Merge branch 'mainstream'
[sliver-openvswitch.git] / lib / classifier.h
index 0e39012..3c3e7d1 100644 (file)
  *
  * This is how the classifier works.  In a "struct classifier", each form of
  * "struct cls_rule" present (based on its ->match.mask) goes into a separate
- * "struct cls_table".  A lookup does a hash lookup in every "struct cls_table"
- * in the classifier and tracks the highest-priority match that it finds.  The
- * tables are kept in a descending priority order according to the highest
- * priority rule in each table, which allows lookup to skip over tables that
- * can't possibly have a higher-priority match than already found.
+ * "struct cls_subtable".  A lookup does a hash lookup in every "struct
+ * cls_subtable" in the classifier and tracks the highest-priority match that
+ * it finds.  The subtables are kept in a descending priority order according
+ * to the highest priority rule in each subtable, which allows lookup to skip
+ * over subtables that can't possibly have a higher-priority match than
+ * already found.
  *
  * One detail: a classifier can contain multiple rules that are identical other
  * than their priority.  When this happens, only the highest priority rule out
  * of a group of otherwise identical rules is stored directly in the "struct
- * cls_table", with the other almost-identical rules chained off a linked list
- * inside that highest-priority rule.
+ * cls_subtable", with the other almost-identical rules chained off a linked
+ * list inside that highest-priority rule.
+ *
+ *
+ * Staged Lookup
+ * =============
+ *
+ * Subtable lookup is performed in ranges defined for struct flow, starting
+ * from metadata (registers, in_port, etc.), then L2 header, L3, and finally
+ * L4 ports.  Whenever it is found that there are no matches in the current
+ * subtable, the rest of the subtable can be skipped.  The rationale of this
+ * logic is that as many fields as possible can remain wildcarded.
  *
  *
  * Partitioning
  * The classifier has a special optimization to speed up matching in this
  * scenario:
  *
- *     - Each cls_table that matches on metadata gets a tag derived from the
- *       table's mask, so that it is likely that each table has a unique tag.
- *       (Duplicate tags have a performance cost but do not affect
+ *     - Each cls_subtable that matches on metadata gets a tag derived from the
+ *       subtable's mask, so that it is likely that each subtable has a unique
+ *       tag.  (Duplicate tags have a performance cost but do not affect
  *       correctness.)
  *
  *     - For each metadata value matched by any cls_rule, the classifier
  *       constructs a "struct cls_partition" indexed by the metadata value.
  *       The cls_partition has a 'tags' member whose value is the bitwise-OR of
- *       the tags of each cls_table that contains any rule that matches on the
- *       cls_partition's metadata value.  In other words, struct cls_partition
- *       associates metadata values with tables that need to be checked with
- *       flows with that specific metadata value.
+ *       the tags of each cls_subtable that contains any rule that matches on
+ *       the cls_partition's metadata value.  In other words, struct
+ *       cls_partition associates metadata values with subtables that need to
+ *       be checked with flows with that specific metadata value.
  *
  * Thus, a flow lookup can start by looking up the partition associated with
- * the flow's metadata, and then skip over any cls_table whose 'tag' does not
- * intersect the partition's 'tags'.  (The flow must also be looked up in any
- * cls_table that doesn't match on metadata.  We handle that by giving any such
- * cls_table TAG_ALL as its 'tags' so that it matches any tag.)
+ * the flow's metadata, and then skip over any cls_subtable whose 'tag' does
+ * not intersect the partition's 'tags'.  (The flow must also be looked up in
+ * any cls_subtable that doesn't match on metadata.  We handle that by giving
+ * any such cls_subtable TAG_ALL as its 'tags' so that it matches any tag.)
  *
  *
  * Thread-safety
  * =============
  *
- * When locked properly, the classifier is thread safe as long as the following
- * conditions are satisfied.
- * - Only the main thread calls functions requiring a write lock.
- * - Only the main thread is allowed to iterate over rules. */
+ * The classifier may safely be accessed by many reader threads concurrently or
+ * by a single writer. */
 
 #include "flow.h"
+#include "hindex.h"
 #include "hmap.h"
 #include "list.h"
 #include "match.h"
@@ -119,51 +129,65 @@ extern "C" {
 /* Needed only for the lock annotation in struct classifier. */
 extern struct ovs_mutex ofproto_mutex;
 
+/* Maximum number of staged lookup indices for each subtable. */
+enum { CLS_MAX_INDICES = 3 };
+
 /* A flow classifier. */
 struct classifier {
     int n_rules;                /* Total number of rules. */
-    struct hmap tables;         /* Contains "struct cls_table"s.  */
-    struct list tables_priority; /* Tables in descending priority order */
+    uint8_t n_flow_segments;
+    uint8_t flow_segments[CLS_MAX_INDICES]; /* Flow segment boundaries to use
+                                             * for staged lookup. */
+    struct hmap subtables;      /* Contains "struct cls_subtable"s.  */
+    struct list subtables_priority; /* Subtables in descending priority order.
+                                     */
     struct hmap partitions;     /* Contains "struct cls_partition"s. */
     struct ovs_rwlock rwlock OVS_ACQ_AFTER(ofproto_mutex);
 };
 
 /* A set of rules that all have the same fields wildcarded. */
-struct cls_table {
-    struct hmap_node hmap_node; /* Within struct classifier 'tables' hmap. */
-    struct list list_node;      /* Within classifier 'tables_priority_list' */
+struct cls_subtable {
+    struct hmap_node hmap_node; /* Within struct classifier 'subtables' hmap.
+                                 */
+    struct list list_node;      /* Within classifier 'subtables_priority' list.
+                                 */
     struct hmap rules;          /* Contains "struct cls_rule"s. */
     struct minimask mask;       /* Wildcards for fields. */
-    int n_table_rules;          /* Number of rules, including duplicates. */
-    unsigned int max_priority;  /* Max priority of any rule in the table. */
+    int n_rules;                /* Number of rules, including duplicates. */
+    unsigned int max_priority;  /* Max priority of any rule in the subtable. */
     unsigned int max_count;     /* Count of max_priority rules. */
     tag_type tag;               /* Tag generated from mask for partitioning. */
+    uint8_t n_indices;           /* How many indices to use. */
+    uint8_t index_ofs[CLS_MAX_INDICES]; /* u32 flow segment boundaries. */
+    struct hindex indices[CLS_MAX_INDICES]; /* Staged lookup indices. */
 };
 
-/* Returns true if 'table' is a "catch-all" table that will match every
+/* Returns true if 'table' is a "catch-all" subtable that will match every
  * packet (if there is no higher-priority match). */
 static inline bool
-cls_table_is_catchall(const struct cls_table *table)
+cls_subtable_is_catchall(const struct cls_subtable *subtable)
 {
-    return minimask_is_catchall(&table->mask);
+    return minimask_is_catchall(&subtable->mask);
 }
 
-/* A rule in a "struct classifier". */
+/* A rule in a "struct cls_subtable". */
 struct cls_rule {
-    struct hmap_node hmap_node; /* Within struct cls_table 'rules'. */
+    struct hmap_node hmap_node; /* Within struct cls_subtable 'rules'. */
     struct list list;           /* List of identical, lower-priority rules. */
     struct minimatch match;     /* Matching rule. */
     unsigned int priority;      /* Larger numbers are higher priorities. */
     struct cls_partition *partition;
+    struct hindex_node index_nodes[CLS_MAX_INDICES]; /* Within subtable's
+                                                      * 'indices'. */
 };
 
 /* Associates a metadata value (that is, a value of the OpenFlow 1.1+ metadata
- * field) with tags for the "cls_table"s that contain rules that match that
+ * field) with tags for the "cls_subtable"s that contain rules that match that
  * metadata value.  */
 struct cls_partition {
     struct hmap_node hmap_node; /* In struct classifier's 'partitions' hmap. */
     ovs_be64 metadata;          /* metadata value for this partition. */
-    tag_type tags;              /* OR of each included flow's cls_table tag. */
+    tag_type tags;              /* OR of each flow's cls_subtable tag. */
     struct tag_tracker tracker; /* Tracks the bits in 'tags'. */
 };
 
@@ -185,7 +209,7 @@ bool cls_rule_is_catchall(const struct cls_rule *);
 bool cls_rule_is_loose_match(const struct cls_rule *rule,
                              const struct minimatch *criteria);
 
-void classifier_init(struct classifier *cls);
+void classifier_init(struct classifier *cls, const uint8_t *flow_segments);
 void classifier_destroy(struct classifier *);
 bool classifier_is_empty(const struct classifier *cls)
     OVS_REQ_RDLOCK(cls->rwlock);
@@ -219,14 +243,14 @@ struct cls_rule *classifier_find_match_exactly(const struct classifier *cls,
 
 struct cls_cursor {
     const struct classifier *cls;
-    const struct cls_table *table;
+    const struct cls_subtable *subtable;
     const struct cls_rule *target;
 };
 
 void cls_cursor_init(struct cls_cursor *cursor, const struct classifier *cls,
                      const struct cls_rule *match) OVS_REQ_RDLOCK(cls->rwlock);
 struct cls_rule *cls_cursor_first(struct cls_cursor *cursor);
-struct cls_rule *cls_cursor_next(struct cls_cursor *cursor, const struct cls_rule *);
+struct cls_rule *cls_cursor_next(struct cls_cursor *, const struct cls_rule *);
 
 #define CLS_CURSOR_FOR_EACH(RULE, MEMBER, CURSOR)                       \
     for (ASSIGN_CONTAINER(RULE, cls_cursor_first(CURSOR), MEMBER);      \