New implementation of userspace datapath, based on the netdev library.
[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 "packets.h"
47 #include "poll-loop.h"
48 #include "port-array.h"
49 #include "proc-net-compat.h"
50 #include "process.h"
51 #include "secchan/ofproto.h"
52 #include "socket-util.h"
53 #include "stp.h"
54 #include "svec.h"
55 #include "timeval.h"
56 #include "util.h"
57 #include "unixctl.h"
58 #include "vconn.h"
59 #include "vconn-ssl.h"
60 #include "xenserver.h"
61 #include "xtoxll.h"
62
63 #define THIS_MODULE VLM_bridge
64 #include "vlog.h"
65
66 struct dst {
67     uint16_t vlan;
68     uint16_t dp_ifidx;
69 };
70
71 extern uint64_t mgmt_id;
72
73 struct iface {
74     struct port *port;          /* Containing port. */
75     size_t port_ifidx;          /* Index within containing port. */
76
77     char *name;                 /* Host network device name. */
78     int dp_ifidx;               /* Index within kernel datapath. */
79
80     uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN];  /* Ethernet address (all zeros if unknowns). */
81
82     tag_type tag;               /* Tag associated with this interface. */
83     bool enabled;               /* May be chosen for flows? */
84     long long delay_expires;    /* Time after which 'enabled' may change. */
85 };
86
87 #define BOND_MASK 0xff
88 struct bond_entry {
89     int iface_idx;              /* Index of assigned iface, or -1 if none. */
90     uint64_t tx_bytes;          /* Count of bytes recently transmitted. */
91     tag_type iface_tag;         /* Tag associated with iface_idx. */
92 };
93
94 #define MAX_MIRRORS 32
95 typedef uint32_t mirror_mask_t;
96 #define MIRROR_MASK_C(X) UINT32_C(X)
97 BUILD_ASSERT_DECL(sizeof(mirror_mask_t) * CHAR_BIT >= MAX_MIRRORS);
98 struct mirror {
99     struct bridge *bridge;
100     size_t idx;
101     char *name;
102
103     /* Selection criteria. */
104     struct svec src_ports;
105     struct svec dst_ports;
106     int *vlans;
107     size_t n_vlans;
108
109     /* Output. */
110     struct port *out_port;
111     int out_vlan;
112 };
113
114 #define FLOOD_PORT ((struct port *) 1) /* The 'flood' output port. */
115 struct port {
116     struct bridge *bridge;
117     size_t port_idx;
118     int vlan;                   /* -1=trunk port, else a 12-bit VLAN ID. */
119     unsigned long *trunks;      /* Bitmap of trunked VLANs, if 'vlan' == -1. */
120     char *name;
121
122     /* An ordinary bridge port has 1 interface.
123      * A bridge port for bonding has at least 2 interfaces. */
124     struct iface **ifaces;
125     size_t n_ifaces, allocated_ifaces;
126
127     /* Bonding info. */
128     struct bond_entry *bond_hash; /* An array of (BOND_MASK + 1) elements. */
129     int active_iface;           /* Ifidx on which bcasts accepted, or -1. */
130     tag_type active_iface_tag;  /* Tag for bcast flows. */
131     tag_type no_ifaces_tag;     /* Tag for flows when all ifaces disabled. */
132     int updelay, downdelay;     /* Delay before iface goes up/down, in ms. */
133
134     /* Port mirroring info. */
135     mirror_mask_t src_mirrors;  /* Mirrors triggered when packet received. */
136     mirror_mask_t dst_mirrors;  /* Mirrors triggered when packet sent. */
137     bool is_mirror_output_port; /* Does port mirroring send frames here? */
138
139     /* Spanning tree info. */
140     enum stp_state stp_state;   /* Always STP_FORWARDING if STP not in use. */
141     tag_type stp_state_tag;     /* Tag for STP state change. */
142 };
143
144 #define DP_MAX_PORTS 255
145 struct bridge {
146     struct list node;           /* Node in global list of bridges. */
147     char *name;                 /* User-specified arbitrary name. */
148     struct mac_learning *ml;    /* MAC learning table, or null not to learn. */
149     bool sent_config_request;   /* Successfully sent config request? */
150     uint8_t default_ea[ETH_ADDR_LEN]; /* Default MAC. */
151
152     /* Support for remote controllers. */
153     char *controller;           /* NULL if there is no remote controller;
154                                  * "discover" to do controller discovery;
155                                  * otherwise a vconn name. */
156
157     /* OpenFlow switch processing. */
158     struct ofproto *ofproto;    /* OpenFlow switch. */
159
160     /* Kernel datapath information. */
161     struct dpif *dpif;          /* Datapath. */
162     struct port_array ifaces;   /* Indexed by kernel datapath port number. */
163
164     /* Bridge ports. */
165     struct port **ports;
166     size_t n_ports, allocated_ports;
167
168     /* Bonding. */
169     bool has_bonded_ports;
170     long long int bond_next_rebalance;
171
172     /* Flow tracking. */
173     bool flush;
174
175     /* Flow statistics gathering. */
176     time_t next_stats_request;
177
178     /* Port mirroring. */
179     struct mirror *mirrors[MAX_MIRRORS];
180
181     /* Spanning tree. */
182     struct stp *stp;
183     long long int stp_last_tick;
184 };
185
186 /* List of all bridges. */
187 static struct list all_bridges = LIST_INITIALIZER(&all_bridges);
188
189 /* Maximum number of datapaths. */
190 enum { DP_MAX = 256 };
191
192 static struct bridge *bridge_create(const char *name);
193 static void bridge_destroy(struct bridge *);
194 static struct bridge *bridge_lookup(const char *name);
195 static int bridge_run_one(struct bridge *);
196 static void bridge_reconfigure_one(struct bridge *);
197 static void bridge_reconfigure_controller(struct bridge *);
198 static void bridge_get_all_ifaces(const struct bridge *, struct svec *ifaces);
199 static void bridge_fetch_dp_ifaces(struct bridge *);
200 static void bridge_flush(struct bridge *);
201 static void bridge_pick_local_hw_addr(struct bridge *,
202                                       uint8_t ea[ETH_ADDR_LEN],
203                                       const char **devname);
204 static uint64_t bridge_pick_datapath_id(struct bridge *,
205                                         const uint8_t bridge_ea[ETH_ADDR_LEN],
206                                         const char *devname);
207 static uint64_t dpid_from_hash(const void *, size_t nbytes);
208
209 static void bond_init(void);
210 static void bond_run(struct bridge *);
211 static void bond_wait(struct bridge *);
212 static void bond_rebalance_port(struct port *);
213 static void bond_send_learning_packets(struct port *);
214
215 static void port_create(struct bridge *, const char *name);
216 static void port_reconfigure(struct port *);
217 static void port_destroy(struct port *);
218 static struct port *port_lookup(const struct bridge *, const char *name);
219 static struct iface *port_lookup_iface(const struct port *, const char *name);
220 static struct port *port_from_dp_ifidx(const struct bridge *,
221                                        uint16_t dp_ifidx);
222 static void port_update_bond_compat(struct port *);
223 static void port_update_vlan_compat(struct port *);
224
225 static void mirror_create(struct bridge *, const char *name);
226 static void mirror_destroy(struct mirror *);
227 static void mirror_reconfigure(struct bridge *);
228 static void mirror_reconfigure_one(struct mirror *);
229 static bool vlan_is_mirrored(const struct mirror *, int vlan);
230
231 static void brstp_reconfigure(struct bridge *);
232 static void brstp_adjust_timers(struct bridge *);
233 static void brstp_run(struct bridge *);
234 static void brstp_wait(struct bridge *);
235
236 static void iface_create(struct port *, const char *name);
237 static void iface_destroy(struct iface *);
238 static struct iface *iface_lookup(const struct bridge *, const char *name);
239 static struct iface *iface_from_dp_ifidx(const struct bridge *,
240                                          uint16_t dp_ifidx);
241
242 /* Hooks into ofproto processing. */
243 static struct ofhooks bridge_ofhooks;
244 \f
245 /* Public functions. */
246
247 /* Adds the name of each interface used by a bridge, including local and
248  * internal ports, to 'svec'. */
249 void
250 bridge_get_ifaces(struct svec *svec) 
251 {
252     struct bridge *br, *next;
253     size_t i, j;
254
255     LIST_FOR_EACH_SAFE (br, next, struct bridge, node, &all_bridges) {
256         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
257             struct port *port = br->ports[i];
258
259             for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
260                 struct iface *iface = port->ifaces[j];
261                 if (iface->dp_ifidx < 0) {
262                     VLOG_ERR("%s interface not in datapath %s, ignoring",
263                              iface->name, dpif_name(br->dpif));
264                 } else {
265                     if (iface->dp_ifidx != ODPP_LOCAL) {
266                         svec_add(svec, iface->name);
267                     }
268                 }
269             }
270         }
271     }
272 }
273
274 /* The caller must already have called cfg_read(). */
275 void
276 bridge_init(void)
277 {
278     int retval;
279     int i;
280
281     bond_init();
282
283     for (i = 0; i < DP_MAX; i++) {
284         struct dpif *dpif;
285         char devname[16];
286
287         sprintf(devname, "dp%d", i);
288         retval = dpif_open(devname, &dpif);
289         if (!retval) {
290             char dpif_name[IF_NAMESIZE];
291             if (dpif_port_get_name(dpif, ODPP_LOCAL,
292                                    dpif_name, sizeof dpif_name)
293                 || !cfg_has("bridge.%s.port", dpif_name)) {
294                 dpif_delete(dpif);
295             }
296             dpif_close(dpif);
297         } else if (retval != ENODEV) {
298             VLOG_ERR("failed to delete datapath dp%d: %s",
299                      i, strerror(retval));
300         }
301     }
302
303     bridge_reconfigure();
304 }
305
306 #ifdef HAVE_OPENSSL
307 static bool
308 config_string_change(const char *key, char **valuep)
309 {
310     const char *value = cfg_get_string(0, "%s", key);
311     if (value && (!*valuep || strcmp(value, *valuep))) {
312         free(*valuep);
313         *valuep = xstrdup(value);
314         return true;
315     } else {
316         return false;
317     }
318 }
319
320 static void
321 bridge_configure_ssl(void)
322 {
323     /* XXX SSL should be configurable on a per-bridge basis.
324      * XXX should be possible to de-configure SSL. */
325     static char *private_key_file;
326     static char *certificate_file;
327     static char *cacert_file;
328     struct stat s;
329
330     if (config_string_change("ssl.private-key", &private_key_file)) {
331         vconn_ssl_set_private_key_file(private_key_file);
332     }
333
334     if (config_string_change("ssl.certificate", &certificate_file)) {
335         vconn_ssl_set_certificate_file(certificate_file);
336     }
337
338     /* We assume that even if the filename hasn't changed, if the CA cert 
339      * file has been removed, that we want to move back into
340      * boot-strapping mode.  This opens a small security hole, because
341      * the old certificate will still be trusted until vSwitch is
342      * restarted.  We may want to address this in vconn's SSL library. */
343     if (config_string_change("ssl.ca-cert", &cacert_file)
344             || (stat(cacert_file, &s) && errno == ENOENT)) {
345         vconn_ssl_set_ca_cert_file(cacert_file,
346                                    cfg_get_bool(0, "ssl.bootstrap-ca-cert"));
347     }
348 }
349 #endif
350
351 void
352 bridge_reconfigure(void)
353 {
354     struct svec old_br, new_br, raw_new_br;
355     struct bridge *br, *next;
356     size_t i, j;
357
358     COVERAGE_INC(bridge_reconfigure);
359
360     /* Collect old bridges. */
361     svec_init(&old_br);
362     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
363         svec_add(&old_br, br->name);
364     }
365
366     /* Collect new bridges. */
367     svec_init(&raw_new_br);
368     cfg_get_subsections(&raw_new_br, "bridge");
369     svec_init(&new_br);
370     for (i = 0; i < raw_new_br.n; i++) {
371         const char *name = raw_new_br.names[i];
372         if (!strncmp(name, "dp", 2) && isdigit(name[2])) {
373             VLOG_ERR("%s is not a valid bridge name (bridges may not be "
374                      "named \"dp\" followed by a digit)", name);
375         } else {
376             svec_add(&new_br, name);
377         }
378     }
379     svec_destroy(&raw_new_br);
380
381     /* Get rid of deleted bridges and add new bridges. */
382     svec_sort(&old_br);
383     svec_sort(&new_br);
384     assert(svec_is_unique(&old_br));
385     assert(svec_is_unique(&new_br));
386     LIST_FOR_EACH_SAFE (br, next, struct bridge, node, &all_bridges) {
387         if (!svec_contains(&new_br, br->name)) {
388             bridge_destroy(br);
389         }
390     }
391     for (i = 0; i < new_br.n; i++) {
392         const char *name = new_br.names[i];
393         if (!svec_contains(&old_br, name)) {
394             bridge_create(name);
395         }
396     }
397     svec_destroy(&old_br);
398     svec_destroy(&new_br);
399
400 #ifdef HAVE_OPENSSL
401     /* Configure SSL. */
402     bridge_configure_ssl();
403 #endif
404
405     /* Reconfigure all bridges. */
406     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
407         bridge_reconfigure_one(br);
408     }
409
410     /* Add and delete ports on all datapaths.
411      *
412      * The kernel will reject any attempt to add a given port to a datapath if
413      * that port already belongs to a different datapath, so we must do all
414      * port deletions before any port additions. */
415     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
416         struct odp_port *dpif_ports;
417         size_t n_dpif_ports;
418         struct svec want_ifaces;
419
420         dpif_port_list(br->dpif, &dpif_ports, &n_dpif_ports);
421         bridge_get_all_ifaces(br, &want_ifaces);
422         for (i = 0; i < n_dpif_ports; i++) {
423             const struct odp_port *p = &dpif_ports[i];
424             if (!svec_contains(&want_ifaces, p->devname)
425                 && strcmp(p->devname, br->name)) {
426                 int retval = dpif_port_del(br->dpif, p->port);
427                 if (retval) {
428                     VLOG_ERR("failed to remove %s interface from %s: %s",
429                              p->devname, dpif_name(br->dpif),
430                              strerror(retval));
431                 }
432             }
433         }
434         svec_destroy(&want_ifaces);
435         free(dpif_ports);
436     }
437     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
438         struct odp_port *dpif_ports;
439         size_t n_dpif_ports;
440         struct svec cur_ifaces, want_ifaces, add_ifaces;
441
442         dpif_port_list(br->dpif, &dpif_ports, &n_dpif_ports);
443         svec_init(&cur_ifaces);
444         for (i = 0; i < n_dpif_ports; i++) {
445             svec_add(&cur_ifaces, dpif_ports[i].devname);
446         }
447         free(dpif_ports);
448         svec_sort_unique(&cur_ifaces);
449         bridge_get_all_ifaces(br, &want_ifaces);
450         svec_diff(&want_ifaces, &cur_ifaces, &add_ifaces, NULL, NULL);
451
452         for (i = 0; i < add_ifaces.n; i++) {
453             const char *if_name = add_ifaces.names[i];
454             int internal = cfg_get_bool(0, "iface.%s.internal", if_name);
455             int flags = internal ? ODP_PORT_INTERNAL : 0;
456             int error = dpif_port_add(br->dpif, if_name, flags, NULL);
457             if (error == EXFULL) {
458                 VLOG_ERR("ran out of valid port numbers on %s",
459                          dpif_name(br->dpif));
460                 break;
461             } else if (error) {
462                 VLOG_ERR("failed to add %s interface to %s: %s",
463                          if_name, dpif_name(br->dpif), strerror(error));
464             }
465         }
466         svec_destroy(&cur_ifaces);
467         svec_destroy(&want_ifaces);
468         svec_destroy(&add_ifaces);
469     }
470     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
471         uint8_t ea[8];
472         uint64_t dpid;
473         struct iface *local_iface = NULL;
474         const char *devname;
475         uint8_t engine_type, engine_id;
476         bool add_id_to_iface = false;
477         struct svec nf_hosts;
478
479         bridge_fetch_dp_ifaces(br);
480         for (i = 0; i < br->n_ports; ) {
481             struct port *port = br->ports[i];
482
483             for (j = 0; j < port->n_ifaces; ) {
484                 struct iface *iface = port->ifaces[j];
485                 if (iface->dp_ifidx < 0) {
486                     VLOG_ERR("%s interface not in %s, dropping",
487                              iface->name, dpif_name(br->dpif));
488                     iface_destroy(iface);
489                 } else {
490                     if (iface->dp_ifidx == ODPP_LOCAL) {
491                         local_iface = iface;
492                     }
493                     VLOG_DBG("%s has interface %s on port %d",
494                              dpif_name(br->dpif),
495                              iface->name, iface->dp_ifidx);
496                     j++;
497                 }
498             }
499             if (!port->n_ifaces) {
500                 VLOG_ERR("%s port has no interfaces, dropping", port->name);
501                 port_destroy(port);
502                 continue;
503             }
504             i++;
505         }
506
507         /* Pick local port hardware address, datapath ID. */
508         bridge_pick_local_hw_addr(br, ea, &devname);
509         if (local_iface) {
510             int error = netdev_nodev_set_etheraddr(local_iface->name, ea);
511             if (error) {
512                 static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
513                 VLOG_ERR_RL(&rl, "bridge %s: failed to set bridge "
514                             "Ethernet address: %s",
515                             br->name, strerror(error));
516             }
517         }
518
519         dpid = bridge_pick_datapath_id(br, ea, devname);
520         ofproto_set_datapath_id(br->ofproto, dpid);
521
522         /* Set NetFlow configuration on this bridge. */
523         dpif_get_netflow_ids(br->dpif, &engine_type, &engine_id);
524         if (cfg_has("netflow.%s.engine-type", br->name)) {
525             engine_type = cfg_get_int(0, "netflow.%s.engine-type", 
526                     br->name);
527         }
528         if (cfg_has("netflow.%s.engine-id", br->name)) {
529             engine_id = cfg_get_int(0, "netflow.%s.engine-id", br->name);
530         }
531         if (cfg_has("netflow.%s.add-id-to-iface", br->name)) {
532             add_id_to_iface = cfg_get_bool(0, "netflow.%s.add-id-to-iface",
533                     br->name);
534         }
535         if (add_id_to_iface && engine_id > 0x7f) {
536             VLOG_WARN("bridge %s: netflow port mangling may conflict with "
537                     "another vswitch, choose an engine id less than 128", 
538                     br->name);
539         }
540         if (add_id_to_iface && br->n_ports > 0x1ff) {
541             VLOG_WARN("bridge %s: netflow port mangling will conflict with "
542                     "another port when 512 or more ports are used", 
543                     br->name);
544         }
545         svec_init(&nf_hosts);
546         cfg_get_all_keys(&nf_hosts, "netflow.%s.host", br->name);
547         if (ofproto_set_netflow(br->ofproto, &nf_hosts,  engine_type, 
548                     engine_id, add_id_to_iface)) {
549             VLOG_ERR("bridge %s: problem setting netflow collectors", 
550                     br->name);
551         }
552
553         /* Update the controller and related settings.  It would be more
554          * straightforward to call this from bridge_reconfigure_one(), but we
555          * can't do it there for two reasons.  First, and most importantly, at
556          * that point we don't know the dp_ifidx of any interfaces that have
557          * been added to the bridge (because we haven't actually added them to
558          * the datapath).  Second, at that point we haven't set the datapath ID
559          * yet; when a controller is configured, resetting the datapath ID will
560          * immediately disconnect from the controller, so it's better to set
561          * the datapath ID before the controller. */
562         bridge_reconfigure_controller(br);
563     }
564     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
565         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
566             struct port *port = br->ports[i];
567             port_update_vlan_compat(port);
568         }
569     }
570     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
571         brstp_reconfigure(br);
572     }
573 }
574
575 static void
576 bridge_pick_local_hw_addr(struct bridge *br, uint8_t ea[ETH_ADDR_LEN],
577                           const char **devname)
578 {
579     uint64_t requested_ea;
580     size_t i, j;
581     int error;
582
583     *devname = NULL;
584
585     /* Did the user request a particular MAC? */
586     requested_ea = cfg_get_mac(0, "bridge.%s.mac", br->name);
587     if (requested_ea) {
588         eth_addr_from_uint64(requested_ea, ea);
589         if (eth_addr_is_multicast(ea)) {
590             VLOG_ERR("bridge %s: cannot set MAC address to multicast "
591                      "address "ETH_ADDR_FMT, br->name, ETH_ADDR_ARGS(ea));
592         } else if (eth_addr_is_zero(ea)) {
593             VLOG_ERR("bridge %s: cannot set MAC address to zero", br->name);
594         } else {
595             return;
596         }
597     }
598
599     /* Otherwise choose the minimum MAC address among all of the interfaces.
600      * (Xen uses FE:FF:FF:FF:FF:FF for virtual interfaces so this will get the
601      * MAC of the physical interface in such an environment.) */
602     memset(ea, 0xff, sizeof ea);
603     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
604         struct port *port = br->ports[i];
605         if (port->is_mirror_output_port) {
606             continue;
607         }
608         for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
609             struct iface *iface = port->ifaces[j];
610             uint8_t iface_ea[ETH_ADDR_LEN];
611             if (iface->dp_ifidx == ODPP_LOCAL
612                 || cfg_get_bool(0, "iface.%s.internal", iface->name)) {
613                 continue;
614             }
615             error = netdev_nodev_get_etheraddr(iface->name, iface_ea);
616             if (!error) {
617                 if (!eth_addr_is_multicast(iface_ea) &&
618                     !eth_addr_is_reserved(iface_ea) &&
619                     !eth_addr_is_zero(iface_ea) &&
620                     memcmp(iface_ea, ea, ETH_ADDR_LEN) < 0) {
621                     memcpy(ea, iface_ea, ETH_ADDR_LEN);
622                     *devname = iface->name;
623                 }
624             } else {
625                 static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
626                 VLOG_ERR_RL(&rl, "failed to obtain Ethernet address of %s: %s",
627                             iface->name, strerror(error));
628             }
629         }
630     }
631     if (eth_addr_is_multicast(ea) || eth_addr_is_vif(ea)) {
632         memcpy(ea, br->default_ea, ETH_ADDR_LEN);
633         *devname = NULL;
634         VLOG_WARN("bridge %s: using default bridge Ethernet "
635                   "address "ETH_ADDR_FMT, br->name, ETH_ADDR_ARGS(ea));
636     } else {
637         VLOG_DBG("bridge %s: using bridge Ethernet address "ETH_ADDR_FMT,
638                  br->name, ETH_ADDR_ARGS(ea));
639     }
640 }
641
642 /* Choose and returns the datapath ID for bridge 'br' given that the bridge
643  * Ethernet address is 'bridge_ea'.  If 'bridge_ea' is the Ethernet address of
644  * a network device, then that network device's name must be passed in as
645  * 'devname'; if 'bridge_ea' was derived some other way, then 'devname' must be
646  * passed in as a null pointer. */
647 static uint64_t
648 bridge_pick_datapath_id(struct bridge *br,
649                         const uint8_t bridge_ea[ETH_ADDR_LEN],
650                         const char *devname)
651 {
652     /*
653      * The procedure for choosing a bridge MAC address will, in the most
654      * ordinary case, also choose a unique MAC that we can use as a datapath
655      * ID.  In some special cases, though, multiple bridges will end up with
656      * the same MAC address.  This is OK for the bridges, but it will confuse
657      * the OpenFlow controller, because each datapath needs a unique datapath
658      * ID.
659      *
660      * Datapath IDs must be unique.  It is also very desirable that they be
661      * stable from one run to the next, so that policy set on a datapath
662      * "sticks".
663      */
664     uint64_t dpid;
665
666     dpid = cfg_get_dpid(0, "bridge.%s.datapath-id", br->name);
667     if (dpid) {
668         return dpid;
669     }
670
671     if (devname) {
672         int vlan;
673         if (!netdev_get_vlan_vid(devname, &vlan)) {
674             /*
675              * A bridge whose MAC address is taken from a VLAN network device
676              * (that is, a network device created with vconfig(8) or similar
677              * tool) will have the same MAC address as a bridge on the VLAN
678              * device's physical network device.
679              *
680              * Handle this case by hashing the physical network device MAC
681              * along with the VLAN identifier.
682              */
683             uint8_t buf[ETH_ADDR_LEN + 2];
684             memcpy(buf, bridge_ea, ETH_ADDR_LEN);
685             buf[ETH_ADDR_LEN] = vlan >> 8;
686             buf[ETH_ADDR_LEN + 1] = vlan;
687             return dpid_from_hash(buf, sizeof buf);
688         } else {
689             /*
690              * Assume that this bridge's MAC address is unique, since it
691              * doesn't fit any of the cases we handle specially.
692              */
693         }
694     } else {
695         /*
696          * A purely internal bridge, that is, one that has no non-virtual
697          * network devices on it at all, is more difficult because it has no
698          * natural unique identifier at all.
699          *
700          * When the host is a XenServer, we handle this case by hashing the
701          * host's UUID with the name of the bridge.  Names of bridges are
702          * persistent across XenServer reboots, although they can be reused if
703          * an internal network is destroyed and then a new one is later
704          * created, so this is fairly effective.
705          *
706          * When the host is not a XenServer, we punt by using a random MAC
707          * address on each run.
708          */
709         const char *host_uuid = xenserver_get_host_uuid();
710         if (host_uuid) {
711             char *combined = xasprintf("%s,%s", host_uuid, br->name);
712             dpid = dpid_from_hash(combined, strlen(combined));
713             free(combined);
714             return dpid;
715         }
716     }
717
718     return eth_addr_to_uint64(bridge_ea);
719 }
720
721 static uint64_t
722 dpid_from_hash(const void *data, size_t n)
723 {
724     uint8_t hash[SHA1_DIGEST_SIZE];
725
726     BUILD_ASSERT_DECL(sizeof hash >= ETH_ADDR_LEN);
727     sha1_bytes(data, n, hash);
728     eth_addr_mark_random(hash);
729     return eth_addr_to_uint64(hash);
730 }
731
732 int
733 bridge_run(void)
734 {
735     struct bridge *br, *next;
736     int retval;
737
738     retval = 0;
739     LIST_FOR_EACH_SAFE (br, next, struct bridge, node, &all_bridges) {
740         int error = bridge_run_one(br);
741         if (error) {
742             static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
743             VLOG_ERR_RL(&rl, "bridge %s: datapath was destroyed externally, "
744                         "forcing reconfiguration", br->name);
745             if (!retval) {
746                 retval = error;
747             }
748         }
749     }
750     return retval;
751 }
752
753 void
754 bridge_wait(void)
755 {
756     struct bridge *br;
757
758     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
759         ofproto_wait(br->ofproto);
760         if (br->controller) {
761             continue;
762         }
763
764         if (br->ml) {
765             mac_learning_wait(br->ml);
766         }
767         bond_wait(br);
768         brstp_wait(br);
769     }
770 }
771
772 /* Forces 'br' to revalidate all of its flows.  This is appropriate when 'br''s
773  * configuration changes.  */
774 static void
775 bridge_flush(struct bridge *br)
776 {
777     COVERAGE_INC(bridge_flush);
778     br->flush = true;
779     if (br->ml) {
780         mac_learning_flush(br->ml);
781     }
782 }
783 \f
784 /* Bridge reconfiguration functions. */
785
786 static struct bridge *
787 bridge_create(const char *name)
788 {
789     struct bridge *br;
790     int error;
791
792     assert(!bridge_lookup(name));
793     br = xcalloc(1, sizeof *br);
794
795     error = dpif_create(name, &br->dpif);
796     if (error == EEXIST) {
797         error = dpif_open(name, &br->dpif);
798         if (error) {
799             VLOG_ERR("datapath %s already exists but cannot be opened: %s",
800                      name, strerror(error));
801             free(br);
802             return NULL;
803         }
804         dpif_flow_flush(br->dpif);
805     } else if (error) {
806         VLOG_ERR("failed to create datapath %s: %s", name, strerror(error));
807         free(br);
808         return NULL;
809     }
810
811     error = ofproto_create(name, &bridge_ofhooks, br, &br->ofproto);
812     if (error) {
813         VLOG_ERR("failed to create switch %s: %s", name, strerror(error));
814         dpif_delete(br->dpif);
815         dpif_close(br->dpif);
816         free(br);
817         return NULL;
818     }
819
820     br->name = xstrdup(name);
821     br->ml = mac_learning_create();
822     br->sent_config_request = false;
823     eth_addr_random(br->default_ea);
824
825     port_array_init(&br->ifaces);
826
827     br->flush = false;
828     br->bond_next_rebalance = time_msec() + 10000;
829
830     list_push_back(&all_bridges, &br->node);
831
832     VLOG_INFO("created bridge %s on %s", br->name, dpif_name(br->dpif));
833
834     return br;
835 }
836
837 static void
838 bridge_destroy(struct bridge *br)
839 {
840     if (br) {
841         int error;
842
843         while (br->n_ports > 0) {
844             port_destroy(br->ports[br->n_ports - 1]);
845         }
846         list_remove(&br->node);
847         error = dpif_delete(br->dpif);
848         if (error && error != ENOENT) {
849             VLOG_ERR("failed to delete %s: %s",
850                      dpif_name(br->dpif), strerror(error));
851         }
852         dpif_close(br->dpif);
853         ofproto_destroy(br->ofproto);
854         free(br->controller);
855         mac_learning_destroy(br->ml);
856         port_array_destroy(&br->ifaces);
857         free(br->ports);
858         free(br->name);
859         free(br);
860     }
861 }
862
863 static struct bridge *
864 bridge_lookup(const char *name)
865 {
866     struct bridge *br;
867
868     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
869         if (!strcmp(br->name, name)) {
870             return br;
871         }
872     }
873     return NULL;
874 }
875
876 bool
877 bridge_exists(const char *name)
878 {
879     return bridge_lookup(name) ? true : false;
880 }
881
882 uint64_t
883 bridge_get_datapathid(const char *name)
884 {
885     struct bridge *br = bridge_lookup(name);
886     return br ? ofproto_get_datapath_id(br->ofproto) : 0;
887 }
888
889 static int
890 bridge_run_one(struct bridge *br)
891 {
892     int error;
893
894     error = ofproto_run1(br->ofproto);
895     if (error) {
896         return error;
897     }
898
899     if (br->ml) {
900         mac_learning_run(br->ml, ofproto_get_revalidate_set(br->ofproto));
901     }
902     bond_run(br);
903     brstp_run(br);
904
905     error = ofproto_run2(br->ofproto, br->flush);
906     br->flush = false;
907
908     return error;
909 }
910
911 static const char *
912 bridge_get_controller(const struct bridge *br)
913 {
914     const char *controller;
915
916     controller = cfg_get_string(0, "bridge.%s.controller", br->name);
917     if (!controller) {
918         controller = cfg_get_string(0, "mgmt.controller");
919     }
920     return controller && controller[0] ? controller : NULL;
921 }
922
923 static void
924 bridge_reconfigure_one(struct bridge *br)
925 {
926     struct svec old_ports, new_ports, ifaces;
927     struct svec listeners, old_listeners;
928     struct svec snoops, old_snoops;
929     size_t i, j;
930
931     /* Collect old ports. */
932     svec_init(&old_ports);
933     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
934         svec_add(&old_ports, br->ports[i]->name);
935     }
936     svec_sort(&old_ports);
937     assert(svec_is_unique(&old_ports));
938
939     /* Collect new ports. */
940     svec_init(&new_ports);
941     cfg_get_all_keys(&new_ports, "bridge.%s.port", br->name);
942     svec_sort(&new_ports);
943     if (bridge_get_controller(br)) {
944         char local_name[IF_NAMESIZE];
945         int error;
946
947         error = dpif_port_get_name(br->dpif, ODPP_LOCAL,
948                                    local_name, sizeof local_name);
949         if (!error && !svec_contains(&new_ports, local_name)) {
950             svec_add(&new_ports, local_name);
951             svec_sort(&new_ports);
952         }
953     }
954     if (!svec_is_unique(&new_ports)) {
955         VLOG_WARN("bridge %s: %s specified twice as bridge port",
956                   br->name, svec_get_duplicate(&new_ports));
957         svec_unique(&new_ports);
958     }
959
960     ofproto_set_mgmt_id(br->ofproto, mgmt_id);
961
962     /* Get rid of deleted ports and add new ports. */
963     for (i = 0; i < br->n_ports; ) {
964         struct port *port = br->ports[i];
965         if (!svec_contains(&new_ports, port->name)) {
966             port_destroy(port);
967         } else {
968             i++;
969         }
970     }
971     for (i = 0; i < new_ports.n; i++) {
972         const char *name = new_ports.names[i];
973         if (!svec_contains(&old_ports, name)) {
974             port_create(br, name);
975         }
976     }
977     svec_destroy(&old_ports);
978     svec_destroy(&new_ports);
979
980     /* Reconfigure all ports. */
981     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
982         port_reconfigure(br->ports[i]);
983     }
984
985     /* Check and delete duplicate interfaces. */
986     svec_init(&ifaces);
987     for (i = 0; i < br->n_ports; ) {
988         struct port *port = br->ports[i];
989         for (j = 0; j < port->n_ifaces; ) {
990             struct iface *iface = port->ifaces[j];
991             if (svec_contains(&ifaces, iface->name)) {
992                 VLOG_ERR("bridge %s: %s interface is on multiple ports, "
993                          "removing from %s",
994                          br->name, iface->name, port->name);
995                 iface_destroy(iface);
996             } else {
997                 svec_add(&ifaces, iface->name);
998                 svec_sort(&ifaces);
999                 j++;
1000             }
1001         }
1002         if (!port->n_ifaces) {
1003             VLOG_ERR("%s port has no interfaces, dropping", port->name);
1004             port_destroy(port);
1005         } else {
1006             i++;
1007         }
1008     }
1009     svec_destroy(&ifaces);
1010
1011     /* Delete all flows if we're switching from connected to standalone or vice
1012      * versa.  (XXX Should we delete all flows if we are switching from one
1013      * controller to another?) */
1014
1015     /* Configure OpenFlow management listeners. */
1016     svec_init(&listeners);
1017     cfg_get_all_strings(&listeners, "bridge.%s.openflow.listeners", br->name);
1018     if (!listeners.n) {
1019         svec_add_nocopy(&listeners, xasprintf("punix:%s/%s.mgmt",
1020                                               ovs_rundir, br->name));
1021     } else if (listeners.n == 1 && !strcmp(listeners.names[0], "none")) {
1022         svec_clear(&listeners);
1023     }
1024     svec_sort_unique(&listeners);
1025
1026     svec_init(&old_listeners);
1027     ofproto_get_listeners(br->ofproto, &old_listeners);
1028     svec_sort_unique(&old_listeners);
1029
1030     if (!svec_equal(&listeners, &old_listeners)) {
1031         ofproto_set_listeners(br->ofproto, &listeners);
1032     }
1033     svec_destroy(&listeners);
1034     svec_destroy(&old_listeners);
1035
1036     /* Configure OpenFlow controller connection snooping. */
1037     svec_init(&snoops);
1038     cfg_get_all_strings(&snoops, "bridge.%s.openflow.snoops", br->name);
1039     if (!snoops.n) {
1040         svec_add_nocopy(&snoops, xasprintf("punix:%s/%s.snoop",
1041                                            ovs_rundir, br->name));
1042     } else if (snoops.n == 1 && !strcmp(snoops.names[0], "none")) {
1043         svec_clear(&snoops);
1044     }
1045     svec_sort_unique(&snoops);
1046
1047     svec_init(&old_snoops);
1048     ofproto_get_snoops(br->ofproto, &old_snoops);
1049     svec_sort_unique(&old_snoops);
1050
1051     if (!svec_equal(&snoops, &old_snoops)) {
1052         ofproto_set_snoops(br->ofproto, &snoops);
1053     }
1054     svec_destroy(&snoops);
1055     svec_destroy(&old_snoops);
1056
1057     mirror_reconfigure(br);
1058 }
1059
1060 static void
1061 bridge_reconfigure_controller(struct bridge *br)
1062 {
1063     char *pfx = xasprintf("bridge.%s.controller", br->name);
1064     const char *controller;
1065
1066     controller = bridge_get_controller(br);
1067     if ((br->controller != NULL) != (controller != NULL)) {
1068         ofproto_flush_flows(br->ofproto);
1069     }
1070     free(br->controller);
1071     br->controller = controller ? xstrdup(controller) : NULL;
1072
1073     if (controller) {
1074         const char *fail_mode;
1075         int max_backoff, probe;
1076         int rate_limit, burst_limit;
1077
1078         if (!strcmp(controller, "discover")) {
1079             ofproto_set_discovery(br->ofproto, true,
1080                                   cfg_get_string(0, "%s.accept-regex", pfx),
1081                                   cfg_get_bool(0, "%s.update-resolv.conf",
1082                                                pfx));
1083         } else {
1084             char local_name[IF_NAMESIZE];
1085             struct netdev *netdev;
1086             bool in_band;
1087             int error;
1088
1089             in_band = (!cfg_is_valid(CFG_BOOL | CFG_REQUIRED,
1090                                      "%s.in-band", pfx)
1091                        || cfg_get_bool(0, "%s.in-band", pfx));
1092             ofproto_set_discovery(br->ofproto, false, NULL, NULL);
1093             ofproto_set_in_band(br->ofproto, in_band);
1094
1095             error = dpif_port_get_name(br->dpif, ODPP_LOCAL,
1096                                        local_name, sizeof local_name);
1097             if (!error) {
1098                 error = netdev_open(local_name, NETDEV_ETH_TYPE_NONE, &netdev);
1099             }
1100             if (!error) {
1101                 if (cfg_is_valid(CFG_IP | CFG_REQUIRED, "%s.ip", pfx)) {
1102                     struct in_addr ip, mask, gateway;
1103                     ip.s_addr = cfg_get_ip(0, "%s.ip", pfx);
1104                     mask.s_addr = cfg_get_ip(0, "%s.netmask", pfx);
1105                     gateway.s_addr = cfg_get_ip(0, "%s.gateway", pfx);
1106
1107                     netdev_turn_flags_on(netdev, NETDEV_UP, true);
1108                     if (!mask.s_addr) {
1109                         mask.s_addr = guess_netmask(ip.s_addr);
1110                     }
1111                     if (!netdev_set_in4(netdev, ip, mask)) {
1112                         VLOG_INFO("bridge %s: configured IP address "IP_FMT", "
1113                                   "netmask "IP_FMT,
1114                                   br->name, IP_ARGS(&ip.s_addr),
1115                                   IP_ARGS(&mask.s_addr));
1116                     }
1117
1118                     if (gateway.s_addr) {
1119                         if (!netdev_add_router(gateway)) {
1120                             VLOG_INFO("bridge %s: configured gateway "IP_FMT,
1121                                       br->name, IP_ARGS(&gateway.s_addr));
1122                         }
1123                     }
1124                 }
1125                 netdev_close(netdev);
1126             }
1127         }
1128
1129         fail_mode = cfg_get_string(0, "%s.fail-mode", pfx);
1130         if (!fail_mode) {
1131             fail_mode = cfg_get_string(0, "mgmt.fail-mode");
1132         }
1133         ofproto_set_failure(br->ofproto,
1134                             (!fail_mode
1135                              || !strcmp(fail_mode, "standalone")
1136                              || !strcmp(fail_mode, "open")));
1137
1138         probe = cfg_get_int(0, "%s.inactivity-probe", pfx);
1139         if (probe < 5) {
1140             probe = cfg_get_int(0, "mgmt.inactivity-probe");
1141             if (probe < 5) {
1142                 probe = 15;
1143             }
1144         }
1145         ofproto_set_probe_interval(br->ofproto, probe);
1146
1147         max_backoff = cfg_get_int(0, "%s.max-backoff", pfx);
1148         if (!max_backoff) {
1149             max_backoff = cfg_get_int(0, "mgmt.max-backoff");
1150             if (!max_backoff) {
1151                 max_backoff = 15;
1152             }
1153         }
1154         ofproto_set_max_backoff(br->ofproto, max_backoff);
1155
1156         rate_limit = cfg_get_int(0, "%s.rate-limit", pfx);
1157         if (!rate_limit) {
1158             rate_limit = cfg_get_int(0, "mgmt.rate-limit");
1159         }
1160         burst_limit = cfg_get_int(0, "%s.burst-limit", pfx);
1161         if (!burst_limit) {
1162             burst_limit = cfg_get_int(0, "mgmt.burst-limit");
1163         }
1164         ofproto_set_rate_limit(br->ofproto, rate_limit, burst_limit);
1165
1166         ofproto_set_stp(br->ofproto, cfg_get_bool(0, "%s.stp", pfx));
1167
1168         if (cfg_has("%s.commands.acl", pfx)) {
1169             struct svec command_acls;
1170             char *command_acl;
1171
1172             svec_init(&command_acls);
1173             cfg_get_all_strings(&command_acls, "%s.commands.acl", pfx);
1174             command_acl = svec_join(&command_acls, ",", "");
1175
1176             ofproto_set_remote_execution(br->ofproto, command_acl,
1177                                          cfg_get_string(0, "%s.commands.dir",
1178                                                         pfx));
1179
1180             svec_destroy(&command_acls);
1181             free(command_acl);
1182         } else {
1183             ofproto_set_remote_execution(br->ofproto, NULL, NULL);
1184         }
1185     } else {
1186         union ofp_action action;
1187         flow_t flow;
1188
1189         /* Set up a flow that matches every packet and directs them to
1190          * OFPP_NORMAL (which goes to us). */
1191         memset(&action, 0, sizeof action);
1192         action.type = htons(OFPAT_OUTPUT);
1193         action.output.len = htons(sizeof action);
1194         action.output.port = htons(OFPP_NORMAL);
1195         memset(&flow, 0, sizeof flow);
1196         ofproto_add_flow(br->ofproto, &flow, OFPFW_ALL, 0,
1197                          &action, 1, 0);
1198
1199         ofproto_set_in_band(br->ofproto, false);
1200         ofproto_set_max_backoff(br->ofproto, 1);
1201         ofproto_set_probe_interval(br->ofproto, 5);
1202         ofproto_set_failure(br->ofproto, false);
1203         ofproto_set_stp(br->ofproto, false);
1204     }
1205     free(pfx);
1206
1207     ofproto_set_controller(br->ofproto, br->controller);
1208 }
1209
1210 static void
1211 bridge_get_all_ifaces(const struct bridge *br, struct svec *ifaces)
1212 {
1213     size_t i, j;
1214
1215     svec_init(ifaces);
1216     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1217         struct port *port = br->ports[i];
1218         for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
1219             struct iface *iface = port->ifaces[j];
1220             svec_add(ifaces, iface->name);
1221         }
1222     }
1223     svec_sort(ifaces);
1224     assert(svec_is_unique(ifaces));
1225 }
1226
1227 /* For robustness, in case the administrator moves around datapath ports behind
1228  * our back, we re-check all the datapath port numbers here.
1229  *
1230  * This function will set the 'dp_ifidx' members of interfaces that have
1231  * disappeared to -1, so only call this function from a context where those
1232  * 'struct iface's will be removed from the bridge.  Otherwise, the -1
1233  * 'dp_ifidx'es will cause trouble later when we try to send them to the
1234  * datapath, which doesn't support UINT16_MAX+1 ports. */
1235 static void
1236 bridge_fetch_dp_ifaces(struct bridge *br)
1237 {
1238     struct odp_port *dpif_ports;
1239     size_t n_dpif_ports;
1240     size_t i, j;
1241
1242     /* Reset all interface numbers. */
1243     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1244         struct port *port = br->ports[i];
1245         for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
1246             struct iface *iface = port->ifaces[j];
1247             iface->dp_ifidx = -1;
1248         }
1249     }
1250     port_array_clear(&br->ifaces);
1251
1252     dpif_port_list(br->dpif, &dpif_ports, &n_dpif_ports);
1253     for (i = 0; i < n_dpif_ports; i++) {
1254         struct odp_port *p = &dpif_ports[i];
1255         struct iface *iface = iface_lookup(br, p->devname);
1256         if (iface) {
1257             if (iface->dp_ifidx >= 0) {
1258                 VLOG_WARN("%s reported interface %s twice",
1259                           dpif_name(br->dpif), p->devname);
1260             } else if (iface_from_dp_ifidx(br, p->port)) {
1261                 VLOG_WARN("%s reported interface %"PRIu16" twice",
1262                           dpif_name(br->dpif), p->port);
1263             } else {
1264                 port_array_set(&br->ifaces, p->port, iface);
1265                 iface->dp_ifidx = p->port;
1266             }
1267         }
1268     }
1269     free(dpif_ports);
1270 }
1271 \f
1272 /* Bridge packet processing functions. */
1273
1274 static int
1275 bond_hash(const uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN])
1276 {
1277     return hash_bytes(mac, ETH_ADDR_LEN, 0) & BOND_MASK;
1278 }
1279
1280 static struct bond_entry *
1281 lookup_bond_entry(const struct port *port, const uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN])
1282 {
1283     return &port->bond_hash[bond_hash(mac)];
1284 }
1285
1286 static int
1287 bond_choose_iface(const struct port *port)
1288 {
1289     size_t i;
1290     for (i = 0; i < port->n_ifaces; i++) {
1291         if (port->ifaces[i]->enabled) {
1292             return i;
1293         }
1294     }
1295     return -1;
1296 }
1297
1298 static bool
1299 choose_output_iface(const struct port *port, const uint8_t *dl_src,
1300                     uint16_t *dp_ifidx, tag_type *tags)
1301 {
1302     struct iface *iface;
1303
1304     assert(port->n_ifaces);
1305     if (port->n_ifaces == 1) {
1306         iface = port->ifaces[0];
1307     } else {
1308         struct bond_entry *e = lookup_bond_entry(port, dl_src);
1309         if (e->iface_idx < 0 || e->iface_idx >= port->n_ifaces
1310             || !port->ifaces[e->iface_idx]->enabled) {
1311             /* XXX select interface properly.  The current interface selection
1312              * is only good for testing the rebalancing code. */
1313             e->iface_idx = bond_choose_iface(port);
1314             if (e->iface_idx < 0) {
1315                 *tags |= port->no_ifaces_tag;
1316                 return false;
1317             }
1318             e->iface_tag = tag_create_random();
1319         }
1320         *tags |= e->iface_tag;
1321         iface = port->ifaces[e->iface_idx];
1322     }
1323     *dp_ifidx = iface->dp_ifidx;
1324     *tags |= iface->tag;        /* Currently only used for bonding. */
1325     return true;
1326 }
1327
1328 static void
1329 bond_link_status_update(struct iface *iface, bool carrier)
1330 {
1331     static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 20);
1332     struct port *port = iface->port;
1333
1334     if ((carrier == iface->enabled) == (iface->delay_expires == LLONG_MAX)) {
1335         /* Nothing to do. */
1336         return;
1337     }
1338     VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: carrier %s",
1339                  iface->name, carrier ? "detected" : "dropped");
1340     if (carrier == iface->enabled) {
1341         iface->delay_expires = LLONG_MAX;
1342         VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: will not be %s",
1343                      iface->name, carrier ? "disabled" : "enabled");
1344     } else {
1345         int delay = carrier ? port->updelay : port->downdelay;
1346         iface->delay_expires = time_msec() + delay;
1347         if (delay) {
1348             VLOG_INFO_RL(&rl,
1349                          "interface %s: will be %s if it stays %s for %d ms",
1350                          iface->name,
1351                          carrier ? "enabled" : "disabled",
1352                          carrier ? "up" : "down",
1353                          delay);
1354         }
1355     }
1356 }
1357
1358 static void
1359 bond_choose_active_iface(struct port *port)
1360 {
1361     static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 20);
1362
1363     port->active_iface = bond_choose_iface(port);
1364     port->active_iface_tag = tag_create_random();
1365     if (port->active_iface >= 0) {
1366         VLOG_INFO_RL(&rl, "port %s: active interface is now %s",
1367                      port->name, port->ifaces[port->active_iface]->name);
1368     } else {
1369         VLOG_WARN_RL(&rl, "port %s: all ports disabled, no active interface",
1370                      port->name);
1371     }
1372 }
1373
1374 static void
1375 bond_enable_slave(struct iface *iface, bool enable)
1376 {
1377     struct port *port = iface->port;
1378     struct bridge *br = port->bridge;
1379
1380     iface->delay_expires = LLONG_MAX;
1381     if (enable == iface->enabled) {
1382         return;
1383     }
1384
1385     iface->enabled = enable;
1386     if (!iface->enabled) {
1387         VLOG_WARN("interface %s: enabled", iface->name);
1388         ofproto_revalidate(br->ofproto, iface->tag);
1389         if (iface->port_ifidx == port->active_iface) {
1390             ofproto_revalidate(br->ofproto,
1391                                port->active_iface_tag);
1392             bond_choose_active_iface(port);
1393         }
1394         bond_send_learning_packets(port);
1395     } else {
1396         VLOG_WARN("interface %s: disabled", iface->name);
1397         if (port->active_iface < 0) {
1398             ofproto_revalidate(br->ofproto, port->no_ifaces_tag);
1399             bond_choose_active_iface(port);
1400             bond_send_learning_packets(port);
1401         }
1402         iface->tag = tag_create_random();
1403     }
1404 }
1405
1406 static void
1407 bond_run(struct bridge *br)
1408 {
1409     size_t i, j;
1410
1411     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1412         struct port *port = br->ports[i];
1413         if (port->n_ifaces < 2) {
1414             continue;
1415         }
1416         for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
1417             struct iface *iface = port->ifaces[j];
1418             if (time_msec() >= iface->delay_expires) {
1419                 bond_enable_slave(iface, !iface->enabled);
1420             }
1421         }
1422     }
1423 }
1424
1425 static void
1426 bond_wait(struct bridge *br)
1427 {
1428     size_t i, j;
1429
1430     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1431         struct port *port = br->ports[i];
1432         if (port->n_ifaces < 2) {
1433             continue;
1434         }
1435         for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
1436             struct iface *iface = port->ifaces[j];
1437             if (iface->delay_expires != LLONG_MAX) {
1438                 poll_timer_wait(iface->delay_expires - time_msec());
1439             }
1440         }
1441     }
1442 }
1443
1444 static bool
1445 set_dst(struct dst *p, const flow_t *flow,
1446         const struct port *in_port, const struct port *out_port,
1447         tag_type *tags)
1448 {
1449     /* STP handling.
1450      *
1451      * XXX This uses too many tags: any broadcast flow will get one tag per
1452      * destination port, and thus a broadcast on a switch of any size is likely
1453      * to have all tag bits set.  We should figure out a way to be smarter.
1454      *
1455      * This is OK when STP is disabled, because stp_state_tag is 0 then. */
1456     *tags |= out_port->stp_state_tag;
1457     if (!(out_port->stp_state & (STP_DISABLED | STP_FORWARDING))) {
1458         return false;
1459     }
1460
1461     p->vlan = (out_port->vlan >= 0 ? OFP_VLAN_NONE
1462               : in_port->vlan >= 0 ? in_port->vlan
1463               : ntohs(flow->dl_vlan));
1464     return choose_output_iface(out_port, flow->dl_src, &p->dp_ifidx, tags);
1465 }
1466
1467 static void
1468 swap_dst(struct dst *p, struct dst *q)
1469 {
1470     struct dst tmp = *p;
1471     *p = *q;
1472     *q = tmp;
1473 }
1474
1475 /* Moves all the dsts with vlan == 'vlan' to the front of the 'n_dsts' in
1476  * 'dsts'.  (This may help performance by reducing the number of VLAN changes
1477  * that we push to the datapath.  We could in fact fully sort the array by
1478  * vlan, but in most cases there are at most two different vlan tags so that's
1479  * possibly overkill.) */
1480 static void
1481 partition_dsts(struct dst *dsts, size_t n_dsts, int vlan)
1482 {
1483     struct dst *first = dsts;
1484     struct dst *last = dsts + n_dsts;
1485
1486     while (first != last) {
1487         /* Invariants:
1488          *      - All dsts < first have vlan == 'vlan'.
1489          *      - All dsts >= last have vlan != 'vlan'.
1490          *      - first < last. */
1491         while (first->vlan == vlan) {
1492             if (++first == last) {
1493                 return;
1494             }
1495         }
1496
1497         /* Same invariants, plus one additional:
1498          *      - first->vlan != vlan.
1499          */
1500         while (last[-1].vlan != vlan) {
1501             if (--last == first) {
1502                 return;
1503             }
1504         }
1505
1506         /* Same invariants, plus one additional:
1507          *      - last[-1].vlan == vlan.*/
1508         swap_dst(first++, --last);
1509     }
1510 }
1511
1512 static int
1513 mirror_mask_ffs(mirror_mask_t mask)
1514 {
1515     BUILD_ASSERT_DECL(sizeof(unsigned int) >= sizeof(mask));
1516     return ffs(mask);
1517 }
1518
1519 static bool
1520 dst_is_duplicate(const struct dst *dsts, size_t n_dsts,
1521                  const struct dst *test)
1522 {
1523     size_t i;
1524     for (i = 0; i < n_dsts; i++) {
1525         if (dsts[i].vlan == test->vlan && dsts[i].dp_ifidx == test->dp_ifidx) {
1526             return true;
1527         }
1528     }
1529     return false;
1530 }
1531
1532 static bool
1533 port_trunks_vlan(const struct port *port, uint16_t vlan)
1534 {
1535     return port->vlan < 0 && bitmap_is_set(port->trunks, vlan);
1536 }
1537
1538 static bool
1539 port_includes_vlan(const struct port *port, uint16_t vlan)
1540 {
1541     return vlan == port->vlan || port_trunks_vlan(port, vlan);
1542 }
1543
1544 static size_t
1545 compose_dsts(const struct bridge *br, const flow_t *flow, uint16_t vlan,
1546              const struct port *in_port, const struct port *out_port,
1547              struct dst dsts[], tag_type *tags)
1548 {
1549     mirror_mask_t mirrors = in_port->src_mirrors;
1550     struct dst *dst = dsts;
1551     size_t i;
1552
1553     *tags |= in_port->stp_state_tag;
1554     if (out_port == FLOOD_PORT) {
1555         /* XXX use ODP_FLOOD if no vlans or bonding. */
1556         /* XXX even better, define each VLAN as a datapath port group */
1557         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1558             struct port *port = br->ports[i];
1559             if (port != in_port && port_includes_vlan(port, vlan)
1560                 && !port->is_mirror_output_port
1561                 && set_dst(dst, flow, in_port, port, tags)) {
1562                 mirrors |= port->dst_mirrors;
1563                 dst++;
1564             }
1565         }
1566     } else if (out_port && set_dst(dst, flow, in_port, out_port, tags)) {
1567         mirrors |= out_port->dst_mirrors;
1568         dst++;
1569     }
1570
1571     while (mirrors) {
1572         struct mirror *m = br->mirrors[mirror_mask_ffs(mirrors) - 1];
1573         if (!m->n_vlans || vlan_is_mirrored(m, vlan)) {
1574             if (m->out_port) {
1575                 if (set_dst(dst, flow, in_port, m->out_port, tags)
1576                     && !dst_is_duplicate(dsts, dst - dsts, dst)) {
1577                     dst++;
1578                 }
1579             } else {
1580                 for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1581                     struct port *port = br->ports[i];
1582                     if (port_includes_vlan(port, m->out_vlan)
1583                         && set_dst(dst, flow, in_port, port, tags)
1584                         && !dst_is_duplicate(dsts, dst - dsts, dst))
1585                     {
1586                         if (port->vlan < 0) {
1587                             dst->vlan = m->out_vlan;
1588                         }
1589                         if (dst->dp_ifidx == flow->in_port
1590                             && dst->vlan == vlan) {
1591                             /* Don't send out input port on same VLAN. */
1592                             continue;
1593                         }
1594                         dst++;
1595                     }
1596                 }
1597             }
1598         }
1599         mirrors &= mirrors - 1;
1600     }
1601
1602     partition_dsts(dsts, dst - dsts, ntohs(flow->dl_vlan));
1603     return dst - dsts;
1604 }
1605
1606 static void UNUSED
1607 print_dsts(const struct dst *dsts, size_t n)
1608 {
1609     for (; n--; dsts++) {
1610         printf(">p%"PRIu16, dsts->dp_ifidx);
1611         if (dsts->vlan != OFP_VLAN_NONE) {
1612             printf("v%"PRIu16, dsts->vlan);
1613         }
1614     }
1615 }
1616
1617 static void
1618 compose_actions(struct bridge *br, const flow_t *flow, uint16_t vlan,
1619                 const struct port *in_port, const struct port *out_port,
1620                 tag_type *tags, struct odp_actions *actions)
1621 {
1622     struct dst dsts[DP_MAX_PORTS * (MAX_MIRRORS + 1)];
1623     size_t n_dsts;
1624     const struct dst *p;
1625     uint16_t cur_vlan;
1626
1627     n_dsts = compose_dsts(br, flow, vlan, in_port, out_port, dsts, tags);
1628
1629     cur_vlan = ntohs(flow->dl_vlan);
1630     for (p = dsts; p < &dsts[n_dsts]; p++) {
1631         union odp_action *a;
1632         if (p->vlan != cur_vlan) {
1633             if (p->vlan == OFP_VLAN_NONE) {
1634                 odp_actions_add(actions, ODPAT_STRIP_VLAN);
1635             } else {
1636                 a = odp_actions_add(actions, ODPAT_SET_VLAN_VID);
1637                 a->vlan_vid.vlan_vid = htons(p->vlan);
1638             }
1639             cur_vlan = p->vlan;
1640         }
1641         a = odp_actions_add(actions, ODPAT_OUTPUT);
1642         a->output.port = p->dp_ifidx;
1643     }
1644 }
1645
1646 static bool
1647 is_bcast_arp_reply(const flow_t *flow, const struct ofpbuf *packet)
1648 {
1649     struct arp_eth_header *arp = (struct arp_eth_header *) packet->data;
1650     return (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP)
1651             && eth_addr_is_broadcast(flow->dl_dst)
1652             && packet->size >= sizeof(struct arp_eth_header)
1653             && arp->ar_op == ARP_OP_REQUEST);
1654 }
1655
1656 /* If the composed actions may be applied to any packet in the given 'flow',
1657  * returns true.  Otherwise, the actions should only be applied to 'packet', or
1658  * not at all, if 'packet' was NULL. */
1659 static bool
1660 process_flow(struct bridge *br, const flow_t *flow,
1661              const struct ofpbuf *packet, struct odp_actions *actions,
1662              tag_type *tags)
1663 {
1664     struct iface *in_iface;
1665     struct port *in_port;
1666     struct port *out_port = NULL; /* By default, drop the packet/flow. */
1667     int vlan;
1668
1669     /* Find the interface and port structure for the received packet. */
1670     in_iface = iface_from_dp_ifidx(br, flow->in_port);
1671     if (!in_iface) {
1672         /* No interface?  Something fishy... */
1673         if (packet != NULL) {
1674             /* Odd.  A few possible reasons here:
1675              *
1676              * - We deleted an interface but there are still a few packets
1677              *   queued up from it.
1678              *
1679              * - Someone externally added an interface (e.g. with "ovs-dpctl
1680              *   add-if") that we don't know about.
1681              *
1682              * - Packet arrived on the local port but the local port is not
1683              *   one of our bridge ports.
1684              */
1685             static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
1686
1687             VLOG_WARN_RL(&rl, "bridge %s: received packet on unknown "
1688                          "interface %"PRIu16, br->name, flow->in_port); 
1689         }
1690
1691         /* Return without adding any actions, to drop packets on this flow. */
1692         return true;
1693     }
1694     in_port = in_iface->port;
1695
1696     /* Figure out what VLAN this packet belongs to.
1697      *
1698      * Note that dl_vlan of 0 and of OFP_VLAN_NONE both mean that the packet
1699      * belongs to VLAN 0, so we should treat both cases identically.  (In the
1700      * former case, the packet has an 802.1Q header that specifies VLAN 0,
1701      * presumably to allow a priority to be specified.  In the latter case, the
1702      * packet does not have any 802.1Q header.) */
1703     vlan = ntohs(flow->dl_vlan);
1704     if (vlan == OFP_VLAN_NONE) {
1705         vlan = 0;
1706     }
1707     if (in_port->vlan >= 0) {
1708         if (vlan) {
1709             /* XXX support double tagging? */
1710             if (packet != NULL) {
1711                 static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
1712                 VLOG_WARN_RL(&rl, "bridge %s: dropping VLAN %"PRIu16" tagged "
1713                              "packet received on port %s configured with "
1714                              "implicit VLAN %"PRIu16,
1715                              br->name, ntohs(flow->dl_vlan),
1716                              in_port->name, in_port->vlan);
1717             }
1718             goto done;
1719         }
1720         vlan = in_port->vlan;
1721     } else {
1722         if (!port_includes_vlan(in_port, vlan)) {
1723             static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
1724             VLOG_WARN_RL(&rl, "bridge %s: dropping VLAN %d tagged "
1725                          "packet received on port %s not configured for "
1726                          "trunking VLAN %d",
1727                          br->name, vlan, in_port->name, vlan);
1728             goto done;
1729         }
1730     }
1731
1732     /* Drop frames for ports that STP wants entirely killed (both for
1733      * forwarding and for learning).  Later, after we do learning, we'll drop
1734      * the frames that STP wants to do learning but not forwarding on. */
1735     if (in_port->stp_state & (STP_LISTENING | STP_BLOCKING)) {
1736         goto done;
1737     }
1738
1739     /* Drop frames for reserved multicast addresses. */
1740     if (eth_addr_is_reserved(flow->dl_dst)) {
1741         goto done;
1742     }
1743
1744     /* Drop frames on ports reserved for mirroring. */
1745     if (in_port->is_mirror_output_port) {
1746         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
1747         VLOG_WARN_RL(&rl, "bridge %s: dropping packet received on port %s, "
1748                      "which is reserved exclusively for mirroring",
1749                      br->name, in_port->name);
1750         goto done;
1751     }
1752
1753     /* Multicast (and broadcast) packets on bonds need special attention, to
1754      * avoid receiving duplicates. */
1755     if (in_port->n_ifaces > 1 && eth_addr_is_multicast(flow->dl_dst)) {
1756         *tags |= in_port->active_iface_tag;
1757         if (in_port->active_iface != in_iface->port_ifidx) {
1758             /* Drop all multicast packets on inactive slaves. */
1759             goto done;
1760         } else {
1761             /* Drop all multicast packets for which we have learned a different
1762              * input port, because we probably sent the packet on one slaves
1763              * and got it back on the active slave.  Broadcast ARP replies are
1764              * an exception to this rule: the host has moved to another
1765              * switch. */
1766             int src_idx = mac_learning_lookup(br->ml, flow->dl_src, vlan);
1767             if (src_idx != -1 && src_idx != in_port->port_idx) {
1768                 if (packet) {
1769                     if (!is_bcast_arp_reply(flow, packet)) {
1770                         goto done;
1771                     }
1772                 } else {
1773                     /* No way to know whether it's an ARP reply, because the
1774                      * flow entry doesn't include enough information and we
1775                      * don't have a packet.  Punt. */
1776                     return false;
1777                 }
1778             }
1779         }
1780     }
1781
1782     /* MAC learning. */
1783     out_port = FLOOD_PORT;
1784     if (br->ml) {
1785         int out_port_idx;
1786
1787         /* Learn source MAC (but don't try to learn from revalidation). */
1788         if (packet) {
1789             tag_type rev_tag = mac_learning_learn(br->ml, flow->dl_src,
1790                                                   vlan, in_port->port_idx);
1791             if (rev_tag) {
1792                 /* The log messages here could actually be useful in debugging,
1793                  * so keep the rate limit relatively high. */
1794                 static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(30,
1795                                                                         300);
1796                 VLOG_DBG_RL(&rl, "bridge %s: learned that "ETH_ADDR_FMT" is "
1797                             "on port %s in VLAN %d",
1798                             br->name, ETH_ADDR_ARGS(flow->dl_src),
1799                             in_port->name, vlan);
1800                 ofproto_revalidate(br->ofproto, rev_tag);
1801             }
1802         }
1803
1804         /* Determine output port. */
1805         out_port_idx = mac_learning_lookup_tag(br->ml, flow->dl_dst, vlan,
1806                                                tags);
1807         if (out_port_idx >= 0 && out_port_idx < br->n_ports) {
1808             out_port = br->ports[out_port_idx];
1809         }
1810     }
1811
1812     /* Don't send packets out their input ports.  Don't forward frames that STP
1813      * wants us to discard. */
1814     if (in_port == out_port || in_port->stp_state == STP_LEARNING) {
1815         out_port = NULL;
1816     }
1817
1818 done:
1819     compose_actions(br, flow, vlan, in_port, out_port, tags, actions);
1820
1821     /*
1822      * We send out only a single packet, instead of setting up a flow, if the
1823      * packet is an ARP directed to broadcast that arrived on a bonded
1824      * interface.  In such a situation ARP requests and replies must be handled
1825      * differently, but OpenFlow unfortunately can't distinguish them.
1826      */
1827     return (in_port->n_ifaces < 2
1828             || flow->dl_type != htons(ETH_TYPE_ARP)
1829             || !eth_addr_is_broadcast(flow->dl_dst));
1830 }
1831
1832 /* Careful: 'opp' is in host byte order and opp->port_no is an OFP port
1833  * number. */
1834 static void
1835 bridge_port_changed_ofhook_cb(enum ofp_port_reason reason,
1836                               const struct ofp_phy_port *opp,
1837                               void *br_)
1838 {
1839     struct bridge *br = br_;
1840     struct iface *iface;
1841     struct port *port;
1842
1843     iface = iface_from_dp_ifidx(br, ofp_port_to_odp_port(opp->port_no));
1844     if (!iface) {
1845         return;
1846     }
1847     port = iface->port;
1848
1849     if (reason == OFPPR_DELETE) {
1850         VLOG_WARN("bridge %s: interface %s deleted unexpectedly",
1851                   br->name, iface->name);
1852         iface_destroy(iface);
1853         if (!port->n_ifaces) {
1854             VLOG_WARN("bridge %s: port %s has no interfaces, dropping",
1855                       br->name, port->name);
1856             port_destroy(port);
1857         }
1858
1859         bridge_flush(br);
1860     } else {
1861         memcpy(iface->mac, opp->hw_addr, ETH_ADDR_LEN);
1862         if (port->n_ifaces > 1) {
1863             bool up = !(opp->state & OFPPS_LINK_DOWN);
1864             bond_link_status_update(iface, up);
1865             port_update_bond_compat(port);
1866         }
1867     }
1868 }
1869
1870 static bool
1871 bridge_normal_ofhook_cb(const flow_t *flow, const struct ofpbuf *packet,
1872                         struct odp_actions *actions, tag_type *tags, void *br_)
1873 {
1874     struct bridge *br = br_;
1875
1876 #if 0
1877     if (flow->dl_type == htons(OFP_DL_TYPE_NOT_ETH_TYPE)
1878         && eth_addr_equals(flow->dl_dst, stp_eth_addr)) {
1879         brstp_receive(br, flow, payload);
1880         return true;
1881     }
1882 #endif
1883
1884     COVERAGE_INC(bridge_process_flow);
1885     return process_flow(br, flow, packet, actions, tags);
1886 }
1887
1888 static void
1889 bridge_account_flow_ofhook_cb(const flow_t *flow,
1890                               const union odp_action *actions,
1891                               size_t n_actions, unsigned long long int n_bytes,
1892                               void *br_)
1893 {
1894     struct bridge *br = br_;
1895     const union odp_action *a;
1896
1897     if (!br->has_bonded_ports) {
1898         return;
1899     }
1900
1901     for (a = actions; a < &actions[n_actions]; a++) {
1902         if (a->type == ODPAT_OUTPUT) {
1903             struct port *port = port_from_dp_ifidx(br, a->output.port);
1904             if (port && port->n_ifaces >= 2) {
1905                 struct bond_entry *e = lookup_bond_entry(port, flow->dl_src);
1906                 e->tx_bytes += n_bytes;
1907             }
1908         }
1909     }
1910 }
1911
1912 static void
1913 bridge_account_checkpoint_ofhook_cb(void *br_)
1914 {
1915     struct bridge *br = br_;
1916     size_t i;
1917
1918     if (!br->has_bonded_ports) {
1919         return;
1920     }
1921
1922     /* The current ofproto implementation calls this callback at least once a
1923      * second, so this timer implementation is sufficient. */
1924     if (time_msec() < br->bond_next_rebalance) {
1925         return;
1926     }
1927     br->bond_next_rebalance = time_msec() + 10000;
1928
1929     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1930         struct port *port = br->ports[i];
1931         if (port->n_ifaces > 1) {
1932             bond_rebalance_port(port);
1933         }
1934     }
1935 }
1936
1937 static struct ofhooks bridge_ofhooks = {
1938     bridge_port_changed_ofhook_cb,
1939     bridge_normal_ofhook_cb,
1940     bridge_account_flow_ofhook_cb,
1941     bridge_account_checkpoint_ofhook_cb,
1942 };
1943 \f
1944 /* Bonding functions. */
1945
1946 /* Statistics for a single interface on a bonded port, used for load-based
1947  * bond rebalancing.  */
1948 struct slave_balance {
1949     struct iface *iface;        /* The interface. */
1950     uint64_t tx_bytes;          /* Sum of hashes[*]->tx_bytes. */
1951
1952     /* All the "bond_entry"s that are assigned to this interface, in order of
1953      * increasing tx_bytes. */
1954     struct bond_entry **hashes;
1955     size_t n_hashes;
1956 };
1957
1958 /* Sorts pointers to pointers to bond_entries in ascending order by the
1959  * interface to which they are assigned, and within a single interface in
1960  * ascending order of bytes transmitted. */
1961 static int
1962 compare_bond_entries(const void *a_, const void *b_)
1963 {
1964     const struct bond_entry *const *ap = a_;
1965     const struct bond_entry *const *bp = b_;
1966     const struct bond_entry *a = *ap;
1967     const struct bond_entry *b = *bp;
1968     if (a->iface_idx != b->iface_idx) {
1969         return a->iface_idx > b->iface_idx ? 1 : -1;
1970     } else if (a->tx_bytes != b->tx_bytes) {
1971         return a->tx_bytes > b->tx_bytes ? 1 : -1;
1972     } else {
1973         return 0;
1974     }
1975 }
1976
1977 /* Sorts slave_balances so that enabled ports come first, and otherwise in
1978  * *descending* order by number of bytes transmitted. */
1979 static int
1980 compare_slave_balance(const void *a_, const void *b_)
1981 {
1982     const struct slave_balance *a = a_;
1983     const struct slave_balance *b = b_;
1984     if (a->iface->enabled != b->iface->enabled) {
1985         return a->iface->enabled ? -1 : 1;
1986     } else if (a->tx_bytes != b->tx_bytes) {
1987         return a->tx_bytes > b->tx_bytes ? -1 : 1;
1988     } else {
1989         return 0;
1990     }
1991 }
1992
1993 static void
1994 swap_bals(struct slave_balance *a, struct slave_balance *b)
1995 {
1996     struct slave_balance tmp = *a;
1997     *a = *b;
1998     *b = tmp;
1999 }
2000
2001 /* Restores the 'n_bals' slave_balance structures in 'bals' to sorted order
2002  * given that 'p' (and only 'p') might be in the wrong location.
2003  *
2004  * This function invalidates 'p', since it might now be in a different memory
2005  * location. */
2006 static void
2007 resort_bals(struct slave_balance *p,
2008             struct slave_balance bals[], size_t n_bals)
2009 {
2010     if (n_bals > 1) {
2011         for (; p > bals && p->tx_bytes > p[-1].tx_bytes; p--) {
2012             swap_bals(p, p - 1);
2013         }
2014         for (; p < &bals[n_bals - 1] && p->tx_bytes < p[1].tx_bytes; p++) {
2015             swap_bals(p, p + 1);
2016         }
2017     }
2018 }
2019
2020 static void
2021 log_bals(const struct slave_balance *bals, size_t n_bals, struct port *port)
2022 {
2023     if (VLOG_IS_DBG_ENABLED()) {
2024         struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
2025         const struct slave_balance *b;
2026
2027         for (b = bals; b < bals + n_bals; b++) {
2028             size_t i;
2029
2030             if (b > bals) {
2031                 ds_put_char(&ds, ',');
2032             }
2033             ds_put_format(&ds, " %s %"PRIu64"kB",
2034                           b->iface->name, b->tx_bytes / 1024);
2035
2036             if (!b->iface->enabled) {
2037                 ds_put_cstr(&ds, " (disabled)");
2038             }
2039             if (b->n_hashes > 0) {
2040                 ds_put_cstr(&ds, " (");
2041                 for (i = 0; i < b->n_hashes; i++) {
2042                     const struct bond_entry *e = b->hashes[i];
2043                     if (i > 0) {
2044                         ds_put_cstr(&ds, " + ");
2045                     }
2046                     ds_put_format(&ds, "h%td: %"PRIu64"kB",
2047                                   e - port->bond_hash, e->tx_bytes / 1024);
2048                 }
2049                 ds_put_cstr(&ds, ")");
2050             }
2051         }
2052         VLOG_DBG("bond %s:%s", port->name, ds_cstr(&ds));
2053         ds_destroy(&ds);
2054     }
2055 }
2056
2057 /* Shifts 'hash' from 'from' to 'to' within 'port'. */
2058 static void
2059 bond_shift_load(struct slave_balance *from, struct slave_balance *to,
2060                 struct bond_entry *hash)
2061 {
2062     struct port *port = from->iface->port;
2063     uint64_t delta = hash->tx_bytes;
2064
2065     VLOG_INFO("bond %s: shift %"PRIu64"kB of load (with hash %td) "
2066               "from %s to %s (now carrying %"PRIu64"kB and "
2067               "%"PRIu64"kB load, respectively)",
2068               port->name, delta / 1024, hash - port->bond_hash,
2069               from->iface->name, to->iface->name,
2070               (from->tx_bytes - delta) / 1024,
2071               (to->tx_bytes + delta) / 1024);
2072
2073     /* Delete element from from->hashes.
2074      *
2075      * We don't bother to add the element to to->hashes because not only would
2076      * it require more work, the only purpose it would be to allow that hash to
2077      * be migrated to another slave in this rebalancing run, and there is no
2078      * point in doing that.  */
2079     if (from->hashes[0] == hash) {
2080         from->hashes++;
2081     } else {
2082         int i = hash - from->hashes[0];
2083         memmove(from->hashes + i, from->hashes + i + 1,
2084                 (from->n_hashes - (i + 1)) * sizeof *from->hashes);
2085     }
2086     from->n_hashes--;
2087
2088     /* Shift load away from 'from' to 'to'. */
2089     from->tx_bytes -= delta;
2090     to->tx_bytes += delta;
2091
2092     /* Arrange for flows to be revalidated. */
2093     ofproto_revalidate(port->bridge->ofproto, hash->iface_tag);
2094     hash->iface_idx = to->iface->port_ifidx;
2095     hash->iface_tag = tag_create_random();
2096 }
2097
2098 static void
2099 bond_rebalance_port(struct port *port)
2100 {
2101     struct slave_balance bals[DP_MAX_PORTS];
2102     size_t n_bals;
2103     struct bond_entry *hashes[BOND_MASK + 1];
2104     struct slave_balance *b, *from, *to;
2105     struct bond_entry *e;
2106     size_t i;
2107
2108     /* Sets up 'bals' to describe each of the port's interfaces, sorted in
2109      * descending order of tx_bytes, so that bals[0] represents the most
2110      * heavily loaded slave and bals[n_bals - 1] represents the least heavily
2111      * loaded slave.
2112      *
2113      * The code is a bit tricky: to avoid dynamically allocating a 'hashes'
2114      * array for each slave_balance structure, we sort our local array of
2115      * hashes in order by slave, so that all of the hashes for a given slave
2116      * become contiguous in memory, and then we point each 'hashes' members of
2117      * a slave_balance structure to the start of a contiguous group. */
2118     n_bals = port->n_ifaces;
2119     for (b = bals; b < &bals[n_bals]; b++) {
2120         b->iface = port->ifaces[b - bals];
2121         b->tx_bytes = 0;
2122         b->hashes = NULL;
2123         b->n_hashes = 0;
2124     }
2125     for (i = 0; i <= BOND_MASK; i++) {
2126         hashes[i] = &port->bond_hash[i];
2127     }
2128     qsort(hashes, BOND_MASK + 1, sizeof *hashes, compare_bond_entries);
2129     for (i = 0; i <= BOND_MASK; i++) {
2130         e = hashes[i];
2131         if (e->iface_idx >= 0 && e->iface_idx < port->n_ifaces) {
2132             b = &bals[e->iface_idx];
2133             b->tx_bytes += e->tx_bytes;
2134             if (!b->hashes) {
2135                 b->hashes = &hashes[i];
2136             }
2137             b->n_hashes++;
2138         }
2139     }
2140     qsort(bals, n_bals, sizeof *bals, compare_slave_balance);
2141     log_bals(bals, n_bals, port);
2142
2143     /* Discard slaves that aren't enabled (which were sorted to the back of the
2144      * array earlier). */
2145     while (!bals[n_bals - 1].iface->enabled) {
2146         n_bals--;
2147         if (!n_bals) {
2148             return;
2149         }
2150     }
2151
2152     /* Shift load from the most-loaded slaves to the least-loaded slaves. */
2153     to = &bals[n_bals - 1];
2154     for (from = bals; from < to; ) {
2155         uint64_t overload = from->tx_bytes - to->tx_bytes;
2156         if (overload < to->tx_bytes >> 5 || overload < 100000) {
2157             /* The extra load on 'from' (and all less-loaded slaves), compared
2158              * to that of 'to' (the least-loaded slave), is less than ~3%, or
2159              * it is less than ~1Mbps.  No point in rebalancing. */
2160             break;
2161         } else if (from->n_hashes == 1) {
2162             /* 'from' only carries a single MAC hash, so we can't shift any
2163              * load away from it, even though we want to. */
2164             from++;
2165         } else {
2166             /* 'from' is carrying significantly more load than 'to', and that
2167              * load is split across at least two different hashes.  Pick a hash
2168              * to migrate to 'to' (the least-loaded slave), given that doing so
2169              * must not cause 'to''s load to exceed 'from''s load.
2170              *
2171              * The sort order we use means that we prefer to shift away the
2172              * smallest hashes instead of the biggest ones.  There is little
2173              * reason behind this decision; we could use the opposite sort
2174              * order to shift away big hashes ahead of small ones. */
2175             size_t i;
2176
2177             for (i = 0; i < from->n_hashes; i++) {
2178                 uint64_t delta = from->hashes[i]->tx_bytes;
2179                 if (to->tx_bytes + delta < from->tx_bytes - delta) {
2180                     break;
2181                 }
2182             }
2183             if (i < from->n_hashes) {
2184                 bond_shift_load(from, to, from->hashes[i]);
2185
2186                 /* Re-sort 'bals'.  Note that this may make 'from' and 'to'
2187                  * point to different slave_balance structures.  It is only
2188                  * valid to do these two operations in a row at all because we
2189                  * know that 'from' will not move past 'to' and vice versa. */
2190                 resort_bals(from, bals, n_bals);
2191                 resort_bals(to, bals, n_bals);
2192             } else {
2193                 from++;
2194             }
2195         }
2196     }
2197
2198     /* Implement exponentially weighted moving average.  A weight of 1/2 causes
2199      * historical data to decay to <1% in 7 rebalancing runs.  */
2200     for (e = &port->bond_hash[0]; e <= &port->bond_hash[BOND_MASK]; e++) {
2201         e->tx_bytes /= 2;
2202     }
2203 }
2204
2205 static void
2206 bond_send_learning_packets(struct port *port)
2207 {
2208     struct bridge *br = port->bridge;
2209     struct mac_entry *e;
2210     struct ofpbuf packet;
2211     int error, n_packets, n_errors;
2212
2213     if (!port->n_ifaces || port->active_iface < 0 || !br->ml) {
2214         return;
2215     }
2216
2217     ofpbuf_init(&packet, 128);
2218     error = n_packets = n_errors = 0;
2219     LIST_FOR_EACH (e, struct mac_entry, lru_node, &br->ml->lrus) {
2220         static const char s[] = "Open vSwitch Bond Failover";
2221         union ofp_action actions[2], *a;
2222         struct eth_header *eth;
2223         struct llc_snap_header *llc_snap;
2224         uint16_t dp_ifidx;
2225         tag_type tags = 0;
2226         flow_t flow;
2227         int retval;
2228
2229         if (e->port == port->port_idx
2230             || !choose_output_iface(port, e->mac, &dp_ifidx, &tags)) {
2231             continue;
2232         }
2233
2234         /* Compose packet to send. */
2235         ofpbuf_clear(&packet);
2236         eth = ofpbuf_put_zeros(&packet, ETH_HEADER_LEN);
2237         llc_snap = ofpbuf_put_zeros(&packet, LLC_SNAP_HEADER_LEN);
2238         ofpbuf_put(&packet, s, sizeof s); /* Includes null byte. */
2239         ofpbuf_put(&packet, e->mac, ETH_ADDR_LEN);
2240
2241         memcpy(eth->eth_dst, eth_addr_broadcast, ETH_ADDR_LEN);
2242         memcpy(eth->eth_src, e->mac, ETH_ADDR_LEN);
2243         eth->eth_type = htons(packet.size - ETH_HEADER_LEN);
2244
2245         llc_snap->llc.llc_dsap = LLC_DSAP_SNAP;
2246         llc_snap->llc.llc_ssap = LLC_SSAP_SNAP;
2247         llc_snap->llc.llc_cntl = LLC_CNTL_SNAP;
2248         memcpy(llc_snap->snap.snap_org, "\x00\x23\x20", 3);
2249         llc_snap->snap.snap_type = htons(0xf177); /* Random number. */
2250
2251         /* Compose actions. */
2252         memset(actions, 0, sizeof actions);
2253         a = actions;
2254         if (e->vlan) {
2255             a->vlan_vid.type = htons(OFPAT_SET_VLAN_VID);
2256             a->vlan_vid.len = htons(sizeof *a);
2257             a->vlan_vid.vlan_vid = htons(e->vlan);
2258             a++;
2259         }
2260         a->output.type = htons(OFPAT_OUTPUT);
2261         a->output.len = htons(sizeof *a);
2262         a->output.port = htons(odp_port_to_ofp_port(dp_ifidx));
2263         a++;
2264
2265         /* Send packet. */
2266         n_packets++;
2267         flow_extract(&packet, ODPP_NONE, &flow);
2268         retval = ofproto_send_packet(br->ofproto, &flow, actions, a - actions,
2269                                      &packet);
2270         if (retval) {
2271             error = retval;
2272             n_errors++;
2273         }
2274     }
2275     ofpbuf_uninit(&packet);
2276
2277     if (n_errors) {
2278         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
2279         VLOG_WARN_RL(&rl, "bond %s: %d errors sending %d gratuitous learning "
2280                      "packets, last error was: %s",
2281                      port->name, n_errors, n_packets, strerror(error));
2282     } else {
2283         VLOG_DBG("bond %s: sent %d gratuitous learning packets",
2284                  port->name, n_packets);
2285     }
2286 }
2287 \f
2288 /* Bonding unixctl user interface functions. */
2289
2290 static void
2291 bond_unixctl_list(struct unixctl_conn *conn, const char *args UNUSED)
2292 {
2293     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
2294     const struct bridge *br;
2295
2296     ds_put_cstr(&ds, "bridge\tbond\tslaves\n");
2297
2298     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
2299         size_t i;
2300
2301         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
2302             const struct port *port = br->ports[i];
2303             if (port->n_ifaces > 1) {
2304                 size_t j;
2305
2306                 ds_put_format(&ds, "%s\t%s\t", br->name, port->name);
2307                 for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
2308                     const struct iface *iface = port->ifaces[j];
2309                     if (j) {
2310                         ds_put_cstr(&ds, ", ");
2311                     }
2312                     ds_put_cstr(&ds, iface->name);
2313                 }
2314                 ds_put_char(&ds, '\n');
2315             }
2316         }
2317     }
2318     unixctl_command_reply(conn, 200, ds_cstr(&ds));
2319     ds_destroy(&ds);
2320 }
2321
2322 static struct port *
2323 bond_find(const char *name)
2324 {
2325     const struct bridge *br;
2326
2327     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
2328         size_t i;
2329
2330         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
2331             struct port *port = br->ports[i];
2332             if (!strcmp(port->name, name) && port->n_ifaces > 1) {
2333                 return port;
2334             }
2335         }
2336     }
2337     return NULL;
2338 }
2339
2340 static void
2341 bond_unixctl_show(struct unixctl_conn *conn, const char *args)
2342 {
2343     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
2344     const struct port *port;
2345     size_t j;
2346
2347     port = bond_find(args);
2348     if (!port) {
2349         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
2350         return;
2351     }
2352
2353     ds_put_format(&ds, "updelay: %d ms\n", port->updelay);
2354     ds_put_format(&ds, "downdelay: %d ms\n", port->downdelay);
2355     ds_put_format(&ds, "next rebalance: %lld ms\n",
2356                   port->bridge->bond_next_rebalance - time_msec());
2357     for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
2358         const struct iface *iface = port->ifaces[j];
2359         struct bond_entry *be;
2360
2361         /* Basic info. */
2362         ds_put_format(&ds, "slave %s: %s\n",
2363                       iface->name, iface->enabled ? "enabled" : "disabled");
2364         if (j == port->active_iface) {
2365             ds_put_cstr(&ds, "\tactive slave\n");
2366         }
2367         if (iface->delay_expires != LLONG_MAX) {
2368             ds_put_format(&ds, "\t%s expires in %lld ms\n",
2369                           iface->enabled ? "downdelay" : "updelay",
2370                           iface->delay_expires - time_msec());
2371         }
2372
2373         /* Hashes. */
2374         for (be = port->bond_hash; be <= &port->bond_hash[BOND_MASK]; be++) {
2375             int hash = be - port->bond_hash;
2376             struct mac_entry *me;
2377
2378             if (be->iface_idx != j) {
2379                 continue;
2380             }
2381
2382             ds_put_format(&ds, "\thash %d: %lld kB load\n",
2383                           hash, be->tx_bytes / 1024);
2384
2385             /* MACs. */
2386             if (!port->bridge->ml) {
2387                 break;
2388             }
2389
2390             LIST_FOR_EACH (me, struct mac_entry, lru_node,
2391                            &port->bridge->ml->lrus) {
2392                 uint16_t dp_ifidx;
2393                 tag_type tags = 0;
2394                 if (bond_hash(me->mac) == hash
2395                     && me->port != port->port_idx
2396                     && choose_output_iface(port, me->mac, &dp_ifidx, &tags)
2397                     && dp_ifidx == iface->dp_ifidx)
2398                 {
2399                     ds_put_format(&ds, "\t\t"ETH_ADDR_FMT"\n",
2400                                   ETH_ADDR_ARGS(me->mac));
2401                 }
2402             }
2403         }
2404     }
2405     unixctl_command_reply(conn, 200, ds_cstr(&ds));
2406     ds_destroy(&ds);
2407 }
2408
2409 static void
2410 bond_unixctl_migrate(struct unixctl_conn *conn, const char *args_)
2411 {
2412     char *args = (char *) args_;
2413     char *save_ptr = NULL;
2414     char *bond_s, *hash_s, *slave_s;
2415     uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN];
2416     struct port *port;
2417     struct iface *iface;
2418     struct bond_entry *entry;
2419     int hash;
2420
2421     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
2422     hash_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
2423     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
2424     if (!slave_s) {
2425         unixctl_command_reply(conn, 501,
2426                               "usage: bond/migrate BOND HASH SLAVE");
2427         return;
2428     }
2429
2430     port = bond_find(bond_s);
2431     if (!port) {
2432         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
2433         return;
2434     }
2435
2436     if (sscanf(hash_s, "%"SCNx8":%"SCNx8":%"SCNx8":%"SCNx8":%"SCNx8":%"SCNx8,
2437                &mac[0], &mac[1], &mac[2], &mac[3], &mac[4], &mac[5]) == 6) {
2438         hash = bond_hash(mac);
2439     } else if (strspn(hash_s, "0123456789") == strlen(hash_s)) {
2440         hash = atoi(hash_s) & BOND_MASK;
2441     } else {
2442         unixctl_command_reply(conn, 501, "bad hash");
2443         return;
2444     }
2445
2446     iface = port_lookup_iface(port, slave_s);
2447     if (!iface) {
2448         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
2449         return;
2450     }
2451
2452     if (!iface->enabled) {
2453         unixctl_command_reply(conn, 501, "cannot migrate to disabled slave");
2454         return;
2455     }
2456
2457     entry = &port->bond_hash[hash];
2458     ofproto_revalidate(port->bridge->ofproto, entry->iface_tag);
2459     entry->iface_idx = iface->port_ifidx;
2460     entry->iface_tag = tag_create_random();
2461     unixctl_command_reply(conn, 200, "migrated");
2462 }
2463
2464 static void
2465 bond_unixctl_set_active_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args_)
2466 {
2467     char *args = (char *) args_;
2468     char *save_ptr = NULL;
2469     char *bond_s, *slave_s;
2470     struct port *port;
2471     struct iface *iface;
2472
2473     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
2474     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
2475     if (!slave_s) {
2476         unixctl_command_reply(conn, 501,
2477                               "usage: bond/set-active-slave BOND SLAVE");
2478         return;
2479     }
2480
2481     port = bond_find(bond_s);
2482     if (!port) {
2483         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
2484         return;
2485     }
2486
2487     iface = port_lookup_iface(port, slave_s);
2488     if (!iface) {
2489         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
2490         return;
2491     }
2492
2493     if (!iface->enabled) {
2494         unixctl_command_reply(conn, 501, "cannot make disabled slave active");
2495         return;
2496     }
2497
2498     if (port->active_iface != iface->port_ifidx) {
2499         ofproto_revalidate(port->bridge->ofproto, port->active_iface_tag);
2500         port->active_iface = iface->port_ifidx;
2501         port->active_iface_tag = tag_create_random();
2502         VLOG_INFO("port %s: active interface is now %s",
2503                   port->name, iface->name);
2504         bond_send_learning_packets(port);
2505         unixctl_command_reply(conn, 200, "done");
2506     } else {
2507         unixctl_command_reply(conn, 200, "no change");
2508     }
2509 }
2510
2511 static void
2512 enable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args_, bool enable)
2513 {
2514     char *args = (char *) args_;
2515     char *save_ptr = NULL;
2516     char *bond_s, *slave_s;
2517     struct port *port;
2518     struct iface *iface;
2519
2520     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
2521     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
2522     if (!slave_s) {
2523         unixctl_command_reply(conn, 501,
2524                               "usage: bond/enable/disable-slave BOND SLAVE");
2525         return;
2526     }
2527
2528     port = bond_find(bond_s);
2529     if (!port) {
2530         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
2531         return;
2532     }
2533
2534     iface = port_lookup_iface(port, slave_s);
2535     if (!iface) {
2536         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
2537         return;
2538     }
2539
2540     bond_enable_slave(iface, enable);
2541     unixctl_command_reply(conn, 501, enable ? "enabled" : "disabled");
2542 }
2543
2544 static void
2545 bond_unixctl_enable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args)
2546 {
2547     enable_slave(conn, args, true);
2548 }
2549
2550 static void
2551 bond_unixctl_disable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args)
2552 {
2553     enable_slave(conn, args, false);
2554 }
2555
2556 static void
2557 bond_init(void)
2558 {
2559     unixctl_command_register("bond/list", bond_unixctl_list);
2560     unixctl_command_register("bond/show", bond_unixctl_show);
2561     unixctl_command_register("bond/migrate", bond_unixctl_migrate);
2562     unixctl_command_register("bond/set-active-slave",
2563                              bond_unixctl_set_active_slave);
2564     unixctl_command_register("bond/enable-slave", bond_unixctl_enable_slave);
2565     unixctl_command_register("bond/disable-slave", bond_unixctl_disable_slave);
2566 }
2567 \f
2568 /* Port functions. */
2569
2570 static void
2571 port_create(struct bridge *br, const char *name)
2572 {
2573     struct port *port;
2574
2575     port = xcalloc(1, sizeof *port);
2576     port->bridge = br;
2577     port->port_idx = br->n_ports;
2578     port->vlan = -1;
2579     port->trunks = NULL;
2580     port->name = xstrdup(name);
2581     port->active_iface = -1;
2582     port->stp_state = STP_DISABLED;
2583     port->stp_state_tag = 0;
2584
2585     if (br->n_ports >= br->allocated_ports) {
2586         br->ports = x2nrealloc(br->ports, &br->allocated_ports,
2587                                sizeof *br->ports);
2588     }
2589     br->ports[br->n_ports++] = port;
2590
2591     VLOG_INFO("created port %s on bridge %s", port->name, br->name);
2592     bridge_flush(br);
2593 }
2594
2595 static void
2596 port_reconfigure(struct port *port)
2597 {
2598     bool bonded = cfg_has_section("bonding.%s", port->name);
2599     struct svec old_ifaces, new_ifaces;
2600     unsigned long *trunks;
2601     int vlan;
2602     size_t i;
2603
2604     /* Collect old and new interfaces. */
2605     svec_init(&old_ifaces);
2606     svec_init(&new_ifaces);
2607     for (i = 0; i < port->n_ifaces; i++) {
2608         svec_add(&old_ifaces, port->ifaces[i]->name);
2609     }
2610     svec_sort(&old_ifaces);
2611     if (bonded) {
2612         cfg_get_all_keys(&new_ifaces, "bonding.%s.slave", port->name);
2613         if (!new_ifaces.n) {
2614             VLOG_ERR("port %s: no interfaces specified for bonded port",
2615                      port->name);
2616         } else if (new_ifaces.n == 1) {
2617             VLOG_WARN("port %s: only 1 interface specified for bonded port",
2618                       port->name);
2619         }
2620
2621         port->updelay = cfg_get_int(0, "bonding.%s.updelay", port->name);
2622         if (port->updelay < 0) {
2623             port->updelay = 0;
2624         }
2625         port->downdelay = cfg_get_int(0, "bonding.%s.downdelay", port->name);
2626         if (port->downdelay < 0) {
2627             port->downdelay = 0;
2628         }
2629     } else {
2630         svec_init(&new_ifaces);
2631         svec_add(&new_ifaces, port->name);
2632     }
2633
2634     /* Get rid of deleted interfaces and add new interfaces. */
2635     for (i = 0; i < port->n_ifaces; i++) {
2636         struct iface *iface = port->ifaces[i];
2637         if (!svec_contains(&new_ifaces, iface->name)) {
2638             iface_destroy(iface);
2639         } else {
2640             i++;
2641         }
2642     }
2643     for (i = 0; i < new_ifaces.n; i++) {
2644         const char *name = new_ifaces.names[i];
2645         if (!svec_contains(&old_ifaces, name)) {
2646             iface_create(port, name);
2647         }
2648     }
2649
2650     /* Get VLAN tag. */
2651     vlan = -1;
2652     if (cfg_has("vlan.%s.tag", port->name)) {
2653         if (!bonded) {
2654             vlan = cfg_get_vlan(0, "vlan.%s.tag", port->name);
2655             if (vlan >= 0 && vlan <= 4095) {
2656                 VLOG_DBG("port %s: assigning VLAN tag %d", port->name, vlan);
2657             }
2658         } else {
2659             /* It's possible that bonded, VLAN-tagged ports make sense.  Maybe
2660              * they even work as-is.  But they have not been tested. */
2661             VLOG_WARN("port %s: VLAN tags not supported on bonded ports",
2662                       port->name);
2663         }
2664     }
2665     if (port->vlan != vlan) {
2666         port->vlan = vlan;
2667         bridge_flush(port->bridge);
2668     }
2669
2670     /* Get trunked VLANs. */
2671     trunks = NULL;
2672     if (vlan < 0) {
2673         size_t n_trunks, n_errors;
2674         size_t i;
2675
2676         trunks = bitmap_allocate(4096);
2677         n_trunks = cfg_count("vlan.%s.trunks", port->name);
2678         n_errors = 0;
2679         for (i = 0; i < n_trunks; i++) {
2680             int trunk = cfg_get_vlan(i, "vlan.%s.trunks", port->name);
2681             if (trunk >= 0) {
2682                 bitmap_set1(trunks, trunk);
2683             } else {
2684                 n_errors++;
2685             }
2686         }
2687         if (n_errors) {
2688             VLOG_ERR("port %s: invalid values for %zu trunk VLANs",
2689                      port->name, n_trunks);
2690         }
2691         if (n_errors == n_trunks) {
2692             if (n_errors) {
2693                 VLOG_ERR("port %s: no valid trunks, trunking all VLANs",
2694                          port->name);
2695             }
2696             bitmap_set_multiple(trunks, 0, 4096, 1);
2697         }
2698     } else {
2699         if (cfg_has("vlan.%s.trunks", port->name)) {
2700             VLOG_ERR("ignoring vlan.%s.trunks in favor of vlan.%s.vlan",
2701                      port->name, port->name);
2702         }
2703     }
2704     if (trunks == NULL
2705         ? port->trunks != NULL
2706         : port->trunks == NULL || !bitmap_equal(trunks, port->trunks, 4096)) {
2707         bridge_flush(port->bridge);
2708     }
2709     bitmap_free(port->trunks);
2710     port->trunks = trunks;
2711
2712     svec_destroy(&old_ifaces);
2713     svec_destroy(&new_ifaces);
2714 }
2715
2716 static void
2717 port_destroy(struct port *port)
2718 {
2719     if (port) {
2720         struct bridge *br = port->bridge;
2721         struct port *del;
2722         size_t i;
2723
2724         proc_net_compat_update_vlan(port->name, NULL, 0);
2725
2726         for (i = 0; i < MAX_MIRRORS; i++) {
2727             struct mirror *m = br->mirrors[i];
2728             if (m && m->out_port == port) {
2729                 mirror_destroy(m);
2730             }
2731         }
2732
2733         while (port->n_ifaces > 0) {
2734             iface_destroy(port->ifaces[port->n_ifaces - 1]);
2735         }
2736
2737         del = br->ports[port->port_idx] = br->ports[--br->n_ports];
2738         del->port_idx = port->port_idx;
2739
2740         free(port->ifaces);
2741         bitmap_free(port->trunks);
2742         free(port->name);
2743         free(port);
2744         bridge_flush(br);
2745     }
2746 }
2747
2748 static struct port *
2749 port_from_dp_ifidx(const struct bridge *br, uint16_t dp_ifidx)
2750 {
2751     struct iface *iface = iface_from_dp_ifidx(br, dp_ifidx);
2752     return iface ? iface->port : NULL;
2753 }
2754
2755 static struct port *
2756 port_lookup(const struct bridge *br, const char *name)
2757 {
2758     size_t i;
2759
2760     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
2761         struct port *port = br->ports[i];
2762         if (!strcmp(port->name, name)) {
2763             return port;
2764         }
2765     }
2766     return NULL;
2767 }
2768
2769 static struct iface *
2770 port_lookup_iface(const struct port *port, const char *name)
2771 {
2772     size_t j;
2773
2774     for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
2775         struct iface *iface = port->ifaces[j];
2776         if (!strcmp(iface->name, name)) {
2777             return iface;
2778         }
2779     }
2780     return NULL;
2781 }
2782
2783 static void
2784 port_update_bonding(struct port *port)
2785 {
2786     if (port->n_ifaces < 2) {
2787         /* Not a bonded port. */
2788         if (port->bond_hash) {
2789             free(port->bond_hash);
2790             port->bond_hash = NULL;
2791             proc_net_compat_update_bond(port->name, NULL);
2792         }
2793     } else {
2794         if (!port->bond_hash) {
2795             size_t i;
2796
2797             port->bond_hash = xcalloc(BOND_MASK + 1, sizeof *port->bond_hash);
2798             for (i = 0; i <= BOND_MASK; i++) {
2799                 struct bond_entry *e = &port->bond_hash[i];
2800                 e->iface_idx = -1;
2801                 e->tx_bytes = 0;
2802             }
2803             port->no_ifaces_tag = tag_create_random();
2804             bond_choose_active_iface(port);
2805         }
2806         port_update_bond_compat(port);
2807     }
2808 }
2809
2810 static void
2811 port_update_bond_compat(struct port *port)
2812 {
2813     struct compat_bond bond;
2814     size_t i;
2815
2816     if (port->n_ifaces < 2) {
2817         return;
2818     }
2819
2820     bond.up = false;
2821     bond.updelay = port->updelay;
2822     bond.downdelay = port->downdelay;
2823     bond.n_slaves = port->n_ifaces;
2824     bond.slaves = xmalloc(port->n_ifaces * sizeof *bond.slaves);
2825     for (i = 0; i < port->n_ifaces; i++) {
2826         struct iface *iface = port->ifaces[i];
2827         struct compat_bond_slave *slave = &bond.slaves[i];
2828         slave->name = iface->name;
2829         slave->up = ((iface->enabled && iface->delay_expires == LLONG_MAX) ||
2830                      (!iface->enabled && iface->delay_expires != LLONG_MAX));
2831         if (slave->up) {
2832             bond.up = true;
2833         }
2834         memcpy(slave->mac, iface->mac, ETH_ADDR_LEN);
2835     }
2836     proc_net_compat_update_bond(port->name, &bond);
2837     free(bond.slaves);
2838 }
2839
2840 static void
2841 port_update_vlan_compat(struct port *port)
2842 {
2843     struct bridge *br = port->bridge;
2844     char *vlandev_name = NULL;
2845
2846     if (port->vlan > 0) {
2847         /* Figure out the name that the VLAN device should actually have, if it
2848          * existed.  This takes some work because the VLAN device would not
2849          * have port->name in its name; rather, it would have the trunk port's
2850          * name, and 'port' would be attached to a bridge that also had the
2851          * VLAN device one of its ports.  So we need to find a trunk port that
2852          * includes port->vlan.
2853          *
2854          * There might be more than one candidate.  This doesn't happen on
2855          * XenServer, so if it happens we just pick the first choice in
2856          * alphabetical order instead of creating multiple VLAN devices. */
2857         size_t i;
2858         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
2859             struct port *p = br->ports[i];
2860             if (port_trunks_vlan(p, port->vlan)
2861                 && p->n_ifaces
2862                 && (!vlandev_name || strcmp(p->name, vlandev_name) <= 0))
2863             {
2864                 const uint8_t *ea = p->ifaces[0]->mac;
2865                 if (!eth_addr_is_multicast(ea) &&
2866                     !eth_addr_is_reserved(ea) &&
2867                     !eth_addr_is_zero(ea)) {
2868                     vlandev_name = p->name;
2869                 }
2870             }
2871         }
2872     }
2873     proc_net_compat_update_vlan(port->name, vlandev_name, port->vlan);
2874 }
2875 \f
2876 /* Interface functions. */
2877
2878 static void
2879 iface_create(struct port *port, const char *name)
2880 {
2881     struct iface *iface;
2882
2883     iface = xcalloc(1, sizeof *iface);
2884     iface->port = port;
2885     iface->port_ifidx = port->n_ifaces;
2886     iface->name = xstrdup(name);
2887     iface->dp_ifidx = -1;
2888     iface->tag = tag_create_random();
2889     iface->delay_expires = LLONG_MAX;
2890
2891     netdev_nodev_get_etheraddr(name, iface->mac);
2892     netdev_nodev_get_carrier(name, &iface->enabled);
2893
2894     if (port->n_ifaces >= port->allocated_ifaces) {
2895         port->ifaces = x2nrealloc(port->ifaces, &port->allocated_ifaces,
2896                                   sizeof *port->ifaces);
2897     }
2898     port->ifaces[port->n_ifaces++] = iface;
2899     if (port->n_ifaces > 1) {
2900         port->bridge->has_bonded_ports = true;
2901     }
2902
2903     VLOG_DBG("attached network device %s to port %s", iface->name, port->name);
2904
2905     port_update_bonding(port);
2906     bridge_flush(port->bridge);
2907 }
2908
2909 static void
2910 iface_destroy(struct iface *iface)
2911 {
2912     if (iface) {
2913         struct port *port = iface->port;
2914         struct bridge *br = port->bridge;
2915         bool del_active = port->active_iface == iface->port_ifidx;
2916         struct iface *del;
2917
2918         if (iface->dp_ifidx >= 0) {
2919             port_array_set(&br->ifaces, iface->dp_ifidx, NULL);
2920         }
2921
2922         del = port->ifaces[iface->port_ifidx] = port->ifaces[--port->n_ifaces];
2923         del->port_ifidx = iface->port_ifidx;
2924
2925         free(iface->name);
2926         free(iface);
2927
2928         if (del_active) {
2929             ofproto_revalidate(port->bridge->ofproto, port->active_iface_tag);
2930             bond_choose_active_iface(port);
2931             bond_send_learning_packets(port);
2932         }
2933
2934         port_update_bonding(port);
2935         bridge_flush(port->bridge);
2936     }
2937 }
2938
2939 static struct iface *
2940 iface_lookup(const struct bridge *br, const char *name)
2941 {
2942     size_t i, j;
2943
2944     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
2945         struct port *port = br->ports[i];
2946         for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
2947             struct iface *iface = port->ifaces[j];
2948             if (!strcmp(iface->name, name)) {
2949                 return iface;
2950             }
2951         }
2952     }
2953     return NULL;
2954 }
2955
2956 static struct iface *
2957 iface_from_dp_ifidx(const struct bridge *br, uint16_t dp_ifidx)
2958 {
2959     return port_array_get(&br->ifaces, dp_ifidx);
2960 }
2961 \f
2962 /* Port mirroring. */
2963
2964 static void
2965 mirror_reconfigure(struct bridge *br)
2966 {
2967     struct svec old_mirrors, new_mirrors;
2968     size_t i;
2969
2970     /* Collect old and new mirrors. */
2971     svec_init(&old_mirrors);
2972     svec_init(&new_mirrors);
2973     cfg_get_subsections(&new_mirrors, "mirror.%s", br->name);
2974     for (i = 0; i < MAX_MIRRORS; i++) {
2975         if (br->mirrors[i]) {
2976             svec_add(&old_mirrors, br->mirrors[i]->name);
2977         }
2978     }
2979
2980     /* Get rid of deleted mirrors and add new mirrors. */
2981     svec_sort(&old_mirrors);
2982     assert(svec_is_unique(&old_mirrors));
2983     svec_sort(&new_mirrors);
2984     assert(svec_is_unique(&new_mirrors));
2985     for (i = 0; i < MAX_MIRRORS; i++) {
2986         struct mirror *m = br->mirrors[i];
2987         if (m && !svec_contains(&new_mirrors, m->name)) {
2988             mirror_destroy(m);
2989         }
2990     }
2991     for (i = 0; i < new_mirrors.n; i++) {
2992         const char *name = new_mirrors.names[i];
2993         if (!svec_contains(&old_mirrors, name)) {
2994             mirror_create(br, name);
2995         }
2996     }
2997     svec_destroy(&old_mirrors);
2998     svec_destroy(&new_mirrors);
2999
3000     /* Reconfigure all mirrors. */
3001     for (i = 0; i < MAX_MIRRORS; i++) {
3002         if (br->mirrors[i]) {
3003             mirror_reconfigure_one(br->mirrors[i]);
3004         }
3005     }
3006
3007     /* Update port reserved status. */
3008     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
3009         br->ports[i]->is_mirror_output_port = false;
3010     }
3011     for (i = 0; i < MAX_MIRRORS; i++) {
3012         struct mirror *m = br->mirrors[i];
3013         if (m && m->out_port) {
3014             m->out_port->is_mirror_output_port = true;
3015         }
3016     }
3017 }
3018
3019 static void
3020 mirror_create(struct bridge *br, const char *name)
3021 {
3022     struct mirror *m;
3023     size_t i;
3024
3025     for (i = 0; ; i++) {
3026         if (i >= MAX_MIRRORS) {
3027             VLOG_WARN("bridge %s: maximum of %d port mirrors reached, "
3028                       "cannot create %s", br->name, MAX_MIRRORS, name);
3029             return;
3030         }
3031         if (!br->mirrors[i]) {
3032             break;
3033         }
3034     }
3035
3036     VLOG_INFO("created port mirror %s on bridge %s", name, br->name);
3037     bridge_flush(br);
3038
3039     br->mirrors[i] = m = xcalloc(1, sizeof *m);
3040     m->bridge = br;
3041     m->idx = i;
3042     m->name = xstrdup(name);
3043     svec_init(&m->src_ports);
3044     svec_init(&m->dst_ports);
3045     m->vlans = NULL;
3046     m->n_vlans = 0;
3047     m->out_vlan = -1;
3048     m->out_port = NULL;
3049 }
3050
3051 static void
3052 mirror_destroy(struct mirror *m)
3053 {
3054     if (m) {
3055         struct bridge *br = m->bridge;
3056         size_t i;
3057
3058         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
3059             br->ports[i]->src_mirrors &= ~(MIRROR_MASK_C(1) << m->idx);
3060             br->ports[i]->dst_mirrors &= ~(MIRROR_MASK_C(1) << m->idx);
3061         }
3062
3063         svec_destroy(&m->src_ports);
3064         svec_destroy(&m->dst_ports);
3065         free(m->vlans);
3066
3067         m->bridge->mirrors[m->idx] = NULL;
3068         free(m);
3069
3070         bridge_flush(br);
3071     }
3072 }
3073
3074 static void
3075 prune_ports(struct mirror *m, struct svec *ports)
3076 {
3077     struct svec tmp;
3078     size_t i;
3079
3080     svec_sort_unique(ports);
3081
3082     svec_init(&tmp);
3083     for (i = 0; i < ports->n; i++) {
3084         const char *name = ports->names[i];
3085         if (port_lookup(m->bridge, name)) {
3086             svec_add(&tmp, name);
3087         } else {
3088             VLOG_WARN("mirror.%s.%s: cannot match on nonexistent port %s",
3089                       m->bridge->name, m->name, name);
3090         }
3091     }
3092     svec_swap(ports, &tmp);
3093     svec_destroy(&tmp);
3094 }
3095
3096 static size_t
3097 prune_vlans(struct mirror *m, struct svec *vlan_strings, int **vlans)
3098 {
3099     size_t n_vlans, i;
3100
3101     /* This isn't perfect: it won't combine "0" and "00", and the textual sort
3102      * order won't give us numeric sort order.  But that's good enough for what
3103      * we need right now. */
3104     svec_sort_unique(vlan_strings);
3105
3106     *vlans = xmalloc(sizeof *vlans * vlan_strings->n);
3107     n_vlans = 0;
3108     for (i = 0; i < vlan_strings->n; i++) {
3109         const char *name = vlan_strings->names[i];
3110         int vlan;
3111         if (!str_to_int(name, 10, &vlan) || vlan < 0 || vlan > 4095) {
3112             VLOG_WARN("mirror.%s.%s.select.vlan: ignoring invalid VLAN %s",
3113                       m->bridge->name, m->name, name);
3114         } else {
3115             (*vlans)[n_vlans++] = vlan;
3116         }
3117     }
3118     return n_vlans;
3119 }
3120
3121 static bool
3122 vlan_is_mirrored(const struct mirror *m, int vlan)
3123 {
3124     size_t i;
3125
3126     for (i = 0; i < m->n_vlans; i++) {
3127         if (m->vlans[i] == vlan) {
3128             return true;
3129         }
3130     }
3131     return false;
3132 }
3133
3134 static bool
3135 port_trunks_any_mirrored_vlan(const struct mirror *m, const struct port *p)
3136 {
3137     size_t i;
3138
3139     for (i = 0; i < m->n_vlans; i++) {
3140         if (port_trunks_vlan(p, m->vlans[i])) {
3141             return true;
3142         }
3143     }
3144     return false;
3145 }
3146
3147 static void
3148 mirror_reconfigure_one(struct mirror *m)
3149 {
3150     char *pfx = xasprintf("mirror.%s.%s", m->bridge->name, m->name);
3151     struct svec src_ports, dst_ports, ports;
3152     struct svec vlan_strings;
3153     mirror_mask_t mirror_bit;
3154     const char *out_port_name;
3155     struct port *out_port;
3156     int out_vlan;
3157     size_t n_vlans;
3158     int *vlans;
3159     size_t i;
3160     bool mirror_all_ports;
3161
3162     /* Get output port. */
3163     out_port_name = cfg_get_key(0, "mirror.%s.%s.output.port",
3164                                 m->bridge->name, m->name);
3165     if (out_port_name) {
3166         out_port = port_lookup(m->bridge, out_port_name);
3167         if (!out_port) {
3168             VLOG_ERR("%s.output.port: bridge %s does not have a port "
3169                       "named %s", pfx, m->bridge->name, out_port_name);
3170             mirror_destroy(m);
3171             free(pfx);
3172             return;
3173         }
3174         out_vlan = -1;
3175
3176         if (cfg_has("%s.output.vlan", pfx)) {
3177             VLOG_ERR("%s.output.port and %s.output.vlan both specified; "
3178                      "ignoring %s.output.vlan", pfx, pfx, pfx);
3179         }
3180     } else if (cfg_has("%s.output.vlan", pfx)) {
3181         out_port = NULL;
3182         out_vlan = cfg_get_vlan(0, "%s.output.vlan", pfx);
3183     } else {
3184         VLOG_ERR("%s: neither %s.output.port nor %s.output.vlan specified, "
3185                  "but exactly one is required; disabling port mirror %s",
3186                  pfx, pfx, pfx, pfx);
3187         mirror_destroy(m);
3188         free(pfx);
3189         return;
3190     }
3191
3192     /* Get all the ports, and drop duplicates and ports that don't exist. */
3193     svec_init(&src_ports);
3194     svec_init(&dst_ports);
3195     svec_init(&ports);
3196     cfg_get_all_keys(&src_ports, "%s.select.src-port", pfx);
3197     cfg_get_all_keys(&dst_ports, "%s.select.dst-port", pfx);
3198     cfg_get_all_keys(&ports, "%s.select.port", pfx);
3199     svec_append(&src_ports, &ports);
3200     svec_append(&dst_ports, &ports);
3201     svec_destroy(&ports);
3202     prune_ports(m, &src_ports);
3203     prune_ports(m, &dst_ports);
3204
3205     /* Get all the vlans, and drop duplicate and invalid vlans. */
3206     svec_init(&vlan_strings);
3207     cfg_get_all_keys(&vlan_strings, "%s.select.vlan", pfx);
3208     n_vlans = prune_vlans(m, &vlan_strings, &vlans);
3209     svec_destroy(&vlan_strings);
3210
3211     /* Update mirror data. */
3212     if (!svec_equal(&m->src_ports, &src_ports)
3213         || !svec_equal(&m->dst_ports, &dst_ports)
3214         || m->n_vlans != n_vlans
3215         || memcmp(m->vlans, vlans, sizeof *vlans * n_vlans)
3216         || m->out_port != out_port
3217         || m->out_vlan != out_vlan) {
3218         bridge_flush(m->bridge);
3219     }
3220     svec_swap(&m->src_ports, &src_ports);
3221     svec_swap(&m->dst_ports, &dst_ports);
3222     free(m->vlans);
3223     m->vlans = vlans;
3224     m->n_vlans = n_vlans;
3225     m->out_port = out_port;
3226     m->out_vlan = out_vlan;
3227
3228     /* If no selection criteria have been given, mirror for all ports. */
3229     mirror_all_ports = (!m->src_ports.n) && (!m->dst_ports.n) && (!m->n_vlans);
3230
3231     /* Update ports. */
3232     mirror_bit = MIRROR_MASK_C(1) << m->idx;
3233     for (i = 0; i < m->bridge->n_ports; i++) {
3234         struct port *port = m->bridge->ports[i];
3235
3236         if (mirror_all_ports
3237             || svec_contains(&m->src_ports, port->name)
3238             || (m->n_vlans
3239                 && (!port->vlan
3240                     ? port_trunks_any_mirrored_vlan(m, port)
3241                     : vlan_is_mirrored(m, port->vlan)))) {
3242             port->src_mirrors |= mirror_bit;
3243         } else {
3244             port->src_mirrors &= ~mirror_bit;
3245         }
3246
3247         if (mirror_all_ports || svec_contains(&m->dst_ports, port->name)) {
3248             port->dst_mirrors |= mirror_bit;
3249         } else {
3250             port->dst_mirrors &= ~mirror_bit;
3251         }
3252     }
3253
3254     /* Clean up. */
3255     svec_destroy(&src_ports);
3256     svec_destroy(&dst_ports);
3257     free(pfx);
3258 }
3259 \f
3260 /* Spanning tree protocol. */
3261
3262 static void brstp_update_port_state(struct port *);
3263
3264 static void
3265 brstp_send_bpdu(struct ofpbuf *pkt, int port_no, void *br_)
3266 {
3267     struct bridge *br = br_;
3268     static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
3269     struct iface *iface = iface_from_dp_ifidx(br, port_no);
3270     if (!iface) {
3271         VLOG_WARN_RL(&rl, "%s: cannot send BPDU on unknown port %d",
3272                      br->name, port_no);
3273     } else if (eth_addr_is_zero(iface->mac)) {
3274         VLOG_WARN_RL(&rl, "%s: cannot send BPDU on port %d with unknown MAC",
3275                      br->name, port_no);
3276     } else {
3277         union ofp_action action;
3278         struct eth_header *eth = pkt->l2;
3279         flow_t flow;
3280
3281         memcpy(eth->eth_src, iface->mac, ETH_ADDR_LEN);
3282
3283         memset(&action, 0, sizeof action);
3284         action.type = htons(OFPAT_OUTPUT);
3285         action.output.len = htons(sizeof action);
3286         action.output.port = htons(port_no);
3287
3288         flow_extract(pkt, ODPP_NONE, &flow);
3289         ofproto_send_packet(br->ofproto, &flow, &action, 1, pkt);
3290     }
3291     ofpbuf_delete(pkt);
3292 }
3293
3294 static void
3295 brstp_reconfigure(struct bridge *br)
3296 {
3297     size_t i;
3298
3299     if (!cfg_get_bool(0, "stp.%s.enabled", br->name)) {
3300         if (br->stp) {
3301             stp_destroy(br->stp);
3302             br->stp = NULL;
3303
3304             bridge_flush(br);
3305         }
3306     } else {
3307         uint64_t bridge_address, bridge_id;
3308         int bridge_priority;
3309
3310         bridge_address = cfg_get_mac(0, "stp.%s.address", br->name);
3311         if (!bridge_address) {
3312             if (br->stp) {
3313                 bridge_address = (stp_get_bridge_id(br->stp)
3314                                   & ((UINT64_C(1) << 48) - 1));
3315             } else {
3316                 uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN];
3317                 eth_addr_random(mac);
3318                 bridge_address = eth_addr_to_uint64(mac);
3319             }
3320         }
3321
3322         if (cfg_is_valid(CFG_INT | CFG_REQUIRED, "stp.%s.priority",
3323                          br->name)) {
3324             bridge_priority = cfg_get_int(0, "stp.%s.priority", br->name);
3325         } else {
3326             bridge_priority = STP_DEFAULT_BRIDGE_PRIORITY;
3327         }
3328
3329         bridge_id = bridge_address | ((uint64_t) bridge_priority << 48);
3330         if (!br->stp) {
3331             br->stp = stp_create(br->name, bridge_id, brstp_send_bpdu, br);
3332             br->stp_last_tick = time_msec();
3333             bridge_flush(br);
3334         } else {
3335             if (bridge_id != stp_get_bridge_id(br->stp)) {
3336                 stp_set_bridge_id(br->stp, bridge_id);
3337                 bridge_flush(br);
3338             }
3339         }
3340
3341         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
3342             struct port *p = br->ports[i];
3343             int dp_ifidx;
3344             struct stp_port *sp;
3345             int path_cost, priority;
3346             bool enable;
3347
3348             if (!p->n_ifaces) {
3349                 continue;
3350             }
3351             dp_ifidx = p->ifaces[0]->dp_ifidx;
3352             if (dp_ifidx < 0 || dp_ifidx >= STP_MAX_PORTS) {
3353                 continue;
3354             }
3355
3356             sp = stp_get_port(br->stp, dp_ifidx);
3357             enable = (!cfg_is_valid(CFG_BOOL | CFG_REQUIRED,
3358                                     "stp.%s.port.%s.enabled",
3359                                     br->name, p->name)
3360                       || cfg_get_bool(0, "stp.%s.port.%s.enabled",
3361                                       br->name, p->name));
3362             if (p->is_mirror_output_port) {
3363                 enable = false;
3364             }
3365             if (enable != (stp_port_get_state(sp) != STP_DISABLED)) {
3366                 bridge_flush(br); /* Might not be necessary. */
3367                 if (enable) {
3368                     stp_port_enable(sp);
3369                 } else {
3370                     stp_port_disable(sp);
3371                 }
3372             }
3373
3374             path_cost = cfg_get_int(0, "stp.%s.port.%s.path-cost",
3375                                     br->name, p->name);
3376             stp_port_set_path_cost(sp, path_cost ? path_cost : 19 /* XXX */);
3377
3378             priority = (cfg_is_valid(CFG_INT | CFG_REQUIRED,
3379                                      "stp.%s.port.%s.priority",
3380                                      br->name, p->name)
3381                         ? cfg_get_int(0, "stp.%s.port.%s.priority",
3382                                       br->name, p->name)
3383                         : STP_DEFAULT_PORT_PRIORITY);
3384             stp_port_set_priority(sp, priority);
3385         }
3386
3387         brstp_adjust_timers(br);
3388     }
3389     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
3390         brstp_update_port_state(br->ports[i]);
3391     }
3392 }
3393
3394 static void
3395 brstp_update_port_state(struct port *p)
3396 {
3397     struct bridge *br = p->bridge;
3398     enum stp_state state;
3399
3400     /* Figure out new state. */
3401     state = STP_DISABLED;
3402     if (br->stp && p->n_ifaces > 0) {
3403         int dp_ifidx = p->ifaces[0]->dp_ifidx;
3404         if (dp_ifidx >= 0 && dp_ifidx < STP_MAX_PORTS) {
3405             state = stp_port_get_state(stp_get_port(br->stp, dp_ifidx));
3406         }
3407     }
3408
3409     /* Update state. */
3410     if (p->stp_state != state) {
3411         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(10, 10);
3412         VLOG_INFO_RL(&rl, "port %s: STP state changed from %s to %s",
3413                      p->name, stp_state_name(p->stp_state),
3414                      stp_state_name(state));
3415         if (p->stp_state == STP_DISABLED) {
3416             bridge_flush(br);
3417         } else {
3418             ofproto_revalidate(p->bridge->ofproto, p->stp_state_tag);
3419         }
3420         p->stp_state = state;
3421         p->stp_state_tag = (p->stp_state == STP_DISABLED ? 0
3422                             : tag_create_random());
3423     }
3424 }
3425
3426 static void
3427 brstp_adjust_timers(struct bridge *br)
3428 {
3429     int hello_time = cfg_get_int(0, "stp.%s.hello-time", br->name);
3430     int max_age = cfg_get_int(0, "stp.%s.max-age", br->name);
3431     int forward_delay = cfg_get_int(0, "stp.%s.forward-delay", br->name);
3432
3433     stp_set_hello_time(br->stp, hello_time ? hello_time : 2000);
3434     stp_set_max_age(br->stp, max_age ? max_age : 20000);
3435     stp_set_forward_delay(br->stp, forward_delay ? forward_delay : 15000);
3436 }
3437
3438 static void
3439 brstp_run(struct bridge *br)
3440 {
3441     if (br->stp) {
3442         long long int now = time_msec();
3443         long long int elapsed = now - br->stp_last_tick;
3444         struct stp_port *sp;
3445
3446         if (elapsed > 0) {
3447             stp_tick(br->stp, MIN(INT_MAX, elapsed));
3448             br->stp_last_tick = now;
3449         }
3450         while (stp_get_changed_port(br->stp, &sp)) {
3451             struct port *p = port_from_dp_ifidx(br, stp_port_no(sp));
3452             if (p) {
3453                 brstp_update_port_state(p);
3454             }
3455         }
3456     }
3457 }
3458
3459 static void
3460 brstp_wait(struct bridge *br)
3461 {
3462     if (br->stp) {
3463         poll_timer_wait(1000);
3464     }
3465 }