ofproto: Optimise OpenFlow flow expiry
[sliver-openvswitch.git] / ofproto / ofproto-provider.h
index 72efb14..95bda33 100644 (file)
 #include "ofp-errors.h"
 #include "ofp-util.h"
 #include "shash.h"
+#include "simap.h"
 #include "timeval.h"
 
+struct match;
 struct ofpact;
 struct ofputil_flow_mod;
-struct simap;
 
 /* An OpenFlow switch.
  *
@@ -51,22 +52,29 @@ struct ofproto {
                                        * ofproto-dpif implementation */
     bool forward_bpdu;          /* Option to allow forwarding of BPDU frames
                                  * when NORMAL action is invoked. */
-    char *mfr_desc;             /* Manufacturer. */
-    char *hw_desc;              /* Hardware. */
-    char *sw_desc;              /* Software version. */
-    char *serial_desc;          /* Serial number. */
-    char *dp_desc;              /* Datapath description. */
+    char *mfr_desc;             /* Manufacturer (NULL for default)b. */
+    char *hw_desc;              /* Hardware (NULL for default). */
+    char *sw_desc;              /* Software version (NULL for default). */
+    char *serial_desc;          /* Serial number (NULL for default). */
+    char *dp_desc;              /* Datapath description (NULL for default). */
     enum ofp_config_flags frag_handling; /* One of OFPC_*.  */
 
     /* Datapath. */
     struct hmap ports;          /* Contains "struct ofport"s. */
     struct shash port_by_name;
+    unsigned long *ofp_port_ids;/* Bitmap of used OpenFlow port numbers. */
+    struct simap ofp_requests;  /* OpenFlow port number requests. */
+    uint16_t alloc_port_no;     /* Last allocated OpenFlow port number. */
     uint16_t max_ports;         /* Max possible OpenFlow port num, plus one. */
 
     /* Flow tables. */
     struct oftable *tables;
     int n_tables;
 
+    /* Optimisation for flow expiry.
+     * These flows should all be present in tables. */
+    struct list expirable;      /* Expirable 'struct rule"s in all tables. */
+
     /* OpenFlow connections. */
     struct connmgr *connmgr;
 
@@ -115,6 +123,29 @@ struct ofport {
 
 void ofproto_port_set_state(struct ofport *, enum ofputil_port_state);
 
+/* OpenFlow table flags:
+ *
+ *   - "Hidden" tables are not included in OpenFlow operations that operate on
+ *     "all tables".  For example, a request for flow stats on all tables will
+ *     omit flows in hidden tables, table stats requests will omit the table
+ *     entirely, and the switch features reply will not count the hidden table.
+ *
+ *     However, operations that specifically name the particular table still
+ *     operate on it.  For example, flow_mods and flow stats requests on a
+ *     hidden table work.
+ *
+ *     To avoid gaps in table IDs (which have unclear validity in OpenFlow),
+ *     hidden tables must be the highest-numbered tables that a provider
+ *     implements.
+ *
+ *   - "Read-only" tables can't be changed through OpenFlow operations.  (At
+ *     the moment all flow table operations go effectively through OpenFlow, so
+ *     this means that read-only tables can't be changed at all after the
+ *     read-only flag is set.)
+ *
+ * The generic ofproto layer never sets these flags.  An ofproto provider can
+ * set them if it is appropriate.
+ */
 enum oftable_flags {
     OFTABLE_HIDDEN = 1 << 0,   /* Hide from most OpenFlow operations. */
     OFTABLE_READONLY = 1 << 1  /* Don't allow OpenFlow to change this table. */
@@ -194,6 +225,10 @@ struct rule {
     enum nx_flow_monitor_flags monitor_flags;
     uint64_t add_seqno;         /* Sequence number when added. */
     uint64_t modify_seqno;      /* Sequence number when changed. */
+
+    /* Optimisation for flow expiry. */
+    struct list expirable;      /* In ofproto's 'expirable' list if this rule
+                                 * is expirable, otherwise empty. */
 };
 
 static inline struct rule *
@@ -319,6 +354,16 @@ struct ofproto_class {
 /* ## Factory Functions ## */
 /* ## ----------------- ## */
 
+    /* Initializes provider.  The caller may pass in 'iface_hints',
+     * which contains an shash of "struct iface_hint" elements indexed
+     * by the interface's name.  The provider may use these hints to
+     * describe the startup configuration in order to reinitialize its
+     * state.  The caller owns the provided data, so a provider must
+     * make copies of anything required.  An ofproto provider must
+     * remove any existing state that is not described by the hint, and
+     * may choose to remove it all. */
+    void (*init)(const struct shash *iface_hints);
+
     /* Enumerates the types of all support ofproto types into 'types'.  The
      * caller has already initialized 'types' and other ofproto classes might
      * already have added names to it. */
@@ -345,6 +390,48 @@ struct ofproto_class {
      */
     int (*del)(const char *type, const char *name);
 
+    /* Returns the type to pass to netdev_open() when a datapath of type
+     * 'datapath_type' has a port of type 'port_type', for a few special
+     * cases when a netdev type differs from a port type.  For example,
+     * when using the userspace datapath, a port of type "internal"
+     * needs to be opened as "tap".
+     *
+     * Returns either 'type' itself or a string literal, which must not
+     * be freed. */
+    const char *(*port_open_type)(const char *datapath_type,
+                                  const char *port_type);
+
+/* ## ------------------------ ## */
+/* ## Top-Level type Functions ## */
+/* ## ------------------------ ## */
+
+    /* Performs any periodic activity required on ofprotos of type
+     * 'type'.
+     *
+     * An ofproto provider may implement it or not, depending on whether
+     * it needs type-level maintenance.
+     *
+     * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
+    int (*type_run)(const char *type);
+
+    /* Performs periodic activity required on ofprotos of type 'type'
+     * that needs to be done with the least possible latency.
+     *
+     * This is run multiple times per main loop.  An ofproto provider may
+     * implement it or not, according to whether it provides a performance
+     * boost for that ofproto implementation.
+     *
+     * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
+    int (*type_run_fast)(const char *type);
+
+    /* Causes the poll loop to wake up when a type 'type''s 'run'
+     * function needs to be called, e.g. by calling the timer or fd
+     * waiting functions in poll-loop.h.
+     *
+     * An ofproto provider may implement it or not, depending on whether
+     * it needs type-level maintenance. */
+    void (*type_wait)(const char *type);
+
 /* ## --------------------------- ## */
 /* ## Top-Level ofproto Functions ## */
 /* ## --------------------------- ## */
@@ -463,7 +550,17 @@ struct ofproto_class {
      *
      *   - 'name' to "table#" where # is the table ID.
      *
-     *   - 'wildcards' to OFPFW10_ALL.
+     *   - 'match' and 'wildcards' to OFPXMT12_MASK.
+     *
+     *   - 'write_actions' and 'apply_actions' to OFPAT12_OUTPUT.
+     *
+     *   - 'write_setfields' and 'apply_setfields' to OFPXMT12_MASK.
+     *
+     *   - 'metadata_match' and 'metadata_write' to UINT64_MAX.
+     *
+     *   - 'instructions' to OFPIT11_ALL.
+     *
+     *   - 'config' to OFPTC11_TABLE_MISS_MASK.
      *
      *   - 'max_entries' to 1,000,000.
      *
@@ -479,6 +576,21 @@ struct ofproto_class {
      *   - 'wildcards' to the set of wildcards actually supported by the table
      *     (if it doesn't support all OpenFlow wildcards).
      *
+     *   - 'instructions' to set the instructions actually supported by
+     *     the table.
+     *
+     *   - 'write_actions' to set the write actions actually supported by
+     *     the table (if it doesn't support all OpenFlow actions).
+     *
+     *   - 'apply_actions' to set the apply actions actually supported by
+     *     the table (if it doesn't support all OpenFlow actions).
+     *
+     *   - 'write_setfields' to set the write setfields actually supported by
+     *     the table.
+     *
+     *   - 'apply_setfields' to set the apply setfields actually supported by
+     *     the table.
+     *
      *   - 'max_entries' to the maximum number of flows actually supported by
      *     the hardware.
      *
@@ -488,10 +600,10 @@ struct ofproto_class {
      *   - 'matched_count' to the number of packets looked up in this flow
      *     table so far that matched one of the flow entries.
      *
-     * Keep in mind that all of the members of struct ofp10_table_stats are in
-     * network byte order.
+     * All of the members of struct ofp12_table_stats are in network byte
+     * order.
      */
-    void (*get_tables)(struct ofproto *ofproto, struct ofp10_table_stats *ots);
+    void (*get_tables)(struct ofproto *ofproto, struct ofp12_table_stats *ots);
 
 /* ## ---------------- ## */
 /* ## ofport Functions ## */
@@ -500,6 +612,8 @@ struct ofproto_class {
     /* Life-cycle functions for a "struct ofport" (see "Life Cycle" above).
      *
      * ->port_construct() should not modify any base members of the ofport.
+     * An ofproto implementation should use the 'ofp_port' member of
+     * "struct ofport" as the OpenFlow port number.
      *
      * ofports are managed by the base ofproto code.  The ofproto
      * implementation should only create and destroy them in response to calls
@@ -558,14 +672,14 @@ struct ofproto_class {
                               const char *devname, struct ofproto_port *port);
 
     /* Attempts to add 'netdev' as a port on 'ofproto'.  Returns 0 if
-     * successful, otherwise a positive errno value.  If successful, sets
-     * '*ofp_portp' to the new port's port number.
+     * successful, otherwise a positive errno value.  The caller should
+     * inform the implementation of the OpenFlow port through the
+     * ->port_construct() method.
      *
      * It doesn't matter whether the new port will be returned by a later call
      * to ->port_poll(); the implementation may do whatever is more
      * convenient. */
-    int (*port_add)(struct ofproto *ofproto, struct netdev *netdev,
-                    uint16_t *ofp_portp);
+    int (*port_add)(struct ofproto *ofproto, struct netdev *netdev);
 
     /* Deletes port number 'ofp_port' from the datapath for 'ofproto'.  Returns
      * 0 if successful, otherwise a positive errno value.
@@ -583,11 +697,9 @@ struct ofproto_class {
      *
      * The client might not be entirely in control of the ports within an
      * ofproto.  Some hardware implementations, for example, might have a fixed
-     * set of ports in a datapath, and the Linux datapath allows the system
-     * administrator to externally add and remove ports with ovs-dpctl.  For
-     * this reason, the client needs a way to iterate through all the ports
-     * that are actually in a datapath.  These functions provide that
-     * functionality.
+     * set of ports in a datapath.  For this reason, the client needs a way to
+     * iterate through all the ports that are actually in a datapath.  These
+     * functions provide that functionality.
      *
      * The 'state' pointer provides the implementation a place to
      * keep track of its position.  Its format is opaque to the caller.
@@ -701,24 +813,22 @@ struct ofproto_class {
 /* ## OpenFlow Rule Functions ## */
 /* ## ----------------------- ## */
 
-
-
-    /* Chooses an appropriate table for 'cls_rule' within 'ofproto'.  On
+    /* Chooses an appropriate table for 'match' within 'ofproto'.  On
      * success, stores the table ID into '*table_idp' and returns 0.  On
      * failure, returns an OpenFlow error code.
      *
-     * The choice of table should be a function of 'cls_rule' and 'ofproto''s
+     * The choice of table should be a function of 'match' and 'ofproto''s
      * datapath capabilities.  It should not depend on the flows already in
      * 'ofproto''s flow tables.  Failure implies that an OpenFlow rule with
-     * 'cls_rule' as its matching condition can never be inserted into
-     * 'ofproto', even starting from an empty flow table.
+     * 'match' as its matching condition can never be inserted into 'ofproto',
+     * even starting from an empty flow table.
      *
      * If multiple tables are candidates for inserting the flow, the function
      * should choose one arbitrarily (but deterministically).
      *
      * If this function is NULL then table 0 is always chosen. */
     enum ofperr (*rule_choose_table)(const struct ofproto *ofproto,
-                                     const struct cls_rule *cls_rule,
+                                     const struct match *match,
                                      uint8_t *table_idp);
 
     /* Life-cycle functions for a "struct rule" (see "Life Cycle" above).
@@ -803,11 +913,7 @@ struct ofproto_class {
      *     registers, then it is an error if 'rule->cr' does not wildcard all
      *     registers.
      *
-     *   - Validate that 'rule->ofpacts' is a sequence of well-formed actions
-     *     that the datapath can correctly implement.  If your ofproto
-     *     implementation only implements a subset of the actions that Open
-     *     vSwitch understands, then you should implement your own action
-     *     validation.
+     *   - Validate that the datapath can correctly implement 'rule->ofpacts'.
      *
      *   - If the rule is valid, update the datapath flow table, adding the new
      *     rule or replacing the existing one.
@@ -873,7 +979,7 @@ struct ofproto_class {
      *
      * 'flow' reflects the flow information for 'packet'.  All of the
      * information in 'flow' is extracted from 'packet', except for
-     * flow->tun_id and flow->in_port, which are assigned the correct values
+     * flow->tunnel and flow->in_port, which are assigned the correct values
      * for the incoming packet.  The register values are zeroed.  'packet''s
      * header pointers (e.g. packet->l3) are appropriately initialized.
      *
@@ -889,8 +995,8 @@ struct ofproto_class {
      *
      * ->rule_modify_actions() should set the following in motion:
      *
-     *   - Validate that the actions now in 'rule' are well-formed OpenFlow
-     *     actions that the datapath can correctly implement.
+     *   - Validate that the datapath can correctly implement the actions now
+     *     in 'rule'.
      *
      *   - Update the datapath flow table with the new actions.
      *
@@ -943,17 +1049,17 @@ struct ofproto_class {
      * The caller retains ownership of 'packet' and of 'ofpacts', so
      * ->packet_out() should not modify or free them.
      *
-     * This function must validate that it can implement 'ofpacts'.  If not,
-     * then it should return an OpenFlow error code.
+     * This function must validate that it can correctly implement 'ofpacts'.
+     * If not, then it should return an OpenFlow error code.
      *
      * 'flow' reflects the flow information for 'packet'.  All of the
      * information in 'flow' is extracted from 'packet', except for
-     * flow->in_port (see below).  flow->tun_id and its register values are
+     * flow->in_port (see below).  flow->tunnel and its register values are
      * zeroed.
      *
      * flow->in_port comes from the OpenFlow OFPT_PACKET_OUT message.  The
      * implementation should reject invalid flow->in_port values by returning
-     * OFPERR_NXBRC_BAD_IN_PORT.  (If the implementation called
+     * OFPERR_OFPBRC_BAD_PORT.  (If the implementation called
      * ofproto_init_max_ports(), then the client will reject these ports
      * itself.)  For consistency, the implementation should consider valid for
      * flow->in_port any value that could possibly be seen in a packet that it
@@ -1181,9 +1287,14 @@ struct ofproto_class {
      * will be invoked. */
     void (*forward_bpdu_changed)(struct ofproto *ofproto);
 
-    /* Sets the MAC aging timeout for the OFPP_NORMAL action to 'idle_time',
-     * in seconds. */
-    void (*set_mac_idle_time)(struct ofproto *ofproto, unsigned int idle_time);
+    /* Sets the MAC aging timeout for the OFPP_NORMAL action to 'idle_time', in
+     * seconds, and the maximum number of MAC table entries to
+     * 'max_entries'.
+     *
+     * An implementation that doesn't support configuring these features may
+     * set this function to NULL or implement it as a no-op. */
+    void (*set_mac_table_config)(struct ofproto *ofproto,
+                                 unsigned int idle_time, size_t max_entries);
 
 /* Linux VLAN device support (e.g. "eth0.10" for VLAN 10.)
  *
@@ -1223,9 +1334,11 @@ enum { OFPROTO_POSTPONE = 1 << 16 };
 BUILD_ASSERT_DECL(OFPROTO_POSTPONE < OFPERR_OFS);
 
 int ofproto_flow_mod(struct ofproto *, const struct ofputil_flow_mod *);
-void ofproto_add_flow(struct ofproto *, const struct cls_rule *,
+void ofproto_add_flow(struct ofproto *, const struct match *,
+                      unsigned int priority,
                       const struct ofpact *ofpacts, size_t ofpacts_len);
-bool ofproto_delete_flow(struct ofproto *, const struct cls_rule *);
+bool ofproto_delete_flow(struct ofproto *,
+                         const struct match *, unsigned int priority);
 void ofproto_flush_flows(struct ofproto *);
 
 #endif /* ofproto/ofproto-provider.h */