carrier)
1531 {
1532     static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 20);
1533     struct port *port = iface->port;
1534
1535     if ((carrier == iface->enabled) == (iface->delay_expires == LLONG_MAX)) {
1536         /* Nothing to do. */
1537         return;
1538     }
1539     VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: carrier %s",
1540                  iface->name, carrier ? "detected" : "dropped");
1541     if (carrier == iface->enabled) {
1542         iface->delay_expires = LLONG_MAX;
1543         VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: will not be %s",
1544                      iface->name, carrier ? "disabled" : "enabled");
1545     } else if (carrier && port->active_iface < 0) {
1546         bond_enable_slave(iface, true);
1547         if (port->updelay) {
1548             VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: skipping %d ms updelay since no "
1549                          "other interface is up", iface->name, port->updelay);
1550         }
1551     } else {
1552         int delay = carrier ? port->updelay : port->downdelay;
1553         iface->delay_expires = time_msec() + delay;
1554         if (delay) {
1555             VLOG_INFO_RL(&rl,
1556                          "interface %s: will be %s if it stays %s for %d ms",
1557                          iface->name,
1558                          carrier ? "enabled" : "disabled",
1559                          carrier ? "up" : "down",
1560                          delay);
1561         }
1562     }
1563 }
1564
1565 static void
1566 bond_choose_active_iface(struct port *port)
1567 {
1568     static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 20);
1569
1570     port->active_iface = bond_choose_iface(port);
1571     port->active_iface_tag = tag_create_random();
1572     if (port->active_iface >= 0) {
1573         VLOG_INFO_RL(&rl, "port %s: active interface is now %s",
1574                      port->name, port->ifaces[port->active_iface]->name);
1575     } else {
1576         VLOG_WARN_RL(&rl, "port %s: all ports disabled, no active interface",
1577                      port->name);
1578     }
1579 }
1580
1581 static void
1582 bond_enable_slave(struct iface *iface, bool enable)
1583 {
1584     struct port *port = iface->port;
1585     struct bridge *br = port->bridge;
1586
1587     /* This acts as a recursion check.  If the act of disabling a slave
1588      * causes a different slave to be enabled, the flag will allow us to
1589      * skip redundant work when we reenter this function.  It must be
1590      * cleared on exit to keep things safe with multiple bonds. */
1591     static bool moving_active_iface = false;
1592
1593     iface->delay_expires = LLONG_MAX;
1594     if (enable == iface->enabled) {
1595         return;
1596     }
1597
1598     iface->enabled = enable;
1599     if (!iface->enabled) {
1600         VLOG_WARN("interface %s: disabled", iface->name);
1601         ofproto_revalidate(br->ofproto, iface->tag);
1602         if (iface->port_ifidx == port->active_iface) {
1603             ofproto_revalidate(br->ofproto,
1604                                port->active_iface_tag);
1605
1606             /* Disabling a slave can lead to another slave being immediately
1607              * enabled if there will be no active slaves but one is waiting
1608              * on an updelay.  In this case we do not need to run most of the
1609              * code for the newly enabled slave since there was no period
1610              * without an active slave and it is redundant with the disabling
1611              * path. */
1612             moving_active_iface = true;
1613             bond_choose_active_iface(port);
1614         }
1615         bond_send_learning_packets(port);
1616     } else {
1617         VLOG_WARN("interface %s: enabled", iface->name);
1618         if (port->active_iface < 0 && !moving_active_iface) {
1619             ofproto_revalidate(br->ofproto, port->no_ifaces_tag);
1620             bond_choose_active_iface(port);
1621             bond_send_learning_packets(port);
1622         }
1623         iface->tag = tag_create_random();
1624     }
1625
1626     moving_active_iface = false;
1627     port->bond_compat_is_stale = true;
1628 }
1629
1630 static void
1631 bond_run(struct bridge *br)
1632 {
1633     size_t i, j;
1634
1635     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1636         struct port *port = br->ports[i];
1637
1638         if (port->n_ifaces >= 2) {
1639             for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
1640                 struct iface *iface = port->ifaces[j];
1641                 if (time_msec() >= iface->delay_expires) {
1642                     bond_enable_slave(iface, !iface->enabled);
1643                 }
1644             }
1645         }
1646
1647         if (port->bond_compat_is_stale) {
1648             port->bond_compat_is_stale = false;
1649             port_update_bond_compat(port);
1650         }
1651     }
1652 }
1653
1654 static void
1655 bond_wait(struct bridge *br)
1656 {
1657     size_t i, j;
1658
1659     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1660         struct port *port = br->ports[i];
1661         if (port->n_ifaces < 2) {
1662             continue;
1663         }
1664         for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
1665             struct iface *iface = port->ifaces[j];
1666             if (iface->delay_expires != LLONG_MAX) {
1667                 poll_timer_wait(iface->delay_expires - time_msec());
1668             }
1669         }
1670     }
1671 }
1672
1673 static bool
1674 set_dst(struct dst *p, const flow_t *flow,
1675         const struct port *in_port, const struct port *out_port,
1676         tag_type *tags)
1677 {
1678     /* STP handling.
1679      *
1680      * XXX This uses too many tags: any broadcast flow will get one tag per
1681      * destination port, and thus a broadcast on a switch of any size is likely
1682      * to have all tag bits set.  We should figure out a way to be smarter.
1683      *
1684      * This is OK when STP is disabled, because stp_state_tag is 0 then. */
1685     *tags |= out_port->stp_state_tag;
1686     if (!(out_port->stp_state & (STP_DISABLED | STP_FORWARDING))) {
1687         return false;
1688     }
1689
1690     p->vlan = (out_port->vlan >= 0 ? OFP_VLAN_NONE
1691               : in_port->vlan >= 0 ? in_port->vlan
1692               : ntohs(flow->dl_vlan));
1693     return choose_output_iface(out_port, flow->dl_src, &p->dp_ifidx, tags);
1694 }
1695
1696 static void
1697 swap_dst(struct dst *p, struct dst *q)
1698 {
1699     struct dst tmp = *p;
1700     *p = *q;
1701     *q = tmp;
1702 }
1703
1704 /* Moves all the dsts with vlan == 'vlan' to the front of the 'n_dsts' in
1705  * 'dsts'.  (This may help performance by reducing the number of VLAN changes
1706  * that we push to the datapath.  We could in fact fully sort the array by
1707  * vlan, but in most cases there are at most two different vlan tags so that's
1708  * possibly overkill.) */
1709 static void
1710 partition_dsts(struct dst *dsts, size_t n_dsts, int vlan)
1711 {
1712     struct dst *first = dsts;
1713     struct dst *last = dsts + n_dsts;
1714
1715     while (first != last) {
1716         /* Invariants:
1717          *      - All dsts < first have vlan == 'vlan'.
1718          *      - All dsts >= last have vlan != 'vlan'.
1719          *      - first < last. */
1720         while (first->vlan == vlan) {
1721             if (++first == last) {
1722                 return;
1723             }
1724         }
1725
1726         /* Same invariants, plus one additional:
1727          *      - first->vlan != vlan.
1728          */
1729         while (last[-1].vlan != vlan) {
1730             if (--last == first) {
1731                 return;
1732             }
1733         }
1734
1735         /* Same invariants, plus one additional:
1736          *      - last[-1].vlan == vlan.*/
1737         swap_dst(first++, --last);
1738     }
1739 }
1740
1741 static int
1742 mirror_mask_ffs(mirror_mask_t mask)
1743 {
1744     BUILD_ASSERT_DECL(sizeof(unsigned int) >= sizeof(mask));
1745     return ffs(mask);
1746 }
1747
1748 static bool
1749 dst_is_duplicate(const struct dst *dsts, size_t n_dsts,
1750                  const struct dst *test)
1751 {
1752     size_t i;
1753     for (i = 0; i < n_dsts; i++) {
1754         if (dsts[i].vlan == test->vlan && dsts[i].dp_ifidx == test->dp_ifidx) {
1755             return true;
1756         }
1757     }
1758     return false;
1759 }
1760
1761 static bool
1762 port_trunks_vlan(const struct port *port, uint16_t vlan)
1763 {
1764     return port->vlan < 0 && bitmap_is_set(port->trunks, vlan);
1765 }
1766
1767 static bool
1768 port_includes_vlan(const struct port *port, uint16_t vlan)
1769 {
1770     return vlan == port->vlan || port_trunks_vlan(port, vlan);
1771 }
1772
1773 static size_t
1774 compose_dsts(const struct bridge *br, const flow_t *flow, uint16_t vlan,
1775              const struct port *in_port, const struct port *out_port,
1776              struct dst dsts[], tag_type *tags, uint16_t *nf_output_iface)
1777 {
1778     mirror_mask_t mirrors = in_port->src_mirrors;
1779     struct dst *dst = dsts;
1780     size_t i;
1781
1782     *tags |= in_port->stp_state_tag;
1783     if (out_port == FLOOD_PORT) {
1784         /* XXX use ODP_FLOOD if no vlans or bonding. */
1785         /* XXX even better, define each VLAN as a datapath port group */
1786         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1787             struct port *port = br->ports[i];
1788             if (port != in_port && port_includes_vlan(port, vlan)
1789                 && !port->is_mirror_output_port
1790                 && set_dst(dst, flow, in_port, port, tags)) {
1791                 mirrors |= port->dst_mirrors;
1792                 dst++;
1793             }
1794         }
1795         *nf_output_iface = NF_OUT_FLOOD;
1796     } else if (out_port && set_dst(dst, flow, in_port, out_port, tags)) {
1797         *nf_output_iface = dst->dp_ifidx;
1798         mirrors |= out_port->dst_mirrors;
1799         dst++;
1800     }
1801
1802     while (mirrors) {
1803         struct mirror *m = br->mirrors[mirror_mask_ffs(mirrors) - 1];
1804         if (!m->n_vlans || vlan_is_mirrored(m, vlan)) {
1805             if (m->out_port) {
1806                 if (set_dst(dst, flow, in_port, m->out_port, tags)
1807                     && !dst_is_duplicate(dsts, dst - dsts, dst)) {
1808                     dst++;
1809                 }
1810             } else {
1811                 for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1812                     struct port *port = br->ports[i];
1813                     if (port_includes_vlan(port, m->out_vlan)
1814                         && set_dst(dst, flow, in_port, port, tags))
1815                     {
1816                         int flow_vlan;
1817
1818                         if (port->vlan < 0) {
1819                             dst->vlan = m->out_vlan;
1820                         }
1821                         if (dst_is_duplicate(dsts, dst - dsts, dst)) {
1822                             continue;
1823                         }
1824
1825                         /* Use the vlan tag on the original flow instead of
1826                          * the one passed in the vlan parameter.  This ensures
1827                          * that we compare the vlan from before any implicit
1828                          * tagging tags place. This is necessary because
1829                          * dst->vlan is the final vlan, after removing implicit
1830                          * tags. */
1831                         flow_vlan = ntohs(flow->dl_vlan);
1832                         if (flow_vlan == 0) {
1833                             flow_vlan = OFP_VLAN_NONE;
1834                         }
1835                         if (port == in_port && dst->vlan == flow_vlan) {
1836                             /* Don't send out input port on same VLAN. */
1837                             continue;
1838                         }
1839                         dst++;
1840                     }
1841                 }
1842             }
1843         }
1844         mirrors &= mirrors - 1;
1845     }
1846
1847     partition_dsts(dsts, dst - dsts, ntohs(flow->dl_vlan));
1848     return dst - dsts;
1849 }
1850
1851 static void UNUSED
1852 print_dsts(const struct dst *dsts, size_t n)
1853 {
1854     for (; n--; dsts++) {
1855         printf(">p%"PRIu16, dsts->dp_ifidx);
1856         if (dsts->vlan != OFP_VLAN_NONE) {
1857             printf("v%"PRIu16, dsts->vlan);
1858         }
1859     }
1860 }
1861
1862 static void
1863 compose_actions(struct bridge *br, const flow_t *flow, uint16_t vlan,
1864                 const struct port *in_port, const struct port *out_port,
1865                 tag_type *tags, struct odp_actions *actions,
1866                 uint16_t *nf_output_iface)
1867 {
1868     struct dst dsts[DP_MAX_PORTS * (MAX_MIRRORS + 1)];
1869     size_t n_dsts;
1870     const struct dst *p;
1871     uint16_t cur_vlan;
1872
1873     n_dsts = compose_dsts(br, flow, vlan, in_port, out_port, dsts, tags,
1874                           nf_output_iface);
1875
1876     cur_vlan = ntohs(flow->dl_vlan);
1877     for (p = dsts; p < &dsts[n_dsts]; p++) {
1878         union odp_action *a;
1879         if (p->vlan != cur_vlan) {
1880             if (p->vlan == OFP_VLAN_NONE) {
1881                 odp_actions_add(actions, ODPAT_STRIP_VLAN);
1882             } else {
1883                 a = odp_actions_add(actions, ODPAT_SET_VLAN_VID);
1884                 a->vlan_vid.vlan_vid = htons(p->vlan);
1885             }
1886             cur_vlan = p->vlan;
1887         }
1888         a = odp_actions_add(actions, ODPAT_OUTPUT);
1889         a->output.port = p->dp_ifidx;
1890     }
1891 }
1892
1893 /* Returns the effective vlan of a packet, taking into account both the
1894  * 802.1Q header and implicitly tagged ports.  A value of 0 indicates that
1895  * the packet is untagged and -1 indicates it has an invalid header and
1896  * should be dropped. */
1897 static int flow_get_vlan(struct bridge *br, const flow_t *flow,
1898                          struct port *in_port, bool have_packet)
1899 {
1900     /* Note that dl_vlan of 0 and of OFP_VLAN_NONE both mean that the packet
1901      * belongs to VLAN 0, so we should treat both cases identically.  (In the
1902      * former case, the packet has an 802.1Q header that specifies VLAN 0,
1903      * presumably to allow a priority to be specified.  In the latter case, the
1904      * packet does not have any 802.1Q header.) */
1905     int vlan = ntohs(flow->dl_vlan);
1906     if (vlan == OFP_VLAN_NONE) {
1907         vlan = 0;
1908     }
1909     if (in_port->vlan >= 0) {
1910         if (vlan) {
1911             /* XXX support double tagging? */
1912             if (have_packet) {
1913                 static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
1914                 VLOG_WARN_RL(&rl, "bridge %s: dropping VLAN %"PRIu16" tagged "
1915                              "packet received on port %s configured with "
1916                              "implicit VLAN %"PRIu16,
1917                              br->name, ntohs(flow->dl_vlan),
1918                              in_port->name, in_port->vlan);
1919             }
1920             return -1;
1921         }
1922         vlan = in_port->vlan;
1923     } else {
1924         if (!port_includes_vlan(in_port, vlan)) {
1925             if (have_packet) {
1926                 static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
1927                 VLOG_WARN_RL(&rl, "bridge %s: dropping VLAN %d tagged "
1928                              "packet received on port %s not configured for "
1929                              "trunking VLAN %d",
1930                              br->name, vlan, in_port->name, vlan);
1931             }
1932             return -1;
1933         }
1934     }
1935
1936     return vlan;
1937 }
1938
1939 static void
1940 update_learning_table(struct bridge *br, const flow_t *flow, int vlan,
1941                       struct port *in_port)
1942 {
1943     tag_type rev_tag = mac_learning_learn(br->ml, flow->dl_src,
1944                                           vlan, in_port->port_idx);
1945     if (rev_tag) {
1946         /* The log messages here could actually be useful in debugging,
1947          * so keep the rate limit relatively high. */
1948         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(30,
1949                                                                 300);
1950         VLOG_DBG_RL(&rl, "bridge %s: learned that "ETH_ADDR_FMT" is "
1951                     "on port %s in VLAN %d",
1952                     br->name, ETH_ADDR_ARGS(flow->dl_src),
1953                     in_port->name, vlan);
1954         ofproto_revalidate(br->ofproto, rev_tag);
1955     }
1956 }
1957
1958 static bool
1959 is_bcast_arp_reply(const flow_t *flow)
1960 {
1961     return (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP)
1962             && flow->nw_proto == ARP_OP_REPLY
1963             && eth_addr_is_broadcast(flow->dl_dst));
1964 }
1965
1966 /* If the composed actions may be applied to any packet in the given 'flow',
1967  * returns true.  Otherwise, the actions should only be applied to 'packet', or
1968  * not at all, if 'packet' was NULL. */
1969 static bool
1970 process_flow(struct bridge *br, const flow_t *flow,
1971              const struct ofpbuf *packet, struct odp_actions *actions,
1972              tag_type *tags, uint16_t *nf_output_iface)
1973 {
1974     struct iface *in_iface;
1975     struct port *in_port;
1976     struct port *out_port = NULL; /* By default, drop the packet/flow. */
1977     int vlan;
1978     int out_port_idx;
1979
1980     /* Find the interface and port structure for the received packet. */
1981     in_iface = iface_from_dp_ifidx(br, flow->in_port);
1982     if (!in_iface) {
1983         /* No interface?  Something fishy... */
1984         if (packet != NULL) {
1985             /* Odd.  A few possible reasons here:
1986              *
1987              * - We deleted an interface but there are still a few packets
1988              *   queued up from it.
1989              *
1990              * - Someone externally added an interface (e.g. with "ovs-dpctl
1991              *   add-if") that we don't know about.
1992              *
1993              * - Packet arrived on the local port but the local port is not
1994              *   one of our bridge ports.
1995              */
1996             static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
1997
1998             VLOG_WARN_RL(&rl, "bridge %s: received packet on unknown "
1999                          "interface %"PRIu16, br->name, flow->in_port); 
2000         }
2001
2002         /* Return without adding any actions, to drop packets on this flow. */
2003         return true;
2004     }
2005     in_port = in_iface->port;
2006     vlan = flow_get_vlan(br, flow, in_port, !!packet);
2007     if (vlan < 0) {
2008         goto done;
2009     }
2010
2011     /* Drop frames for ports that STP wants entirely killed (both for
2012      * forwarding and for learning).  Later, after we do learning, we'll drop
2013      * the frames that STP wants to do learning but not forwarding on. */
2014     if (in_port->stp_state & (STP_LISTENING | STP_BLOCKING)) {
2015         goto done;
2016     }
2017
2018     /* Drop frames for reserved multicast addresses. */
2019     if (eth_addr_is_reserved(flow->dl_dst)) {
2020         goto done;
2021     }
2022
2023     /* Drop frames on ports reserved for mirroring. */
2024     if (in_port->is_mirror_output_port) {
2025         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
2026         VLOG_WARN_RL(&rl, "bridge %s: dropping packet received on port %s, "
2027                      "which is reserved exclusively for mirroring",
2028                      br->name, in_port->name);
2029         goto done;
2030     }
2031
2032     /* Packets received on bonds need special attention to avoid duplicates. */
2033     if (in_port->n_ifaces > 1) {
2034         int src_idx;
2035
2036         if (eth_addr_is_multicast(flow->dl_dst)) {
2037             *tags |= in_port->active_iface_tag;
2038             if (in_port->active_iface != in_iface->port_ifidx) {
2039                 /* Drop all multicast packets on inactive slaves. */
2040                 goto done;
2041             }
2042         }
2043
2044         /* Drop all packets for which we have learned a different input
2045          * port, because we probably sent the packet on one slave and got
2046          * it back on the other.  Broadcast ARP replies are an exception
2047          * to this rule: the host has moved to another switch. */
2048         src_idx = mac_learning_lookup(br->ml, flow->dl_src, vlan);
2049         if (src_idx != -1 && src_idx != in_port->port_idx &&
2050             !is_bcast_arp_reply(flow)) {
2051                 goto done;
2052         }
2053     }
2054
2055     /* MAC learning. */
2056     out_port = FLOOD_PORT;
2057     /* Learn source MAC (but don't try to learn from revalidation). */
2058     if (packet) {
2059         update_learning_table(br, flow, vlan, in_port);
2060     }
2061
2062     /* Determine output port. */
2063     out_port_idx = mac_learning_lookup_tag(br->ml, flow->dl_dst, vlan,
2064                                            tags);
2065     if (out_port_idx >= 0 && out_port_idx < br->n_ports) {
2066         out_port = br->ports[out_port_idx];
2067     } else if (!packet && !eth_addr_is_multicast(flow->dl_dst)) {
2068         /* If we are revalidating but don't have a learning entry then
2069          * eject the flow.  Installing a flow that floods packets opens
2070          * up a window of time where we could learn from a packet reflected
2071          * on a bond and blackhole packets before the learning table is
2072          * updated to reflect the correct port. */
2073         return false;
2074     }
2075
2076     /* Don't send packets out their input ports.  Don't forward frames that STP
2077      * wants us to discard. */
2078     if (in_port == out_port || in_port->stp_state == STP_LEARNING) {
2079         out_port = NULL;
2080     }
2081
2082 done:
2083     compose_actions(br, flow, vlan, in_port, out_port, tags, actions,
2084                     nf_output_iface);
2085
2086     return true;
2087 }
2088
2089 /* Careful: 'opp' is in host byte order and opp->port_no is an OFP port
2090  * number. */
2091 static void
2092 bridge_port_changed_ofhook_cb(enum ofp_port_reason reason,
2093                               const struct ofp_phy_port *opp,
2094                               void *br_)
2095 {
2096     struct bridge *br = br_;
2097     struct iface *iface;
2098     struct port *port;
2099
2100     iface = iface_from_dp_ifidx(br, ofp_port_to_odp_port(opp->port_no));
2101     if (!iface) {
2102         return;
2103     }
2104     port = iface->port;
2105
2106     if (reason == OFPPR_DELETE) {
2107         VLOG_WARN("bridge %s: interface %s deleted unexpectedly",
2108                   br->name, iface->name);
2109         iface_destroy(iface);
2110         if (!port->n_ifaces) {
2111             VLOG_WARN("bridge %s: port %s has no interfaces, dropping",
2112                       br->name, port->name);
2113             port_destroy(port);
2114         }
2115
2116         bridge_flush(br);
2117     } else {
2118         if (port->n_ifaces > 1) {
2119             bool up = !(opp->state & OFPPS_LINK_DOWN);
2120             bond_link_status_update(iface, up);
2121             port_update_bond_compat(port);
2122         }
2123     }
2124 }
2125
2126 static bool
2127 bridge_normal_ofhook_cb(const flow_t *flow, const struct ofpbuf *packet,
2128                         struct odp_actions *actions, tag_type *tags,
2129                         uint16_t *nf_output_iface, void *br_)
2130 {
2131     struct bridge *br = br_;
2132
2133 #if 0
2134     if (flow->dl_type == htons(OFP_DL_TYPE_NOT_ETH_TYPE)
2135         && eth_addr_equals(flow->dl_dst, stp_eth_addr)) {
2136         brstp_receive(br, flow, payload);
2137         return true;
2138     }
2139 #endif
2140
2141     COVERAGE_INC(bridge_process_flow);
2142     return process_flow(br, flow, packet, actions, tags, nf_output_iface);
2143 }
2144
2145 static void
2146 bridge_account_flow_ofhook_cb(const flow_t *flow,
2147                               const union odp_action *actions,
2148                               size_t n_actions, unsigned long long int n_bytes,
2149                               void *br_)
2150 {
2151     struct bridge *br = br_;
2152     struct port *in_port;
2153     const union odp_action *a;
2154
2155     /* Feed information from the active flows back into the learning table
2156      * to ensure that table is always in sync with what is actually flowing
2157      * through the datapath. */
2158     in_port = port_from_dp_ifidx(br, flow->in_port);
2159     if (in_port) {
2160         int vlan = flow_get_vlan(br, flow, in_port, false);
2161          if (vlan >= 0) {
2162             update_learning_table(br, flow, vlan, in_port);
2163         }
2164     }
2165
2166     if (!br->has_bonded_ports) {
2167         return;
2168     }
2169
2170     for (a = actions; a < &actions[n_actions]; a++) {
2171         if (a->type == ODPAT_OUTPUT) {
2172             struct port *out_port = port_from_dp_ifidx(br, a->output.port);
2173             if (out_port && out_port->n_ifaces >= 2) {
2174                 struct bond_entry *e = lookup_bond_entry(out_port,
2175                                                          flow->dl_src);
2176                 e->tx_bytes += n_bytes;
2177             }
2178         }
2179     }
2180 }
2181
2182 static void
2183 bridge_account_checkpoint_ofhook_cb(void *br_)
2184 {
2185     struct bridge *br = br_;
2186     size_t i;
2187
2188     if (!br->has_bonded_ports) {
2189         return;
2190     }
2191
2192     /* The current ofproto implementation calls this callback at least once a
2193      * second, so this timer implementation is sufficient. */
2194     if (time_msec() < br->bond_next_rebalance) {
2195         return;
2196     }
2197     br->bond_next_rebalance = time_msec() + 10000;
2198
2199     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
2200         struct port *port = br->ports[i];
2201         if (port->n_ifaces > 1) {
2202             bond_rebalance_port(port);
2203         }
2204     }
2205 }
2206
2207 static struct ofhooks bridge_ofhooks = {
2208     bridge_port_changed_ofhook_cb,
2209     bridge_normal_ofhook_cb,
2210     bridge_account_flow_ofhook_cb,
2211     bridge_account_checkpoint_ofhook_cb,
2212 };
2213 \f
2214 /* Bonding functions. */
2215
2216 /* Statistics for a single interface on a bonded port, used for load-based
2217  * bond rebalancing.  */
2218 struct slave_balance {
2219     struct iface *iface;        /* The interface. */
2220     uint64_t tx_bytes;          /* Sum of hashes[*]->tx_bytes. */
2221
2222     /* All the "bond_entry"s that are assigned to this interface, in order of
2223      * increasing tx_bytes. */
2224     struct bond_entry **hashes;
2225     size_t n_hashes;
2226 };
2227
2228 /* Sorts pointers to pointers to bond_entries in ascending order by the
2229  * interface to which they are assigned, and within a single interface in
2230  * ascending order of bytes transmitted. */
2231 static int
2232 compare_bond_entries(const void *a_, const void *b_)
2233 {
2234     const struct bond_entry *const *ap = a_;
2235     const struct bond_entry *const *bp = b_;
2236     const struct bond_entry *a = *ap;
2237     const struct bond_entry *b = *bp;
2238     if (a->iface_idx != b->iface_idx) {
2239         return a->iface_idx > b->iface_idx ? 1 : -1;
2240     } else if (a->tx_bytes != b->tx_bytes) {
2241         return a->tx_bytes > b->tx_bytes ? 1 : -1;
2242     } else {
2243         return 0;
2244     }
2245 }
2246
2247 /* Sorts slave_balances so that enabled ports come first, and otherwise in
2248  * *descending* order by number of bytes transmitted. */
2249 static int
2250 compare_slave_balance(const void *a_, const void *b_)
2251 {
2252     const struct slave_balance *a = a_;
2253     const struct slave_balance *b = b_;
2254     if (a->iface->enabled != b->iface->enabled) {
2255         return a->iface->enabled ? -1 : 1;
2256     } else if (a->tx_bytes != b->tx_bytes) {
2257         return a->tx_bytes > b->tx_bytes ? -1 : 1;
2258     } else {
2259         return 0;
2260     }
2261 }
2262
2263 static void
2264 swap_bals(struct slave_balance *a, struct slave_balance *b)
2265 {
2266     struct slave_balance tmp = *a;
2267     *a = *b;
2268     *b = tmp;
2269 }
2270
2271 /* Restores the 'n_bals' slave_balance structures in 'bals' to sorted order
2272  * given that 'p' (and only 'p') might be in the wrong location.
2273  *
2274  * This function invalidates 'p', since it might now be in a different memory
2275  * location. */
2276 static void
2277 resort_bals(struct slave_balance *p,
2278             struct slave_balance bals[], size_t n_bals)
2279 {
2280     if (n_bals > 1) {
2281         for (; p > bals && p->tx_bytes > p[-1].tx_bytes; p--) {
2282             swap_bals(p, p - 1);
2283         }
2284         for (; p < &bals[n_bals - 1] && p->tx_bytes < p[1].tx_bytes; p++) {
2285             swap_bals(p, p + 1);
2286         }
2287     }
2288 }
2289
2290 static void
2291 log_bals(const struct slave_balance *bals, size_t n_bals, struct port *port)
2292 {
2293     if (VLOG_IS_DBG_ENABLED()) {
2294         struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
2295         const struct slave_balance *b;
2296
2297         for (b = bals; b < bals + n_bals; b++) {
2298             size_t i;
2299
2300             if (b > bals) {
2301                 ds_put_char(&ds, ',');
2302             }
2303             ds_put_format(&ds, " %s %"PRIu64"kB",
2304                           b->iface->name, b->tx_bytes / 1024);
2305
2306             if (!b->iface->enabled) {
2307                 ds_put_cstr(&ds, " (disabled)");
2308             }
2309             if (b->n_hashes > 0) {
2310                 ds_put_cstr(&ds, " (");
2311                 for (i = 0; i < b->n_hashes; i++) {
2312                     const struct bond_entry *e = b->hashes[i];
2313                     if (i > 0) {
2314                         ds_put_cstr(&ds, " + ");
2315                     }
2316                     ds_put_format(&ds, "h%td: %"PRIu64"kB",
2317                                   e - port->bond_hash, e->tx_bytes / 1024);
2318                 }
2319                 ds_put_cstr(&ds, ")");
2320             }
2321         }
2322         VLOG_DBG("bond %s:%s", port->name, ds_cstr(&ds));
2323         ds_destroy(&ds);
2324     }
2325 }
2326
2327 /* Shifts 'hash' from 'from' to 'to' within 'port'. */
2328 static void
2329 bond_shift_load(struct slave_balance *from, struct slave_balance *to,
2330                 int hash_idx)
2331 {
2332     struct bond_entry *hash = from->hashes[hash_idx];
2333     struct port *port = from->iface->port;
2334     uint64_t delta = hash->tx_bytes;
2335
2336     VLOG_INFO("bond %s: shift %"PRIu64"kB of load (with hash %td) "
2337               "from %s to %s (now carrying %"PRIu64"kB and "
2338               "%"PRIu64"kB load, respectively)",
2339               port->name, delta / 1024, hash - port->bond_hash,
2340               from->iface->name, to->iface->name,
2341               (from->tx_bytes - delta) / 1024,
2342               (to->tx_bytes + delta) / 1024);
2343
2344     /* Delete element from from->hashes.
2345      *
2346      * We don't bother to add the element to to->hashes because not only would
2347      * it require more work, the only purpose it would be to allow that hash to
2348      * be migrated to another slave in this rebalancing run, and there is no
2349      * point in doing that.  */
2350     if (hash_idx == 0) {
2351         from->hashes++;
2352     } else {
2353         memmove(from->hashes + hash_idx, from->hashes + hash_idx + 1,
2354                 (from->n_hashes - (hash_idx + 1)) * sizeof *from->hashes);
2355     }
2356     from->n_hashes--;
2357
2358     /* Shift load away from 'from' to 'to'. */
2359     from->tx_bytes -= delta;
2360     to->tx_bytes += delta;
2361
2362     /* Arrange for flows to be revalidated. */
2363     ofproto_revalidate(port->bridge->ofproto, hash->iface_tag);
2364     hash->iface_idx = to->iface->port_ifidx;
2365     hash->iface_tag = tag_create_random();
2366 }
2367
2368 static void
2369 bond_rebalance_port(struct port *port)
2370 {
2371     struct slave_balance bals[DP_MAX_PORTS];
2372     size_t n_bals;
2373     struct bond_entry *hashes[BOND_MASK + 1];
2374     struct slave_balance *b, *from, *to;
2375     struct bond_entry *e;
2376     size_t i;
2377
2378     /* Sets up 'bals' to describe each of the port's interfaces, sorted in
2379      * descending order of tx_bytes, so that bals[0] represents the most
2380      * heavily loaded slave and bals[n_bals - 1] represents the least heavily
2381      * loaded slave.
2382      *
2383      * The code is a bit tricky: to avoid dynamically allocating a 'hashes'
2384      * array for each slave_balance structure, we sort our local array of
2385      * hashes in order by slave, so that all of the hashes for a given slave
2386      * become contiguous in memory, and then we point each 'hashes' members of
2387      * a slave_balance structure to the start of a contiguous group. */
2388     n_bals = port->n_ifaces;
2389     for (b = bals; b < &bals[n_bals]; b++) {
2390         b->iface = port->ifaces[b - bals];
2391         b->tx_bytes = 0;
2392         b->hashes = NULL;
2393         b->n_hashes = 0;
2394     }
2395     for (i = 0; i <= BOND_MASK; i++) {
2396         hashes[i] = &port->bond_hash[i];
2397     }
2398     qsort(hashes, BOND_MASK + 1, sizeof *hashes, compare_bond_entries);
2399     for (i = 0; i <= BOND_MASK; i++) {
2400         e = hashes[i];
2401         if (e->iface_idx >= 0 && e->iface_idx < port->n_ifaces) {
2402             b = &bals[e->iface_idx];
2403             b->tx_bytes += e->tx_bytes;
2404             if (!b->hashes) {
2405                 b->hashes = &hashes[i];
2406             }
2407             b->n_hashes++;
2408         }
2409     }
2410     qsort(bals, n_bals, sizeof *bals, compare_slave_balance);
2411     log_bals(bals, n_bals, port);
2412
2413     /* Discard slaves that aren't enabled (which were sorted to the back of the
2414      * array earlier). */
2415     while (!bals[n_bals - 1].iface->enabled) {
2416         n_bals--;
2417         if (!n_bals) {
2418             return;
2419         }
2420     }
2421
2422     /* Shift load from the most-loaded slaves to the least-loaded slaves. */
2423     to = &bals[n_bals - 1];
2424     for (from = bals; from < to; ) {
2425         uint64_t overload = from->tx_bytes - to->tx_bytes;
2426         if (overload < to->tx_bytes >> 5 || overload < 100000) {
2427             /* The extra load on 'from' (and all less-loaded slaves), compared
2428              * to that of 'to' (the least-loaded slave), is less than ~3%, or
2429              * it is less than ~1Mbps.  No point in rebalancing. */
2430             break;
2431         } else if (from->n_hashes == 1) {
2432             /* 'from' only carries a single MAC hash, so we can't shift any
2433              * load away from it, even though we want to. */
2434             from++;
2435         } else {
2436             /* 'from' is carrying significantly more load than 'to', and that
2437              * load is split across at least two different hashes.  Pick a hash
2438              * to migrate to 'to' (the least-loaded slave), given that doing so
2439              * must decrease the ratio of the load on the two slaves by at
2440              * least 0.1.
2441              *
2442              * The sort order we use means that we prefer to shift away the
2443              * smallest hashes instead of the biggest ones.  There is little
2444              * reason behind this decision; we could use the opposite sort
2445              * order to shift away big hashes ahead of small ones. */
2446             size_t i;
2447             bool order_swapped;
2448
2449             for (i = 0; i < from->n_hashes; i++) {
2450                 double old_ratio, new_ratio;
2451                 uint64_t delta = from->hashes[i]->tx_bytes;
2452
2453                 if (delta == 0 || from->tx_bytes - delta == 0) {
2454                     /* Pointless move. */
2455                     continue;
2456                 }
2457
2458                 order_swapped = from->tx_bytes - delta < to->tx_bytes + delta;
2459
2460                 if (to->tx_bytes == 0) {
2461                     /* Nothing on the new slave, move it. */
2462                     break;
2463                 }
2464
2465                 old_ratio = (double)from->tx_bytes / to->tx_bytes;
2466                 new_ratio = (double)(from->tx_bytes - delta) /
2467                             (to->tx_bytes + delta);
2468
2469                 if (new_ratio == 0) {
2470                     /* Should already be covered but check to prevent division
2471                      * by zero. */
2472                     continue;
2473                 }
2474
2475                 if (new_ratio < 1) {
2476                     new_ratio = 1 / new_ratio;
2477                 }
2478
2479                 if (old_ratio - new_ratio > 0.1) {
2480                     /* Would decrease the ratio, move it. */
2481                     break;
2482                 }
2483             }
2484             if (i < from->n_hashes) {
2485                 bond_shift_load(from, to, i);
2486                 port->bond_compat_is_stale = true;
2487
2488                 /* If the result of the migration changed the relative order of
2489                  * 'from' and 'to' swap them back to maintain invariants. */
2490                 if (order_swapped) {
2491                     swap_bals(from, to);
2492                 }
2493
2494                 /* Re-sort 'bals'.  Note that this may make 'from' and 'to'
2495                  * point to different slave_balance structures.  It is only
2496                  * valid to do these two operations in a row at all because we
2497                  * know that 'from' will not move past 'to' and vice versa. */
2498                 resort_bals(from, bals, n_bals);
2499                 resort_bals(to, bals, n_bals);
2500             } else {
2501                 from++;
2502             }
2503         }
2504     }
2505
2506     /* Implement exponentially weighted moving average.  A weight of 1/2 causes
2507      * historical data to decay to <1% in 7 rebalancing runs.  */
2508     for (e = &port->bond_hash[0]; e <= &port->bond_hash[BOND_MASK]; e++) {
2509         e->tx_bytes /= 2;
2510     }
2511 }
2512
2513 static void
2514 bond_send_learning_packets(struct port *port)
2515 {
2516     struct bridge *br = port->bridge;
2517     struct mac_entry *e;
2518     struct ofpbuf packet;
2519     int error, n_packets, n_errors;
2520
2521     if (!port->n_ifaces || port->active_iface < 0) {
2522         return;
2523     }
2524
2525     ofpbuf_init(&packet, 128);
2526     error = n_packets = n_errors = 0;
2527     LIST_FOR_EACH (e, struct mac_entry, lru_node, &br->ml->lrus) {
2528         union ofp_action actions[2], *a;
2529         uint16_t dp_ifidx;
2530         tag_type tags = 0;
2531         flow_t flow;
2532         int retval;
2533
2534         if (e->port == port->port_idx
2535             || !choose_output_iface(port, e->mac, &dp_ifidx, &tags)) {
2536             continue;
2537         }
2538
2539         /* Compose actions. */
2540         memset(actions, 0, sizeof actions);
2541         a = actions;
2542         if (e->vlan) {
2543             a->vlan_vid.type = htons(OFPAT_SET_VLAN_VID);
2544             a->vlan_vid.len = htons(sizeof *a);
2545             a->vlan_vid.vlan_vid = htons(e->vlan);
2546             a++;
2547         }
2548         a->output.type = htons(OFPAT_OUTPUT);
2549         a->output.len = htons(sizeof *a);
2550         a->output.port = htons(odp_port_to_ofp_port(dp_ifidx));
2551         a++;
2552
2553         /* Send packet. */
2554         n_packets++;
2555         compose_benign_packet(&packet, "Open vSwitch Bond Failover", 0xf177,
2556                               e->mac);
2557         flow_extract(&packet, ODPP_NONE, &flow);
2558         retval = ofproto_send_packet(br->ofproto, &flow, actions, a - actions,
2559                                      &packet);
2560         if (retval) {
2561             error = retval;
2562             n_errors++;
2563         }
2564     }
2565     ofpbuf_uninit(&packet);
2566
2567     if (n_errors) {
2568         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
2569         VLOG_WARN_RL(&rl, "bond %s: %d errors sending %d gratuitous learning "
2570                      "packets, last error was: %s",
2571                      port->name, n_errors, n_packets, strerror(error));
2572     } else {
2573         VLOG_DBG("bond %s: sent %d gratuitous learning packets",
2574                  port->name, n_packets);
2575     }
2576 }
2577 \f
2578 /* Bonding unixctl user interface functions. */
2579
2580 static void
2581 bond_unixctl_list(struct unixctl_conn *conn, const char *args UNUSED)
2582 {
2583     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
2584     const struct bridge *br;
2585
2586     ds_put_cstr(&ds, "bridge\tbond\tslaves\n");
2587
2588     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
2589         size_t i;
2590
2591         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
2592             const struct port *port = br->ports[i];
2593             if (port->n_ifaces > 1) {
2594                 size_t j;
2595
2596                 ds_put_format(&ds, "%s\t%s\t", br->name, port->name);
2597                 for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
2598                     const struct iface *iface = port->ifaces[j];
2599                     if (j) {
2600                         ds_put_cstr(&ds, ", ");
2601                     }
2602                     ds_put_cstr(&ds, iface->name);
2603                 }
2604                 ds_put_char(&ds, '\n');
2605             }
2606         }
2607     }
2608     unixctl_command_reply(conn, 200, ds_cstr(&ds));
2609     ds_destroy(&ds);
2610 }
2611
2612 static struct port *
2613 bond_find(const char *name)
2614 {
2615     const struct bridge *br;
2616
2617     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
2618         size_t i;
2619
2620         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
2621             struct port *port = br->ports[i];
2622             if (!strcmp(port->name, name) && port->n_ifaces > 1) {
2623                 return port;
2624             }
2625         }
2626     }
2627     return NULL;
2628 }
2629
2630 static void
2631 bond_unixctl_show(struct unixctl_conn *conn, const char *args)
2632 {
2633     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
2634     const struct port *port;
2635     size_t j;
2636
2637     port = bond_find(args);
2638     if (!port) {
2639         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
2640         return;
2641     }
2642
2643     ds_put_format(&ds, "updelay: %d ms\n", port->updelay);
2644     ds_put_format(&ds, "downdelay: %d ms\n", port->downdelay);
2645     ds_put_format(&ds, "next rebalance: %lld ms\n",
2646                   port->bridge->bond_next_rebalance - time_msec());
2647     for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
2648         const struct iface *iface = port->ifaces[j];
2649         struct bond_entry *be;
2650
2651         /* Basic info. */
2652         ds_put_format(&ds, "slave %s: %s\n",
2653                       iface->name, iface->enabled ? "enabled" : "disabled");
2654         if (j == port->active_iface) {
2655             ds_put_cstr(&ds, "\tactive slave\n");
2656         }
2657         if (iface->delay_expires != LLONG_MAX) {
2658             ds_put_format(&ds, "\t%s expires in %lld ms\n",
2659                           iface->enabled ? "downdelay" : "updelay",
2660                           iface->delay_expires - time_msec());
2661         }
2662
2663         /* Hashes. */
2664         for (be = port->bond_hash; be <= &port->bond_hash[BOND_MASK]; be++) {
2665             int hash = be - port->bond_hash;
2666             struct mac_entry *me;
2667
2668             if (be->iface_idx != j) {
2669                 continue;
2670             }
2671
2672             ds_put_format(&ds, "\thash %d: %"PRIu64" kB load\n",
2673                           hash, be->tx_bytes / 1024);
2674
2675             /* MACs. */
2676             LIST_FOR_EACH (me, struct mac_entry, lru_node,
2677                            &port->bridge->ml->lrus) {
2678                 uint16_t dp_ifidx;
2679                 tag_type tags = 0;
2680                 if (bond_hash(me->mac) == hash
2681                     && me->port != port->port_idx
2682                     && choose_output_iface(port, me->mac, &dp_ifidx, &tags)
2683                     && dp_ifidx == iface->dp_ifidx)
2684                 {
2685                     ds_put_format(&ds, "\t\t"ETH_ADDR_FMT"\n",
2686                                   ETH_ADDR_ARGS(me->mac));
2687                 }
2688             }
2689         }
2690     }
2691     unixctl_command_reply(conn, 200, ds_cstr(&ds));
2692     ds_destroy(&ds);
2693 }
2694
2695 static void
2696 bond_unixctl_migrate(struct unixctl_conn *conn, const char *args_)
2697 {
2698     char *args = (char *) args_;
2699     char *save_ptr = NULL;
2700     char *bond_s, *hash_s, *slave_s;
2701     uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN];
2702     struct port *port;
2703     struct iface *iface;
2704     struct bond_entry *entry;
2705     int hash;
2706
2707     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
2708     hash_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
2709     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
2710     if (!slave_s) {
2711         unixctl_command_reply(conn, 501,
2712                               "usage: bond/migrate BOND HASH SLAVE");
2713         return;
2714     }
2715
2716     port = bond_find(bond_s);
2717     if (!port) {
2718         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
2719         return;
2720     }
2721
2722     if (sscanf(hash_s, ETH_ADDR_SCAN_FMT, ETH_ADDR_SCAN_ARGS(mac))
2723         == ETH_ADDR_SCAN_COUNT) {
2724         hash = bond_hash(mac);
2725     } else if (strspn(hash_s, "0123456789") == strlen(hash_s)) {
2726         hash = atoi(hash_s) & BOND_MASK;
2727     } else {
2728         unixctl_command_reply(conn, 501, "bad hash");
2729         return;
2730     }
2731
2732     iface = port_lookup_iface(port, slave_s);
2733     if (!iface) {
2734         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
2735         return;
2736     }
2737
2738     if (!iface->enabled) {
2739         unixctl_command_reply(conn, 501, "cannot migrate to disabled slave");
2740         return;
2741     }
2742
2743     entry = &port->bond_hash[hash];
2744     ofproto_revalidate(port->bridge->ofproto, entry->iface_tag);
2745     entry->iface_idx = iface->port_ifidx;
2746     entry->iface_tag = tag_create_random();
2747     port->bond_compat_is_stale = true;
2748     unixctl_command_reply(conn, 200, "migrated");
2749 }
2750
2751 static void
2752 bond_unixctl_set_active_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args_)
2753 {
2754     char *args = (char *) args_;
2755     char *save_ptr = NULL;
2756     char *bond_s, *slave_s;
2757     struct port *port;
2758     struct iface *iface;
2759
2760     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
2761     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
2762     if (!slave_s) {
2763         unixctl_command_reply(conn, 501,
2764                               "usage: bond/set-active-slave BOND SLAVE");
2765         return;
2766     }
2767
2768     port = bond_find(bond_s);
2769     if (!port) {
2770         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
2771         return;
2772     }
2773
2774     iface = port_lookup_iface(port, slave_s);
2775     if (!iface) {
2776         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
2777         return;
2778     }
2779
2780     if (!iface->enabled) {
2781         unixctl_command_reply(conn, 501, "cannot make disabled slave active");
2782         return;
2783     }
2784
2785     if (port->active_iface != iface->port_ifidx) {
2786         ofproto_revalidate(port->bridge->ofproto, port->active_iface_tag);
2787         port->active_iface = iface->port_ifidx;
2788         port->active_iface_tag = tag_create_random();
2789         VLOG_INFO("port %s: active interface is now %s",
2790                   port->name, iface->name);
2791         bond_send_learning_packets(port);
2792         unixctl_command_reply(conn, 200, "done");
2793     } else {
2794         unixctl_command_reply(conn, 200, "no change");
2795     }
2796 }
2797
2798 static void
2799 enable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args_, bool enable)
2800 {
2801     char *args = (char *) args_;
2802     char *save_ptr = NULL;
2803     char *bond_s, *slave_s;
2804     struct port *port;
2805     struct iface *iface;
2806
2807     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
2808     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
2809     if (!slave_s) {
2810         unixctl_command_reply(conn, 501,
2811                               "usage: bond/enable/disable-slave BOND SLAVE");
2812         return;
2813     }
2814
2815     port = bond_find(bond_s);
2816     if (!port) {
2817         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
2818         return;
2819     }
2820
2821     iface = port_lookup_iface(port, slave_s);
2822     if (!iface) {
2823         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
2824         return;
2825     }
2826
2827     bond_enable_slave(iface, enable);
2828     unixctl_command_reply(conn, 501, enable ? "enabled" : "disabled");
2829 }
2830
2831 static void
2832 bond_unixctl_enable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args)
2833 {
2834     enable_slave(conn, args, true);
2835 }
2836
2837 static void
2838 bond_unixctl_disable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args)
2839 {
2840     enable_slave(conn, args, false);
2841 }
2842
2843 static void
2844 bond_unixctl_hash(struct unixctl_conn *conn, const char *args)
2845 {
2846         uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN];
2847         uint8_t hash;
2848         char *hash_cstr;
2849
2850         if (sscanf(args, ETH_ADDR_SCAN_FMT, ETH_ADDR_SCAN_ARGS(mac))
2851             == ETH_ADDR_SCAN_COUNT) {
2852                 hash = bond_hash(mac);
2853
2854                 hash_cstr = xasprintf("%u", hash);
2855                 unixctl_command_reply(conn, 200, hash_cstr);
2856                 free(hash_cstr);
2857         } else {
2858                 unixctl_command_reply(conn, 501, "invalid mac");
2859         }
2860 }
2861
2862 static void
2863 bond_init(void)
2864 {
2865     unixctl_command_register("bond/list", bond_unixctl_list);
2866     unixctl_command_register("bond/show", bond_unixctl_show);
2867     unixctl_command_register("bond/migrate", bond_unixctl_migrate);
2868     unixctl_command_register("bond/set-active-slave",
2869                              bond_unixctl_set_active_slave);
2870     unixctl_command_register("bond/enable-slave", bond_unixctl_enable_slave);
2871     unixctl_command_register("bond/disable-slave", bond_unixctl_disable_slave);
2872     unixctl_command_register("bond/hash", bond_unixctl_hash);
2873 }
2874 \f
2875 /* Port functions. */
2876
2877 static void
2878 port_create(struct bridge *br, const char *name)
2879 {
2880     struct port *port;
2881
2882     port = xcalloc(1, sizeof *port);
2883     port->bridge = br;
2884     port->port_idx = br->n_ports;
2885     port->vlan = -1;
2886     port->trunks = NULL;
2887     port->name = xstrdup(name);
2888     port->active_iface = -1;
2889     port->stp_state = STP_DISABLED;
2890     port->stp_state_tag = 0;
2891
2892     if (br->n_ports >= br->allocated_ports) {
2893         br->ports = x2nrealloc(br->ports, &br->allocated_ports,
2894                                sizeof *br->ports);
2895     }
2896     br->ports[br->n_ports++] = port;
2897
2898     VLOG_INFO("created port %s on bridge %s", port->name, br->name);
2899     bridge_flush(br);
2900 }
2901
2902 static void
2903 port_reconfigure(struct port *port)
2904 {
2905     bool bonded = cfg_has_section("bonding.%s", port->name);
2906     struct svec old_ifaces, new_ifaces;
2907     unsigned long *trunks;
2908     int vlan;
2909     size_t i;
2910
2911     /* Collect old and new interfaces. */
2912     svec_init(&old_ifaces);
2913     svec_init(&new_ifaces);
2914     for (i = 0; i < port->n_ifaces; i++) {
2915         svec_add(&old_ifaces, port->ifaces[i]->name);
2916     }
2917     svec_sort(&old_ifaces);
2918     if (bonded) {
2919         cfg_get_all_keys(&new_ifaces, "bonding.%s.slave", port->name);
2920         if (!new_ifaces.n) {
2921             VLOG_ERR("port %s: no interfaces specified for bonded port",
2922                      port->name);
2923         } else if (new_ifaces.n == 1) {
2924             VLOG_WARN("port %s: only 1 interface specified for bonded port",
2925                       port->name);
2926         }
2927
2928         port->updelay = cfg_get_int(0, "bonding.%s.updelay", port->name);
2929         if (port->updelay < 0) {
2930             port->updelay = 0;
2931         }
2932         port->downdelay = cfg_get_int(0, "bonding.%s.downdelay", port->name);
2933         if (port->downdelay < 0) {
2934             port->downdelay = 0;
2935         }
2936     } else {
2937         svec_init(&new_ifaces);
2938         svec_add(&new_ifaces, port->name);
2939     }
2940
2941     /* Get rid of deleted interfaces and add new interfaces. */
2942     for (i = 0; i < port->n_ifaces; i++) {
2943         struct iface *iface = port->ifaces[i];
2944         if (!svec_contains(&new_ifaces, iface->name)) {
2945             iface_destroy(iface);
2946         } else {
2947             i++;
2948         }
2949     }
2950     for (i = 0; i < new_ifaces.n; i++) {
2951         const char *name = new_ifaces.names[i];
2952         if (!svec_contains(&old_ifaces, name)) {
2953             iface_create(port, name);
2954         }
2955     }
2956
2957     /* Get VLAN tag. */
2958     vlan = -1;
2959     if (cfg_has("vlan.%s.tag", port->name)) {
2960         if (!bonded) {
2961             vlan = cfg_get_vlan(0, "vlan.%s.tag", port->name);
2962             if (vlan >= 0 && vlan <= 4095) {
2963                 VLOG_DBG("port %s: assigning VLAN tag %d", port->name, vlan);
2964             }
2965         } else {
2966             /* It's possible that bonded, VLAN-tagged ports make sense.  Maybe
2967              * they even work as-is.  But they have not been tested. */
2968             VLOG_WARN("port %s: VLAN tags not supported on bonded ports",
2969                       port->name);
2970         }
2971     }
2972     if (port->vlan != vlan) {
2973         port->vlan = vlan;
2974         bridge_flush(port->bridge);
2975     }
2976
2977     /* Get trunked VLANs. */
2978     trunks = NULL;
2979     if (vlan < 0) {
2980         size_t n_trunks, n_errors;
2981         size_t i;
2982
2983         trunks = bitmap_allocate(4096);
2984         n_trunks = cfg_count("vlan.%s.trunks", port->name);
2985         n_errors = 0;
2986         for (i = 0; i < n_trunks; i++) {
2987             int trunk = cfg_get_vlan(i, "vlan.%s.trunks", port->name);
2988             if (trunk >= 0) {
2989                 bitmap_set1(trunks, trunk);
2990             } else {
2991                 n_errors++;
2992             }
2993         }
2994         if (n_errors) {
2995             VLOG_ERR("port %s: invalid values for %zu trunk VLANs",
2996                      port->name, n_trunks);
2997         }
2998         if (n_errors == n_trunks) {
2999             if (n_errors) {
3000                 VLOG_ERR("port %s: no valid trunks, trunking all VLANs",
3001                          port->name);
3002             }
3003             bitmap_set_multiple(trunks, 0, 4096, 1);
3004         }
3005     } else {
3006         if (cfg_has("vlan.%s.trunks", port->name)) {
3007             VLOG_ERR("ignoring vlan.%s.trunks in favor of vlan.%s.vlan",
3008                      port->name, port->name);
3009         }
3010     }
3011     if (trunks == NULL
3012         ? port->trunks != NULL
3013         : port->trunks == NULL || !bitmap_equal(trunks, port->trunks, 4096)) {
3014         bridge_flush(port->bridge);
3015     }
3016     bitmap_free(port->trunks);
3017     port->trunks = trunks;
3018
3019     svec_destroy(&old_ifaces);
3020     svec_destroy(&new_ifaces);
3021 }
3022
3023 static void
3024 port_destroy(struct port *port)
3025 {
3026     if (port) {
3027         struct bridge *br = port->bridge;
3028         struct port *del;
3029         size_t i;
3030
3031         proc_net_compat_update_vlan(port->name, NULL, 0);
3032         proc_net_compat_update_bond(port->name, NULL);
3033
3034         for (i = 0; i < MAX_MIRRORS; i++) {
3035             struct mirror *m = br->mirrors[i];
3036             if (m && m->out_port == port) {
3037                 mirror_destroy(m);
3038             }
3039         }
3040
3041         while (port->n_ifaces > 0) {
3042             iface_destroy(port->ifaces[port->n_ifaces - 1]);
3043         }
3044
3045         del = br->ports[port->port_idx] = br->ports[--br->n_ports];
3046         del->port_idx = port->port_idx;
3047
3048         free(port->ifaces);
3049         bitmap_free(port->trunks);
3050         free(port->name);
3051         free(port);
3052         bridge_flush(br);
3053     }
3054 }
3055
3056 static struct port *
3057 port_from_dp_ifidx(const struct bridge *br, uint16_t dp_ifidx)
3058 {
3059     struct iface *iface = iface_from_dp_ifidx(br, dp_ifidx);
3060     return iface ? iface->port : NULL;
3061 }
3062
3063 static struct port *
3064 port_lookup(const struct bridge *br, const char *name)
3065 {
3066     size_t i;
3067
3068     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
3069         struct port *port = br->ports[i];
3070         if (!strcmp(port->name, name)) {
3071             return port;
3072         }
3073     }
3074     return NULL;
3075 }
3076
3077 static struct iface *
3078 port_lookup_iface(const struct port *port, const char *name)
3079 {
3080     size_t j;
3081
3082     for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
3083         struct iface *iface = port->ifaces[j];
3084         if (!strcmp(iface->name, name)) {
3085             return iface;
3086         }
3087     }
3088     return NULL;
3089 }
3090
3091 static void
3092 port_update_bonding(struct port *port)
3093 {
3094     if (port->n_ifaces < 2) {
3095         /* Not a bonded port. */
3096         if (port->bond_hash) {
3097             free(port->bond_hash);
3098             port->bond_hash = NULL;
3099             port->bond_compat_is_stale = true;
3100         }
3101     } else {
3102         if (!port->bond_hash) {
3103             size_t i;
3104
3105             port->bond_hash = xcalloc(BOND_MASK + 1, sizeof *port->bond_hash);
3106             for (i = 0; i <= BOND_MASK; i++) {
3107                 struct bond_entry *e = &port->bond_hash[i];
3108                 e->iface_idx = -1;
3109                 e->tx_bytes = 0;
3110             }
3111             port->no_ifaces_tag = tag_create_random();
3112             bond_choose_active_iface(port);
3113         }
3114         port->bond_compat_is_stale = true;
3115     }
3116 }
3117
3118 static void
3119 port_update_bond_compat(struct port *port)
3120 {
3121     struct compat_bond_hash compat_hashes[BOND_MASK + 1];
3122     struct compat_bond bond;
3123     size_t i;
3124
3125     if (port->n_ifaces < 2) {
3126         proc_net_compat_update_bond(port->name, NULL);
3127         return;
3128     }
3129
3130     bond.up = false;
3131     bond.updelay = port->updelay;
3132     bond.downdelay = port->downdelay;
3133
3134     bond.n_hashes = 0;
3135     bond.hashes = compat_hashes;
3136     if (port->bond_hash) {
3137         const struct bond_entry *e;
3138         for (e = port->bond_hash; e <= &port->bond_hash[BOND_MASK]; e++) {
3139             if (e->iface_idx >= 0 && e->iface_idx < port->n_ifaces) {
3140                 struct compat_bond_hash *cbh = &bond.hashes[bond.n_hashes++];
3141                 cbh->hash = e - port->bond_hash;
3142                 cbh->netdev_name = port->ifaces[e->iface_idx]->name;
3143             }
3144         }
3145     }
3146
3147     bond.n_slaves = port->n_ifaces;
3148     bond.slaves = xmalloc(port->n_ifaces * sizeof *bond.slaves);
3149     for (i = 0; i < port->n_ifaces; i++) {
3150         struct iface *iface = port->ifaces[i];
3151         struct compat_bond_slave *slave = &bond.slaves[i];
3152         slave->name = iface->name;
3153
3154         /* We need to make the same determination as the Linux bonding
3155          * code to determine whether a slave should be consider "up".
3156          * The Linux function bond_miimon_inspect() supports four 
3157          * BOND_LINK_* states:
3158          *      
3159          *    - BOND_LINK_UP: carrier detected, updelay has passed.
3160          *    - BOND_LINK_FAIL: carrier lost, downdelay in progress.
3161          *    - BOND_LINK_DOWN: carrier lost, downdelay has passed.
3162          *    - BOND_LINK_BACK: carrier detected, updelay in progress.
3163          *
3164          * The function bond_info_show_slave() only considers BOND_LINK_UP 
3165          * to be "up" and anything else to be "down".
3166          */
3167         slave->up = iface->enabled && iface->delay_expires == LLONG_MAX;
3168         if (slave->up) {
3169             bond.up = true;
3170         }
3171         netdev_get_etheraddr(iface->netdev, slave->mac);
3172     }
3173
3174     if (cfg_get_bool(0, "bonding.%s.fake-iface", port->name)) {
3175         struct netdev *bond_netdev;
3176
3177         if (!netdev_open(port->name, NETDEV_ETH_TYPE_NONE, &bond_netdev)) {
3178             if (bond.up) {
3179                 netdev_turn_flags_on(bond_netdev, NETDEV_UP, true);
3180             } else {
3181                 netdev_turn_flags_off(bond_netdev, NETDEV_UP, true);
3182             }
3183             netdev_close(bond_netdev);
3184         }
3185     }
3186
3187     proc_net_compat_update_bond(port->name, &bond);
3188     free(bond.slaves);
3189 }
3190
3191 static void
3192 port_update_vlan_compat(struct port *port)
3193 {
3194     struct bridge *br = port->bridge;
3195     char *vlandev_name = NULL;
3196
3197     if (port->vlan > 0) {
3198         /* Figure out the name that the VLAN device should actually have, if it
3199          * existed.  This takes some work because the VLAN device would not
3200          * have port->name in its name; rather, it would have the trunk port's
3201          * name, and 'port' would be attached to a bridge that also had the
3202          * VLAN device one of its ports.  So we need to find a trunk port that
3203          * includes port->vlan.
3204          *
3205          * There might be more than one candidate.  This doesn't happen on
3206          * XenServer, so if it happens we just pick the first choice in
3207          * alphabetical order instead of creating multiple VLAN devices. */
3208         size_t i;
3209         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
3210             struct port *p = br->ports[i];
3211             if (port_trunks_vlan(p, port->vlan)
3212                 && p->n_ifaces
3213                 && (!vlandev_name || strcmp(p->name, vlandev_name) <= 0))
3214             {
3215                 uint8_t ea[ETH_ADDR_LEN];
3216                 netdev_get_etheraddr(p->ifaces[0]->netdev, ea);
3217                 if (!eth_addr_is_multicast(ea) &&
3218                     !eth_addr_is_reserved(ea) &&
3219                     !eth_addr_is_zero(ea)) {
3220                     vlandev_name = p->name;
3221                 }
3222             }
3223         }
3224     }
3225     proc_net_compat_update_vlan(port->name, vlandev_name, port->vlan);
3226 }
3227 \f
3228 /* Interface functions. */
3229
3230 static void
3231 iface_create(struct port *port, const char *name)
3232 {
3233     struct iface *iface;
3234
3235     iface = xcalloc(1, sizeof *iface);
3236     iface->port = port;
3237     iface->port_ifidx = port->n_ifaces;
3238     iface->name = xstrdup(name);
3239     iface->dp_ifidx = -1;
3240     iface->tag = tag_create_random();
3241     iface->delay_expires = LLONG_MAX;
3242     iface->netdev = NULL;
3243
3244     if (port->n_ifaces >= port->allocated_ifaces) {
3245         port->ifaces = x2nrealloc(port->ifaces, &port->allocated_ifaces,
3246                                   sizeof *port->ifaces);
3247     }
3248     port->ifaces[port->n_ifaces++] = iface;
3249     if (port->n_ifaces > 1) {
3250         port->bridge->has_bonded_ports = true;
3251     }
3252
3253     VLOG_DBG("attached network device %s to port %s", iface->name, port->name);
3254
3255     bridge_flush(port->bridge);
3256 }
3257
3258 static void
3259 iface_destroy(struct iface *iface)
3260 {
3261     if (iface) {
3262         struct port *port = iface->port;
3263         struct bridge *br = port->bridge;
3264         bool del_active = port->active_iface == iface->port_ifidx;
3265         struct iface *del;
3266
3267         if (iface->dp_ifidx >= 0) {
3268             port_array_set(&br->ifaces, iface->dp_ifidx, NULL);
3269         }
3270
3271         del = port->ifaces[iface->port_ifidx] = port->ifaces[--port->n_ifaces];
3272         del->port_ifidx = iface->port_ifidx;
3273
3274         netdev_close(iface->netdev);
3275         free(iface->name);
3276         free(iface);
3277
3278         if (del_active) {
3279             ofproto_revalidate(port->bridge->ofproto, port->active_iface_tag);
3280             bond_choose_active_iface(port);
3281             bond_send_learning_packets(port);
3282         }
3283
3284         bridge_flush(port->bridge);
3285     }
3286 }
3287
3288 static struct iface *
3289 iface_lookup(const struct bridge *br, const char *name)
3290 {
3291     size_t i, j;
3292
3293     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
3294         struct port *port = br->ports[i];
3295         for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
3296             struct iface *iface = port->ifaces[j];
3297             if (!strcmp(iface->name, name)) {
3298                 return iface;
3299             }
3300         }
3301     }
3302     return NULL;
3303 }
3304
3305 static struct iface *
3306 iface_from_dp_ifidx(const struct bridge *br, uint16_t dp_ifidx)
3307 {
3308     return port_array_get(&br->ifaces, dp_ifidx);
3309 }
3310
3311 /* Returns true if 'iface' is the name of an "internal" interface on bridge
3312  * 'br', that is, an interface that is entirely simulated within the datapath.
3313  * The local port (ODPP_LOCAL) is always an internal interface.  Other local
3314  * interfaces are created by setting "iface.<iface>.internal = true".
3315  *
3316  * In addition, we have a kluge-y feature that creates an internal port with
3317  * the name of a bonded port if "bonding.<bondname>.fake-iface = true" is set.
3318  * This feature needs to go away in the long term.  Until then, this is one
3319  * reason why this function takes a name instead of a struct iface: the fake
3320  * interfaces created this way do not have a struct iface. */
3321 static bool
3322 iface_is_internal(const struct bridge *br, const char *iface)
3323 {
3324     if (!strcmp(iface, br->name)
3325         || cfg_get_bool(0, "iface.%s.internal", iface)) {
3326         return true;
3327     }
3328
3329     if (cfg_get_bool(0, "bonding.%s.fake-iface", iface)) {
3330         struct port *port = port_lookup(br, iface);
3331         if (port && port->n_ifaces > 1) {
3332             return true;
3333         }
3334     }
3335
3336     return false;
3337 }
3338
3339 /* Set Ethernet address of 'iface', if one is specified in the configuration
3340  * file. */
3341 static void
3342 iface_set_mac(struct iface *iface)
3343 {
3344     uint64_t mac = cfg_get_mac(0, "iface.%s.mac", iface->name);
3345     if (mac) {
3346         static uint8_t ea[ETH_ADDR_LEN];
3347
3348         eth_addr_from_uint64(mac, ea);
3349         if (eth_addr_is_multicast(ea)) {
3350             VLOG_ERR("interface %s: cannot set MAC to multicast address",
3351                      iface->name);
3352         } else if (iface->dp_ifidx == ODPP_LOCAL) {
3353             VLOG_ERR("ignoring iface.%s.mac; use bridge.%s.mac instead",
3354                      iface->name, iface->name);
3355         } else {
3356             int error = netdev_set_etheraddr(iface->netdev, ea);
3357             if (error) {
3358                 VLOG_ERR("interface %s: setting MAC failed (%s)",
3359                          iface->name, strerror(error));
3360             }
3361         }
3362     }
3363 }
3364 \f
3365 /* Port mirroring. */
3366
3367 static void
3368 mirror_reconfigure(struct bridge *br)
3369 {
3370     struct svec old_mirrors, new_mirrors;
3371     size_t i, n_rspan_vlans;
3372     unsigned long *rspan_vlans;
3373
3374     /* Collect old and new mirrors. */
3375     svec_init(&old_mirrors);
3376     svec_init(&new_mirrors);
3377     cfg_get_subsections(&new_mirrors, "mirror.%s", br->name);
3378     for (i = 0; i < MAX_MIRRORS; i++) {
3379         if (br->mirrors[i]) {
3380             svec_add(&old_mirrors, br->mirrors[i]->name);
3381         }
3382     }
3383
3384     /* Get rid of deleted mirrors and add new mirrors. */
3385     svec_sort(&old_mirrors);
3386     assert(svec_is_unique(&old_mirrors));
3387     svec_sort(&new_mirrors);
3388     assert(svec_is_unique(&new_mirrors));
3389     for (i = 0; i < MAX_MIRRORS; i++) {
3390         struct mirror *m = br->mirrors[i];
3391         if (m && !svec_contains(&new_mirrors, m->name)) {
3392             mirror_destroy(m);
3393         }
3394     }
3395     for (i = 0; i < new_mirrors.n; i++) {
3396         const char *name = new_mirrors.names[i];
3397         if (!svec_contains(&old_mirrors, name)) {
3398             mirror_create(br, name);
3399         }
3400     }
3401     svec_destroy(&old_mirrors);
3402     svec_destroy(&new_mirrors);
3403
3404     /* Reconfigure all mirrors. */
3405     for (i = 0; i < MAX_MIRRORS; i++) {
3406         if (br->mirrors[i]) {
3407             mirror_reconfigure_one(br->mirrors[i]);
3408         }
3409     }
3410
3411     /* Update port reserved status. */
3412     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
3413         br->ports[i]->is_mirror_output_port = false;
3414     }
3415     for (i = 0; i < MAX_MIRRORS; i++) {
3416         struct mirror *m = br->mirrors[i];
3417         if (m && m->out_port) {
3418             m->out_port->is_mirror_output_port = true;
3419         }
3420     }
3421
3422     /* Update learning disabled vlans (for RSPAN). */
3423     rspan_vlans = NULL;
3424     n_rspan_vlans = cfg_count("vlan.%s.disable-learning", br->name);
3425     if (n_rspan_vlans) {
3426         rspan_vlans = bitmap_allocate(4096);
3427
3428         for (i = 0; i < n_rspan_vlans; i++) {
3429             int vlan = cfg_get_vlan(i, "vlan.%s.disable-learning", br->name);
3430             if (vlan >= 0) {
3431                 bitmap_set1(rspan_vlans, vlan);
3432                 VLOG_INFO("bridge %s: disabling learning on vlan %d\n",
3433                           br->name, vlan);
3434             } else {
3435                 VLOG_ERR("bridge %s: invalid value '%s' for learning disabled "
3436                          "VLAN", br->name,
3437                        cfg_get_string(i, "vlan.%s.disable-learning", br->name));
3438             }
3439         }
3440     }
3441     if (mac_learning_set_disabled_vlans(br->ml, rspan_vlans)) {
3442         bridge_flush(br);
3443     }
3444 }
3445
3446 static void
3447 mirror_create(struct bridge *br, const char *name)
3448 {
3449     struct mirror *m;
3450     size_t i;
3451
3452     for (i = 0; ; i++) {
3453         if (i >= MAX_MIRRORS) {
3454             VLOG_WARN("bridge %s: maximum of %d port mirrors reached, "
3455                       "cannot create %s", br->name, MAX_MIRRORS, name);
3456             return;
3457         }
3458         if (!br->mirrors[i]) {
3459             break;
3460         }
3461     }
3462
3463     VLOG_INFO("created port mirror %s on bridge %s", name, br->name);
3464     bridge_flush(br);
3465
3466     br->mirrors[i] = m = xcalloc(1, sizeof *m);
3467     m->bridge = br;
3468     m->idx = i;
3469     m->name = xstrdup(name);
3470     svec_init(&m->src_ports);
3471     svec_init(&m->dst_ports);
3472     m->vlans = NULL;
3473     m->n_vlans = 0;
3474     m->out_vlan = -1;
3475     m->out_port = NULL;
3476 }
3477
3478 static void
3479 mirror_destroy(struct mirror *m)
3480 {
3481     if (m) {
3482         struct bridge *br = m->bridge;
3483         size_t i;
3484
3485         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
3486             br->ports[i]->src_mirrors &= ~(MIRROR_MASK_C(1) << m->idx);
3487             br->ports[i]->dst_mirrors &= ~(MIRROR_MASK_C(1) << m->idx);
3488         }
3489
3490         svec_destroy(&m->src_ports);
3491         svec_destroy(&m->dst_ports);
3492         free(m->vlans);
3493
3494         m->bridge->mirrors[m->idx] = NULL;
3495         free(m);
3496
3497         bridge_flush(br);
3498     }
3499 }
3500
3501 static void
3502 prune_ports(struct mirror *m, struct svec *ports)
3503 {
3504     struct svec tmp;
3505     size_t i;
3506
3507     svec_sort_unique(ports);
3508
3509     svec_init(&tmp);
3510     for (i = 0; i < ports->n; i++) {
3511         const char *name = ports->names[i];
3512         if (port_lookup(m->bridge, name)) {
3513             svec_add(&tmp, name);
3514         } else {
3515             VLOG_WARN("mirror.%s.%s: cannot match on nonexistent port %s",
3516                       m->bridge->name, m->name, name);
3517         }
3518     }
3519     svec_swap(ports, &tmp);
3520     svec_destroy(&tmp);
3521 }
3522
3523 static size_t
3524 prune_vlans(struct mirror *m, struct svec *vlan_strings, int **vlans)
3525 {
3526     size_t n_vlans, i;
3527
3528     /* This isn't perfect: it won't combine "0" and "00", and the textual sort
3529      * order won't give us numeric sort order.  But that's good enough for what
3530      * we need right now. */
3531     svec_sort_unique(vlan_strings);
3532
3533     *vlans = xmalloc(sizeof *vlans * vlan_strings->n);
3534     n_vlans = 0;
3535     for (i = 0; i < vlan_strings->n; i++) {
3536         const char *name = vlan_strings->names[i];
3537         int vlan;
3538         if (!str_to_int(name, 10, &vlan) || vlan < 0 || vlan > 4095) {
3539             VLOG_WARN("mirror.%s.%s.select.vlan: ignoring invalid VLAN %s",
3540                       m->bridge->name, m->name, name);
3541         } else {
3542             (*vlans)[n_vlans++] = vlan;
3543         }
3544     }
3545     return n_vlans;
3546 }
3547
3548 static bool
3549 vlan_is_mirrored(const struct mirror *m, int vlan)
3550 {
3551     size_t i;
3552
3553     for (i = 0; i < m->n_vlans; i++) {
3554         if (m->vlans[i] == vlan) {
3555             return true;
3556         }
3557     }
3558     return false;
3559 }
3560
3561 static bool
3562 port_trunks_any_mirrored_vlan(const struct mirror *m, const struct port *p)
3563 {
3564     size_t i;
3565
3566     for (i = 0; i < m->n_vlans; i++) {
3567         if (port_trunks_vlan(p, m->vlans[i])) {
3568             return true;
3569         }
3570     }
3571     return false;
3572 }
3573
3574 static void
3575 mirror_reconfigure_one(struct mirror *m)
3576 {
3577     char *pfx = xasprintf("mirror.%s.%s", m->bridge->name, m->name);
3578     struct svec src_ports, dst_ports, ports;
3579     struct svec vlan_strings;
3580     mirror_mask_t mirror_bit;
3581     const char *out_port_name;
3582     struct port *out_port;
3583     int out_vlan;
3584     size_t n_vlans;
3585     int *vlans;
3586     size_t i;
3587     bool mirror_all_ports;
3588     bool any_ports_specified;
3589
3590     /* Get output port. */
3591     out_port_name = cfg_get_key(0, "mirror.%s.%s.output.port",
3592                                 m->bridge->name, m->name);
3593     if (out_port_name) {
3594         out_port = port_lookup(m->bridge, out_port_name);
3595         if (!out_port) {
3596             VLOG_ERR("%s.output.port: bridge %s does not have a port "
3597                       "named %s", pfx, m->bridge->name, out_port_name);
3598             mirror_destroy(m);
3599             free(pfx);
3600             return;
3601         }
3602         out_vlan = -1;
3603
3604         if (cfg_has("%s.output.vlan", pfx)) {
3605             VLOG_ERR("%s.output.port and %s.output.vlan both specified; "
3606                      "ignoring %s.output.vlan", pfx, pfx, pfx);
3607         }
3608     } else if (cfg_has("%s.output.vlan", pfx)) {
3609         out_port = NULL;
3610         out_vlan = cfg_get_vlan(0, "%s.output.vlan", pfx);
3611     } else {
3612         VLOG_ERR("%s: neither %s.output.port nor %s.output.vlan specified, "
3613                  "but exactly one is required; disabling port mirror %s",
3614                  pfx, pfx, pfx, pfx);
3615         mirror_destroy(m);
3616         free(pfx);
3617         return;
3618     }
3619
3620     /* Get all the ports, and drop duplicates and ports that don't exist. */
3621     svec_init(&src_ports);
3622     svec_init(&dst_ports);
3623     svec_init(&ports);
3624     cfg_get_all_keys(&src_ports, "%s.select.src-port", pfx);
3625     cfg_get_all_keys(&dst_ports, "%s.select.dst-port", pfx);
3626     cfg_get_all_keys(&ports, "%s.select.port", pfx);
3627     any_ports_specified = src_ports.n || dst_ports.n || ports.n;
3628     svec_append(&src_ports, &ports);
3629     svec_append(&dst_ports, &ports);
3630     svec_destroy(&ports);
3631     prune_ports(m, &src_ports);
3632     prune_ports(m, &dst_ports);
3633     if (any_ports_specified && !src_ports.n && !dst_ports.n) {
3634         VLOG_ERR("%s: none of the specified ports exist; "
3635                  "disabling port mirror %s", pfx, pfx);
3636         mirror_destroy(m);
3637         goto exit;
3638     }
3639
3640     /* Get all the vlans, and drop duplicate and invalid vlans. */
3641     svec_init(&vlan_strings);
3642     cfg_get_all_keys(&vlan_strings, "%s.select.vlan", pfx);
3643     n_vlans = prune_vlans(m, &vlan_strings, &vlans);
3644     svec_destroy(&vlan_strings);
3645
3646     /* Update mirror data. */
3647     if (!svec_equal(&m->src_ports, &src_ports)
3648         || !svec_equal(&m->dst_ports, &dst_ports)
3649         || m->n_vlans != n_vlans
3650         || memcmp(m->vlans, vlans, sizeof *vlans * n_vlans)
3651         || m->out_port != out_port
3652         || m->out_vlan != out_vlan) {
3653         bridge_flush(m->bridge);
3654     }
3655     svec_swap(&m->src_ports, &src_ports);
3656     svec_swap(&m->dst_ports, &dst_ports);
3657     free(m->vlans);
3658     m->vlans = vlans;
3659     m->n_vlans = n_vlans;
3660     m->out_port = out_port;
3661     m->out_vlan = out_vlan;
3662
3663     /* If no selection criteria have been given, mirror for all ports. */
3664     mirror_all_ports = (!m->src_ports.n) && (!m->dst_ports.n) && (!m->n_vlans);
3665
3666     /* Update ports. */
3667     mirror_bit = MIRROR_MASK_C(1) << m->idx;
3668     for (i = 0; i < m->bridge->n_ports; i++) {
3669         struct port *port = m->bridge->ports[i];
3670
3671         if (mirror_all_ports
3672             || svec_contains(&m->src_ports, port->name)
3673             || (m->n_vlans
3674                 && (!port->vlan
3675                     ? port_trunks_any_mirrored_vlan(m, port)
3676                     : vlan_is_mirrored(m, port->vlan)))) {
3677             port->src_mirrors |= mirror_bit;
3678         } else {
3679             port->src_mirrors &= ~mirror_bit;
3680         }
3681
3682         if (mirror_all_ports || svec_contains(&m->dst_ports, port->name)) {
3683             port->dst_mirrors |= mirror_bit;
3684         } else {
3685             port->dst_mirrors &= ~mirror_bit;
3686         }
3687     }
3688
3689     /* Clean up. */
3690 exit:
3691     svec_destroy(&src_ports);
3692     svec_destroy(&dst_ports);
3693     free(pfx);
3694 }
3695 \f
3696 /* Spanning tree protocol. */
3697
3698 static void brstp_update_port_state(struct port *);
3699
3700 static void
3701 brstp_send_bpdu(struct ofpbuf *pkt, int port_no, void *br_)
3702 {
3703     struct bridge *br = br_;
3704     static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
3705     struct iface *iface = iface_from_dp_ifidx(br, port_no);
3706     if (!iface) {
3707         VLOG_WARN_RL(&rl, "%s: cannot send BPDU on unknown port %d",
3708                      br->name, port_no);
3709     } else {
3710         struct eth_header *eth = pkt->l2;
3711
3712         netdev_get_etheraddr(iface->netdev, eth->eth_src);
3713         if (eth_addr_is_zero(eth->eth_src)) {
3714             VLOG_WARN_RL(&rl, "%s: cannot send BPDU on port %d "
3715                          "with unknown MAC", br->name, port_no);
3716         } else {
3717             union ofp_action action;
3718             flow_t flow;
3719
3720             memset(&action, 0, sizeof action);
3721             action.type = htons(OFPAT_OUTPUT);
3722             action.output.len = htons(sizeof action);
3723             action.output.port = htons(port_no);
3724
3725             flow_extract(pkt, ODPP_NONE, &flow);
3726             ofproto_send_packet(br->ofproto, &flow, &action, 1, pkt);
3727         }
3728     }
3729     ofpbuf_delete(pkt);
3730 }
3731
3732 static void
3733 brstp_reconfigure(struct bridge *br)
3734 {
3735     size_t i;
3736
3737     if (!cfg_get_bool(0, "stp.%s.enabled", br->name)) {
3738         if (br->stp) {
3739             stp_destroy(br->stp);
3740             br->stp = NULL;
3741
3742             bridge_flush(br);
3743         }
3744     } else {
3745         uint64_t bridge_address, bridge_id;
3746         int bridge_priority;
3747
3748         bridge_address = cfg_get_mac(0, "stp.%s.address", br->name);
3749         if (!bridge_address) {
3750             if (br->stp) {
3751                 bridge_address = (stp_get_bridge_id(br->stp)
3752                                   & ((UINT64_C(1) << 48) - 1));
3753             } else {
3754                 uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN];
3755                 eth_addr_random(mac);
3756                 bridge_address = eth_addr_to_uint64(mac);
3757             }
3758         }
3759
3760         if (cfg_is_valid(CFG_INT | CFG_REQUIRED, "stp.%s.priority",
3761                          br->name)) {
3762             bridge_priority = cfg_get_int(0, "stp.%s.priority", br->name);
3763         } else {
3764             bridge_priority = STP_DEFAULT_BRIDGE_PRIORITY;
3765         }
3766
3767         bridge_id = bridge_address | ((uint64_t) bridge_priority << 48);
3768         if (!br->stp) {
3769             br->stp = stp_create(br->name, bridge_id, brstp_send_bpdu, br);
3770             br->stp_last_tick = time_msec();
3771             bridge_flush(br);
3772         } else {
3773             if (bridge_id != stp_get_bridge_id(br->stp)) {
3774                 stp_set_bridge_id(br->stp, bridge_id);
3775                 bridge_flush(br);
3776             }
3777         }
3778
3779         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
3780             struct port *p = br->ports[i];
3781             int dp_ifidx;
3782             struct stp_port *sp;
3783             int path_cost, priority;
3784             bool enable;
3785
3786             if (!p->n_ifaces) {
3787                 continue;
3788             }
3789             dp_ifidx = p->ifaces[0]->dp_ifidx;
3790             if (dp_ifidx < 0 || dp_ifidx >= STP_MAX_PORTS) {
3791                 continue;
3792             }
3793
3794             sp = stp_get_port(br->stp, dp_ifidx);
3795             enable = (!cfg_is_valid(CFG_BOOL | CFG_REQUIRED,
3796                                     "stp.%s.port.%s.enabled",
3797                                     br->name, p->name)
3798                       || cfg_get_bool(0, "stp.%s.port.%s.enabled",
3799                                       br->name, p->name));
3800             if (p->is_mirror_output_port) {
3801                 enable = false;
3802             }
3803             if (enable != (stp_port_get_state(sp) != STP_DISABLED)) {
3804                 bridge_flush(br); /* Might not be necessary. */
3805                 if (enable) {
3806                     stp_port_enable(sp);
3807                 } else {
3808                     stp_port_disable(sp);
3809                 }
3810             }
3811
3812             path_cost = cfg_get_int(0, "stp.%s.port.%s.path-cost",
3813                                     br->name, p->name);
3814             stp_port_set_path_cost(sp, path_cost ? path_cost : 19 /* XXX */);
3815
3816             priority = (cfg_is_valid(CFG_INT | CFG_REQUIRED,
3817                                      "stp.%s.port.%s.priority",
3818                                      br->name, p->name)
3819                         ? cfg_get_int(0, "stp.%s.port.%s.priority",
3820                                       br->name, p->name)
3821                         : STP_DEFAULT_PORT_PRIORITY);
3822             stp_port_set_priority(sp, priority);
3823         }
3824
3825         brstp_adjust_timers(br);
3826     }
3827     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
3828         brstp_update_port_state(br->ports[i]);
3829     }
3830 }
3831
3832 static void
3833 brstp_update_port_state(struct port *p)
3834 {
3835     struct bridge *br = p->bridge;
3836     enum stp_state state;
3837
3838     /* Figure out new state. */
3839     state = STP_DISABLED;
3840     if (br->stp && p->n_ifaces > 0) {
3841         int dp_ifidx = p->ifaces[0]->dp_ifidx;
3842         if (dp_ifidx >= 0 && dp_ifidx < STP_MAX_PORTS) {
3843             state = stp_port_get_state(stp_get_port(br->stp, dp_ifidx));
3844         }
3845     }
3846
3847     /* Update state. */
3848     if (p->stp_state != state) {
3849         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(10, 10);
3850         VLOG_INFO_RL(&rl, "port %s: STP state changed from %s to %s",
3851                      p->name, stp_state_name(p->stp_state),
3852                      stp_state_name(state));
3853         if (p->stp_state == STP_DISABLED) {
3854             bridge_flush(br);
3855         } else {
3856             ofproto_revalidate(p->bridge->ofproto, p->stp_state_tag);
3857         }
3858         p->stp_state = state;
3859         p->stp_state_tag = (p->stp_state == STP_DISABLED ? 0
3860                             : tag_create_random());
3861     }
3862 }
3863
3864 static void
3865 brstp_adjust_timers(struct bridge *br)
3866 {
3867     int hello_time = cfg_get_int(0, "stp.%s.hello-time", br->name);
3868     int max_age = cfg_get_int(0, "stp.%s.max-age", br->name);
3869     int forward_delay = cfg_get_int(0, "stp.%s.forward-delay", br->name);
3870
3871     stp_set_hello_time(br->stp, hello_time ? hello_time : 2000);
3872     stp_set_max_age(br->stp, max_age ? max_age : 20000);
3873     stp_set_forward_delay(br->stp, forward_delay ? forward_delay : 15000);
3874 }
3875
3876 static void
3877 brstp_run(struct bridge *br)
3878 {
3879     if (br->stp) {
3880         long long int now = time_msec();
3881         long long int elapsed = now - br->stp_last_tick;
3882         struct stp_port *sp;
3883
3884         if (elapsed > 0) {
3885             stp_tick(br->stp, MIN(INT_MAX, elapsed));
3886             br->stp_last_tick = now;
3887         }
3888         while (stp_get_changed_port(br->stp, &sp)) {
3889             struct port *p = port_from_dp_ifidx(br, stp_port_no(sp));
3890             if (p) {
3891                 brstp_update_port_state(p);
3892             }
3893         }
3894     }
3895 }
3896
3897 static void
3898 brstp_wait(struct bridge *br)
3899 {
3900     if (br->stp) {
3901         poll_timer_wait(1000);
3902     }
3903 }