lib/dpif-netdev.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2009 Nicira Networks.
   3  *
   4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   5  * you may not use this file except in compliance with the License.
   6  * You may obtain a copy of the License at:
   7  *
   8  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   9  *
  10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  13  * See the License for the specific language governing permissions and
  14  * limitations under the License.
  15  */
  16
  17 #include <config.h>
  18 #include "dpif.h"
  19
  20 #include <assert.h>
  21 #include <ctype.h>
  22 #include <errno.h>
  23 #include <fcntl.h>
  24 #include <inttypes.h>
  25 #include <net/if.h>
  26 #include <netinet/in.h>
  27 #include <stdlib.h>
  28 #include <string.h>
  29 #include <sys/ioctl.h>
  30 #include <sys/stat.h>
  31 #include <unistd.h>
  32
  33 #include "csum.h"
  34 #include "dpif-provider.h"
  35 #include "flow.h"
  36 #include "hmap.h"
  37 #include "list.h"
  38 #include "netdev.h"
  39 #include "odp-util.h"
  40 #include "ofp-print.h"
  41 #include "ofpbuf.h"
  42 #include "packets.h"
  43 #include "poll-loop.h"
  44 #include "queue.h"
  45 #include "timeval.h"
  46 #include "util.h"
  47
  48 #include "vlog.h"
  49 #define THIS_MODULE VLM_dpif_netdev
  50
  51 /* Configuration parameters. */
  52 enum { N_QUEUES = 2 };          /* Number of queues for dpif_recv(). */
  53 enum { MAX_QUEUE_LEN = 100 };   /* Maximum number of packets per queue. */
  54 enum { N_GROUPS = 16 };         /* Number of port groups. */
  55 enum { MAX_PORTS = 256 };       /* Maximum number of ports. */
  56 enum { MAX_FLOWS = 65536 };     /* Maximum number of flows in flow table. */
  57
  58 /* Enough headroom to add a vlan tag, plus an extra 2 bytes to allow IP
  59  * headers to be aligned on a 4-byte boundary.  */
  60 enum { DP_NETDEV_HEADROOM = 2 + VLAN_HEADER_LEN };
  61
  62 /* Datapath based on the network device interface from netdev.h. */
  63 struct dp_netdev {
  64     struct list node;
  65     int dp_idx;
  66     int open_cnt;
  67     bool deleted;
  68
  69     bool drop_frags;            /* Drop all IP fragments, if true. */
  70     struct ovs_queue queues[N_QUEUES]; /* Messages queued for dpif_recv(). */
  71     struct hmap flow_table;     /* Flow table. */
  72     struct odp_port_group groups[N_GROUPS];
  73
  74     /* Statistics. */
  75     long long int n_frags;      /* Number of dropped IP fragments. */
  76     long long int n_hit;        /* Number of flow table matches. */
  77     long long int n_missed;     /* Number of flow table misses. */
  78     long long int n_lost;       /* Number of misses not passed to client. */
  79
  80     /* Ports. */
  81     int n_ports;
  82     struct dp_netdev_port *ports[MAX_PORTS];
  83     struct list port_list;
  84     unsigned int serial;
  85 };
  86
  87 /* A port in a netdev-based datapath. */
  88 struct dp_netdev_port {
  89     int port_no;                /* Index into dp_netdev's 'ports'. */
  90     struct list node;           /* Element in dp_netdev's 'port_list'. */
  91     struct netdev *netdev;
  92     bool internal;              /* Internal port (as ODP_PORT_INTERNAL)? */
  93 };
  94
  95 /* A flow in dp_netdev's 'flow_table'. */
  96 struct dp_netdev_flow {
  97     struct hmap_node node;      /* Element in dp_netdev's 'flow_table'. */
  98     flow_t key;
  99
 100     /* Statistics. */
 101         struct timeval used;        /* Last used time, in milliseconds. */
 102         long long int packet_count; /* Number of packets matched. */
 103         long long int byte_count;   /* Number of bytes matched. */
 104         uint8_t ip_tos;             /* IP TOS value. */
 105         uint16_t tcp_ctl;           /* Bitwise-OR of seen tcp_ctl values. */
 106
 107     /* Actions. */
 108     union odp_action *actions;
 109     unsigned int n_actions;
 110 };
 111
 112 /* Interface to netdev-based datapath. */
 113 struct dpif_netdev {
 114     struct dpif dpif;
 115     struct dp_netdev *dp;
 116     int listen_mask;
 117     unsigned int dp_serial;
 118 };
 119
 120 /* All netdev-based datapaths. */
 121 static struct dp_netdev *dp_netdevs[256];
 122 struct list dp_netdev_list = LIST_INITIALIZER(&dp_netdev_list);
 123 enum { N_DP_NETDEVS = ARRAY_SIZE(dp_netdevs) };
 124
 125 /* Maximum port MTU seen so far. */
 126 static int max_mtu = ETH_PAYLOAD_MAX;
 127
 128 static int get_port_by_number(struct dp_netdev *, uint16_t port_no,
 129                               struct dp_netdev_port **portp);
 130 static int get_port_by_name(struct dp_netdev *, const char *devname,
 131                             struct dp_netdev_port **portp);
 132 static void dp_netdev_free(struct dp_netdev *);
 133 static void dp_netdev_flow_flush(struct dp_netdev *);
 134 static int do_add_port(struct dp_netdev *, const char *devname, uint16_t flags,
 135                        uint16_t port_no);
 136 static int do_del_port(struct dp_netdev *, uint16_t port_no);
 137 static int dp_netdev_output_control(struct dp_netdev *, const struct ofpbuf *,
 138                                     int queue_no, int port_no, uint32_t arg);
 139 static int dp_netdev_execute_actions(struct dp_netdev *,
 140                                      struct ofpbuf *, flow_t *,
 141                                      const union odp_action *, int n);
 142
 143 static struct dpif_netdev *
 144 dpif_netdev_cast(const struct dpif *dpif)
 145 {
 146     dpif_assert_class(dpif, &dpif_netdev_class);
 147     return CONTAINER_OF(dpif, struct dpif_netdev, dpif);
 148 }
 149
 150 static struct dp_netdev *
 151 get_dp_netdev(const struct dpif *dpif)
 152 {
 153     return dpif_netdev_cast(dpif)->dp;
 154 }
 155
 156 static int
 157 name_to_dp_idx(const char *name)
 158 {
 159     if (!strncmp(name, "dp", 2) && isdigit((unsigned char)name[2])) {
 160         int dp_idx = atoi(name + 2);
 161         if (dp_idx >= 0 && dp_idx < N_DP_NETDEVS) {
 162             return dp_idx;
 163         }
 164     }
 165     return -1;
 166 }
 167
 168 static struct dp_netdev *
 169 find_dp_netdev(const char *name)
 170 {
 171     int dp_idx;
 172     size_t i;
 173
 174     dp_idx = name_to_dp_idx(name);
 175     if (dp_idx >= 0) {
 176         return dp_netdevs[dp_idx];
 177     }
 178
 179     for (i = 0; i < N_DP_NETDEVS; i++) {
 180         struct dp_netdev *dp = dp_netdevs[i];
 181         if (dp) {
 182             struct dp_netdev_port *port;
 183             if (!get_port_by_name(dp, name, &port)) {
 184                 return dp;
 185             }
 186         }
 187     }
 188     return NULL;
 189 }
 190
 191 static struct dpif *
 192 create_dpif_netdev(struct dp_netdev *dp)
 193 {
 194     struct dpif_netdev *dpif;
 195     char *dpname;
 196
 197     dp->open_cnt++;
 198
 199     dpname = xasprintf("netdev:dp%d", dp->dp_idx);
 200     dpif = xmalloc(sizeof *dpif);
 201     dpif_init(&dpif->dpif, &dpif_netdev_class, dpname, dp->dp_idx, dp->dp_idx);
 202     dpif->dp = dp;
 203     dpif->listen_mask = 0;
 204     dpif->dp_serial = dp->serial;
 205     free(dpname);
 206
 207     return &dpif->dpif;
 208 }
 209
 210 static int
 211 create_dp_netdev(const char *name, int dp_idx, struct dpif **dpifp)
 212 {
 213     struct dp_netdev *dp;
 214     int error;
 215     int i;
 216
 217     if (dp_netdevs[dp_idx]) {
 218         return EBUSY;
 219     }
 220
 221     /* Create datapath. */
 222     dp_netdevs[dp_idx] = dp = xcalloc(1, sizeof *dp);
 223     list_push_back(&dp_netdev_list, &dp->node);
 224     dp->dp_idx = dp_idx;
 225     dp->open_cnt = 0;
 226     dp->drop_frags = false;
 227     for (i = 0; i < N_QUEUES; i++) {
 228         queue_init(&dp->queues[i]);
 229     }
 230     hmap_init(&dp->flow_table);
 231     for (i = 0; i < N_GROUPS; i++) {
 232         dp->groups[i].ports = NULL;
 233         dp->groups[i].n_ports = 0;
 234         dp->groups[i].group = i;
 235     }
 236     list_init(&dp->port_list);
 237     error = do_add_port(dp, name, ODP_PORT_INTERNAL, ODPP_LOCAL);
 238     if (error) {
 239         dp_netdev_free(dp);
 240         return error;
 241     }
 242
 243     *dpifp = create_dpif_netdev(dp);
 244     return 0;
 245 }
 246
 247 static int
 248 dpif_netdev_open(const char *name UNUSED, char *suffix, bool create,
 249                  struct dpif **dpifp)
 250 {
 251     if (create) {
 252         if (find_dp_netdev(suffix)) {
 253             return EEXIST;
 254         } else {
 255             int dp_idx = name_to_dp_idx(suffix);
 256             if (dp_idx >= 0) {
 257                 return create_dp_netdev(suffix, dp_idx, dpifp);
 258             } else {
 259                 /* Scan for unused dp_idx number. */
 260                 for (dp_idx = 0; dp_idx < N_DP_NETDEVS; dp_idx++) {
 261                     int error = create_dp_netdev(suffix, dp_idx, dpifp);
 262                     if (error != EBUSY) {
 263                         return error;
 264                     }
 265                 }
 266
 267                 /* All datapath numbers in use. */
 268                 return ENOBUFS;
 269             }
 270         }
 271     } else {
 272         struct dp_netdev *dp = find_dp_netdev(suffix);
 273         if (dp) {
 274             *dpifp = create_dpif_netdev(dp);
 275             return 0;
 276         } else {
 277             return ENODEV;
 278         }
 279     }
 280 }
 281
 282 static void
 283 dp_netdev_free(struct dp_netdev *dp)
 284 {
 285     int i;
 286
 287     dp_netdev_flow_flush(dp);
 288     while (dp->n_ports > 0) {
 289         struct dp_netdev_port *port = CONTAINER_OF(
 290             dp->port_list.next, struct dp_netdev_port, node);
 291         do_del_port(dp, port->port_no);
 292     }
 293     for (i = 0; i < N_QUEUES; i++) {
 294         queue_destroy(&dp->queues[i]);
 295     }
 296     hmap_destroy(&dp->flow_table);
 297     for (i = 0; i < N_GROUPS; i++) {
 298         free(dp->groups[i].ports);
 299     }
 300     dp_netdevs[dp->dp_idx] = NULL;
 301     list_remove(&dp->node);
 302     free(dp);
 303 }
 304
 305 static void
 306 dpif_netdev_close(struct dpif *dpif)
 307 {
 308     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 309     assert(dp->open_cnt > 0);
 310     if (--dp->open_cnt == 0 && dp->deleted) {
 311         dp_netdev_free(dp);
 312     }
 313     free(dpif);
 314 }
 315
 316 static int
 317 dpif_netdev_delete(struct dpif *dpif)
 318 {
 319     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 320     dp->deleted = true;
 321     return 0;
 322 }
 323
 324 static int
 325 dpif_netdev_get_stats(const struct dpif *dpif, struct odp_stats *stats)
 326 {
 327     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 328     memset(stats, 0, sizeof *stats);
 329     stats->n_flows = hmap_count(&dp->flow_table);
 330     stats->cur_capacity = hmap_capacity(&dp->flow_table);
 331     stats->max_capacity = MAX_FLOWS;
 332     stats->n_ports = dp->n_ports;
 333     stats->max_ports = MAX_PORTS;
 334     stats->max_groups = N_GROUPS;
 335     stats->n_frags = dp->n_frags;
 336     stats->n_hit = dp->n_hit;
 337     stats->n_missed = dp->n_missed;
 338     stats->n_lost = dp->n_lost;
 339     stats->max_miss_queue = MAX_QUEUE_LEN;
 340     stats->max_action_queue = MAX_QUEUE_LEN;
 341     return 0;
 342 }
 343
 344 static int
 345 dpif_netdev_get_drop_frags(const struct dpif *dpif, bool *drop_fragsp)
 346 {
 347     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 348     *drop_fragsp = dp->drop_frags;
 349     return 0;
 350 }
 351
 352 static int
 353 dpif_netdev_set_drop_frags(struct dpif *dpif, bool drop_frags)
 354 {
 355     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 356     dp->drop_frags = drop_frags;
 357     return 0;
 358 }
 359
 360 static int
 361 do_add_port(struct dp_netdev *dp, const char *devname, uint16_t flags,
 362             uint16_t port_no)
 363 {
 364     bool internal = (flags & ODP_PORT_INTERNAL) != 0;
 365     struct dp_netdev_port *port;
 366     struct netdev *netdev;
 367     int mtu;
 368     int error;
 369
 370     /* XXX reject devices already in some dp_netdev. */
 371
 372     /* Open and validate network device. */
 373     if (!internal) {
 374         error = netdev_open(devname, NETDEV_ETH_TYPE_ANY, &netdev);
 375     } else {
 376         error = netdev_create(devname, "tap", NULL);
 377         if (!error) {
 378             error = netdev_open(devname, NETDEV_ETH_TYPE_ANY, &netdev);
 379             if (error) {
 380                 netdev_destroy(devname);
 381             }
 382         }
 383     }
 384     if (error) {
 385         return error;
 386     }
 387     /* XXX reject loopback devices */
 388     /* XXX reject non-Ethernet devices */
 389
 390     error = netdev_turn_flags_on(netdev, NETDEV_PROMISC, false);
 391     if (error) {
 392         netdev_close(netdev);
 393         return error;
 394     }
 395
 396     port = xmalloc(sizeof *port);
 397     port->port_no = port_no;
 398     port->netdev = netdev;
 399     port->internal = internal;
 400
 401     netdev_get_mtu(netdev, &mtu);
 402     if (mtu > max_mtu) {
 403         max_mtu = mtu;
 404     }
 405
 406     list_push_back(&dp->port_list, &port->node);
 407     dp->ports[port_no] = port;
 408     dp->n_ports++;
 409     dp->serial++;
 410
 411     return 0;
 412 }
 413
 414 static int
 415 dpif_netdev_port_add(struct dpif *dpif, const char *devname, uint16_t flags,
 416                      uint16_t *port_nop)
 417 {
 418     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 419     int port_no;
 420
 421     for (port_no = 0; port_no < MAX_PORTS; port_no++) {
 422         if (!dp->ports[port_no]) {
 423             *port_nop = port_no;
 424             return do_add_port(dp, devname, flags, port_no);
 425         }
 426     }
 427     return EFBIG;
 428 }
 429
 430 static int
 431 dpif_netdev_port_del(struct dpif *dpif, uint16_t port_no)
 432 {
 433     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 434     return port_no == ODPP_LOCAL ? EINVAL : do_del_port(dp, port_no);
 435 }
 436
 437 static bool
 438 is_valid_port_number(uint16_t port_no)
 439 {
 440     return port_no < MAX_PORTS;
 441 }
 442
 443 static int
 444 get_port_by_number(struct dp_netdev *dp,
 445                    uint16_t port_no, struct dp_netdev_port **portp)
 446 {
 447     if (!is_valid_port_number(port_no)) {
 448         *portp = NULL;
 449         return EINVAL;
 450     } else {
 451         *portp = dp->ports[port_no];
 452         return *portp ? 0 : ENOENT;
 453     }
 454 }
 455
 456 static int
 457 get_port_by_name(struct dp_netdev *dp,
 458                  const char *devname, struct dp_netdev_port **portp)
 459 {
 460     struct dp_netdev_port *port;
 461
 462     LIST_FOR_EACH (port, struct dp_netdev_port, node, &dp->port_list) {
 463         if (!strcmp(netdev_get_name(port->netdev), devname)) {
 464             *portp = port;
 465             return 0;
 466         }
 467     }
 468     return ENOENT;
 469 }
 470
 471 static int
 472 do_del_port(struct dp_netdev *dp, uint16_t port_no)
 473 {
 474     struct dp_netdev_port *port;
 475     char *name;
 476     int error;
 477
 478     error = get_port_by_number(dp, port_no, &port);
 479     if (error) {
 480         return error;
 481     }
 482
 483     list_remove(&port->node);
 484     dp->ports[port->port_no] = NULL;
 485     dp->n_ports--;
 486     dp->serial++;
 487
 488     name = xstrdup(netdev_get_name(port->netdev));
 489     netdev_close(port->netdev);
 490     if (port->internal) {
 491         netdev_destroy(name);
 492     }
 493     free(name);
 494     free(port);
 495
 496     return 0;
 497 }
 498
 499 static void
 500 answer_port_query(const struct dp_netdev_port *port, struct odp_port *odp_port)
 501 {
 502     memset(odp_port, 0, sizeof *odp_port);
 503     ovs_strlcpy(odp_port->devname, netdev_get_name(port->netdev),
 504                 sizeof odp_port->devname);
 505     odp_port->port = port->port_no;
 506     odp_port->flags = port->internal ? ODP_PORT_INTERNAL : 0;
 507 }
 508
 509 static int
 510 dpif_netdev_port_query_by_number(const struct dpif *dpif, uint16_t port_no,
 511                                  struct odp_port *odp_port)
 512 {
 513     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 514     struct dp_netdev_port *port;
 515     int error;
 516
 517     error = get_port_by_number(dp, port_no, &port);
 518     if (!error) {
 519         answer_port_query(port, odp_port);
 520     }
 521     return error;
 522 }
 523
 524 static int
 525 dpif_netdev_port_query_by_name(const struct dpif *dpif, const char *devname,
 526                                struct odp_port *odp_port)
 527 {
 528     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 529     struct dp_netdev_port *port;
 530     int error;
 531
 532     error = get_port_by_name(dp, devname, &port);
 533     if (!error) {
 534         answer_port_query(port, odp_port);
 535     }
 536     return error;
 537 }
 538
 539 static void
 540 dp_netdev_free_flow(struct dp_netdev *dp, struct dp_netdev_flow *flow)
 541 {
 542     hmap_remove(&dp->flow_table, &flow->node);
 543     free(flow->actions);
 544     free(flow);
 545 }
 546
 547 static void
 548 dp_netdev_flow_flush(struct dp_netdev *dp)
 549 {
 550     struct dp_netdev_flow *flow, *next;
 551
 552     HMAP_FOR_EACH_SAFE (flow, next, struct dp_netdev_flow, node,
 553                         &dp->flow_table) {
 554         dp_netdev_free_flow(dp, flow);
 555     }
 556 }
 557
 558 static int
 559 dpif_netdev_flow_flush(struct dpif *dpif)
 560 {
 561     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 562     dp_netdev_flow_flush(dp);
 563     return 0;
 564 }
 565
 566 static int
 567 dpif_netdev_port_list(const struct dpif *dpif, struct odp_port *ports, int n)
 568 {
 569     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 570     struct dp_netdev_port *port;
 571     int i;
 572
 573     i = 0;
 574     LIST_FOR_EACH (port, struct dp_netdev_port, node, &dp->port_list) {
 575         struct odp_port *odp_port = &ports[i];
 576         if (i >= n) {
 577             break;
 578         }
 579         answer_port_query(port, odp_port);
 580         i++;
 581     }
 582     return dp->n_ports;
 583 }
 584
 585 static int
 586 dpif_netdev_port_poll(const struct dpif *dpif_, char **devnamep UNUSED)
 587 {
 588     struct dpif_netdev *dpif = dpif_netdev_cast(dpif_);
 589     if (dpif->dp_serial != dpif->dp->serial) {
 590         dpif->dp_serial = dpif->dp->serial;
 591         return ENOBUFS;
 592     } else {
 593         return EAGAIN;
 594     }
 595 }
 596
 597 static void
 598 dpif_netdev_port_poll_wait(const struct dpif *dpif_)
 599 {
 600     struct dpif_netdev *dpif = dpif_netdev_cast(dpif_);
 601     if (dpif->dp_serial != dpif->dp->serial) {
 602         poll_immediate_wake();
 603     }
 604 }
 605
 606 static int
 607 get_port_group(const struct dpif *dpif, int group_no,
 608                struct odp_port_group **groupp)
 609 {
 610     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 611
 612     if (group_no >= 0 && group_no < N_GROUPS) {
 613         *groupp = &dp->groups[group_no];
 614         return 0;
 615     } else {
 616         *groupp = NULL;
 617         return EINVAL;
 618     }
 619 }
 620
 621 static int
 622 dpif_netdev_port_group_get(const struct dpif *dpif, int group_no,
 623                            uint16_t ports[], int n)
 624 {
 625     struct odp_port_group *group;
 626     int error;
 627
 628     if (n < 0) {
 629         return -EINVAL;
 630     }
 631
 632     error = get_port_group(dpif, group_no, &group);
 633     if (!error) {
 634         memcpy(ports, group->ports, MIN(n, group->n_ports) * sizeof *ports);
 635         return group->n_ports;
 636     } else {
 637         return -error;
 638     }
 639 }
 640
 641 static int
 642 dpif_netdev_port_group_set(struct dpif *dpif, int group_no,
 643                            const uint16_t ports[], int n)
 644 {
 645     struct odp_port_group *group;
 646     int error;
 647
 648     if (n < 0 || n > MAX_PORTS) {
 649         return EINVAL;
 650     }
 651
 652     error = get_port_group(dpif, group_no, &group);
 653     if (!error) {
 654         free(group->ports);
 655         group->ports = xmemdup(ports, n * sizeof *group->ports);
 656         group->n_ports = n;
 657         group->group = group_no;
 658     }
 659     return error;
 660 }
 661
 662 static struct dp_netdev_flow *
 663 dp_netdev_lookup_flow(const struct dp_netdev *dp, const flow_t *key)
 664 {
 665     struct dp_netdev_flow *flow;
 666
 667     assert(key->reserved == 0);
 668     HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (flow, struct dp_netdev_flow, node,
 669                              flow_hash(key, 0), &dp->flow_table) {
 670         if (flow_equal(&flow->key, key)) {
 671             return flow;
 672         }
 673     }
 674     return NULL;
 675 }
 676
 677 static void
 678 answer_flow_query(struct dp_netdev_flow *flow, uint32_t query_flags,
 679                   struct odp_flow *odp_flow)
 680 {
 681     if (flow) {
 682         odp_flow->key = flow->key;
 683         odp_flow->stats.n_packets = flow->packet_count;
 684         odp_flow->stats.n_bytes = flow->byte_count;
 685         odp_flow->stats.used_sec = flow->used.tv_sec;
 686         odp_flow->stats.used_nsec = flow->used.tv_usec * 1000;
 687         odp_flow->stats.tcp_flags = TCP_FLAGS(flow->tcp_ctl);
 688         odp_flow->stats.ip_tos = flow->ip_tos;
 689         odp_flow->stats.error = 0;
 690         if (odp_flow->n_actions > 0) {
 691             unsigned int n = MIN(odp_flow->n_actions, flow->n_actions);
 692             memcpy(odp_flow->actions, flow->actions,
 693                    n * sizeof *odp_flow->actions);
 694             odp_flow->n_actions = flow->n_actions;
 695         }
 696
 697         if (query_flags & ODPFF_ZERO_TCP_FLAGS) {
 698             flow->tcp_ctl = 0;
 699         }
 700
 701     } else {
 702         odp_flow->stats.error = ENOENT;
 703     }
 704 }
 705
 706 static int
 707 dpif_netdev_flow_get(const struct dpif *dpif, struct odp_flow flows[], int n)
 708 {
 709     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 710     int i;
 711
 712     for (i = 0; i < n; i++) {
 713         struct odp_flow *odp_flow = &flows[i];
 714         answer_flow_query(dp_netdev_lookup_flow(dp, &odp_flow->key),
 715                           odp_flow->flags, odp_flow);
 716     }
 717     return 0;
 718 }
 719
 720 static int
 721 dpif_netdev_validate_actions(const union odp_action *actions, int n_actions,
 722                              bool *mutates)
 723 {
 724         unsigned int i;
 725
 726     *mutates = false;
 727         for (i = 0; i < n_actions; i++) {
 728                 const union odp_action *a = &actions[i];
 729                 switch (a->type) {
 730                 case ODPAT_OUTPUT:
 731                         if (a->output.port >= MAX_PORTS) {
 732                                 return EINVAL;
 733             }
 734                         break;
 735
 736                 case ODPAT_OUTPUT_GROUP:
 737             *mutates = true;
 738                         if (a->output_group.group >= N_GROUPS) {
 739                                 return EINVAL;
 740             }
 741                         break;
 742
 743         case ODPAT_CONTROLLER:
 744             break;
 745
 746                 case ODPAT_SET_VLAN_VID:
 747             *mutates = true;
 748                         if (a->vlan_vid.vlan_vid & htons(~VLAN_VID_MASK)) {
 749                                 return EINVAL;
 750             }
 751                         break;
 752
 753                 case ODPAT_SET_VLAN_PCP:
 754             *mutates = true;
 755                         if (a->vlan_pcp.vlan_pcp & ~VLAN_PCP_MASK) {
 756                                 return EINVAL;
 757             }
 758                         break;
 759
 760         case ODPAT_STRIP_VLAN:
 761         case ODPAT_SET_DL_SRC:
 762         case ODPAT_SET_DL_DST:
 763         case ODPAT_SET_NW_SRC:
 764         case ODPAT_SET_NW_DST:
 765         case ODPAT_SET_TP_SRC:
 766         case ODPAT_SET_TP_DST:
 767             *mutates = true;
 768             break;
 769
 770                 default:
 771             return EOPNOTSUPP;
 772                 }
 773         }
 774         return 0;
 775 }
 776
 777 static int
 778 set_flow_actions(struct dp_netdev_flow *flow, struct odp_flow *odp_flow)
 779 {
 780     size_t n_bytes;
 781     bool mutates;
 782     int error;
 783
 784     if (odp_flow->n_actions >= 4096 / sizeof *odp_flow->actions) {
 785         return EINVAL;
 786     }
 787     error = dpif_netdev_validate_actions(odp_flow->actions,
 788                                          odp_flow->n_actions, &mutates);
 789     if (error) {
 790         return error;
 791     }
 792
 793     n_bytes = odp_flow->n_actions * sizeof *flow->actions;
 794     flow->actions = xrealloc(flow->actions, n_bytes);
 795     flow->n_actions = odp_flow->n_actions;
 796     memcpy(flow->actions, odp_flow->actions, n_bytes);
 797     return 0;
 798 }
 799
 800 static int
 801 add_flow(struct dpif *dpif, struct odp_flow *odp_flow)
 802 {
 803     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 804     struct dp_netdev_flow *flow;
 805     int error;
 806
 807     flow = xcalloc(1, sizeof *flow);
 808     flow->key = odp_flow->key;
 809     flow->key.reserved = 0;
 810
 811     error = set_flow_actions(flow, odp_flow);
 812     if (error) {
 813         free(flow);
 814         return error;
 815     }
 816
 817     hmap_insert(&dp->flow_table, &flow->node, flow_hash(&flow->key, 0));
 818     return 0;
 819 }
 820
 821 static void
 822 clear_stats(struct dp_netdev_flow *flow)
 823 {
 824     flow->used.tv_sec = 0;
 825     flow->used.tv_usec = 0;
 826     flow->packet_count = 0;
 827     flow->byte_count = 0;
 828     flow->ip_tos = 0;
 829     flow->tcp_ctl = 0;
 830 }
 831
 832 static int
 833 dpif_netdev_flow_put(struct dpif *dpif, struct odp_flow_put *put)
 834 {
 835     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 836     struct dp_netdev_flow *flow;
 837
 838     flow = dp_netdev_lookup_flow(dp, &put->flow.key);
 839     if (!flow) {
 840         if (put->flags & ODPPF_CREATE) {
 841             if (hmap_count(&dp->flow_table) < MAX_FLOWS) {
 842                 return add_flow(dpif, &put->flow);
 843             } else {
 844                 return EFBIG;
 845             }
 846         } else {
 847             return ENOENT;
 848         }
 849     } else {
 850         if (put->flags & ODPPF_MODIFY) {
 851             int error = set_flow_actions(flow, &put->flow);
 852             if (!error && put->flags & ODPPF_ZERO_STATS) {
 853                 clear_stats(flow);
 854             }
 855             return error;
 856         } else {
 857             return EEXIST;
 858         }
 859     }
 860 }
 861
 862
 863 static int
 864 dpif_netdev_flow_del(struct dpif *dpif, struct odp_flow *odp_flow)
 865 {
 866     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 867     struct dp_netdev_flow *flow;
 868
 869     flow = dp_netdev_lookup_flow(dp, &odp_flow->key);
 870     if (flow) {
 871         answer_flow_query(flow, 0, odp_flow);
 872         dp_netdev_free_flow(dp, flow);
 873         return 0;
 874     } else {
 875         return ENOENT;
 876     }
 877 }
 878
 879 static int
 880 dpif_netdev_flow_list(const struct dpif *dpif, struct odp_flow flows[], int n)
 881 {
 882     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 883     struct dp_netdev_flow *flow;
 884     int i;
 885
 886     i = 0;
 887     HMAP_FOR_EACH (flow, struct dp_netdev_flow, node, &dp->flow_table) {
 888         if (i >= n) {
 889             break;
 890         }
 891         answer_flow_query(flow, 0, &flows[i++]);
 892     }
 893     return hmap_count(&dp->flow_table);
 894 }
 895
 896 static int
 897 dpif_netdev_execute(struct dpif *dpif, uint16_t in_port,
 898                     const union odp_action actions[], int n_actions,
 899                     const struct ofpbuf *packet)
 900 {
 901     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 902     struct ofpbuf copy;
 903     bool mutates;
 904     flow_t flow;
 905     int error;
 906
 907     if (packet->size < ETH_HEADER_LEN || packet->size > UINT16_MAX) {
 908         return EINVAL;
 909     }
 910
 911     error = dpif_netdev_validate_actions(actions, n_actions, &mutates);
 912     if (error) {
 913         return error;
 914     }
 915
 916     if (mutates) {
 917         /* We need a deep copy of 'packet' since we're going to modify its
 918          * data. */
 919         ofpbuf_init(&copy, DP_NETDEV_HEADROOM + packet->size);
 920         copy.data = (char*)copy.base + DP_NETDEV_HEADROOM;
 921         ofpbuf_put(&copy, packet->data, packet->size);
 922     } else {
 923         /* We still need a shallow copy of 'packet', even though we won't
 924          * modify its data, because flow_extract() modifies packet->l2, etc.
 925          * We could probably get away with modifying those but it's more polite
 926          * if we don't. */
 927         copy = *packet;
 928     }
 929     flow_extract(&copy, in_port, &flow);
 930     error = dp_netdev_execute_actions(dp, &copy, &flow, actions, n_actions);
 931     if (mutates) {
 932         ofpbuf_uninit(&copy);
 933     }
 934     return error;
 935 }
 936
 937 static int
 938 dpif_netdev_recv_get_mask(const struct dpif *dpif, int *listen_mask)
 939 {
 940     struct dpif_netdev *dpif_netdev = dpif_netdev_cast(dpif);
 941     *listen_mask = dpif_netdev->listen_mask;
 942     return 0;
 943 }
 944
 945 static int
 946 dpif_netdev_recv_set_mask(struct dpif *dpif, int listen_mask)
 947 {
 948     struct dpif_netdev *dpif_netdev = dpif_netdev_cast(dpif);
 949     if (!(listen_mask & ~ODPL_ALL)) {
 950         dpif_netdev->listen_mask = listen_mask;
 951         return 0;
 952     } else {
 953         return EINVAL;
 954     }
 955 }
 956
 957 static struct ovs_queue *
 958 find_nonempty_queue(struct dpif *dpif)
 959 {
 960     struct dpif_netdev *dpif_netdev = dpif_netdev_cast(dpif);
 961     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 962     int mask = dpif_netdev->listen_mask;
 963     int i;
 964
 965     for (i = 0; i < N_QUEUES; i++) {
 966         struct ovs_queue *q = &dp->queues[i];
 967         if (q->n && mask & (1u << i)) {
 968             return q;
 969         }
 970     }
 971     return NULL;
 972 }
 973
 974 static int
 975 dpif_netdev_recv(struct dpif *dpif, struct ofpbuf **bufp)
 976 {
 977     struct ovs_queue *q = find_nonempty_queue(dpif);
 978     if (q) {
 979         *bufp = queue_pop_head(q);
 980         return 0;
 981     } else {
 982         return EAGAIN;
 983     }
 984 }
 985
 986 static void
 987 dpif_netdev_recv_wait(struct dpif *dpif)
 988 {
 989     struct ovs_queue *q = find_nonempty_queue(dpif);
 990     if (q) {
 991         poll_immediate_wake();
 992     } else {
 993         /* No messages ready to be received, and dp_wait() will ensure that we
 994          * wake up to queue new messages, so there is nothing to do. */
 995     }
 996 }
 997 \f
 998 static void
 999 dp_netdev_flow_used(struct dp_netdev_flow *flow, const flow_t *key,
1000                     const struct ofpbuf *packet)
1001 {
1002     time_timeval(&flow->used);
1003     flow->packet_count++;
1004     flow->byte_count += packet->size;
1005     if (key->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1006         struct ip_header *nh = packet->l3;
1007         flow->ip_tos = nh->ip_tos;
1008
1009         if (key->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
1010             struct tcp_header *th = packet->l4;
1011             flow->tcp_ctl |= th->tcp_ctl;
1012         }
1013     }
1014 }
1015
1016 static void
1017 dp_netdev_port_input(struct dp_netdev *dp, struct dp_netdev_port *port,
1018                      struct ofpbuf *packet)
1019 {
1020     struct dp_netdev_flow *flow;
1021     flow_t key;
1022
1023     if (flow_extract(packet, port->port_no, &key) && dp->drop_frags) {
1024         dp->n_frags++;
1025         return;
1026     }
1027
1028     flow = dp_netdev_lookup_flow(dp, &key);
1029     if (flow) {
1030         dp_netdev_flow_used(flow, &key, packet);
1031         dp_netdev_execute_actions(dp, packet, &key,
1032                                   flow->actions, flow->n_actions);
1033         dp->n_hit++;
1034     } else {
1035         dp->n_missed++;
1036         dp_netdev_output_control(dp, packet, _ODPL_MISS_NR, port->port_no, 0);
1037     }
1038 }
1039
1040 static void
1041 dp_netdev_run(void)
1042 {
1043     struct ofpbuf packet;
1044     struct dp_netdev *dp;
1045
1046     ofpbuf_init(&packet, DP_NETDEV_HEADROOM + max_mtu);
1047     LIST_FOR_EACH (dp, struct dp_netdev, node, &dp_netdev_list) {
1048         struct dp_netdev_port *port;
1049
1050         LIST_FOR_EACH (port, struct dp_netdev_port, node, &dp->port_list) {
1051             int error;
1052
1053             /* Reset packet contents. */
1054             packet.data = (char*)packet.base + DP_NETDEV_HEADROOM;
1055             packet.size = 0;
1056
1057             error = netdev_recv(port->netdev, &packet);
1058             if (!error) {
1059                 dp_netdev_port_input(dp, port, &packet);
1060             } else if (error != EAGAIN) {
1061                 struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
1062                 VLOG_ERR_RL(&rl, "error receiving data from %s: %s",
1063                             netdev_get_name(port->netdev), strerror(error));
1064             }
1065         }
1066     }
1067     ofpbuf_uninit(&packet);
1068 }
1069
1070 static void
1071 dp_netdev_wait(void)
1072 {
1073     struct dp_netdev *dp;
1074
1075     LIST_FOR_EACH (dp, struct dp_netdev, node, &dp_netdev_list) {
1076         struct dp_netdev_port *port;
1077         LIST_FOR_EACH (port, struct dp_netdev_port, node, &dp->port_list) {
1078             netdev_recv_wait(port->netdev);
1079         }
1080     }
1081 }
1082
1083 static void
1084 dp_netdev_modify_vlan_tci(struct ofpbuf *packet, flow_t *key,
1085                           uint16_t tci, uint16_t mask)
1086 {
1087     struct vlan_eth_header *veh;
1088
1089     if (key->dl_vlan != htons(ODP_VLAN_NONE)) {
1090         /* Modify 'mask' bits, but maintain other TCI bits. */
1091         veh = packet->l2;
1092         veh->veth_tci &= ~htons(mask);
1093         veh->veth_tci |= htons(tci);
1094     } else {
1095         /* Insert new 802.1Q header. */
1096         struct eth_header *eh = packet->l2;
1097         struct vlan_eth_header tmp;
1098         memcpy(tmp.veth_dst, eh->eth_dst, ETH_ADDR_LEN);
1099         memcpy(tmp.veth_src, eh->eth_src, ETH_ADDR_LEN);
1100         tmp.veth_type = htons(ETH_TYPE_VLAN);
1101         tmp.veth_tci = htons(tci);
1102         tmp.veth_next_type = eh->eth_type;
1103
1104         veh = ofpbuf_push_uninit(packet, VLAN_HEADER_LEN);
1105         memcpy(veh, &tmp, sizeof tmp);
1106         packet->l2 = (char*)packet->l2 - VLAN_HEADER_LEN;
1107     }
1108
1109     key->dl_vlan = veh->veth_tci & htons(VLAN_VID_MASK);
1110 }
1111
1112 static void
1113 dp_netdev_strip_vlan(struct ofpbuf *packet, flow_t *key)
1114 {
1115     struct vlan_eth_header *veh = packet->l2;
1116     if (veh->veth_type == htons(ETH_TYPE_VLAN)) {
1117         struct eth_header tmp;
1118
1119         memcpy(tmp.eth_dst, veh->veth_dst, ETH_ADDR_LEN);
1120         memcpy(tmp.eth_src, veh->veth_src, ETH_ADDR_LEN);
1121         tmp.eth_type = veh->veth_next_type;
1122
1123         packet->size -= VLAN_HEADER_LEN;
1124         packet->data = (char*)packet->data + VLAN_HEADER_LEN;
1125         packet->l2 = (char*)packet->l2 + VLAN_HEADER_LEN;
1126         memcpy(packet->data, &tmp, sizeof tmp);
1127
1128         key->dl_vlan = htons(ODP_VLAN_NONE);
1129     }
1130 }
1131
1132 static void
1133 dp_netdev_set_dl_src(struct ofpbuf *packet,
1134                      const uint8_t dl_addr[ETH_ADDR_LEN])
1135 {
1136     struct eth_header *eh = packet->l2;
1137     memcpy(eh->eth_src, dl_addr, sizeof eh->eth_src);
1138 }
1139
1140 static void
1141 dp_netdev_set_dl_dst(struct ofpbuf *packet,
1142                      const uint8_t dl_addr[ETH_ADDR_LEN])
1143 {
1144     struct eth_header *eh = packet->l2;
1145     memcpy(eh->eth_dst, dl_addr, sizeof eh->eth_dst);
1146 }
1147
1148 static void
1149 dp_netdev_set_nw_addr(struct ofpbuf *packet, flow_t *key,
1150                       const struct odp_action_nw_addr *a)
1151 {
1152     if (key->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1153         struct ip_header *nh = packet->l3;
1154         uint32_t *field;
1155
1156         field = a->type == ODPAT_SET_NW_SRC ? &nh->ip_src : &nh->ip_dst;
1157         if (key->nw_proto == IP_TYPE_TCP) {
1158             struct tcp_header *th = packet->l4;
1159             th->tcp_csum = recalc_csum32(th->tcp_csum, *field, a->nw_addr);
1160         } else if (key->nw_proto == IP_TYPE_UDP) {
1161             struct udp_header *uh = packet->l4;
1162             if (uh->udp_csum) {
1163                 uh->udp_csum = recalc_csum32(uh->udp_csum, *field, a->nw_addr);
1164                 if (!uh->udp_csum) {
1165                     uh->udp_csum = 0xffff;
1166                 }
1167             }
1168         }
1169         nh->ip_csum = recalc_csum32(nh->ip_csum, *field, a->nw_addr);
1170         *field = a->nw_addr;
1171     }
1172 }
1173
1174 static void
1175 dp_netdev_set_tp_port(struct ofpbuf *packet, flow_t *key,
1176                       const struct odp_action_tp_port *a)
1177 {
1178         if (key->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1179         uint16_t *field;
1180         if (key->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
1181             struct tcp_header *th = packet->l4;
1182             field = a->type == ODPAT_SET_TP_SRC ? &th->tcp_src : &th->tcp_dst;
1183             th->tcp_csum = recalc_csum16(th->tcp_csum, *field, a->tp_port);
1184             *field = a->tp_port;
1185         } else if (key->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
1186             struct udp_header *uh = packet->l4;
1187             field = a->type == ODPAT_SET_TP_SRC ? &uh->udp_src : &uh->udp_dst;
1188             uh->udp_csum = recalc_csum16(uh->udp_csum, *field, a->tp_port);
1189             *field = a->tp_port;
1190         }
1191     }
1192 }
1193
1194 static void
1195 dp_netdev_output_port(struct dp_netdev *dp, struct ofpbuf *packet,
1196                       uint16_t out_port)
1197 {
1198         struct dp_netdev_port *p = dp->ports[out_port];
1199     if (p) {
1200         netdev_send(p->netdev, packet);
1201     }
1202 }
1203
1204 static void
1205 dp_netdev_output_group(struct dp_netdev *dp, uint16_t group, uint16_t in_port,
1206                        struct ofpbuf *packet)
1207 {
1208         struct odp_port_group *g = &dp->groups[group];
1209         int i;
1210
1211         for (i = 0; i < g->n_ports; i++) {
1212         uint16_t out_port = g->ports[i];
1213         if (out_port != in_port) {
1214             dp_netdev_output_port(dp, packet, out_port);
1215         }
1216         }
1217 }
1218
1219 static int
1220 dp_netdev_output_control(struct dp_netdev *dp, const struct ofpbuf *packet,
1221                          int queue_no, int port_no, uint32_t arg)
1222 {
1223     struct ovs_queue *q = &dp->queues[queue_no];
1224     struct odp_msg *header;
1225     struct ofpbuf *msg;
1226     size_t msg_size;
1227
1228     if (q->n >= MAX_QUEUE_LEN) {
1229         dp->n_lost++;
1230         return ENOBUFS;
1231     }
1232
1233     msg_size = sizeof *header + packet->size;
1234     msg = ofpbuf_new(msg_size);
1235     header = ofpbuf_put_uninit(msg, sizeof *header);
1236     header->type = queue_no;
1237     header->length = msg_size;
1238     header->port = port_no;
1239     header->arg = arg;
1240     ofpbuf_put(msg, packet->data, packet->size);
1241     queue_push_tail(q, msg);
1242
1243     return 0;
1244 }
1245
1246 static int
1247 dp_netdev_execute_actions(struct dp_netdev *dp,
1248                           struct ofpbuf *packet, flow_t *key,
1249                           const union odp_action *actions, int n_actions)
1250 {
1251     int i;
1252     for (i = 0; i < n_actions; i++) {
1253         const union odp_action *a = &actions[i];
1254
1255                 switch (a->type) {
1256                 case ODPAT_OUTPUT:
1257             dp_netdev_output_port(dp, packet, a->output.port);
1258                         break;
1259
1260                 case ODPAT_OUTPUT_GROUP:
1261                         dp_netdev_output_group(dp, a->output_group.group, key->in_port,
1262                                    packet);
1263                         break;
1264
1265                 case ODPAT_CONTROLLER:
1266             dp_netdev_output_control(dp, packet, _ODPL_ACTION_NR,
1267                                      key->in_port, a->controller.arg);
1268                         break;
1269
1270                 case ODPAT_SET_VLAN_VID:
1271                         dp_netdev_modify_vlan_tci(packet, key, ntohs(a->vlan_vid.vlan_vid),
1272                                       VLAN_VID_MASK);
1273             break;
1274
1275                 case ODPAT_SET_VLAN_PCP:
1276                         dp_netdev_modify_vlan_tci(packet, key, a->vlan_pcp.vlan_pcp << 13,
1277                                       VLAN_PCP_MASK);
1278             break;
1279
1280                 case ODPAT_STRIP_VLAN:
1281                         dp_netdev_strip_vlan(packet, key);
1282                         break;
1283
1284                 case ODPAT_SET_DL_SRC:
1285             dp_netdev_set_dl_src(packet, a->dl_addr.dl_addr);
1286                         break;
1287
1288                 case ODPAT_SET_DL_DST:
1289             dp_netdev_set_dl_dst(packet, a->dl_addr.dl_addr);
1290                         break;
1291
1292                 case ODPAT_SET_NW_SRC:
1293                 case ODPAT_SET_NW_DST:
1294                         dp_netdev_set_nw_addr(packet, key, &a->nw_addr);
1295                         break;
1296
1297                 case ODPAT_SET_TP_SRC:
1298                 case ODPAT_SET_TP_DST:
1299                         dp_netdev_set_tp_port(packet, key, &a->tp_port);
1300                         break;
1301                 }
1302         }
1303     return 0;
1304 }
1305
1306 const struct dpif_class dpif_netdev_class = {
1307     "netdev",
1308     "netdev",
1309     dp_netdev_run,
1310     dp_netdev_wait,
1311     NULL,                       /* enumerate */
1312     dpif_netdev_open,
1313     dpif_netdev_close,
1314     NULL,                       /* get_all_names */
1315     dpif_netdev_delete,
1316     dpif_netdev_get_stats,
1317     dpif_netdev_get_drop_frags,
1318     dpif_netdev_set_drop_frags,
1319     dpif_netdev_port_add,
1320     dpif_netdev_port_del,
1321     dpif_netdev_port_query_by_number,
1322     dpif_netdev_port_query_by_name,
1323     dpif_netdev_port_list,
1324     dpif_netdev_port_poll,
1325     dpif_netdev_port_poll_wait,
1326     dpif_netdev_port_group_get,
1327     dpif_netdev_port_group_set,
1328     dpif_netdev_flow_get,
1329     dpif_netdev_flow_put,
1330     dpif_netdev_flow_del,
1331     dpif_netdev_flow_flush,
1332     dpif_netdev_flow_list,
1333     dpif_netdev_execute,
1334     dpif_netdev_recv_get_mask,
1335     dpif_netdev_recv_set_mask,
1336     NULL,                       /* get_sflow_probability */
1337     NULL,                       /* set_sflow_probability */
1338     dpif_netdev_recv,
1339     dpif_netdev_recv_wait,
1340 };