Use signal-based timekeeping functions throughout the source base.
[sliver-openvswitch.git] / secchan / secchan.c
index e9df46d..e4fc62f 100644 (file)
@@ -1,27 +1,44 @@
-/* Copyright (C) 2007 Board of Trustees, Leland Stanford Jr. University.
+/* Copyright (c) 2008 The Board of Trustees of The Leland Stanford
+ * Junior University
  *
- * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
- * of this software and associated documentation files (the "Software"), to
- * deal in the Software without restriction, including without limitation the
- * rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or
- * sell copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
- * furnished to do so, subject to the following conditions:
+ * We are making the OpenFlow specification and associated documentation
+ * (Software) available for public use and benefit with the expectation
+ * that others will use, modify and enhance the Software and contribute
+ * those enhancements back to the community. However, since we would
+ * like to make the Software available for broadest use, with as few
+ * restrictions as possible permission is hereby granted, free of
+ * charge, to any person obtaining a copy of this Software to deal in
+ * the Software under the copyrights without restriction, including
+ * without limitation the rights to use, copy, modify, merge, publish,
+ * distribute, sublicense, and/or sell copies of the Software, and to
+ * permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to
+ * the following conditions:
  *
- * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
- * all copies or substantial portions of the Software.
+ * The above copyright notice and this permission notice shall be
+ * included in all copies or substantial portions of the Software.
  *
- * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
- * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
- * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE
- * AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
- * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
- * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
- * IN THE SOFTWARE.
+ * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
+ * EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
+ * MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
+ * NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS
+ * BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN
+ * ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN
+ * CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
+ * SOFTWARE.
+ *
+ * The name and trademarks of copyright holder(s) may NOT be used in
+ * advertising or publicity pertaining to the Software or any
+ * derivatives without specific, written prior permission.
  */
 
+#include <config.h>
+#include <assert.h>
 #include <errno.h>
 #include <getopt.h>
+#include <inttypes.h>
+#include <netinet/in.h>
 #include <poll.h>
+#include <regex.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <string.h>
 #include <time.h>
 #include "buffer.h"
 #include "command-line.h"
 #include "compiler.h"
+#include "daemon.h"
+#include "dhcp.h"
+#include "dhcp-client.h"
+#include "dynamic-string.h"
 #include "fault.h"
+#include "flow.h"
+#include "learning-switch.h"
+#include "list.h"
+#include "mac-learning.h"
+#include "netdev.h"
+#include "openflow.h"
+#include "packets.h"
+#include "poll-loop.h"
+#include "rconn.h"
+#include "timeval.h"
 #include "util.h"
+#include "vconn-ssl.h"
 #include "vconn.h"
 #include "vlog-socket.h"
-#include "openflow.h"
 
 #include "vlog.h"
 #define THIS_MODULE VLM_secchan
 
-static void parse_options(int argc, char *argv[]);
-static void usage(void) NO_RETURN;
+/* Behavior when the connection to the controller fails. */
+enum fail_mode {
+    FAIL_OPEN,                  /* Act as learning switch. */
+    FAIL_CLOSED                 /* Drop all packets. */
+};
 
-static bool reliable = true;
+/* Settings that may be configured by the user. */
+struct settings {
+    /* Overall mode of operation. */
+    bool discovery;           /* Discover the controller automatically? */
+    bool in_band;             /* Connect to controller in-band? */
+
+    /* Related vconns and network devices. */
+    const char *nl_name;        /* Local datapath (must be "nl:" vconn). */
+    char *of_name;              /* ofX network device name. */
+    const char *controller_name; /* Controller (if not discovery mode). */
+    const char *listen_vconn_name; /* Listens for mgmt connections. */
+
+    /* Failure behavior. */
+    enum fail_mode fail_mode; /* Act as learning switch if no controller? */
+    int max_idle;             /* Idle time for flows in fail-open mode. */
+    int probe_interval;       /* # seconds idle before sending echo request. */
+    int max_backoff;          /* Max # seconds between connection attempts. */
+
+    /* Discovery behavior. */
+    regex_t accept_controller_regex;  /* Controller vconns to accept. */
+    const char *accept_controller_re; /* String version of regex. */
+    bool update_resolv_conf;          /* Update /etc/resolv.conf? */
+};
 
 struct half {
-    const char *name;
-    struct vconn *vconn;
-    struct pollfd *pollfd;
+    struct rconn *rconn;
     struct buffer *rxbuf;
-    time_t backoff_deadline;
-    int backoff;
 };
 
-static void reconnect(struct half *);
+struct relay {
+    struct list node;
+
+#define HALF_LOCAL 0
+#define HALF_REMOTE 1
+    struct half halves[2];
+
+    bool is_mgmt_conn;
+};
+
+struct hook {
+    bool (*packet_cb)(struct relay *, int half, void *aux);
+    void (*periodic_cb)(void *aux);
+    void *aux;
+};
+
+static void parse_options(int argc, char *argv[], struct settings *);
+static void usage(void) NO_RETURN;
+
+static struct relay *relay_create(struct rconn *local, struct rconn *remote,
+                                  bool is_mgmt_conn);
+static struct relay *relay_accept(const struct settings *, struct vconn *);
+static void relay_run(struct relay *, const struct hook[], size_t n_hooks);
+static void relay_wait(struct relay *);
+static void relay_destroy(struct relay *);
+
+static struct hook make_hook(bool (*packet_cb)(struct relay *, int, void *),
+                             void (*periodic_cb)(void *),
+                             void *aux);
+
+static struct discovery *discovery_init(const struct settings *);
+static void discovery_question_connectivity(struct discovery *);
+static bool discovery_run(struct discovery *, char **controller_name);
+static void discovery_wait(struct discovery *);
+
+static struct hook in_band_hook_create(const struct settings *);
+static struct hook fail_open_hook_create(const struct settings *,
+                                         struct rconn *local,
+                                         struct rconn *remote);
+
+static void modify_dhcp_request(struct dhcp_msg *, void *aux);
+static bool validate_dhcp_offer(const struct dhcp_msg *, void *aux);
 
 int
 main(int argc, char *argv[])
 {
-    struct half halves[2];
-    struct pollfd pollfds[2 + 1];
-    struct vlog_server *vlog_server;
+    struct settings s;
+
+    struct list relays = LIST_INITIALIZER(&relays);
+
+    struct hook hooks[3];
+    size_t n_hooks;
+
+    struct rconn *local_rconn, *remote_rconn;
+    struct vconn *listen_vconn;
+    struct relay *controller_relay;
+    struct discovery *discovery;
     int retval;
-    int i;
 
     set_program_name(argv[0]);
     register_fault_handlers();
+    time_init();
     vlog_init();
-    parse_options(argc, argv);
+    parse_options(argc, argv, &s);
 
-    if (argc - optind != 2) {
-        fatal(0, "exactly two peer arguments required; use --help for usage");
+    /* Start listening for management connections. */
+    if (s.listen_vconn_name) {
+        retval = vconn_open(s.listen_vconn_name, &listen_vconn);
+        if (retval && retval != EAGAIN) {
+            fatal(retval, "opening %s", s.listen_vconn_name);
+        }
+        if (!vconn_is_passive(listen_vconn)) {
+            fatal(0, "%s is not a passive vconn", s.listen_vconn_name);
+        }
+    } else {
+        listen_vconn = NULL;
     }
 
-    retval = vlog_server_listen(NULL, &vlog_server);
+    /* Start controller discovery. */
+    discovery = s.discovery ? discovery_init(&s) : NULL;
+
+    /* Start listening for vlogconf requests. */
+    retval = vlog_server_listen(NULL, NULL);
     if (retval) {
         fatal(retval, "Could not listen for vlog connections");
     }
 
-    for (i = 0; i < 2; i++) {
-        halves[i].name = argv[optind + i];
-        halves[i].vconn = NULL;
-        halves[i].pollfd = &pollfds[i];
-        halves[i].rxbuf = NULL;
-        halves[i].backoff_deadline = 0;
-        halves[i].backoff = 1;
-        reconnect(&halves[i]);
+    daemonize();
+
+    /* Connect to datapath. */
+    local_rconn = rconn_create(1, 0, s.max_backoff);
+    rconn_connect(local_rconn, s.nl_name);
+
+    /* Connect to controller. */
+    remote_rconn = rconn_create(1, s.probe_interval, s.max_backoff);
+    if (s.controller_name) {
+        retval = rconn_connect(remote_rconn, s.controller_name);
+        if (retval == EAFNOSUPPORT) {
+            fatal(0, "No support for %s vconn", s.controller_name);
+        }
     }
+
+    /* Start relaying. */
+    controller_relay = relay_create(local_rconn, remote_rconn, false);
+    list_push_back(&relays, &controller_relay->node);
+
+    /* Set up hooks. */
+    n_hooks = 0;
+    if (s.in_band) {
+        hooks[n_hooks++] = in_band_hook_create(&s);
+    }
+    if (s.fail_mode == FAIL_OPEN) {
+        hooks[n_hooks++] = fail_open_hook_create(&s,
+                                                 local_rconn, remote_rconn);
+    }
+    assert(n_hooks <= ARRAY_SIZE(hooks));
+
     for (;;) {
-        /* Wait until there's something to do. */
-        for (i = 0; i < 2; i++) {
-            struct half *this = &halves[i];
-            struct half *peer = &halves[!i];
-            int want = 0;
-            if (peer->rxbuf) {
-                want |= WANT_SEND;
-            }
-            if (!this->rxbuf) {
-                want |= WANT_RECV;
+        struct relay *r, *n;
+        size_t i;
+
+        /* Do work. */
+        LIST_FOR_EACH_SAFE (r, n, struct relay, node, &relays) {
+            relay_run(r, hooks, n_hooks);
+        }
+        if (listen_vconn) {
+            for (;;) {
+                struct relay *r = relay_accept(&s, listen_vconn);
+                if (!r) {
+                    break;
+                }
+                list_push_back(&relays, &r->node);
             }
-            this->pollfd->fd = -1;
-            this->pollfd->events = 0;
-            vconn_prepoll(this->vconn, want, this->pollfd);
         }
-        if (vlog_server) {
-            pollfds[2].fd = vlog_server_get_fd(vlog_server);
-            pollfds[2].events = POLLIN;
+        for (i = 0; i < n_hooks; i++) {
+            if (hooks[i].periodic_cb) {
+                hooks[i].periodic_cb(hooks[i].aux);
+            }
         }
-        do {
-            retval = poll(pollfds, 2 + (vlog_server != NULL), -1);
-        } while (retval < 0 && errno == EINTR);
-        if (retval <= 0) {
-            fatal(retval < 0 ? errno : 0, "poll");
+        if (s.discovery) {
+            char *controller_name;
+            if (rconn_is_connectivity_questionable(remote_rconn)) {
+                discovery_question_connectivity(discovery);
+            }
+            if (discovery_run(discovery, &controller_name)) {
+                if (controller_name) {
+                    rconn_connect(remote_rconn, controller_name);
+                } else {
+                    rconn_disconnect(remote_rconn);
+                }
+            }
         }
 
-        /* Let each connection deal with any pending operations. */
-        for (i = 0; i < 2; i++) {
-            struct half *this = &halves[i];
-            vconn_postpoll(this->vconn, &this->pollfd->revents);
-            if (this->pollfd->revents & POLLERR) {
-                this->pollfd->revents |= POLLIN | POLLOUT;
-            }
+        /* Wait for something to happen. */
+        LIST_FOR_EACH (r, struct relay, node, &relays) {
+            relay_wait(r);
+        }
+        if (listen_vconn) {
+            vconn_accept_wait(listen_vconn);
+        }
+        if (discovery) {
+            discovery_wait(discovery);
         }
-        if (vlog_server && pollfds[2].revents) {
-            vlog_server_poll(vlog_server);
+        poll_block();
+    }
+
+    return 0;
+}
+
+static struct hook
+make_hook(bool (*packet_cb)(struct relay *, int half, void *aux),
+          void (*periodic_cb)(void *aux),
+          void *aux)
+{
+    struct hook h;
+    h.packet_cb = packet_cb;
+    h.periodic_cb = periodic_cb;
+    h.aux = aux;
+    return h;
+}
+\f
+/* OpenFlow message relaying. */
+
+static struct relay *
+relay_accept(const struct settings *s, struct vconn *listen_vconn)
+{
+    struct vconn *new_remote, *new_local;
+    char *nl_name_without_subscription;
+    struct rconn *r1, *r2;
+    int retval;
+
+    retval = vconn_accept(listen_vconn, &new_remote);
+    if (retval) {
+        if (retval != EAGAIN) {
+            VLOG_WARN("accept failed (%s)", strerror(retval));
         }
+        return NULL;
+    }
+
+    /* nl:123 or nl:123:1 opens a netlink connection to local datapath 123.  We
+     * only accept the former syntax in main().
+     *
+     * nl:123:0 opens a netlink connection to local datapath 123 without
+     * obtaining a subscription for ofp_packet_in or ofp_flow_expired
+     * messages.*/
+    nl_name_without_subscription = xasprintf("%s:0", s->nl_name);
+    retval = vconn_open(nl_name_without_subscription, &new_local);
+    if (retval) {
+        VLOG_ERR("could not connect to %s (%s)",
+                 nl_name_without_subscription, strerror(retval));
+        vconn_close(new_remote);
+        free(nl_name_without_subscription);
+        return NULL;
+    }
+
+    /* Create and return relay. */
+    r1 = rconn_create(1, 0, 0);
+    rconn_connect_unreliably(r1, nl_name_without_subscription, new_local);
+    free(nl_name_without_subscription);
+
+    r2 = rconn_create(1, 0, 0);
+    rconn_connect_unreliably(r2, "passive", new_remote);
+
+    return relay_create(r1, r2, true);
+}
+
+static struct relay *
+relay_create(struct rconn *local, struct rconn *remote, bool is_mgmt_conn)
+{
+    struct relay *r;
+    int i;
+
+    r = xmalloc(sizeof *r);
+    r->halves[HALF_LOCAL].rconn = local;
+    r->halves[HALF_REMOTE].rconn = remote;
+    for (i = 0; i < 2; i++) {
+        r->halves[i].rxbuf = NULL;
+    }
+    r->is_mgmt_conn = is_mgmt_conn;
+    return r;
+}
 
-        /* Do as much work as we can without waiting. */
+static void
+relay_run(struct relay *r, const struct hook hooks[], size_t n_hooks)
+{
+    int iteration;
+    int i;
+
+    for (i = 0; i < 2; i++) {
+        rconn_run(r->halves[i].rconn);
+    }
+
+    /* Limit the number of iterations to prevent other tasks from starving. */
+    for (iteration = 0; iteration < 50; iteration++) {
+        bool progress = false;
         for (i = 0; i < 2; i++) {
-            struct half *this = &halves[i];
-            struct half *peer = &halves[!i];
-
-            if (this->pollfd->revents & POLLIN && !this->rxbuf) {
-                retval = vconn_recv(this->vconn, &this->rxbuf);
-                if (retval && retval != EAGAIN) {
-                    VLOG_DBG("%s: recv: closing connection: %s",
-                             this->name, strerror(retval));
-                    reconnect(this);
-                    break;
+            struct half *this = &r->halves[i];
+            struct half *peer = &r->halves[!i];
+
+            if (!this->rxbuf) {
+                this->rxbuf = rconn_recv(this->rconn);
+                if (this->rxbuf) {
+                    const struct hook *h;
+                    for (h = hooks; h < &hooks[n_hooks]; h++) {
+                        if (h->packet_cb(r, i, h->aux)) {
+                            buffer_delete(this->rxbuf);
+                            this->rxbuf = NULL;
+                            progress = true;
+                            break;
+                        }
+                    }
                 }
             }
 
-            if (peer->pollfd->revents & POLLOUT && this->rxbuf) {
-                retval = vconn_send(peer->vconn, this->rxbuf);
-                if (!retval) {
+            if (this->rxbuf) {
+                int retval = rconn_send(peer->rconn, this->rxbuf);
+                if (retval != EAGAIN) {
+                    if (!retval) {
+                        progress = true;
+                    } else {
+                        buffer_delete(this->rxbuf);
+                    }
                     this->rxbuf = NULL;
-                } else if (retval != EAGAIN) {
-                    VLOG_DBG("%s: send: closing connection: %s",
-                             peer->name, strerror(retval));
-                    reconnect(peer); 
-                    break;
                 }
-            } 
+            }
+        }
+        if (!progress) {
+            break;
         }
     }
 
-    return 0;
+    if (r->is_mgmt_conn) {
+        for (i = 0; i < 2; i++) {
+            struct half *this = &r->halves[i];
+            if (!rconn_is_alive(this->rconn)) {
+                relay_destroy(r);
+                return;
+            }
+        }
+    }
 }
 
 static void
-reconnect(struct half *this) 
+relay_wait(struct relay *r)
 {
-    if (this->vconn != NULL) {
-        if (!reliable) {
-            fatal(0, "%s: connection dropped", this->name);
+    int i;
+
+    for (i = 0; i < 2; i++) {
+        struct half *this = &r->halves[i];
+
+        rconn_run_wait(this->rconn);
+        if (!this->rxbuf) {
+            rconn_recv_wait(this->rconn);
         }
+    }
+}
+
+static void
+relay_destroy(struct relay *r)
+{
+    int i;
 
-        VLOG_WARN("%s: connection dropped, reconnecting", this->name);
-        vconn_close(this->vconn);
-        this->vconn = NULL;
+    list_remove(&r->node);
+    for (i = 0; i < 2; i++) {
+        struct half *this = &r->halves[i];
+        rconn_destroy(this->rconn);
         buffer_delete(this->rxbuf);
-        this->rxbuf = NULL;
     }
-    this->pollfd->revents = POLLIN | POLLOUT;
+    free(r);
+}
+\f
+/* In-band control. */
+
+struct in_band_data {
+    const struct settings *s;
+    struct mac_learning *ml;
+    struct netdev *of_device;
+    uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN];
+};
 
-    for (;;) {
-        time_t now = time(0);
-        int retval;
+static void
+queue_tx(struct rconn *rc, struct buffer *b)
+{
+    if (rconn_force_send(rc, b)) {
+        buffer_delete(b);
+    }
+}
 
-        if (now >= this->backoff_deadline) {
-            this->backoff = 1;
-        } else {
-            this->backoff *= 2;
-            if (this->backoff > 60) {
-                this->backoff = 60;
+static const uint8_t *
+get_controller_mac(struct netdev *netdev, struct rconn *controller)
+{
+    static uint32_t ip, last_nonzero_ip;
+    static uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN], last_nonzero_mac[ETH_ADDR_LEN];
+    static time_t next_refresh = 0;
+
+    uint32_t last_ip = ip;
+
+    time_t now = time_now();
+
+    ip = rconn_get_ip(controller);
+    if (last_ip != ip || !next_refresh || now >= next_refresh) {
+        bool have_mac;
+
+        /* Look up MAC address. */
+        memset(mac, 0, sizeof mac);
+        if (ip) {
+            int retval = netdev_arp_lookup(netdev, ip, mac);
+            if (retval) {
+                VLOG_DBG("cannot look up controller hw address ("IP_FMT"): %s",
+                         IP_ARGS(&ip), strerror(retval));
             }
-            VLOG_WARN("%s: waiting %d seconds before reconnect\n",
-                      this->name, (int) (this->backoff_deadline - now));
-            sleep(this->backoff_deadline - now);
         }
+        have_mac = !eth_addr_is_zero(mac);
 
-        retval = vconn_open(this->name, &this->vconn);
-        if (!retval) {
-            VLOG_WARN("%s: connected", this->name);
-            if (vconn_is_passive(this->vconn)) {
-                fatal(0, "%s: passive vconn not supported in control path",
-                      this->name);
-            }
-            this->backoff_deadline = now + this->backoff;
-            return;
+        /* Log changes in IP, MAC addresses. */
+        if (ip && ip != last_nonzero_ip) {
+            VLOG_DBG("controller IP address changed from "IP_FMT
+                     " to "IP_FMT, IP_ARGS(&last_nonzero_ip), IP_ARGS(&ip));
+            last_nonzero_ip = ip;
+        }
+        if (have_mac && memcmp(last_nonzero_mac, mac, ETH_ADDR_LEN)) {
+            VLOG_DBG("controller MAC address changed from "ETH_ADDR_FMT" to "
+                     ETH_ADDR_FMT,
+                     ETH_ADDR_ARGS(last_nonzero_mac), ETH_ADDR_ARGS(mac));
+            memcpy(last_nonzero_mac, mac, ETH_ADDR_LEN);
         }
 
-        if (!reliable) {
-            fatal(0, "%s: connection failed", this->name);
+        /* Schedule next refresh.
+         *
+         * If we have an IP address but not a MAC address, then refresh
+         * quickly, since we probably will get a MAC address soon (via ARP).
+         * Otherwise, we can afford to wait a little while. */
+        next_refresh = now + (!ip || have_mac ? 10 : 1);
+    }
+    return !eth_addr_is_zero(mac) ? mac : NULL;
+}
+
+static bool
+is_controller_mac(const uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN],
+                  const uint8_t *controller_mac)
+{
+    return controller_mac && eth_addr_equals(mac, controller_mac);
+}
+
+static bool
+in_band_packet_cb(struct relay *r, int half, void *in_band_)
+{
+    struct in_band_data *in_band = in_band_;
+    struct rconn *rc = r->halves[HALF_LOCAL].rconn;
+    struct buffer *msg = r->halves[HALF_LOCAL].rxbuf;
+    struct ofp_packet_in *opi;
+    struct ofp_header *oh;
+    size_t pkt_ofs, pkt_len;
+    struct buffer pkt;
+    struct flow flow;
+    uint16_t in_port, out_port;
+    const uint8_t *controller_mac;
+
+    if (half != HALF_LOCAL || r->is_mgmt_conn) {
+        return false;
+    }
+
+    oh = msg->data;
+    if (oh->type != OFPT_PACKET_IN) {
+        return false;
+    }
+    if (msg->size < offsetof (struct ofp_packet_in, data)) {
+        VLOG_WARN("packet too short (%zu bytes) for packet_in", msg->size);
+        return false;
+    }
+
+    /* Extract flow data from 'opi' into 'flow'. */
+    opi = msg->data;
+    in_port = ntohs(opi->in_port);
+    pkt_ofs = offsetof(struct ofp_packet_in, data);
+    pkt_len = ntohs(opi->header.length) - pkt_ofs;
+    pkt.data = opi->data;
+    pkt.size = pkt_len;
+    flow_extract(&pkt, in_port, &flow);
+
+    /* Deal with local stuff. */
+    controller_mac = get_controller_mac(in_band->of_device,
+                                        r->halves[HALF_REMOTE].rconn);
+    if (in_port == OFPP_LOCAL) {
+        /* Sent by secure channel. */
+        out_port = mac_learning_lookup(in_band->ml, flow.dl_dst);
+    } else if (eth_addr_equals(flow.dl_dst, in_band->mac)) {
+        /* Sent to secure channel. */
+        out_port = OFPP_LOCAL;
+        if (mac_learning_learn(in_band->ml, flow.dl_src, in_port)) {
+            VLOG_DBG("learned that "ETH_ADDR_FMT" is on port %"PRIu16,
+                     ETH_ADDR_ARGS(flow.dl_src), in_port);
+        }
+    } else if (flow.dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP)
+               && eth_addr_is_broadcast(flow.dl_dst)
+               && is_controller_mac(flow.dl_src, controller_mac)) {
+        /* ARP sent by controller. */
+        out_port = OFPP_FLOOD;
+    } else if (is_controller_mac(flow.dl_dst, controller_mac)
+               && in_port == mac_learning_lookup(in_band->ml,
+                                                 controller_mac)) {
+        /* Drop controller traffic that arrives on the controller port. */
+        queue_tx(rc, make_add_flow(&flow, ntohl(opi->buffer_id),
+                                   in_band->s->max_idle, 0));
+        return true;
+    } else {
+        return false;
+    }
+
+    if (out_port != OFPP_FLOOD) {
+        /* The output port is known, so add a new flow. */
+        queue_tx(rc, make_add_simple_flow(&flow, ntohl(opi->buffer_id),
+                                          out_port, in_band->s->max_idle));
+
+        /* If the switch didn't buffer the packet, we need to send a copy. */
+        if (ntohl(opi->buffer_id) == UINT32_MAX) {
+            queue_tx(rc, make_unbuffered_packet_out(&pkt, in_port, out_port));
+        }
+    } else {
+        /* We don't know that MAC.  Send along the packet without setting up a
+         * flow. */
+        struct buffer *b;
+        if (ntohl(opi->buffer_id) == UINT32_MAX) {
+            b = make_unbuffered_packet_out(&pkt, in_port, out_port);
+        } else {
+            b = make_buffered_packet_out(ntohl(opi->buffer_id),
+                                         in_port, out_port);
+        }
+        queue_tx(rc, b);
+    }
+    return true;
+}
+
+static struct hook
+in_band_hook_create(const struct settings *s)
+{
+    struct in_band_data *in_band;
+    int retval;
+
+    in_band = xmalloc(sizeof *in_band);
+    in_band->s = s;
+    in_band->ml = mac_learning_create();
+    retval = netdev_open(s->of_name, NETDEV_ETH_TYPE_NONE,
+                         &in_band->of_device);
+    if (retval) {
+        fatal(retval, "Could not open %s device", s->of_name);
+    }
+    memcpy(in_band->mac, netdev_get_etheraddr(in_band->of_device),
+           ETH_ADDR_LEN);
+
+    return make_hook(in_band_packet_cb, NULL, in_band);
+}
+\f
+/* Fail open support. */
+
+struct fail_open_data {
+    const struct settings *s;
+    struct rconn *local_rconn;
+    struct rconn *remote_rconn;
+    struct lswitch *lswitch;
+    int last_disconn_secs;
+};
+
+/* Causes 'r' to enter or leave fail-open mode, if appropriate. */
+static void
+fail_open_periodic_cb(void *fail_open_)
+{
+    struct fail_open_data *fail_open = fail_open_;
+    int disconn_secs;
+    bool open;
+
+    disconn_secs = rconn_disconnected_duration(fail_open->remote_rconn);
+    open = disconn_secs >= fail_open->s->probe_interval * 3;
+    if (open != (fail_open->lswitch != NULL)) {
+        if (!open) {
+            VLOG_WARN("No longer in fail-open mode");
+            lswitch_destroy(fail_open->lswitch);
+            fail_open->lswitch = NULL;
+        } else {
+            VLOG_WARN("Could not connect to controller for %d seconds, "
+                      "failing open", disconn_secs);
+            fail_open->lswitch = lswitch_create(fail_open->local_rconn, true,
+                                                fail_open->s->max_idle);
+            fail_open->last_disconn_secs = disconn_secs;
         }
-        VLOG_WARN("%s: connection failed (%s)", this->name, strerror(errno));
-        this->backoff_deadline = time(0) + this->backoff;
+    } else if (open && disconn_secs > fail_open->last_disconn_secs + 60) {
+        VLOG_WARN("Still in fail-open mode after %d seconds disconnected "
+                  "from controller", disconn_secs);
+        fail_open->last_disconn_secs = disconn_secs;
+    }
+}
+
+static bool
+fail_open_packet_cb(struct relay *r, int half, void *fail_open_)
+{
+    struct fail_open_data *fail_open = fail_open_;
+    if (half != HALF_LOCAL || r->is_mgmt_conn || !fail_open->lswitch) {
+        return false;
+    } else {
+        lswitch_process_packet(fail_open->lswitch, fail_open->local_rconn,
+                               r->halves[HALF_LOCAL].rxbuf);
+        rconn_run(fail_open->local_rconn);
+        return true;
     }
 }
 
+static struct hook
+fail_open_hook_create(const struct settings *s, struct rconn *local_rconn,
+                      struct rconn *remote_rconn)
+{
+    struct fail_open_data *fail_open = xmalloc(sizeof *fail_open);
+    fail_open->s = s;
+    fail_open->local_rconn = local_rconn;
+    fail_open->remote_rconn = remote_rconn;
+    fail_open->lswitch = NULL;
+    return make_hook(fail_open_packet_cb, fail_open_periodic_cb, fail_open);
+}
+\f
+/* Controller discovery. */
+
+struct discovery
+{
+    const struct settings *s;
+    struct dhclient *dhcp;
+    bool ever_successful;
+};
+
+static struct discovery *
+discovery_init(const struct settings *s)
+{
+    struct netdev *netdev;
+    struct discovery *d;
+    struct dhclient *dhcp;
+    int retval;
+
+    /* Bring ofX network device up. */
+    retval = netdev_open(s->of_name, NETDEV_ETH_TYPE_NONE, &netdev);
+    if (retval) {
+        fatal(retval, "Could not open %s device", s->of_name);
+    }
+    retval = netdev_turn_flags_on(netdev, NETDEV_UP, true);
+    if (retval) {
+        fatal(retval, "Could not bring %s device up", s->of_name);
+    }
+    netdev_close(netdev);
+
+    /* Initialize DHCP client. */
+    retval = dhclient_create(s->of_name, modify_dhcp_request,
+                             validate_dhcp_offer, (void *) s, &dhcp);
+    if (retval) {
+        fatal(retval, "Failed to initialize DHCP client");
+    }
+    dhclient_init(dhcp, 0);
+
+    d = xmalloc(sizeof *d);
+    d->s = s;
+    d->dhcp = dhcp;
+    d->ever_successful = false;
+    return d;
+}
+
 static void
-parse_options(int argc, char *argv[]) 
+discovery_question_connectivity(struct discovery *d)
+{
+    dhclient_force_renew(d->dhcp, 15);
+}
+
+static bool
+discovery_run(struct discovery *d, char **controller_name)
 {
+    dhclient_run(d->dhcp);
+    if (!dhclient_changed(d->dhcp)) {
+        return false;
+    }
+
+    dhclient_configure_netdev(d->dhcp);
+    if (d->s->update_resolv_conf) {
+        dhclient_update_resolv_conf(d->dhcp);
+    }
+
+    if (dhclient_is_bound(d->dhcp)) {
+        *controller_name = dhcp_msg_get_string(dhclient_get_config(d->dhcp),
+                                               DHCP_CODE_OFP_CONTROLLER_VCONN);
+        VLOG_WARN("%s: discovered controller", *controller_name);
+        d->ever_successful = true;
+    } else if (controller_name) {
+        *controller_name = NULL;
+        if (d->ever_successful) {
+            VLOG_WARN("discovered controller no longer available");
+        }
+    }
+    return true;
+}
+
+static void
+discovery_wait(struct discovery *d)
+{
+    dhclient_wait(d->dhcp);
+}
+
+static void
+modify_dhcp_request(struct dhcp_msg *msg, void *aux)
+{
+    dhcp_msg_put_string(msg, DHCP_CODE_VENDOR_CLASS, "OpenFlow");
+}
+
+static bool
+validate_dhcp_offer(const struct dhcp_msg *msg, void *s_)
+{
+    const struct settings *s = s_;
+    char *vconn_name;
+    bool accept;
+
+    vconn_name = dhcp_msg_get_string(msg, DHCP_CODE_OFP_CONTROLLER_VCONN);
+    if (!vconn_name) {
+        VLOG_WARN("rejecting DHCP offer missing controller vconn");
+        return false;
+    }
+    accept = !regexec(&s->accept_controller_regex, vconn_name, 0, NULL, 0);
+    if (!accept) {
+        VLOG_WARN("rejecting controller vconn that fails to match %s",
+                  s->accept_controller_re);
+    }
+    free(vconn_name);
+    return accept;
+}
+\f
+/* User interface. */
+
+static void
+parse_options(int argc, char *argv[], struct settings *s)
+{
+    enum {
+        OPT_ACCEPT_VCONN = UCHAR_MAX + 1,
+        OPT_NO_RESOLV_CONF,
+        OPT_INACTIVITY_PROBE,
+        OPT_MAX_IDLE,
+        OPT_MAX_BACKOFF
+    };
     static struct option long_options[] = {
-        {"unreliable",  no_argument, 0, 'u'},
+        {"accept-vconn", required_argument, 0, OPT_ACCEPT_VCONN},
+        {"no-resolv-conf", no_argument, 0, OPT_NO_RESOLV_CONF},
+        {"fail",        required_argument, 0, 'f'},
+        {"inactivity-probe", required_argument, 0, OPT_INACTIVITY_PROBE},
+        {"max-idle",    required_argument, 0, OPT_MAX_IDLE},
+        {"max-backoff", required_argument, 0, OPT_MAX_BACKOFF},
+        {"listen",      required_argument, 0, 'l'},
+        {"detach",      no_argument, 0, 'D'},
+        {"pidfile",     optional_argument, 0, 'P'},
         {"verbose",     optional_argument, 0, 'v'},
         {"help",        no_argument, 0, 'h'},
         {"version",     no_argument, 0, 'V'},
+        VCONN_SSL_LONG_OPTIONS
         {0, 0, 0, 0},
     };
     char *short_options = long_options_to_short_options(long_options);
-    
+    char *accept_re = NULL;
+    int retval;
+
+    /* Set defaults that we can figure out before parsing options. */
+    s->listen_vconn_name = NULL;
+    s->fail_mode = FAIL_OPEN;
+    s->max_idle = 15;
+    s->probe_interval = 15;
+    s->max_backoff = 15;
+    s->update_resolv_conf = true;
     for (;;) {
-        int indexptr;
         int c;
 
-        c = getopt_long(argc, argv, short_options, long_options, &indexptr);
+        c = getopt_long(argc, argv, short_options, long_options, NULL);
         if (c == -1) {
             break;
         }
 
         switch (c) {
-        case 'u':
-            reliable = false;
+        case OPT_ACCEPT_VCONN:
+            accept_re = optarg[0] == '^' ? optarg : xasprintf("^%s", optarg);
+            break;
+
+        case OPT_NO_RESOLV_CONF:
+            s->update_resolv_conf = false;
+            break;
+
+        case 'f':
+            if (!strcmp(optarg, "open")) {
+                s->fail_mode = FAIL_OPEN;
+            } else if (!strcmp(optarg, "closed")) {
+                s->fail_mode = FAIL_CLOSED;
+            } else {
+                fatal(0,
+                      "-f or --fail argument must be \"open\" or \"closed\"");
+            }
+            break;
+
+        case OPT_INACTIVITY_PROBE:
+            s->probe_interval = atoi(optarg);
+            if (s->probe_interval < 5) {
+                fatal(0, "--inactivity-probe argument must be at least 5");
+            }
+            break;
+
+        case OPT_MAX_IDLE:
+            if (!strcmp(optarg, "permanent")) {
+                s->max_idle = OFP_FLOW_PERMANENT;
+            } else {
+                s->max_idle = atoi(optarg);
+                if (s->max_idle < 1 || s->max_idle > 65535) {
+                    fatal(0, "--max-idle argument must be between 1 and "
+                          "65535 or the word 'permanent'");
+                }
+            }
+            break;
+
+        case OPT_MAX_BACKOFF:
+            s->max_backoff = atoi(optarg);
+            if (s->max_backoff < 1) {
+                fatal(0, "--max-backoff argument must be at least 1");
+            } else if (s->max_backoff > 3600) {
+                s->max_backoff = 3600;
+            }
+            break;
+
+        case 'D':
+            set_detach();
+            break;
+
+        case 'P':
+            set_pidfile(optarg);
+            break;
+
+        case 'l':
+            if (s->listen_vconn_name) {
+                fatal(0, "-l or --listen may be only specified once");
+            }
+            s->listen_vconn_name = optarg;
             break;
 
         case 'h':
@@ -246,6 +913,8 @@ parse_options(int argc, char *argv[])
             vlog_set_verbosity(optarg);
             break;
 
+        VCONN_SSL_OPTION_HANDLERS
+
         case '?':
             exit(EXIT_FAILURE);
 
@@ -254,21 +923,95 @@ parse_options(int argc, char *argv[])
         }
     }
     free(short_options);
+
+    argc -= optind;
+    argv += optind;
+    if (argc < 1 || argc > 2) {
+        fatal(0, "need one or two non-option arguments; use --help for usage");
+    }
+
+    /* Local and remote vconns. */
+    s->nl_name = argv[0];
+    if (strncmp(s->nl_name, "nl:", 3)
+        || strlen(s->nl_name) < 4
+        || s->nl_name[strspn(s->nl_name + 3, "0123456789") + 3]) {
+        fatal(0, "%s: argument is not of the form \"nl:DP_IDX\"", s->nl_name);
+    }
+    s->of_name = xasprintf("of%s", s->nl_name + 3);
+    s->controller_name = argc > 1 ? xstrdup(argv[1]) : NULL;
+
+    /* Set accept_controller_regex. */
+    if (!accept_re) {
+        accept_re = vconn_ssl_is_configured() ? "^ssl:.*" : ".*";
+    }
+    retval = regcomp(&s->accept_controller_regex, accept_re,
+                     REG_NOSUB | REG_EXTENDED);
+    if (retval) {
+        size_t length = regerror(retval, &s->accept_controller_regex, NULL, 0);
+        char *buffer = xmalloc(length);
+        regerror(retval, &s->accept_controller_regex, buffer, length);
+        fatal(0, "%s: %s", accept_re, buffer);
+    }
+    s->accept_controller_re = accept_re;
+
+    /* Mode of operation. */
+    s->discovery = s->controller_name == NULL;
+    if (s->discovery) {
+        s->in_band = true;
+    } else {
+        enum netdev_flags flags;
+        struct netdev *netdev;
+
+        retval = netdev_open(s->of_name, NETDEV_ETH_TYPE_NONE, &netdev);
+        if (retval) {
+            fatal(retval, "Could not open %s device", s->of_name);
+        }
+
+        retval = netdev_get_flags(netdev, &flags);
+        if (retval) {
+            fatal(retval, "Could not get flags for %s device", s->of_name);
+        }
+
+        s->in_band = (flags & NETDEV_UP) != 0;
+        if (s->in_band && netdev_get_in6(netdev, NULL)) {
+            VLOG_WARN("Ignoring IPv6 address on %s device: IPv6 not supported",
+                      s->of_name);
+        }
+
+        netdev_close(netdev);
+    }
 }
 
 static void
 usage(void)
 {
-    printf("%s: Secure Channel\n"
-           "usage: %s [OPTIONS] nl:DP_ID tcp:HOST:[PORT]\n"
-           "\nConnects to local datapath DP_ID via Netlink and \n"
-           "controller on HOST via TCP to PORT (default: %d).\n"
+    printf("%s: secure channel, a relay for OpenFlow messages.\n"
+           "usage: %s [OPTIONS] nl:DP_IDX [CONTROLLER]\n"
+           "where nl:DP_IDX is a datapath that has been added with dpctl.\n"
+           "CONTROLLER is an active OpenFlow connection method; if it is\n"
+           "omitted, then secchan performs controller discovery.\n",
+           program_name, program_name);
+    vconn_usage(true, true);
+    printf("\nController discovery options:\n"
+           "  --accept-vconn=REGEX    accept matching discovered controllers\n"
+           "  --no-resolv-conf        do not update /etc/resolv.conf\n"
            "\nNetworking options:\n"
-           "  -u, --unreliable        do not reconnect after connections drop\n"
+           "  -f, --fail=open|closed  when controller connection fails:\n"
+           "                            closed: drop all packets\n"
+           "                            open (default): act as learning switch\n"
+           "  --inactivity-probe=SECS time between inactivity probes\n"
+           "  --max-idle=SECS         max idle for flows set up by secchan\n"
+           "  --max-backoff=SECS      max time between controller connection\n"
+           "                          attempts (default: 15 seconds)\n"
+           "  -l, --listen=METHOD     allow management connections on METHOD\n"
+           "                          (a passive OpenFlow connection method)\n"
            "\nOther options:\n"
+           "  -D, --detach            run in background as daemon\n"
+           "  -P, --pidfile[=FILE]    create pidfile (default: %s/secchan.pid)\n"
+           "  -v, --verbose=MODULE[:FACILITY[:LEVEL]]  set logging levels\n"
            "  -v, --verbose           set maximum verbosity level\n"
            "  -h, --help              display this help message\n"
            "  -V, --version           display version information\n",
-           program_name, program_name, OFP_TCP_PORT);
+           RUNDIR);
     exit(EXIT_SUCCESS);
 }