meta-flow: Correctly set destination MAC in mf_set_flow_value().
[sliver-openvswitch.git] / ofproto / ofproto.c
index 9b7aec2..766646d 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /*
- * Copyright (c) 2009, 2010, 2011 Nicira Networks.
+ * Copyright (c) 2009, 2010, 2011, 2012 Nicira Networks.
  * Copyright (c) 2010 Jean Tourrilhes - HP-Labs.
  *
  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
@@ -21,6 +21,7 @@
 #include <inttypes.h>
 #include <stdbool.h>
 #include <stdlib.h>
+#include "bitmap.h"
 #include "byte-order.h"
 #include "classifier.h"
 #include "connmgr.h"
 #include "ofp-print.h"
 #include "ofp-util.h"
 #include "ofpbuf.h"
+#include "ofproto-provider.h"
 #include "openflow/nicira-ext.h"
 #include "openflow/openflow.h"
 #include "packets.h"
 #include "pinsched.h"
 #include "pktbuf.h"
 #include "poll-loop.h"
-#include "private.h"
 #include "shash.h"
 #include "sset.h"
 #include "timeval.h"
@@ -59,30 +60,95 @@ COVERAGE_DEFINE(ofproto_reinit_ports);
 COVERAGE_DEFINE(ofproto_uninstallable);
 COVERAGE_DEFINE(ofproto_update_port);
 
+enum ofproto_state {
+    S_OPENFLOW,                 /* Processing OpenFlow commands. */
+    S_FLUSH,                    /* Deleting all flow table rules. */
+};
+
+enum ofoperation_type {
+    OFOPERATION_ADD,
+    OFOPERATION_DELETE,
+    OFOPERATION_MODIFY
+};
+
+/* A single OpenFlow request can execute any number of operations.  The
+ * ofopgroup maintain OpenFlow state common to all of the operations, e.g. the
+ * ofconn to which an error reply should be sent if necessary.
+ *
+ * ofproto initiates some operations internally.  These operations are still
+ * assigned to groups but will not have an associated ofconn. */
+struct ofopgroup {
+    struct ofproto *ofproto;    /* Owning ofproto. */
+    struct list ofproto_node;   /* In ofproto's "pending" list. */
+    struct list ops;            /* List of "struct ofoperation"s. */
+
+    /* Data needed to send OpenFlow reply on failure or to send a buffered
+     * packet on success.
+     *
+     * If list_is_empty(ofconn_node) then this ofopgroup never had an
+     * associated ofconn or its ofconn's connection dropped after it initiated
+     * the operation.  In the latter case 'ofconn' is a wild pointer that
+     * refers to freed memory, so the 'ofconn' member must be used only if
+     * !list_is_empty(ofconn_node).
+     */
+    struct list ofconn_node;    /* In ofconn's list of pending opgroups. */
+    struct ofconn *ofconn;      /* ofconn for reply (but see note above). */
+    struct ofp_header *request; /* Original request (truncated at 64 bytes). */
+    uint32_t buffer_id;         /* Buffer id from original request. */
+    int error;                  /* 0 if no error yet, otherwise error code. */
+};
+
+static struct ofopgroup *ofopgroup_create_unattached(struct ofproto *);
+static struct ofopgroup *ofopgroup_create(struct ofproto *, struct ofconn *,
+                                          const struct ofp_header *,
+                                          uint32_t buffer_id);
+static void ofopgroup_submit(struct ofopgroup *);
+static void ofopgroup_destroy(struct ofopgroup *);
+
+/* A single flow table operation. */
+struct ofoperation {
+    struct ofopgroup *group;    /* Owning group. */
+    struct list group_node;     /* In ofopgroup's "ops" list. */
+    struct hmap_node hmap_node; /* In ofproto's "deletions" hmap. */
+    struct rule *rule;          /* Rule being operated upon. */
+    enum ofoperation_type type; /* Type of operation. */
+    int status;                 /* -1 if pending, otherwise 0 or error code. */
+    struct rule *victim;        /* OFOPERATION_ADDING: Replaced rule. */
+    union ofp_action *actions;  /* OFOPERATION_MODIFYING: Replaced actions. */
+    int n_actions;              /* OFOPERATION_MODIFYING: # of old actions. */
+    ovs_be64 flow_cookie;       /* Rule's old flow cookie. */
+};
+
+static void ofoperation_create(struct ofopgroup *, struct rule *,
+                               enum ofoperation_type);
+static void ofoperation_destroy(struct ofoperation *);
+
 static void ofport_destroy__(struct ofport *);
 static void ofport_destroy(struct ofport *);
 
-static int rule_create(struct ofproto *,
-                       const struct cls_rule *, uint8_t table_id,
-                       const union ofp_action *, size_t n_actions,
-                       uint16_t idle_timeout, uint16_t hard_timeout,
-                       ovs_be64 flow_cookie, bool send_flow_removed,
-                       struct rule **rulep);
-
 static uint64_t pick_datapath_id(const struct ofproto *);
 static uint64_t pick_fallback_dpid(void);
 
 static void ofproto_destroy__(struct ofproto *);
-static void ofproto_flush_flows__(struct ofproto *);
 
 static void ofproto_rule_destroy__(struct rule *);
 static void ofproto_rule_send_removed(struct rule *, uint8_t reason);
 
-static void handle_openflow(struct ofconn *, struct ofpbuf *);
+static void ofopgroup_destroy(struct ofopgroup *);
+
+static int add_flow(struct ofproto *, struct ofconn *,
+                    const struct ofputil_flow_mod *,
+                    const struct ofp_header *);
+
+static bool handle_openflow(struct ofconn *, struct ofpbuf *);
+static int handle_flow_mod__(struct ofproto *, struct ofconn *,
+                             const struct ofputil_flow_mod *,
+                             const struct ofp_header *);
 
 static void update_port(struct ofproto *, const char *devname);
 static int init_ports(struct ofproto *);
 static void reinit_ports(struct ofproto *);
+static void set_internal_devs_mtu(struct ofproto *);
 
 static void ofproto_unixctl_init(void);
 
@@ -220,7 +286,9 @@ ofproto_create(const char *datapath_name, const char *datapath_type,
                struct ofproto **ofprotop)
 {
     const struct ofproto_class *class;
+    struct classifier *table;
     struct ofproto *ofproto;
+    int n_tables;
     int error;
 
     *ofprotop = NULL;
@@ -251,26 +319,42 @@ ofproto_create(const char *datapath_name, const char *datapath_type,
     hmap_insert(&all_ofprotos, &ofproto->hmap_node,
                 hash_string(ofproto->name, 0));
     ofproto->datapath_id = 0;
+    ofproto_set_flow_eviction_threshold(ofproto,
+                                        OFPROTO_FLOW_EVICTON_THRESHOLD_DEFAULT);
+    ofproto->forward_bpdu = false;
     ofproto->fallback_dpid = pick_fallback_dpid();
     ofproto->mfr_desc = xstrdup(DEFAULT_MFR_DESC);
     ofproto->hw_desc = xstrdup(DEFAULT_HW_DESC);
     ofproto->sw_desc = xstrdup(DEFAULT_SW_DESC);
     ofproto->serial_desc = xstrdup(DEFAULT_SERIAL_DESC);
     ofproto->dp_desc = xstrdup(DEFAULT_DP_DESC);
+    ofproto->frag_handling = OFPC_FRAG_NORMAL;
     hmap_init(&ofproto->ports);
     shash_init(&ofproto->port_by_name);
     ofproto->tables = NULL;
     ofproto->n_tables = 0;
     ofproto->connmgr = connmgr_create(ofproto, datapath_name, datapath_name);
-
-    error = ofproto->ofproto_class->construct(ofproto);
+    ofproto->state = S_OPENFLOW;
+    list_init(&ofproto->pending);
+    ofproto->n_pending = 0;
+    hmap_init(&ofproto->deletions);
+    ofproto->vlan_bitmap = NULL;
+    ofproto->vlans_changed = false;
+
+    error = ofproto->ofproto_class->construct(ofproto, &n_tables);
     if (error) {
         VLOG_ERR("failed to open datapath %s: %s",
                  datapath_name, strerror(error));
         ofproto_destroy__(ofproto);
         return error;
     }
-    assert(ofproto->n_tables > 0);
+
+    assert(n_tables >= 1 && n_tables <= 255);
+    ofproto->n_tables = n_tables;
+    ofproto->tables = xmalloc(n_tables * sizeof *ofproto->tables);
+    OFPROTO_FOR_EACH_TABLE (table, ofproto) {
+        classifier_init(table);
+    }
 
     ofproto->datapath_id = pick_datapath_id(ofproto);
     VLOG_INFO("using datapath ID %016"PRIx64, ofproto->datapath_id);
@@ -335,6 +419,43 @@ ofproto_set_in_band_queue(struct ofproto *ofproto, int queue_id)
     connmgr_set_in_band_queue(ofproto->connmgr, queue_id);
 }
 
+/* Sets the number of flows at which eviction from the kernel flow table
+ * will occur. */
+void
+ofproto_set_flow_eviction_threshold(struct ofproto *ofproto, unsigned threshold)
+{
+    if (threshold < OFPROTO_FLOW_EVICTION_THRESHOLD_MIN) {
+        ofproto->flow_eviction_threshold = OFPROTO_FLOW_EVICTION_THRESHOLD_MIN;
+    } else {
+        ofproto->flow_eviction_threshold = threshold;
+    }
+}
+
+/* If forward_bpdu is true, the NORMAL action will forward frames with
+ * reserved (e.g. STP) destination Ethernet addresses. if forward_bpdu is false,
+ * the NORMAL action will drop these frames. */
+void
+ofproto_set_forward_bpdu(struct ofproto *ofproto, bool forward_bpdu)
+{
+    bool old_val = ofproto->forward_bpdu;
+    ofproto->forward_bpdu = forward_bpdu;
+    if (old_val != ofproto->forward_bpdu) {
+        if (ofproto->ofproto_class->forward_bpdu_changed) {
+            ofproto->ofproto_class->forward_bpdu_changed(ofproto);
+        }
+    }
+}
+
+/* Sets the MAC aging timeout for the OFPP_NORMAL action on 'ofproto' to
+ * 'idle_time', in seconds. */
+void
+ofproto_set_mac_idle_time(struct ofproto *ofproto, unsigned idle_time)
+{
+    if (ofproto->ofproto_class->set_mac_idle_time) {
+        ofproto->ofproto_class->set_mac_idle_time(ofproto, idle_time);
+    }
+}
+
 void
 ofproto_set_desc(struct ofproto *p,
                  const char *mfr_desc, const char *hw_desc,
@@ -422,6 +543,106 @@ ofproto_set_sflow(struct ofproto *ofproto,
     }
 }
 \f
+/* Spanning Tree Protocol (STP) configuration. */
+
+/* Configures STP on 'ofproto' using the settings defined in 's'.  If
+ * 's' is NULL, disables STP.
+ *
+ * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
+int
+ofproto_set_stp(struct ofproto *ofproto,
+                const struct ofproto_stp_settings *s)
+{
+    return (ofproto->ofproto_class->set_stp
+            ? ofproto->ofproto_class->set_stp(ofproto, s)
+            : EOPNOTSUPP);
+}
+
+/* Retrieves STP status of 'ofproto' and stores it in 's'.  If the
+ * 'enabled' member of 's' is false, then the other members are not
+ * meaningful.
+ *
+ * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
+int
+ofproto_get_stp_status(struct ofproto *ofproto,
+                       struct ofproto_stp_status *s)
+{
+    return (ofproto->ofproto_class->get_stp_status
+            ? ofproto->ofproto_class->get_stp_status(ofproto, s)
+            : EOPNOTSUPP);
+}
+
+/* Configures STP on 'ofp_port' of 'ofproto' using the settings defined
+ * in 's'.  The caller is responsible for assigning STP port numbers
+ * (using the 'port_num' member in the range of 1 through 255, inclusive)
+ * and ensuring there are no duplicates.  If the 's' is NULL, then STP
+ * is disabled on the port.
+ *
+ * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.*/
+int
+ofproto_port_set_stp(struct ofproto *ofproto, uint16_t ofp_port,
+                     const struct ofproto_port_stp_settings *s)
+{
+    struct ofport *ofport = ofproto_get_port(ofproto, ofp_port);
+    if (!ofport) {
+        VLOG_WARN("%s: cannot configure STP on nonexistent port %"PRIu16,
+                  ofproto->name, ofp_port);
+        return ENODEV;
+    }
+
+    return (ofproto->ofproto_class->set_stp_port
+            ? ofproto->ofproto_class->set_stp_port(ofport, s)
+            : EOPNOTSUPP);
+}
+
+/* Retrieves STP port status of 'ofp_port' on 'ofproto' and stores it in
+ * 's'.  If the 'enabled' member in 's' is false, then the other members
+ * are not meaningful.
+ *
+ * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.*/
+int
+ofproto_port_get_stp_status(struct ofproto *ofproto, uint16_t ofp_port,
+                            struct ofproto_port_stp_status *s)
+{
+    struct ofport *ofport = ofproto_get_port(ofproto, ofp_port);
+    if (!ofport) {
+        VLOG_WARN("%s: cannot get STP status on nonexistent port %"PRIu16,
+                  ofproto->name, ofp_port);
+        return ENODEV;
+    }
+
+    return (ofproto->ofproto_class->get_stp_port_status
+            ? ofproto->ofproto_class->get_stp_port_status(ofport, s)
+            : EOPNOTSUPP);
+}
+\f
+/* Queue DSCP configuration. */
+
+/* Registers meta-data associated with the 'n_qdscp' Qualities of Service
+ * 'queues' attached to 'ofport'.  This data is not intended to be sufficient
+ * to implement QoS.  Instead, it is used to implement features which require
+ * knowledge of what queues exist on a port, and some basic information about
+ * them.
+ *
+ * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
+int
+ofproto_port_set_queues(struct ofproto *ofproto, uint16_t ofp_port,
+                        const struct ofproto_port_queue *queues,
+                        size_t n_queues)
+{
+    struct ofport *ofport = ofproto_get_port(ofproto, ofp_port);
+
+    if (!ofport) {
+        VLOG_WARN("%s: cannot set queues on nonexistent port %"PRIu16,
+                  ofproto->name, ofp_port);
+        return ENODEV;
+    }
+
+    return (ofproto->ofproto_class->set_queues
+            ? ofproto->ofproto_class->set_queues(ofport, queues, n_queues)
+            : EOPNOTSUPP);
+}
+\f
 /* Connectivity Fault Management configuration. */
 
 /* Clears the CFM configuration from 'ofp_port' on 'ofproto'. */
@@ -513,10 +734,7 @@ ofproto_bundle_unregister(struct ofproto *ofproto, void *aux)
 \f
 /* Registers a mirror associated with client data pointer 'aux' in 'ofproto'.
  * If 'aux' is already registered then this function updates its configuration
- * to 's'.  Otherwise, this function registers a new mirror.
- *
- * Mirrors affect only the treatment of packets output to the OFPP_NORMAL
- * port.  */
+ * to 's'.  Otherwise, this function registers a new mirror. */
 int
 ofproto_mirror_register(struct ofproto *ofproto, void *aux,
                         const struct ofproto_mirror_settings *s)
@@ -534,6 +752,23 @@ ofproto_mirror_unregister(struct ofproto *ofproto, void *aux)
     return ofproto_mirror_register(ofproto, aux, NULL);
 }
 
+/* Retrieves statistics from mirror associated with client data pointer
+ * 'aux' in 'ofproto'.  Stores packet and byte counts in 'packets' and
+ * 'bytes', respectively.  If a particular counters is not supported,
+ * the appropriate argument is set to UINT64_MAX. */
+int
+ofproto_mirror_get_stats(struct ofproto *ofproto, void *aux,
+                         uint64_t *packets, uint64_t *bytes)
+{
+    if (!ofproto->ofproto_class->mirror_get_stats) {
+        *packets = *bytes = UINT64_MAX;
+        return EOPNOTSUPP;
+    }
+
+    return ofproto->ofproto_class->mirror_get_stats(ofproto, aux,
+                                                    packets, bytes);
+}
+
 /* Configures the VLANs whose bits are set to 1 in 'flood_vlans' as VLANs on
  * which all packets are flooded, instead of using MAC learning.  If
  * 'flood_vlans' is NULL, then MAC learning applies to all VLANs.
@@ -551,7 +786,7 @@ ofproto_set_flood_vlans(struct ofproto *ofproto, unsigned long *flood_vlans)
 /* Returns true if 'aux' is a registered bundle that is currently in use as the
  * output for a mirror. */
 bool
-ofproto_is_mirror_output_bundle(struct ofproto *ofproto, void *aux)
+ofproto_is_mirror_output_bundle(const struct ofproto *ofproto, void *aux)
 {
     return (ofproto->ofproto_class->is_mirror_output_bundle
             ? ofproto->ofproto_class->is_mirror_output_bundle(ofproto, aux)
@@ -570,10 +805,40 @@ ofproto_get_snoops(const struct ofproto *ofproto, struct sset *snoops)
     connmgr_get_snoops(ofproto->connmgr, snoops);
 }
 
+static void
+ofproto_flush__(struct ofproto *ofproto)
+{
+    struct classifier *table;
+    struct ofopgroup *group;
+
+    if (ofproto->ofproto_class->flush) {
+        ofproto->ofproto_class->flush(ofproto);
+    }
+
+    group = ofopgroup_create_unattached(ofproto);
+    OFPROTO_FOR_EACH_TABLE (table, ofproto) {
+        struct rule *rule, *next_rule;
+        struct cls_cursor cursor;
+
+        cls_cursor_init(&cursor, table, NULL);
+        CLS_CURSOR_FOR_EACH_SAFE (rule, next_rule, cr, &cursor) {
+            if (!rule->pending) {
+                ofoperation_create(group, rule, OFOPERATION_DELETE);
+                classifier_remove(table, &rule->cr);
+                ofproto->ofproto_class->rule_destruct(rule);
+            }
+        }
+    }
+    ofopgroup_submit(group);
+}
+
 static void
 ofproto_destroy__(struct ofproto *ofproto)
 {
-    size_t i;
+    struct classifier *table;
+
+    assert(list_is_empty(&ofproto->pending));
+    assert(!ofproto->n_pending);
 
     connmgr_destroy(ofproto->connmgr);
 
@@ -588,11 +853,16 @@ ofproto_destroy__(struct ofproto *ofproto)
     hmap_destroy(&ofproto->ports);
     shash_destroy(&ofproto->port_by_name);
 
-    for (i = 0; i < ofproto->n_tables; i++) {
-        classifier_destroy(&ofproto->tables[i]);
+    OFPROTO_FOR_EACH_TABLE (table, ofproto) {
+        assert(classifier_is_empty(table));
+        classifier_destroy(table);
     }
     free(ofproto->tables);
 
+    hmap_destroy(&ofproto->deletions);
+
+    free(ofproto->vlan_bitmap);
+
     ofproto->ofproto_class->dealloc(ofproto);
 }
 
@@ -605,7 +875,7 @@ ofproto_destroy(struct ofproto *p)
         return;
     }
 
-    ofproto_flush_flows__(p);
+    ofproto_flush__(p);
     HMAP_FOR_EACH_SAFE (ofport, next_ofport, hmap_node, &p->ports) {
         ofport_destroy(ofport);
     }
@@ -643,38 +913,82 @@ process_port_change(struct ofproto *ofproto, int error, char *devname)
 int
 ofproto_run(struct ofproto *p)
 {
+    struct sset changed_netdevs;
+    const char *changed_netdev;
     struct ofport *ofport;
-    char *devname;
     int error;
 
     error = p->ofproto_class->run(p);
-    if (error == ENODEV) {
-        /* Someone destroyed the datapath behind our back.  The caller
-         * better destroy us and give up, because we're just going to
-         * spin from here on out. */
-        static struct vlog_rate_limit rl2 = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
-        VLOG_ERR_RL(&rl2, "%s: datapath was destroyed externally",
-                    p->name);
-        return ENODEV;
+    if (error && error != EAGAIN) {
+        VLOG_ERR_RL(&rl, "%s: run failed (%s)", p->name, strerror(error));
     }
 
     if (p->ofproto_class->port_poll) {
+        char *devname;
+
         while ((error = p->ofproto_class->port_poll(p, &devname)) != EAGAIN) {
             process_port_change(p, error, devname);
         }
     }
 
+    /* Update OpenFlow port status for any port whose netdev has changed.
+     *
+     * Refreshing a given 'ofport' can cause an arbitrary ofport to be
+     * destroyed, so it's not safe to update ports directly from the
+     * HMAP_FOR_EACH loop, or even to use HMAP_FOR_EACH_SAFE.  Instead, we
+     * need this two-phase approach. */
+    sset_init(&changed_netdevs);
     HMAP_FOR_EACH (ofport, hmap_node, &p->ports) {
         unsigned int change_seq = netdev_change_seq(ofport->netdev);
         if (ofport->change_seq != change_seq) {
             ofport->change_seq = change_seq;
-            update_port(p, netdev_get_name(ofport->netdev));
+            sset_add(&changed_netdevs, netdev_get_name(ofport->netdev));
         }
     }
+    SSET_FOR_EACH (changed_netdev, &changed_netdevs) {
+        update_port(p, changed_netdev);
+    }
+    sset_destroy(&changed_netdevs);
 
-    connmgr_run(p->connmgr, handle_openflow);
 
-    return 0;
+    switch (p->state) {
+    case S_OPENFLOW:
+        connmgr_run(p->connmgr, handle_openflow);
+        break;
+
+    case S_FLUSH:
+        connmgr_run(p->connmgr, NULL);
+        ofproto_flush__(p);
+        if (list_is_empty(&p->pending) && hmap_is_empty(&p->deletions)) {
+            connmgr_flushed(p->connmgr);
+            p->state = S_OPENFLOW;
+        }
+        break;
+
+    default:
+        NOT_REACHED();
+    }
+
+    return error;
+}
+
+/* Performs periodic activity required by 'ofproto' that needs to be done
+ * with the least possible latency.
+ *
+ * It makes sense to call this function a couple of times per poll loop, to
+ * provide a significant performance boost on some benchmarks with the
+ * ofproto-dpif implementation. */
+int
+ofproto_run_fast(struct ofproto *p)
+{
+    int error;
+
+    error = p->ofproto_class->run_fast ? p->ofproto_class->run_fast(p) : 0;
+    if (error && error != EAGAIN) {
+        VLOG_ERR_RL(&rl, "%s: fastpath run failed (%s)",
+                    p->name, strerror(error));
+    }
+    return error;
 }
 
 void
@@ -692,7 +1006,19 @@ ofproto_wait(struct ofproto *p)
             poll_immediate_wake();
         }
     }
-    connmgr_wait(p->connmgr);
+
+    switch (p->state) {
+    case S_OPENFLOW:
+        connmgr_wait(p->connmgr, true);
+        break;
+
+    case S_FLUSH:
+        connmgr_wait(p->connmgr, false);
+        if (list_is_empty(&p->pending) && hmap_is_empty(&p->deletions)) {
+            poll_immediate_wake();
+        }
+        break;
+    }
 }
 
 bool
@@ -711,16 +1037,7 @@ ofproto_get_ofproto_controller_info(const struct ofproto *ofproto,
 void
 ofproto_free_ofproto_controller_info(struct shash *info)
 {
-    struct shash_node *node;
-
-    SHASH_FOR_EACH (node, info) {
-        struct ofproto_controller_info *cinfo = node->data;
-        while (cinfo->pairs.n) {
-            free((char *) cinfo->pairs.values[--cinfo->pairs.n]);
-        }
-        free(cinfo);
-    }
-    shash_destroy(info);
+    connmgr_free_controller_info(info);
 }
 
 /* Makes a deep copy of 'old' into 'port'. */
@@ -877,56 +1194,76 @@ ofproto_port_del(struct ofproto *ofproto, uint16_t ofp_port)
  *
  * This is a helper function for in-band control and fail-open. */
 void
-ofproto_add_flow(struct ofproto *p, const struct cls_rule *cls_rule,
+ofproto_add_flow(struct ofproto *ofproto, const struct cls_rule *cls_rule,
                  const union ofp_action *actions, size_t n_actions)
 {
-    struct rule *rule;
-    rule_create(p, cls_rule, 0, actions, n_actions, 0, 0, 0, false, &rule);
+    const struct rule *rule;
+
+    rule = rule_from_cls_rule(classifier_find_rule_exactly(
+                                    &ofproto->tables[0], cls_rule));
+    if (!rule || !ofputil_actions_equal(rule->actions, rule->n_actions,
+                                        actions, n_actions)) {
+        struct ofputil_flow_mod fm;
+
+        memset(&fm, 0, sizeof fm);
+        fm.cr = *cls_rule;
+        fm.buffer_id = UINT32_MAX;
+        fm.actions = (union ofp_action *) actions;
+        fm.n_actions = n_actions;
+        add_flow(ofproto, NULL, &fm, NULL);
+    }
+}
+
+/* Executes the flow modification specified in 'fm'.  Returns 0 on success, an
+ * OpenFlow error code as encoded by ofp_mkerr() on failure, or
+ * OFPROTO_POSTPONE if the operation cannot be initiated now but may be retried
+ * later.
+ *
+ * This is a helper function for in-band control and fail-open. */
+int
+ofproto_flow_mod(struct ofproto *ofproto, const struct ofputil_flow_mod *fm)
+{
+    return handle_flow_mod__(ofproto, NULL, fm, NULL);
 }
 
 /* Searches for a rule with matching criteria exactly equal to 'target' in
  * ofproto's table 0 and, if it finds one, deletes it.
  *
  * This is a helper function for in-band control and fail-open. */
-void
+bool
 ofproto_delete_flow(struct ofproto *ofproto, const struct cls_rule *target)
 {
     struct rule *rule;
 
     rule = rule_from_cls_rule(classifier_find_rule_exactly(
                                   &ofproto->tables[0], target));
-    ofproto_rule_destroy(rule);
-}
-
-static void
-ofproto_flush_flows__(struct ofproto *ofproto)
-{
-    size_t i;
-
-    COVERAGE_INC(ofproto_flush);
-
-    if (ofproto->ofproto_class->flush) {
-        ofproto->ofproto_class->flush(ofproto);
+    if (!rule) {
+        /* No such rule -> success. */
+        return true;
+    } else if (rule->pending) {
+        /* An operation on the rule is already pending -> failure.
+         * Caller must retry later if it's important. */
+        return false;
+    } else {
+        /* Initiate deletion -> success. */
+        struct ofopgroup *group = ofopgroup_create_unattached(ofproto);
+        ofoperation_create(group, rule, OFOPERATION_DELETE);
+        classifier_remove(&ofproto->tables[rule->table_id], &rule->cr);
+        rule->ofproto->ofproto_class->rule_destruct(rule);
+        ofopgroup_submit(group);
+        return true;
     }
 
-    for (i = 0; i < ofproto->n_tables; i++) {
-        struct rule *rule, *next_rule;
-        struct cls_cursor cursor;
-
-        cls_cursor_init(&cursor, &ofproto->tables[i], NULL);
-        CLS_CURSOR_FOR_EACH_SAFE (rule, next_rule, cr, &cursor) {
-            ofproto_rule_destroy(rule);
-        }
-    }
 }
 
-/* Deletes all of the flows from all of ofproto's flow tables, then
- * reintroduces rules required by in-band control and fail open. */
+/* Starts the process of deleting all of the flows from all of ofproto's flow
+ * tables and then reintroducing the flows required by in-band control and
+ * fail-open.  The process will complete in a later call to ofproto_run(). */
 void
 ofproto_flush_flows(struct ofproto *ofproto)
 {
-    ofproto_flush_flows__(ofproto);
-    connmgr_flushed(ofproto->connmgr);
+    COVERAGE_INC(ofproto_flush);
+    ofproto->state = S_FLUSH;
 }
 \f
 static void
@@ -960,17 +1297,11 @@ static struct netdev *
 ofport_open(const struct ofproto_port *ofproto_port, struct ofp_phy_port *opp)
 {
     uint32_t curr, advertised, supported, peer;
-    struct netdev_options netdev_options;
     enum netdev_flags flags;
     struct netdev *netdev;
     int error;
 
-    memset(&netdev_options, 0, sizeof netdev_options);
-    netdev_options.name = ofproto_port->name;
-    netdev_options.type = ofproto_port->type;
-    netdev_options.ethertype = NETDEV_ETH_TYPE_NONE;
-
-    error = netdev_open(&netdev_options, &netdev);
+    error = netdev_open(ofproto_port->name, ofproto_port->type, &netdev);
     if (error) {
         VLOG_WARN_RL(&rl, "ignoring port %s (%"PRIu16") because netdev %s "
                      "cannot be opened (%s)",
@@ -1020,6 +1351,7 @@ ofport_install(struct ofproto *p,
 {
     const char *netdev_name = netdev_get_name(netdev);
     struct ofport *ofport;
+    int dev_mtu;
     int error;
 
     /* Create ofport. */
@@ -1038,6 +1370,13 @@ ofport_install(struct ofproto *p,
     hmap_insert(&p->ports, &ofport->hmap_node, hash_int(ofport->ofp_port, 0));
     shash_add(&p->port_by_name, netdev_name, ofport);
 
+    if (!netdev_get_mtu(netdev, &dev_mtu)) {
+        ofport->mtu = dev_mtu;
+        set_internal_devs_mtu(p);
+    } else {
+        ofport->mtu = 0;
+    }
+
     /* Let the ofproto_class initialize its private data. */
     error = p->ofproto_class->port_construct(ofport);
     if (error) {
@@ -1076,7 +1415,7 @@ ofport_remove_with_name(struct ofproto *ofproto, const char *name)
     }
 }
 
-/* Updates 'port' within 'ofproto' with the new 'netdev' and 'opp'.
+/* Updates 'port' with new 'opp' description.
  *
  * Does not handle a name or port number change.  The caller must implement
  * such a change as a delete followed by an add.  */
@@ -1095,11 +1434,28 @@ ofport_modified(struct ofport *port, struct ofp_phy_port *opp)
     connmgr_send_port_status(port->ofproto->connmgr, &port->opp, OFPPR_MODIFY);
 }
 
+/* Update OpenFlow 'state' in 'port' and notify controller. */
+void
+ofproto_port_set_state(struct ofport *port, ovs_be32 state)
+{
+    if (port->opp.state != state) {
+        port->opp.state = state;
+        connmgr_send_port_status(port->ofproto->connmgr, &port->opp,
+                                 OFPPR_MODIFY);
+    }
+}
+
 void
 ofproto_port_unregister(struct ofproto *ofproto, uint16_t ofp_port)
 {
     struct ofport *port = ofproto_get_port(ofproto, ofp_port);
     if (port) {
+        if (port->ofproto->ofproto_class->set_realdev) {
+            port->ofproto->ofproto_class->set_realdev(port, 0, 0);
+        }
+        if (port->ofproto->ofproto_class->set_stp_port) {
+            port->ofproto->ofproto_class->set_stp_port(port, NULL);
+        }
         if (port->ofproto->ofproto_class->set_cfm) {
             port->ofproto->ofproto_class->set_cfm(port, NULL);
         }
@@ -1146,6 +1502,21 @@ ofproto_get_port(const struct ofproto *ofproto, uint16_t ofp_port)
     return NULL;
 }
 
+int
+ofproto_port_get_stats(const struct ofport *port, struct netdev_stats *stats)
+{
+    struct ofproto *ofproto = port->ofproto;
+    int error;
+
+    if (ofproto->ofproto_class->port_get_stats) {
+        error = ofproto->ofproto_class->port_get_stats(port, stats);
+    } else {
+        error = EOPNOTSUPP;
+    }
+
+    return error;
+}
+
 static void
 update_port(struct ofproto *ofproto, const char *name)
 {
@@ -1164,12 +1535,22 @@ update_port(struct ofproto *ofproto, const char *name)
         port = ofproto_get_port(ofproto, ofproto_port.ofp_port);
         if (port && !strcmp(netdev_get_name(port->netdev), name)) {
             struct netdev *old_netdev = port->netdev;
+            int dev_mtu;
 
             /* 'name' hasn't changed location.  Any properties changed? */
             if (!ofport_equal(&port->opp, &opp)) {
                 ofport_modified(port, &opp);
             }
 
+            /* If this is a non-internal port and the MTU changed, check
+             * if the datapath's MTU needs to be updated. */
+            if (strcmp(netdev_get_type(netdev), "internal")
+                    && !netdev_get_mtu(netdev, &dev_mtu)
+                    && port->mtu != dev_mtu) {
+                set_internal_devs_mtu(ofproto);
+                port->mtu = dev_mtu;
+            }
+
             /* Install the newly opened netdev in case it has changed.
              * Don't close the old netdev yet in case port_modified has to
              * remove a retained reference to it.*/
@@ -1225,72 +1606,53 @@ init_ports(struct ofproto *p)
 
     return 0;
 }
-\f
-/* Creates a new rule initialized as specified, inserts it into 'ofproto''s
- * flow table, and stores the new rule into '*rulep'.  Returns 0 on success,
- * otherwise a positive errno value or OpenFlow error code. */
+
+/* Find the minimum MTU of all non-datapath devices attached to 'p'.
+ * Returns ETH_PAYLOAD_MAX or the minimum of the ports. */
 static int
-rule_create(struct ofproto *ofproto,
-            const struct cls_rule *cls_rule, uint8_t table_id,
-            const union ofp_action *actions, size_t n_actions,
-            uint16_t idle_timeout, uint16_t hard_timeout,
-            ovs_be64 flow_cookie, bool send_flow_removed,
-            struct rule **rulep)
+find_min_mtu(struct ofproto *p)
 {
-    struct rule *rule;
-    int error;
+    struct ofport *ofport;
+    int mtu = 0;
 
-    if (table_id == 0xff) {
-        if (ofproto->n_tables > 1) {
-            error = ofproto->ofproto_class->rule_choose_table(ofproto,
-                                                              cls_rule,
-                                                              &table_id);
-            if (error) {
-                return error;
-            }
-            assert(table_id < ofproto->n_tables);
-        } else {
-            table_id = 0;
+    HMAP_FOR_EACH (ofport, hmap_node, &p->ports) {
+        struct netdev *netdev = ofport->netdev;
+        int dev_mtu;
+
+        /* Skip any internal ports, since that's what we're trying to
+         * set. */
+        if (!strcmp(netdev_get_type(netdev), "internal")) {
+            continue;
         }
-    }
 
-    rule = ofproto->ofproto_class->rule_alloc();
-    if (!rule) {
-        error = ENOMEM;
-        goto error;
+        if (netdev_get_mtu(netdev, &dev_mtu)) {
+            continue;
+        }
+        if (!mtu || dev_mtu < mtu) {
+            mtu = dev_mtu;
+        }
     }
 
-    rule->ofproto = ofproto;
-    rule->cr = *cls_rule;
-    rule->table_id = table_id;
-    rule->flow_cookie = flow_cookie;
-    rule->created = time_msec();
-    rule->idle_timeout = idle_timeout;
-    rule->hard_timeout = hard_timeout;
-    rule->send_flow_removed = send_flow_removed;
-    if (n_actions > 0) {
-        rule->actions = xmemdup(actions, n_actions * sizeof *actions);
-    } else {
-        rule->actions = NULL;
-    }
-    rule->n_actions = n_actions;
+    return mtu ? mtu: ETH_PAYLOAD_MAX;
+}
 
-    error = ofproto->ofproto_class->rule_construct(rule);
-    if (error) {
-        ofproto_rule_destroy__(rule);
-        goto error;
-    }
+/* Set the MTU of all datapath devices on 'p' to the minimum of the
+ * non-datapath ports. */
+static void
+set_internal_devs_mtu(struct ofproto *p)
+{
+    struct ofport *ofport;
+    int mtu = find_min_mtu(p);
 
-    *rulep = rule;
-    return 0;
+    HMAP_FOR_EACH (ofport, hmap_node, &p->ports) {
+        struct netdev *netdev = ofport->netdev;
 
-error:
-    VLOG_WARN_RL(&rl, "%s: failed to create rule (%s)",
-                 ofproto->name, strerror(error));
-    *rulep = NULL;
-    return error;
+        if (!strcmp(netdev_get_type(netdev), "internal")) {
+            netdev_set_mtu(netdev, mtu);
+        }
+    }
 }
-
+\f
 static void
 ofproto_rule_destroy__(struct rule *rule)
 {
@@ -1298,14 +1660,20 @@ ofproto_rule_destroy__(struct rule *rule)
     rule->ofproto->ofproto_class->rule_dealloc(rule);
 }
 
-/* Destroys 'rule' and removes it from the flow table and the datapath. */
+/* This function allows an ofproto implementation to destroy any rules that
+ * remain when its ->destruct() function is called.  The caller must have
+ * already uninitialized any derived members of 'rule' (step 5 described in the
+ * large comment in ofproto/ofproto-provider.h titled "Life Cycle").
+ * This function implements steps 6 and 7.
+ *
+ * This function should only be called from an ofproto implementation's
+ * ->destruct() function.  It is not suitable elsewhere. */
 void
 ofproto_rule_destroy(struct rule *rule)
 {
-    if (rule) {
-        rule->ofproto->ofproto_class->rule_destruct(rule);
-        ofproto_rule_destroy__(rule);
-    }
+    assert(!rule->pending);
+    classifier_remove(&rule->ofproto->tables[rule->table_id], &rule->cr);
+    ofproto_rule_destroy__(rule);
 }
 
 /* Returns true if 'rule' has an OpenFlow OFPAT_OUTPUT or OFPAT_ENQUEUE action
@@ -1315,13 +1683,12 @@ static bool
 rule_has_out_port(const struct rule *rule, uint16_t out_port)
 {
     const union ofp_action *oa;
-    struct actions_iterator i;
+    size_t left;
 
     if (out_port == OFPP_NONE) {
         return true;
     }
-    for (oa = actions_first(&i, rule->actions, rule->n_actions); oa;
-         oa = actions_next(&i)) {
+    OFPUTIL_ACTION_FOR_EACH_UNSAFE (oa, left, rule->actions, rule->n_actions) {
         if (action_outputs_to_port(oa, htons(out_port))) {
             return true;
         }
@@ -1344,7 +1711,7 @@ rule_execute(struct rule *rule, uint16_t in_port, struct ofpbuf *packet)
 
     assert(ofpbuf_headroom(packet) >= sizeof(struct ofp_packet_in));
 
-    flow_extract(packet, 0, in_port, &flow);
+    flow_extract(packet, 0, 0, in_port, &flow);
     return rule->ofproto->ofproto_class->rule_execute(rule, &flow, packet);
 }
 
@@ -1384,7 +1751,7 @@ handle_features_request(struct ofconn *ofconn, const struct ofp_header *oh)
     osf->n_buffers = htonl(pktbuf_capacity());
     osf->n_tables = ofproto->n_tables;
     osf->capabilities = htonl(OFPC_FLOW_STATS | OFPC_TABLE_STATS |
-                              OFPC_PORT_STATS);
+                              OFPC_PORT_STATS | OFPC_QUEUE_STATS);
     if (arp_match_ip) {
         osf->capabilities |= htonl(OFPC_ARP_MATCH_IP);
     }
@@ -1402,18 +1769,12 @@ static int
 handle_get_config_request(struct ofconn *ofconn, const struct ofp_header *oh)
 {
     struct ofproto *ofproto = ofconn_get_ofproto(ofconn);
-    struct ofpbuf *buf;
     struct ofp_switch_config *osc;
-    uint16_t flags;
-    bool drop_frags;
-
-    /* Figure out flags. */
-    drop_frags = ofproto->ofproto_class->get_drop_frags(ofproto);
-    flags = drop_frags ? OFPC_FRAG_DROP : OFPC_FRAG_NORMAL;
+    struct ofpbuf *buf;
 
     /* Send reply. */
     osc = make_openflow_xid(sizeof *osc, OFPT_GET_CONFIG_REPLY, oh->xid, &buf);
-    osc->flags = htons(flags);
+    osc->flags = htons(ofproto->frag_handling);
     osc->miss_send_len = htons(ofconn_get_miss_send_len(ofconn));
     ofconn_send_reply(ofconn, buf);
 
@@ -1426,19 +1787,20 @@ handle_set_config(struct ofconn *ofconn, const struct ofp_switch_config *osc)
     struct ofproto *ofproto = ofconn_get_ofproto(ofconn);
     uint16_t flags = ntohs(osc->flags);
 
-    if (ofconn_get_type(ofconn) == OFCONN_PRIMARY
-        && ofconn_get_role(ofconn) != NX_ROLE_SLAVE) {
-        switch (flags & OFPC_FRAG_MASK) {
-        case OFPC_FRAG_NORMAL:
-            ofproto->ofproto_class->set_drop_frags(ofproto, false);
-            break;
-        case OFPC_FRAG_DROP:
-            ofproto->ofproto_class->set_drop_frags(ofproto, true);
-            break;
-        default:
-            VLOG_WARN_RL(&rl, "requested bad fragment mode (flags=%"PRIx16")",
-                         osc->flags);
-            break;
+    if (ofconn_get_type(ofconn) != OFCONN_PRIMARY
+        || ofconn_get_role(ofconn) != NX_ROLE_SLAVE) {
+        enum ofp_config_flags cur = ofproto->frag_handling;
+        enum ofp_config_flags next = flags & OFPC_FRAG_MASK;
+
+        assert((cur & OFPC_FRAG_MASK) == cur);
+        if (cur != next) {
+            if (ofproto->ofproto_class->set_frag_handling(ofproto, next)) {
+                ofproto->frag_handling = next;
+            } else {
+                VLOG_WARN_RL(&rl, "%s: unsupported fragment handling mode %s",
+                             ofproto->name,
+                             ofputil_frag_handling_to_string(next));
+            }
         }
     }
 
@@ -1449,18 +1811,12 @@ handle_set_config(struct ofconn *ofconn, const struct ofp_switch_config *osc)
 
 /* Checks whether 'ofconn' is a slave controller.  If so, returns an OpenFlow
  * error message code (composed with ofp_mkerr()) for the caller to propagate
- * upward.  Otherwise, returns 0.
- *
- * The log message mentions 'msg_type'. */
+ * upward.  Otherwise, returns 0. */
 static int
-reject_slave_controller(struct ofconn *ofconn, const char *msg_type)
+reject_slave_controller(const struct ofconn *ofconn)
 {
     if (ofconn_get_type(ofconn) == OFCONN_PRIMARY
         && ofconn_get_role(ofconn) == NX_ROLE_SLAVE) {
-        static struct vlog_rate_limit perm_rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
-        VLOG_WARN_RL(&perm_rl, "rejecting %s message from slave controller",
-                     msg_type);
-
         return ofp_mkerr(OFPET_BAD_REQUEST, OFPBRC_EPERM);
     } else {
         return 0;
@@ -1482,7 +1838,7 @@ handle_packet_out(struct ofconn *ofconn, const struct ofp_header *oh)
 
     COVERAGE_INC(ofproto_packet_out);
 
-    error = reject_slave_controller(ofconn, "OFPT_PACKET_OUT");
+    error = reject_slave_controller(ofconn);
     if (error) {
         return error;
     }
@@ -1501,7 +1857,7 @@ handle_packet_out(struct ofconn *ofconn, const struct ofp_header *oh)
     /* Get payload. */
     if (opo->buffer_id != htonl(UINT32_MAX)) {
         error = ofconn_pktbuf_retrieve(ofconn, ntohl(opo->buffer_id),
-                                       &buffer, &in_port);
+                                       &buffer, NULL);
         if (error || !buffer) {
             return error;
         }
@@ -1511,8 +1867,18 @@ handle_packet_out(struct ofconn *ofconn, const struct ofp_header *oh)
         buffer = NULL;
     }
 
+    /* Get in_port and partially validate it.
+     *
+     * We don't know what range of ports the ofproto actually implements, but
+     * we do know that only certain reserved ports (numbered OFPP_MAX and
+     * above) are valid. */
+    in_port = ntohs(opo->in_port);
+    if (in_port >= OFPP_MAX && in_port != OFPP_LOCAL && in_port != OFPP_NONE) {
+        return ofp_mkerr_nicira(OFPET_BAD_REQUEST, NXBRC_BAD_IN_PORT);
+    }
+
     /* Send out packet. */
-    flow_extract(&payload, 0, ntohs(opo->in_port), &flow);
+    flow_extract(&payload, 0, 0, in_port, &flow);
     error = p->ofproto_class->packet_out(p, &payload, &flow,
                                          ofp_actions, n_ofp_actions);
     ofpbuf_delete(buffer);
@@ -1550,7 +1916,7 @@ handle_port_mod(struct ofconn *ofconn, const struct ofp_header *oh)
     struct ofport *port;
     int error;
 
-    error = reject_slave_controller(ofconn, "OFPT_PORT_MOD");
+    error = reject_slave_controller(ofconn);
     if (error) {
         return error;
     }
@@ -1623,7 +1989,7 @@ append_port_stat(struct ofport *port, struct list *replies)
     /* Intentionally ignore return value, since errors will set
      * 'stats' to all-1s, which is correct for OpenFlow, and
      * netdev_get_stats() will log errors. */
-    netdev_get_stats(port->netdev, &stats);
+    ofproto_port_get_stats(port, &stats);
 
     ops = ofputil_append_stats_reply(sizeof *ops, replies);
     ops->port_no = port->opp.port_no;
@@ -1674,6 +2040,17 @@ calc_flow_duration__(long long int start, uint32_t *sec, uint32_t *nsec)
     *nsec = (msecs % 1000) * (1000 * 1000);
 }
 
+/* Checks whether 'table_id' is 0xff or a valid table ID in 'ofproto'.  Returns
+ * 0 if 'table_id' is OK, otherwise an OpenFlow error code.  */
+static int
+check_table_id(const struct ofproto *ofproto, uint8_t table_id)
+{
+    return (table_id == 0xff || table_id < ofproto->n_tables
+            ? 0
+            : ofp_mkerr_nicira(OFPET_BAD_REQUEST, NXBRC_BAD_TABLE_ID));
+
+}
+
 static struct classifier *
 first_matching_table(struct ofproto *ofproto, uint8_t table_id)
 {
@@ -1682,11 +2059,6 @@ first_matching_table(struct ofproto *ofproto, uint8_t table_id)
     } else if (table_id < ofproto->n_tables) {
         return &ofproto->tables[table_id];
     } else {
-        /* It would probably be better to reply with an error but there doesn't
-         * seem to be any appropriate value, so that might just be
-         * confusing. */
-        VLOG_WARN_RL(&rl, "controller asked for invalid table %"PRIu8,
-                     table_id);
         return NULL;
     }
 }
@@ -1709,8 +2081,9 @@ next_matching_table(struct ofproto *ofproto,
  *   - If TABLE_ID is the number of a table in OFPROTO, then the loop iterates
  *     only once, for that table.
  *
- *   - Otherwise, TABLE_ID isn't valid for OFPROTO, so ofproto logs a warning
- *     and does not enter the loop at all.
+ *   - Otherwise, TABLE_ID isn't valid for OFPROTO, so the loop won't be
+ *     entered at all.  (Perhaps you should have validated TABLE_ID with
+ *     check_table_id().)
  *
  * All parameters are evaluated multiple times.
  */
@@ -1732,10 +2105,17 @@ next_matching_table(struct ofproto *ofproto,
  * Returns 0 on success, otherwise an OpenFlow error code. */
 static int
 collect_rules_loose(struct ofproto *ofproto, uint8_t table_id,
-                    const struct cls_rule *match, uint16_t out_port,
-                    struct list *rules)
+                    const struct cls_rule *match,
+                    ovs_be64 cookie, ovs_be64 cookie_mask,
+                    uint16_t out_port, struct list *rules)
 {
     struct classifier *cls;
+    int error;
+
+    error = check_table_id(ofproto, table_id);
+    if (error) {
+        return error;
+    }
 
     list_init(rules);
     FOR_EACH_MATCHING_TABLE (cls, table_id, ofproto) {
@@ -1744,7 +2124,11 @@ collect_rules_loose(struct ofproto *ofproto, uint8_t table_id,
 
         cls_cursor_init(&cursor, cls, match);
         CLS_CURSOR_FOR_EACH (rule, cr, &cursor) {
-            if (!rule_is_hidden(rule) && rule_has_out_port(rule, out_port)) {
+            if (rule->pending) {
+                return OFPROTO_POSTPONE;
+            }
+            if (!rule_is_hidden(rule) && rule_has_out_port(rule, out_port)
+                    && !((rule->flow_cookie ^ cookie) & cookie_mask)) {
                 list_push_back(rules, &rule->ofproto_node);
             }
         }
@@ -1765,10 +2149,17 @@ collect_rules_loose(struct ofproto *ofproto, uint8_t table_id,
  * Returns 0 on success, otherwise an OpenFlow error code. */
 static int
 collect_rules_strict(struct ofproto *ofproto, uint8_t table_id,
-                     const struct cls_rule *match, uint16_t out_port,
-                     struct list *rules)
+                     const struct cls_rule *match,
+                     ovs_be64 cookie, ovs_be64 cookie_mask,
+                     uint16_t out_port, struct list *rules)
 {
     struct classifier *cls;
+    int error;
+
+    error = check_table_id(ofproto, table_id);
+    if (error) {
+        return error;
+    }
 
     list_init(rules);
     FOR_EACH_MATCHING_TABLE (cls, table_id, ofproto) {
@@ -1776,7 +2167,11 @@ collect_rules_strict(struct ofproto *ofproto, uint8_t table_id,
 
         rule = rule_from_cls_rule(classifier_find_rule_exactly(cls, match));
         if (rule) {
-            if (!rule_is_hidden(rule) && rule_has_out_port(rule, out_port)) {
+            if (rule->pending) {
+                return OFPROTO_POSTPONE;
+            }
+            if (!rule_is_hidden(rule) && rule_has_out_port(rule, out_port)
+                    && !((rule->flow_cookie ^ cookie) & cookie_mask)) {
                 list_push_back(rules, &rule->ofproto_node);
             }
         }
@@ -1789,7 +2184,7 @@ handle_flow_stats_request(struct ofconn *ofconn,
                           const struct ofp_stats_msg *osm)
 {
     struct ofproto *ofproto = ofconn_get_ofproto(ofconn);
-    struct flow_stats_request fsr;
+    struct ofputil_flow_stats_request fsr;
     struct list replies;
     struct list rules;
     struct rule *rule;
@@ -1801,6 +2196,7 @@ handle_flow_stats_request(struct ofconn *ofconn,
     }
 
     error = collect_rules_loose(ofproto, fsr.table_id, &fsr.match,
+                                fsr.cookie, fsr.cookie_mask,
                                 fsr.out_port, &rules);
     if (error) {
         return error;
@@ -1832,7 +2228,6 @@ static void
 flow_stats_ds(struct rule *rule, struct ds *results)
 {
     uint64_t packet_count, byte_count;
-    size_t act_len = sizeof *rule->actions * rule->n_actions;
 
     rule->ofproto->ofproto_class->rule_get_stats(rule,
                                                  &packet_count, &byte_count);
@@ -1847,8 +2242,8 @@ flow_stats_ds(struct rule *rule, struct ds *results)
     ds_put_format(results, "n_bytes=%"PRIu64", ", byte_count);
     cls_rule_format(&rule->cr, results);
     ds_put_char(results, ',');
-    if (act_len > 0) {
-        ofp_print_actions(results, &rule->actions->header, act_len);
+    if (rule->n_actions > 0) {
+        ofp_print_actions(results, rule->actions, rule->n_actions);
     } else {
         ds_put_cstr(results, "drop");
     }
@@ -1862,7 +2257,7 @@ ofproto_get_all_flows(struct ofproto *p, struct ds *results)
 {
     struct classifier *cls;
 
-    for (cls = &p->tables[0]; cls < &p->tables[p->n_tables]; cls++) {
+    OFPROTO_FOR_EACH_TABLE (cls, p) {
         struct cls_cursor cursor;
         struct rule *rule;
 
@@ -1894,13 +2289,33 @@ ofproto_port_get_cfm_fault(const struct ofproto *ofproto, uint16_t ofp_port)
             : -1);
 }
 
+/* Gets the MPIDs of the remote maintenance points broadcasting to 'ofp_port'
+ * within 'ofproto'.  Populates 'rmps' with an array of MPIDs owned by
+ * 'ofproto', and 'n_rmps' with the number of MPIDs in 'rmps'.  Returns a
+ * number less than 0 if CFM is not enabled on 'ofp_port'. */
+int
+ofproto_port_get_cfm_remote_mpids(const struct ofproto *ofproto,
+                                  uint16_t ofp_port, const uint64_t **rmps,
+                                  size_t *n_rmps)
+{
+    struct ofport *ofport = ofproto_get_port(ofproto, ofp_port);
+
+    *rmps = NULL;
+    *n_rmps = 0;
+    return (ofport && ofproto->ofproto_class->get_cfm_remote_mpids
+            ? ofproto->ofproto_class->get_cfm_remote_mpids(ofport, rmps,
+                                                           n_rmps)
+            : -1);
+}
+
 static int
 handle_aggregate_stats_request(struct ofconn *ofconn,
                                const struct ofp_stats_msg *osm)
 {
     struct ofproto *ofproto = ofconn_get_ofproto(ofconn);
-    struct flow_stats_request request;
+    struct ofputil_flow_stats_request request;
     struct ofputil_aggregate_stats stats;
+    bool unknown_packets, unknown_bytes;
     struct ofpbuf *reply;
     struct list rules;
     struct rule *rule;
@@ -1912,12 +2327,14 @@ handle_aggregate_stats_request(struct ofconn *ofconn,
     }
 
     error = collect_rules_loose(ofproto, request.table_id, &request.match,
+                                request.cookie, request.cookie_mask,
                                 request.out_port, &rules);
     if (error) {
         return error;
     }
 
     memset(&stats, 0, sizeof stats);
+    unknown_packets = unknown_bytes = false;
     LIST_FOR_EACH (rule, ofproto_node, &rules) {
         uint64_t packet_count;
         uint64_t byte_count;
@@ -1925,10 +2342,26 @@ handle_aggregate_stats_request(struct ofconn *ofconn,
         ofproto->ofproto_class->rule_get_stats(rule, &packet_count,
                                                &byte_count);
 
-        stats.packet_count += packet_count;
-        stats.byte_count += byte_count;
+        if (packet_count == UINT64_MAX) {
+            unknown_packets = true;
+        } else {
+            stats.packet_count += packet_count;
+        }
+
+        if (byte_count == UINT64_MAX) {
+            unknown_bytes = true;
+        } else {
+            stats.byte_count += byte_count;
+        }
+
         stats.flow_count++;
     }
+    if (unknown_packets) {
+        stats.packet_count = UINT64_MAX;
+    }
+    if (unknown_bytes) {
+        stats.byte_count = UINT64_MAX;
+    }
 
     reply = ofputil_encode_aggregate_stats_reply(&stats, osm);
     ofconn_send_reply(ofconn, reply);
@@ -2016,70 +2449,128 @@ handle_queue_stats_request(struct ofconn *ofconn,
 
     return 0;
 }
-\f
+
+static bool
+is_flow_deletion_pending(const struct ofproto *ofproto,
+                         const struct cls_rule *cls_rule,
+                         uint8_t table_id)
+{
+    if (!hmap_is_empty(&ofproto->deletions)) {
+        struct ofoperation *op;
+
+        HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (op, hmap_node,
+                                 cls_rule_hash(cls_rule, table_id),
+                                 &ofproto->deletions) {
+            if (cls_rule_equal(cls_rule, &op->rule->cr)) {
+                return true;
+            }
+        }
+    }
+
+    return false;
+}
+
 /* Implements OFPFC_ADD and the cases for OFPFC_MODIFY and OFPFC_MODIFY_STRICT
  * in which no matching flow already exists in the flow table.
  *
  * Adds the flow specified by 'ofm', which is followed by 'n_actions'
- * ofp_actions, to the ofproto's flow table.  Returns 0 on success or an
- * OpenFlow error code as encoded by ofp_mkerr() on failure.
+ * ofp_actions, to the ofproto's flow table.  Returns 0 on success, an OpenFlow
+ * error code as encoded by ofp_mkerr() on failure, or OFPROTO_POSTPONE if the
+ * operation cannot be initiated now but may be retried later.
  *
  * 'ofconn' is used to retrieve the packet buffer specified in ofm->buffer_id,
  * if any. */
 static int
-add_flow(struct ofconn *ofconn, struct flow_mod *fm)
+add_flow(struct ofproto *ofproto, struct ofconn *ofconn,
+         const struct ofputil_flow_mod *fm, const struct ofp_header *request)
 {
-    struct ofproto *p = ofconn_get_ofproto(ofconn);
-    struct ofpbuf *packet;
+    struct classifier *table;
+    struct ofopgroup *group;
+    struct rule *victim;
     struct rule *rule;
-    uint16_t in_port;
-    int buf_err;
     int error;
 
-    if (fm->flags & OFPFF_CHECK_OVERLAP) {
-        struct classifier *cls;
+    error = check_table_id(ofproto, fm->table_id);
+    if (error) {
+        return error;
+    }
 
-        FOR_EACH_MATCHING_TABLE (cls, fm->table_id, p) {
-            if (classifier_rule_overlaps(cls, &fm->cr)) {
-                return ofp_mkerr(OFPET_FLOW_MOD_FAILED, OFPFMFC_OVERLAP);
+    /* Pick table. */
+    if (fm->table_id == 0xff) {
+        uint8_t table_id;
+        if (ofproto->ofproto_class->rule_choose_table) {
+            error = ofproto->ofproto_class->rule_choose_table(ofproto, &fm->cr,
+                                                              &table_id);
+            if (error) {
+                return error;
             }
+            assert(table_id < ofproto->n_tables);
+            table = &ofproto->tables[table_id];
+        } else {
+            table = &ofproto->tables[0];
         }
+    } else if (fm->table_id < ofproto->n_tables) {
+        table = &ofproto->tables[fm->table_id];
+    } else {
+        return ofp_mkerr_nicira(OFPET_FLOW_MOD_FAILED, NXFMFC_BAD_TABLE_ID);
     }
 
-    buf_err = ofconn_pktbuf_retrieve(ofconn, fm->buffer_id, &packet, &in_port);
-    error = rule_create(p, &fm->cr, fm->table_id, fm->actions, fm->n_actions,
-                        fm->idle_timeout, fm->hard_timeout, fm->cookie,
-                        fm->flags & OFPFF_SEND_FLOW_REM, &rule);
-    if (error) {
-        ofpbuf_delete(packet);
-        return error;
+    /* Check for overlap, if requested. */
+    if (fm->flags & OFPFF_CHECK_OVERLAP
+        && classifier_rule_overlaps(table, &fm->cr)) {
+        return ofp_mkerr(OFPET_FLOW_MOD_FAILED, OFPFMFC_OVERLAP);
     }
 
-    if (packet) {
-        assert(!buf_err);
-        return rule_execute(rule, in_port, packet);
+    /* Serialize against pending deletion. */
+    if (is_flow_deletion_pending(ofproto, &fm->cr, table - ofproto->tables)) {
+        return OFPROTO_POSTPONE;
     }
-    return buf_err;
-}
 
-static int
-send_buffered_packet(struct ofconn *ofconn,
-                     struct rule *rule, uint32_t buffer_id)
-{
-    struct ofpbuf *packet;
-    uint16_t in_port;
-    int error;
+    /* Allocate new rule. */
+    rule = ofproto->ofproto_class->rule_alloc();
+    if (!rule) {
+        VLOG_WARN_RL(&rl, "%s: failed to create rule (%s)",
+                     ofproto->name, strerror(error));
+        return ENOMEM;
+    }
+    rule->ofproto = ofproto;
+    rule->cr = fm->cr;
+    rule->pending = NULL;
+    rule->flow_cookie = fm->cookie;
+    rule->created = rule->modified = time_msec();
+    rule->idle_timeout = fm->idle_timeout;
+    rule->hard_timeout = fm->hard_timeout;
+    rule->table_id = table - ofproto->tables;
+    rule->send_flow_removed = (fm->flags & OFPFF_SEND_FLOW_REM) != 0;
+    rule->actions = ofputil_actions_clone(fm->actions, fm->n_actions);
+    rule->n_actions = fm->n_actions;
+
+    /* Insert new rule. */
+    victim = rule_from_cls_rule(classifier_replace(table, &rule->cr));
+    if (victim && victim->pending) {
+        error = OFPROTO_POSTPONE;
+    } else {
+        group = ofopgroup_create(ofproto, ofconn, request, fm->buffer_id);
+        ofoperation_create(group, rule, OFOPERATION_ADD);
+        rule->pending->victim = victim;
 
-    if (buffer_id == UINT32_MAX) {
-        return 0;
+        error = ofproto->ofproto_class->rule_construct(rule);
+        if (error) {
+            ofoperation_destroy(rule->pending);
+        }
+        ofopgroup_submit(group);
     }
 
-    error = ofconn_pktbuf_retrieve(ofconn, buffer_id, &packet, &in_port);
+    /* Back out if an error occurred. */
     if (error) {
-        return error;
+        if (victim) {
+            classifier_replace(table, &victim->cr);
+        } else {
+            classifier_remove(table, &rule->cr);
+        }
+        ofproto_rule_destroy__(rule);
     }
-
-    return rule_execute(rule, in_port, packet);
+    return error;
 }
 \f
 /* OFPFC_MODIFY and OFPFC_MODIFY_STRICT. */
@@ -2092,43 +2583,31 @@ send_buffered_packet(struct ofconn *ofconn,
  *
  * Returns 0 on success, otherwise an OpenFlow error code. */
 static int
-modify_flows__(struct ofconn *ofconn, const struct flow_mod *fm,
-               struct list *rules)
+modify_flows__(struct ofproto *ofproto, struct ofconn *ofconn,
+               const struct ofputil_flow_mod *fm,
+               const struct ofp_header *request, struct list *rules)
 {
-    struct rule *match;
+    struct ofopgroup *group;
     struct rule *rule;
-    int error;
 
-    error = 0;
-    match = NULL;
+    group = ofopgroup_create(ofproto, ofconn, request, fm->buffer_id);
     LIST_FOR_EACH (rule, ofproto_node, rules) {
         if (!ofputil_actions_equal(fm->actions, fm->n_actions,
                                    rule->actions, rule->n_actions)) {
-            int retval;
-
-            retval = rule->ofproto->ofproto_class->rule_modify_actions(
-                rule, fm->actions, fm->n_actions);
-            if (!retval) {
-                match = rule;
-                free(rule->actions);
-                rule->actions = ofputil_actions_clone(fm->actions,
-                                                      fm->n_actions);
-                rule->n_actions = fm->n_actions;
-            } else if (!error) {
-                error = retval;
-            }
+            ofoperation_create(group, rule, OFOPERATION_MODIFY);
+            rule->pending->actions = rule->actions;
+            rule->pending->n_actions = rule->n_actions;
+            rule->actions = ofputil_actions_clone(fm->actions, fm->n_actions);
+            rule->n_actions = fm->n_actions;
+            rule->ofproto->ofproto_class->rule_modify_actions(rule);
+        } else {
+            rule->modified = time_msec();
         }
         rule->flow_cookie = fm->cookie;
     }
+    ofopgroup_submit(group);
 
-    if (!error && match) {
-        /* This credits the packet to whichever flow happened to match last.
-         * That's weird.  Maybe we should do a lookup for the flow that
-         * actually matches the packet?  Who knows. */
-        send_buffered_packet(ofconn, match, fm->buffer_id);
-    }
-
-    return error;
+    return 0;
 }
 
 /* Implements OFPFC_MODIFY.  Returns 0 on success or an OpenFlow error code as
@@ -2137,16 +2616,19 @@ modify_flows__(struct ofconn *ofconn, const struct flow_mod *fm,
  * 'ofconn' is used to retrieve the packet buffer specified in fm->buffer_id,
  * if any. */
 static int
-modify_flows_loose(struct ofconn *ofconn, struct flow_mod *fm)
+modify_flows_loose(struct ofproto *ofproto, struct ofconn *ofconn,
+                   const struct ofputil_flow_mod *fm,
+                   const struct ofp_header *request)
 {
-    struct ofproto *p = ofconn_get_ofproto(ofconn);
     struct list rules;
     int error;
 
-    error = collect_rules_loose(p, fm->table_id, &fm->cr, OFPP_NONE, &rules);
+    error = collect_rules_loose(ofproto, fm->table_id, &fm->cr,
+                                fm->cookie, fm->cookie_mask,
+                                OFPP_NONE, &rules);
     return (error ? error
-            : list_is_empty(&rules) ? add_flow(ofconn, fm)
-            : modify_flows__(ofconn, fm, &rules));
+            : list_is_empty(&rules) ? add_flow(ofproto, ofconn, fm, request)
+            : modify_flows__(ofproto, ofconn, fm, request, &rules));
 }
 
 /* Implements OFPFC_MODIFY_STRICT.  Returns 0 on success or an OpenFlow error
@@ -2155,16 +2637,20 @@ modify_flows_loose(struct ofconn *ofconn, struct flow_mod *fm)
  * 'ofconn' is used to retrieve the packet buffer specified in fm->buffer_id,
  * if any. */
 static int
-modify_flow_strict(struct ofconn *ofconn, struct flow_mod *fm)
+modify_flow_strict(struct ofproto *ofproto, struct ofconn *ofconn,
+                   const struct ofputil_flow_mod *fm,
+                   const struct ofp_header *request)
 {
-    struct ofproto *p = ofconn_get_ofproto(ofconn);
     struct list rules;
     int error;
 
-    error = collect_rules_strict(p, fm->table_id, &fm->cr, OFPP_NONE, &rules);
+    error = collect_rules_strict(ofproto, fm->table_id, &fm->cr,
+                                 fm->cookie, fm->cookie_mask,
+                                 OFPP_NONE, &rules);
     return (error ? error
-            : list_is_empty(&rules) ? add_flow(ofconn, fm)
-            : list_is_singleton(&rules) ? modify_flows__(ofconn, fm, &rules)
+            : list_is_empty(&rules) ? add_flow(ofproto, ofconn, fm, request)
+            : list_is_singleton(&rules) ? modify_flows__(ofproto, ofconn,
+                                                         fm, request, &rules)
             : 0);
 }
 \f
@@ -2174,43 +2660,58 @@ modify_flow_strict(struct ofconn *ofconn, struct flow_mod *fm)
  *
  * Returns 0 on success, otherwise an OpenFlow error code. */
 static int
-delete_flows__(struct list *rules)
+delete_flows__(struct ofproto *ofproto, struct ofconn *ofconn,
+               const struct ofp_header *request, struct list *rules)
 {
     struct rule *rule, *next;
+    struct ofopgroup *group;
 
+    group = ofopgroup_create(ofproto, ofconn, request, UINT32_MAX);
     LIST_FOR_EACH_SAFE (rule, next, ofproto_node, rules) {
         ofproto_rule_send_removed(rule, OFPRR_DELETE);
-        ofproto_rule_destroy(rule);
+
+        ofoperation_create(group, rule, OFOPERATION_DELETE);
+        classifier_remove(&ofproto->tables[rule->table_id], &rule->cr);
+        rule->ofproto->ofproto_class->rule_destruct(rule);
     }
+    ofopgroup_submit(group);
 
     return 0;
 }
 
 /* Implements OFPFC_DELETE. */
 static int
-delete_flows_loose(struct ofproto *p, const struct flow_mod *fm)
+delete_flows_loose(struct ofproto *ofproto, struct ofconn *ofconn,
+                   const struct ofputil_flow_mod *fm,
+                   const struct ofp_header *request)
 {
     struct list rules;
     int error;
 
-    error = collect_rules_loose(p, fm->table_id, &fm->cr, fm->out_port,
-                                &rules);
+    error = collect_rules_loose(ofproto, fm->table_id, &fm->cr,
+                                fm->cookie, fm->cookie_mask,
+                                fm->out_port, &rules);
     return (error ? error
-            : !list_is_empty(&rules) ? delete_flows__(&rules)
+            : !list_is_empty(&rules) ? delete_flows__(ofproto, ofconn, request,
+                                                      &rules)
             : 0);
 }
 
 /* Implements OFPFC_DELETE_STRICT. */
 static int
-delete_flow_strict(struct ofproto *p, struct flow_mod *fm)
+delete_flow_strict(struct ofproto *ofproto, struct ofconn *ofconn,
+                   const struct ofputil_flow_mod *fm,
+                   const struct ofp_header *request)
 {
     struct list rules;
     int error;
 
-    error = collect_rules_strict(p, fm->table_id, &fm->cr, fm->out_port,
-                                 &rules);
+    error = collect_rules_strict(ofproto, fm->table_id, &fm->cr,
+                                 fm->cookie, fm->cookie_mask,
+                                 fm->out_port, &rules);
     return (error ? error
-            : list_is_singleton(&rules) ? delete_flows__(&rules)
+            : list_is_singleton(&rules) ? delete_flows__(ofproto, ofconn,
+                                                         request, &rules)
             : 0);
 }
 
@@ -2243,19 +2744,27 @@ ofproto_rule_send_removed(struct rule *rule, uint8_t reason)
 void
 ofproto_rule_expire(struct rule *rule, uint8_t reason)
 {
+    struct ofproto *ofproto = rule->ofproto;
+    struct ofopgroup *group;
+
     assert(reason == OFPRR_HARD_TIMEOUT || reason == OFPRR_IDLE_TIMEOUT);
+
     ofproto_rule_send_removed(rule, reason);
-    ofproto_rule_destroy(rule);
+
+    group = ofopgroup_create_unattached(ofproto);
+    ofoperation_create(group, rule, OFOPERATION_DELETE);
+    classifier_remove(&ofproto->tables[rule->table_id], &rule->cr);
+    rule->ofproto->ofproto_class->rule_destruct(rule);
+    ofopgroup_submit(group);
 }
 \f
 static int
 handle_flow_mod(struct ofconn *ofconn, const struct ofp_header *oh)
 {
-    struct ofproto *p = ofconn_get_ofproto(ofconn);
-    struct flow_mod fm;
+    struct ofputil_flow_mod fm;
     int error;
 
-    error = reject_slave_controller(ofconn, "flow_mod");
+    error = reject_slave_controller(ofconn);
     if (error) {
         return error;
     }
@@ -2274,26 +2783,37 @@ handle_flow_mod(struct ofconn *ofconn, const struct ofp_header *oh)
         return ofp_mkerr(OFPET_FLOW_MOD_FAILED, OFPFMFC_ALL_TABLES_FULL);
     }
 
-    switch (fm.command) {
+    return handle_flow_mod__(ofconn_get_ofproto(ofconn), ofconn, &fm, oh);
+}
+
+static int
+handle_flow_mod__(struct ofproto *ofproto, struct ofconn *ofconn,
+                  const struct ofputil_flow_mod *fm,
+                  const struct ofp_header *oh)
+{
+    if (ofproto->n_pending >= 50) {
+        assert(!list_is_empty(&ofproto->pending));
+        return OFPROTO_POSTPONE;
+    }
+
+    switch (fm->command) {
     case OFPFC_ADD:
-        return add_flow(ofconn, &fm);
+        return add_flow(ofproto, ofconn, fm, oh);
 
     case OFPFC_MODIFY:
-        return modify_flows_loose(ofconn, &fm);
+        return modify_flows_loose(ofproto, ofconn, fm, oh);
 
     case OFPFC_MODIFY_STRICT:
-        return modify_flow_strict(ofconn, &fm);
+        return modify_flow_strict(ofproto, ofconn, fm, oh);
 
     case OFPFC_DELETE:
-        delete_flows_loose(p, &fm);
-        return 0;
+        return delete_flows_loose(ofproto, ofconn, fm, oh);
 
     case OFPFC_DELETE_STRICT:
-        delete_flow_strict(p, &fm);
-        return 0;
+        return delete_flow_strict(ofproto, ofconn, fm, oh);
 
     default:
-        if (fm.command > 0xff) {
+        if (fm->command > 0xff) {
             VLOG_WARN_RL(&rl, "flow_mod has explicit table_id but "
                          "flow_mod_table_id extension is not enabled");
         }
@@ -2310,17 +2830,18 @@ handle_role_request(struct ofconn *ofconn, const struct ofp_header *oh)
     uint32_t role;
 
     if (ofconn_get_type(ofconn) != OFCONN_PRIMARY) {
-        VLOG_WARN_RL(&rl, "ignoring role request on service connection");
         return ofp_mkerr(OFPET_BAD_REQUEST, OFPBRC_EPERM);
     }
 
     role = ntohl(nrr->role);
     if (role != NX_ROLE_OTHER && role != NX_ROLE_MASTER
         && role != NX_ROLE_SLAVE) {
-        VLOG_WARN_RL(&rl, "received request for unknown role %"PRIu32, role);
+        return ofp_mkerr_nicira(OFPET_BAD_REQUEST, NXBRC_BAD_ROLE);
+    }
 
-        /* There's no good error code for this. */
-        return ofp_mkerr(OFPET_BAD_REQUEST, -1);
+    if (ofconn_get_role(ofconn) != role
+        && ofconn_has_pending_opgroups(ofconn)) {
+        return OFPROTO_POSTPONE;
     }
 
     ofconn_set_role(ofconn, role);
@@ -2336,8 +2857,8 @@ static int
 handle_nxt_flow_mod_table_id(struct ofconn *ofconn,
                              const struct ofp_header *oh)
 {
-    const struct nxt_flow_mod_table_id *msg
-        = (const struct nxt_flow_mod_table_id *) oh;
+    const struct nx_flow_mod_table_id *msg
+        = (const struct nx_flow_mod_table_id *) oh;
 
     ofconn_set_flow_mod_table_id(ofconn, msg->set != 0);
     return 0;
@@ -2346,18 +2867,46 @@ handle_nxt_flow_mod_table_id(struct ofconn *ofconn,
 static int
 handle_nxt_set_flow_format(struct ofconn *ofconn, const struct ofp_header *oh)
 {
-    const struct nxt_set_flow_format *msg
-        = (const struct nxt_set_flow_format *) oh;
+    const struct nx_set_flow_format *msg
+        = (const struct nx_set_flow_format *) oh;
     uint32_t format;
 
     format = ntohl(msg->format);
-    if (format == NXFF_OPENFLOW10
-        || format == NXFF_NXM) {
-        ofconn_set_flow_format(ofconn, format);
-        return 0;
-    } else {
+    if (format != NXFF_OPENFLOW10 && format != NXFF_NXM) {
         return ofp_mkerr(OFPET_BAD_REQUEST, OFPBRC_EPERM);
     }
+
+    if (format != ofconn_get_flow_format(ofconn)
+        && ofconn_has_pending_opgroups(ofconn)) {
+        /* Avoid sending async messages in surprising flow format. */
+        return OFPROTO_POSTPONE;
+    }
+
+    ofconn_set_flow_format(ofconn, format);
+    return 0;
+}
+
+static int
+handle_nxt_set_packet_in_format(struct ofconn *ofconn,
+                                const struct ofp_header *oh)
+{
+    const struct nx_set_packet_in_format *msg;
+    uint32_t format;
+
+    msg = (const struct nx_set_packet_in_format *) oh;
+    format = ntohl(msg->format);
+    if (format != NXFF_OPENFLOW10 && format != NXPIF_NXM) {
+        return ofp_mkerr(OFPET_BAD_REQUEST, OFPBRC_EPERM);
+    }
+
+    if (format != ofconn_get_packet_in_format(ofconn)
+        && ofconn_has_pending_opgroups(ofconn)) {
+        /* Avoid sending async message in surprsing packet in format. */
+        return OFPROTO_POSTPONE;
+    }
+
+    ofconn_set_packet_in_format(ofconn, format);
+    return 0;
 }
 
 static int
@@ -2366,8 +2915,10 @@ handle_barrier_request(struct ofconn *ofconn, const struct ofp_header *oh)
     struct ofp_header *ob;
     struct ofpbuf *buf;
 
-    /* Currently, everything executes synchronously, so we can just
-     * immediately send the barrier reply. */
+    if (ofconn_has_pending_opgroups(ofconn)) {
+        return OFPROTO_POSTPONE;
+    }
+
     ob = make_openflow_xid(sizeof *ob, OFPT_BARRIER_REPLY, oh->xid, &buf);
     ofconn_send_reply(ofconn, buf);
     return 0;
@@ -2425,6 +2976,9 @@ handle_openflow__(struct ofconn *ofconn, const struct ofpbuf *msg)
     case OFPUTIL_NXT_SET_FLOW_FORMAT:
         return handle_nxt_set_flow_format(ofconn, oh);
 
+    case OFPUTIL_NXT_SET_PACKET_IN_FORMAT:
+        return handle_nxt_set_packet_in_format(ofconn, oh);
+
     case OFPUTIL_NXT_FLOW_MOD:
         return handle_flow_mod(ofconn, oh);
 
@@ -2449,7 +3003,7 @@ handle_openflow__(struct ofconn *ofconn, const struct ofpbuf *msg)
     case OFPUTIL_OFPST_QUEUE_REQUEST:
         return handle_queue_stats_request(ofconn, msg->data);
 
-    case OFPUTIL_INVALID:
+    case OFPUTIL_MSG_INVALID:
     case OFPUTIL_OFPT_HELLO:
     case OFPUTIL_OFPT_ERROR:
     case OFPUTIL_OFPT_FEATURES_REPLY:
@@ -2468,14 +3022,10 @@ handle_openflow__(struct ofconn *ofconn, const struct ofpbuf *msg)
     case OFPUTIL_OFPST_AGGREGATE_REPLY:
     case OFPUTIL_NXT_ROLE_REPLY:
     case OFPUTIL_NXT_FLOW_REMOVED:
+    case OFPUTIL_NXT_PACKET_IN:
     case OFPUTIL_NXST_FLOW_REPLY:
     case OFPUTIL_NXST_AGGREGATE_REPLY:
     default:
-        if (VLOG_IS_WARN_ENABLED()) {
-            char *s = ofp_to_string(oh, ntohs(oh->length), 2);
-            VLOG_DBG_RL(&rl, "OpenFlow message ignored: %s", s);
-            free(s);
-        }
         if (oh->type == OFPT_STATS_REQUEST || oh->type == OFPT_STATS_REPLY) {
             return ofp_mkerr(OFPET_BAD_REQUEST, OFPBRC_BAD_STAT);
         } else {
@@ -2484,14 +3034,267 @@ handle_openflow__(struct ofconn *ofconn, const struct ofpbuf *msg)
     }
 }
 
-static void
+static bool
 handle_openflow(struct ofconn *ofconn, struct ofpbuf *ofp_msg)
 {
     int error = handle_openflow__(ofconn, ofp_msg);
-    if (error) {
+    if (error && error != OFPROTO_POSTPONE) {
         ofconn_send_error(ofconn, ofp_msg->data, error);
     }
     COVERAGE_INC(ofproto_recv_openflow);
+    return error != OFPROTO_POSTPONE;
+}
+\f
+/* Asynchronous operations. */
+
+/* Creates and returns a new ofopgroup that is not associated with any
+ * OpenFlow connection.
+ *
+ * The caller should add operations to the returned group with
+ * ofoperation_create() and then submit it with ofopgroup_submit(). */
+static struct ofopgroup *
+ofopgroup_create_unattached(struct ofproto *ofproto)
+{
+    struct ofopgroup *group = xzalloc(sizeof *group);
+    group->ofproto = ofproto;
+    list_init(&group->ofproto_node);
+    list_init(&group->ops);
+    list_init(&group->ofconn_node);
+    return group;
+}
+
+/* Creates and returns a new ofopgroup for 'ofproto'.
+ *
+ * If 'ofconn' is NULL, the new ofopgroup is not associated with any OpenFlow
+ * connection.  The 'request' and 'buffer_id' arguments are ignored.
+ *
+ * If 'ofconn' is nonnull, then the new ofopgroup is associated with 'ofconn'.
+ * If the ofopgroup eventually fails, then the error reply will include
+ * 'request'.  If the ofopgroup eventually succeeds, then the packet with
+ * buffer id 'buffer_id' on 'ofconn' will be sent by 'ofconn''s ofproto.
+ *
+ * The caller should add operations to the returned group with
+ * ofoperation_create() and then submit it with ofopgroup_submit(). */
+static struct ofopgroup *
+ofopgroup_create(struct ofproto *ofproto, struct ofconn *ofconn,
+                 const struct ofp_header *request, uint32_t buffer_id)
+{
+    struct ofopgroup *group = ofopgroup_create_unattached(ofproto);
+    if (ofconn) {
+        size_t request_len = ntohs(request->length);
+
+        assert(ofconn_get_ofproto(ofconn) == ofproto);
+
+        ofconn_add_opgroup(ofconn, &group->ofconn_node);
+        group->ofconn = ofconn;
+        group->request = xmemdup(request, MIN(request_len, 64));
+        group->buffer_id = buffer_id;
+    }
+    return group;
+}
+
+/* Submits 'group' for processing.
+ *
+ * If 'group' contains no operations (e.g. none were ever added, or all of the
+ * ones that were added completed synchronously), then it is destroyed
+ * immediately.  Otherwise it is added to the ofproto's list of pending
+ * groups. */
+static void
+ofopgroup_submit(struct ofopgroup *group)
+{
+    if (list_is_empty(&group->ops)) {
+        ofopgroup_destroy(group);
+    } else {
+        list_push_back(&group->ofproto->pending, &group->ofproto_node);
+        group->ofproto->n_pending++;
+    }
+}
+
+static void
+ofopgroup_destroy(struct ofopgroup *group)
+{
+    assert(list_is_empty(&group->ops));
+    if (!list_is_empty(&group->ofproto_node)) {
+        assert(group->ofproto->n_pending > 0);
+        group->ofproto->n_pending--;
+        list_remove(&group->ofproto_node);
+    }
+    if (!list_is_empty(&group->ofconn_node)) {
+        list_remove(&group->ofconn_node);
+        if (group->error) {
+            ofconn_send_error(group->ofconn, group->request, group->error);
+        }
+        connmgr_retry(group->ofproto->connmgr);
+    }
+    free(group->request);
+    free(group);
+}
+
+/* Initiates a new operation on 'rule', of the specified 'type', within
+ * 'group'.  Prior to calling, 'rule' must not have any pending operation. */
+static void
+ofoperation_create(struct ofopgroup *group, struct rule *rule,
+                   enum ofoperation_type type)
+{
+    struct ofoperation *op;
+
+    assert(!rule->pending);
+
+    op = rule->pending = xzalloc(sizeof *op);
+    op->group = group;
+    list_push_back(&group->ops, &op->group_node);
+    op->rule = rule;
+    op->type = type;
+    op->status = -1;
+    op->flow_cookie = rule->flow_cookie;
+
+    if (type == OFOPERATION_DELETE) {
+        hmap_insert(&op->group->ofproto->deletions, &op->hmap_node,
+                    cls_rule_hash(&rule->cr, rule->table_id));
+    }
+}
+
+static void
+ofoperation_destroy(struct ofoperation *op)
+{
+    struct ofopgroup *group = op->group;
+
+    if (op->rule) {
+        op->rule->pending = NULL;
+    }
+    if (op->type == OFOPERATION_DELETE) {
+        hmap_remove(&group->ofproto->deletions, &op->hmap_node);
+    }
+    list_remove(&op->group_node);
+    free(op->actions);
+    free(op);
+
+    if (list_is_empty(&group->ops) && !list_is_empty(&group->ofproto_node)) {
+        ofopgroup_destroy(group);
+    }
+}
+
+/* Indicates that 'op' completed with status 'error', which is either 0 to
+ * indicate success or an OpenFlow error code (constructed with
+ * e.g. ofp_mkerr()).
+ *
+ * If 'error' is 0, indicating success, the operation will be committed
+ * permanently to the flow table.  There is one interesting subcase:
+ *
+ *   - If 'op' is an "add flow" operation that is replacing an existing rule in
+ *     the flow table (the "victim" rule) by a new one, then the caller must
+ *     have uninitialized any derived state in the victim rule, as in step 5 in
+ *     the "Life Cycle" in ofproto/ofproto-provider.h.  ofoperation_complete()
+ *     performs steps 6 and 7 for the victim rule, most notably by calling its
+ *     ->rule_dealloc() function.
+ *
+ * If 'error' is nonzero, then generally the operation will be rolled back:
+ *
+ *   - If 'op' is an "add flow" operation, ofproto removes the new rule or
+ *     restores the original rule.  The caller must have uninitialized any
+ *     derived state in the new rule, as in step 5 of in the "Life Cycle" in
+ *     ofproto/ofproto-provider.h.  ofoperation_complete() performs steps 6 and
+ *     and 7 for the new rule, calling its ->rule_dealloc() function.
+ *
+ *   - If 'op' is a "modify flow" operation, ofproto restores the original
+ *     actions.
+ *
+ *   - 'op' must not be a "delete flow" operation.  Removing a rule is not
+ *     allowed to fail.  It must always succeed.
+ *
+ * Please see the large comment in ofproto/ofproto-provider.h titled
+ * "Asynchronous Operation Support" for more information. */
+void
+ofoperation_complete(struct ofoperation *op, int error)
+{
+    struct ofopgroup *group = op->group;
+    struct rule *rule = op->rule;
+    struct ofproto *ofproto = rule->ofproto;
+    struct classifier *table = &ofproto->tables[rule->table_id];
+
+    assert(rule->pending == op);
+    assert(op->status < 0);
+    assert(error >= 0);
+
+    if (!error
+        && !group->error
+        && op->type != OFOPERATION_DELETE
+        && group->ofconn
+        && group->buffer_id != UINT32_MAX
+        && list_is_singleton(&op->group_node)) {
+        struct ofpbuf *packet;
+        uint16_t in_port;
+
+        error = ofconn_pktbuf_retrieve(group->ofconn, group->buffer_id,
+                                       &packet, &in_port);
+        if (packet) {
+            assert(!error);
+            error = rule_execute(rule, in_port, packet);
+        }
+    }
+    if (!group->error) {
+        group->error = error;
+    }
+
+    switch (op->type) {
+    case OFOPERATION_ADD:
+        if (!error) {
+            if (op->victim) {
+                ofproto_rule_destroy__(op->victim);
+            }
+            if ((rule->cr.wc.vlan_tci_mask & htons(VLAN_VID_MASK))
+                == htons(VLAN_VID_MASK)) {
+                if (ofproto->vlan_bitmap) {
+                    uint16_t vid = vlan_tci_to_vid(rule->cr.flow.vlan_tci);
+
+                    if (!bitmap_is_set(ofproto->vlan_bitmap, vid)) {
+                        bitmap_set1(ofproto->vlan_bitmap, vid);
+                        ofproto->vlans_changed = true;
+                    }
+                } else {
+                    ofproto->vlans_changed = true;
+                }
+            }
+        } else {
+            if (op->victim) {
+                classifier_replace(table, &op->victim->cr);
+                op->victim = NULL;
+            } else {
+                classifier_remove(table, &rule->cr);
+            }
+            ofproto_rule_destroy__(rule);
+        }
+        op->victim = NULL;
+        break;
+
+    case OFOPERATION_DELETE:
+        assert(!error);
+        ofproto_rule_destroy__(rule);
+        op->rule = NULL;
+        break;
+
+    case OFOPERATION_MODIFY:
+        if (!error) {
+            rule->modified = time_msec();
+        } else {
+            free(rule->actions);
+            rule->actions = op->actions;
+            rule->n_actions = op->n_actions;
+            op->actions = NULL;
+        }
+        break;
+
+    default:
+        NOT_REACHED();
+    }
+    ofoperation_destroy(op);
+}
+
+struct rule *
+ofoperation_get_victim(struct ofoperation *op)
+{
+    assert(op->type == OFOPERATION_ADD);
+    return op->victim;
 }
 \f
 static uint64_t
@@ -2539,8 +3342,8 @@ ofproto_lookup(const char *name)
 }
 
 static void
-ofproto_unixctl_list(struct unixctl_conn *conn, const char *arg OVS_UNUSED,
-                     void *aux OVS_UNUSED)
+ofproto_unixctl_list(struct unixctl_conn *conn, int argc OVS_UNUSED,
+                     const char *argv[] OVS_UNUSED, void *aux OVS_UNUSED)
 {
     struct ofproto *ofproto;
     struct ds results;
@@ -2562,5 +3365,90 @@ ofproto_unixctl_init(void)
     }
     registered = true;
 
-    unixctl_command_register("ofproto/list", ofproto_unixctl_list, NULL);
+    unixctl_command_register("ofproto/list", "", 0, 0,
+                             ofproto_unixctl_list, NULL);
+}
+\f
+/* Linux VLAN device support (e.g. "eth0.10" for VLAN 10.)
+ *
+ * This is deprecated.  It is only for compatibility with broken device drivers
+ * in old versions of Linux that do not properly support VLANs when VLAN
+ * devices are not used.  When broken device drivers are no longer in
+ * widespread use, we will delete these interfaces. */
+
+/* Sets a 1-bit in the 4096-bit 'vlan_bitmap' for each VLAN ID that is matched
+ * (exactly) by an OpenFlow rule in 'ofproto'. */
+void
+ofproto_get_vlan_usage(struct ofproto *ofproto, unsigned long int *vlan_bitmap)
+{
+    const struct classifier *cls;
+
+    free(ofproto->vlan_bitmap);
+    ofproto->vlan_bitmap = bitmap_allocate(4096);
+    ofproto->vlans_changed = false;
+
+    OFPROTO_FOR_EACH_TABLE (cls, ofproto) {
+        const struct cls_table *table;
+
+        HMAP_FOR_EACH (table, hmap_node, &cls->tables) {
+            if ((table->wc.vlan_tci_mask & htons(VLAN_VID_MASK))
+                == htons(VLAN_VID_MASK)) {
+                const struct cls_rule *rule;
+
+                HMAP_FOR_EACH (rule, hmap_node, &table->rules) {
+                    uint16_t vid = vlan_tci_to_vid(rule->flow.vlan_tci);
+                    bitmap_set1(vlan_bitmap, vid);
+                    bitmap_set1(ofproto->vlan_bitmap, vid);
+                }
+            }
+        }
+    }
+}
+
+/* Returns true if new VLANs have come into use by the flow table since the
+ * last call to ofproto_get_vlan_usage().
+ *
+ * We don't track when old VLANs stop being used. */
+bool
+ofproto_has_vlan_usage_changed(const struct ofproto *ofproto)
+{
+    return ofproto->vlans_changed;
+}
+
+/* Configures a VLAN splinter binding between the ports identified by OpenFlow
+ * port numbers 'vlandev_ofp_port' and 'realdev_ofp_port'.  If
+ * 'realdev_ofp_port' is nonzero, then the VLAN device is enslaved to the real
+ * device as a VLAN splinter for VLAN ID 'vid'.  If 'realdev_ofp_port' is zero,
+ * then the VLAN device is un-enslaved. */
+int
+ofproto_port_set_realdev(struct ofproto *ofproto, uint16_t vlandev_ofp_port,
+                         uint16_t realdev_ofp_port, int vid)
+{
+    struct ofport *ofport;
+    int error;
+
+    assert(vlandev_ofp_port != realdev_ofp_port);
+
+    ofport = ofproto_get_port(ofproto, vlandev_ofp_port);
+    if (!ofport) {
+        VLOG_WARN("%s: cannot set realdev on nonexistent port %"PRIu16,
+                  ofproto->name, vlandev_ofp_port);
+        return EINVAL;
+    }
+
+    if (!ofproto->ofproto_class->set_realdev) {
+        if (!vlandev_ofp_port) {
+            return 0;
+        }
+        VLOG_WARN("%s: vlan splinters not supported", ofproto->name);
+        return EOPNOTSUPP;
+    }
+
+    error = ofproto->ofproto_class->set_realdev(ofport, realdev_ofp_port, vid);
+    if (error) {
+        VLOG_WARN("%s: setting realdev on port %"PRIu16" (%s) failed (%s)",
+                  ofproto->name, vlandev_ofp_port,
+                  netdev_get_name(ofport->netdev), strerror(error));
+    }
+    return error;
 }