lib/dpif-netdev.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2009, 2010 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("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 = xzalloc(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 ENODEV;
 241     }
 242
 243     *dpifp = create_dpif_netdev(dp);
 244     return 0;
 245 }
 246
 247 static int
 248 dpif_netdev_open(const char *name, const char *type UNUSED, bool create,
 249                  struct dpif **dpifp)
 250 {
 251     if (create) {
 252         if (find_dp_netdev(name)) {
 253             return EEXIST;
 254         } else {
 255             int dp_idx = name_to_dp_idx(name);
 256             if (dp_idx >= 0) {
 257                 return create_dp_netdev(name, 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(name, 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(name);
 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_options netdev_options;
 367     struct netdev *netdev;
 368     int mtu;
 369     int error;
 370
 371     /* XXX reject devices already in some dp_netdev. */
 372
 373     /* Open and validate network device. */
 374     memset(&netdev_options, 0, sizeof netdev_options);
 375     netdev_options.name = devname;
 376     netdev_options.ethertype = NETDEV_ETH_TYPE_ANY;
 377     netdev_options.may_create = true;
 378     if (internal) {
 379         netdev_options.type = "tap";
 380     } else {
 381         netdev_options.may_open = true;
 382     }
 383
 384     error = netdev_open(&netdev_options, &netdev);
 385     if (error) {
 386         return error;
 387     }
 388     /* XXX reject loopback devices */
 389     /* XXX reject non-Ethernet devices */
 390
 391     error = netdev_turn_flags_on(netdev, NETDEV_PROMISC, false);
 392     if (error) {
 393         netdev_close(netdev);
 394         return error;
 395     }
 396
 397     port = xmalloc(sizeof *port);
 398     port->port_no = port_no;
 399     port->netdev = netdev;
 400     port->internal = internal;
 401
 402     netdev_get_mtu(netdev, &mtu);
 403     if (mtu > max_mtu) {
 404         max_mtu = mtu;
 405     }
 406
 407     list_push_back(&dp->port_list, &port->node);
 408     dp->ports[port_no] = port;
 409     dp->n_ports++;
 410     dp->serial++;
 411
 412     return 0;
 413 }
 414
 415 static int
 416 dpif_netdev_port_add(struct dpif *dpif, const char *devname, uint16_t flags,
 417                      uint16_t *port_nop)
 418 {
 419     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 420     int port_no;
 421
 422     for (port_no = 0; port_no < MAX_PORTS; port_no++) {
 423         if (!dp->ports[port_no]) {
 424             *port_nop = port_no;
 425             return do_add_port(dp, devname, flags, port_no);
 426         }
 427     }
 428     return EFBIG;
 429 }
 430
 431 static int
 432 dpif_netdev_port_del(struct dpif *dpif, uint16_t port_no)
 433 {
 434     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 435     return port_no == ODPP_LOCAL ? EINVAL : do_del_port(dp, port_no);
 436 }
 437
 438 static bool
 439 is_valid_port_number(uint16_t port_no)
 440 {
 441     return port_no < MAX_PORTS;
 442 }
 443
 444 static int
 445 get_port_by_number(struct dp_netdev *dp,
 446                    uint16_t port_no, struct dp_netdev_port **portp)
 447 {
 448     if (!is_valid_port_number(port_no)) {
 449         *portp = NULL;
 450         return EINVAL;
 451     } else {
 452         *portp = dp->ports[port_no];
 453         return *portp ? 0 : ENOENT;
 454     }
 455 }
 456
 457 static int
 458 get_port_by_name(struct dp_netdev *dp,
 459                  const char *devname, struct dp_netdev_port **portp)
 460 {
 461     struct dp_netdev_port *port;
 462
 463     LIST_FOR_EACH (port, struct dp_netdev_port, node, &dp->port_list) {
 464         if (!strcmp(netdev_get_name(port->netdev), devname)) {
 465             *portp = port;
 466             return 0;
 467         }
 468     }
 469     return ENOENT;
 470 }
 471
 472 static int
 473 do_del_port(struct dp_netdev *dp, uint16_t port_no)
 474 {
 475     struct dp_netdev_port *port;
 476     char *name;
 477     int error;
 478
 479     error = get_port_by_number(dp, port_no, &port);
 480     if (error) {
 481         return error;
 482     }
 483
 484     list_remove(&port->node);
 485     dp->ports[port->port_no] = NULL;
 486     dp->n_ports--;
 487     dp->serial++;
 488
 489     name = xstrdup(netdev_get_name(port->netdev));
 490     netdev_close(port->netdev);
 491
 492     free(name);
 493     free(port);
 494
 495     return 0;
 496 }
 497
 498 static void
 499 answer_port_query(const struct dp_netdev_port *port, struct odp_port *odp_port)
 500 {
 501     memset(odp_port, 0, sizeof *odp_port);
 502     ovs_strlcpy(odp_port->devname, netdev_get_name(port->netdev),
 503                 sizeof odp_port->devname);
 504     odp_port->port = port->port_no;
 505     odp_port->flags = port->internal ? ODP_PORT_INTERNAL : 0;
 506 }
 507
 508 static int
 509 dpif_netdev_port_query_by_number(const struct dpif *dpif, uint16_t port_no,
 510                                  struct odp_port *odp_port)
 511 {
 512     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 513     struct dp_netdev_port *port;
 514     int error;
 515
 516     error = get_port_by_number(dp, port_no, &port);
 517     if (!error) {
 518         answer_port_query(port, odp_port);
 519     }
 520     return error;
 521 }
 522
 523 static int
 524 dpif_netdev_port_query_by_name(const struct dpif *dpif, const char *devname,
 525                                struct odp_port *odp_port)
 526 {
 527     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 528     struct dp_netdev_port *port;
 529     int error;
 530
 531     error = get_port_by_name(dp, devname, &port);
 532     if (!error) {
 533         answer_port_query(port, odp_port);
 534     }
 535     return error;
 536 }
 537
 538 static void
 539 dp_netdev_free_flow(struct dp_netdev *dp, struct dp_netdev_flow *flow)
 540 {
 541     hmap_remove(&dp->flow_table, &flow->node);
 542     free(flow->actions);
 543     free(flow);
 544 }
 545
 546 static void
 547 dp_netdev_flow_flush(struct dp_netdev *dp)
 548 {
 549     struct dp_netdev_flow *flow, *next;
 550
 551     HMAP_FOR_EACH_SAFE (flow, next, struct dp_netdev_flow, node,
 552                         &dp->flow_table) {
 553         dp_netdev_free_flow(dp, flow);
 554     }
 555 }
 556
 557 static int
 558 dpif_netdev_flow_flush(struct dpif *dpif)
 559 {
 560     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 561     dp_netdev_flow_flush(dp);
 562     return 0;
 563 }
 564
 565 static int
 566 dpif_netdev_port_list(const struct dpif *dpif, struct odp_port *ports, int n)
 567 {
 568     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 569     struct dp_netdev_port *port;
 570     int i;
 571
 572     i = 0;
 573     LIST_FOR_EACH (port, struct dp_netdev_port, node, &dp->port_list) {
 574         struct odp_port *odp_port = &ports[i];
 575         if (i >= n) {
 576             break;
 577         }
 578         answer_port_query(port, odp_port);
 579         i++;
 580     }
 581     return dp->n_ports;
 582 }
 583
 584 static int
 585 dpif_netdev_port_poll(const struct dpif *dpif_, char **devnamep UNUSED)
 586 {
 587     struct dpif_netdev *dpif = dpif_netdev_cast(dpif_);
 588     if (dpif->dp_serial != dpif->dp->serial) {
 589         dpif->dp_serial = dpif->dp->serial;
 590         return ENOBUFS;
 591     } else {
 592         return EAGAIN;
 593     }
 594 }
 595
 596 static void
 597 dpif_netdev_port_poll_wait(const struct dpif *dpif_)
 598 {
 599     struct dpif_netdev *dpif = dpif_netdev_cast(dpif_);
 600     if (dpif->dp_serial != dpif->dp->serial) {
 601         poll_immediate_wake();
 602     }
 603 }
 604
 605 static int
 606 get_port_group(const struct dpif *dpif, int group_no,
 607                struct odp_port_group **groupp)
 608 {
 609     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 610
 611     if (group_no >= 0 && group_no < N_GROUPS) {
 612         *groupp = &dp->groups[group_no];
 613         return 0;
 614     } else {
 615         *groupp = NULL;
 616         return EINVAL;
 617     }
 618 }
 619
 620 static int
 621 dpif_netdev_port_group_get(const struct dpif *dpif, int group_no,
 622                            uint16_t ports[], int n)
 623 {
 624     struct odp_port_group *group;
 625     int error;
 626
 627     if (n < 0) {
 628         return -EINVAL;
 629     }
 630
 631     error = get_port_group(dpif, group_no, &group);
 632     if (!error) {
 633         memcpy(ports, group->ports, MIN(n, group->n_ports) * sizeof *ports);
 634         return group->n_ports;
 635     } else {
 636         return -error;
 637     }
 638 }
 639
 640 static int
 641 dpif_netdev_port_group_set(struct dpif *dpif, int group_no,
 642                            const uint16_t ports[], int n)
 643 {
 644     struct odp_port_group *group;
 645     int error;
 646
 647     if (n < 0 || n > MAX_PORTS) {
 648         return EINVAL;
 649     }
 650
 651     error = get_port_group(dpif, group_no, &group);
 652     if (!error) {
 653         free(group->ports);
 654         group->ports = xmemdup(ports, n * sizeof *group->ports);
 655         group->n_ports = n;
 656         group->group = group_no;
 657     }
 658     return error;
 659 }
 660
 661 static struct dp_netdev_flow *
 662 dp_netdev_lookup_flow(const struct dp_netdev *dp, const flow_t *key)
 663 {
 664     struct dp_netdev_flow *flow;
 665
 666     assert(key->reserved == 0);
 667     HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (flow, struct dp_netdev_flow, node,
 668                              flow_hash(key, 0), &dp->flow_table) {
 669         if (flow_equal(&flow->key, key)) {
 670             return flow;
 671         }
 672     }
 673     return NULL;
 674 }
 675
 676 static void
 677 answer_flow_query(struct dp_netdev_flow *flow, uint32_t query_flags,
 678                   struct odp_flow *odp_flow)
 679 {
 680     if (flow) {
 681         odp_flow->key = flow->key;
 682         odp_flow->stats.n_packets = flow->packet_count;
 683         odp_flow->stats.n_bytes = flow->byte_count;
 684         odp_flow->stats.used_sec = flow->used.tv_sec;
 685         odp_flow->stats.used_nsec = flow->used.tv_usec * 1000;
 686         odp_flow->stats.tcp_flags = TCP_FLAGS(flow->tcp_ctl);
 687         odp_flow->stats.ip_tos = flow->ip_tos;
 688         odp_flow->stats.error = 0;
 689         if (odp_flow->n_actions > 0) {
 690             unsigned int n = MIN(odp_flow->n_actions, flow->n_actions);
 691             memcpy(odp_flow->actions, flow->actions,
 692                    n * sizeof *odp_flow->actions);
 693             odp_flow->n_actions = flow->n_actions;
 694         }
 695
 696         if (query_flags & ODPFF_ZERO_TCP_FLAGS) {
 697             flow->tcp_ctl = 0;
 698         }
 699
 700     } else {
 701         odp_flow->stats.error = ENOENT;
 702     }
 703 }
 704
 705 static int
 706 dpif_netdev_flow_get(const struct dpif *dpif, struct odp_flow flows[], int n)
 707 {
 708     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 709     int i;
 710
 711     for (i = 0; i < n; i++) {
 712         struct odp_flow *odp_flow = &flows[i];
 713         answer_flow_query(dp_netdev_lookup_flow(dp, &odp_flow->key),
 714                           odp_flow->flags, odp_flow);
 715     }
 716     return 0;
 717 }
 718
 719 static int
 720 dpif_netdev_validate_actions(const union odp_action *actions, int n_actions,
 721                              bool *mutates)
 722 {
 723         unsigned int i;
 724
 725     *mutates = false;
 726         for (i = 0; i < n_actions; i++) {
 727                 const union odp_action *a = &actions[i];
 728                 switch (a->type) {
 729                 case ODPAT_OUTPUT:
 730                         if (a->output.port >= MAX_PORTS) {
 731                                 return EINVAL;
 732             }
 733                         break;
 734
 735                 case ODPAT_OUTPUT_GROUP:
 736             *mutates = true;
 737                         if (a->output_group.group >= N_GROUPS) {
 738                                 return EINVAL;
 739             }
 740                         break;
 741
 742         case ODPAT_CONTROLLER:
 743             break;
 744
 745                 case ODPAT_SET_VLAN_VID:
 746             *mutates = true;
 747                         if (a->vlan_vid.vlan_vid & htons(~VLAN_VID_MASK)) {
 748                                 return EINVAL;
 749             }
 750                         break;
 751
 752                 case ODPAT_SET_VLAN_PCP:
 753             *mutates = true;
 754                         if (a->vlan_pcp.vlan_pcp & ~VLAN_PCP_MASK) {
 755                                 return EINVAL;
 756             }
 757                         break;
 758
 759         case ODPAT_STRIP_VLAN:
 760         case ODPAT_SET_DL_SRC:
 761         case ODPAT_SET_DL_DST:
 762         case ODPAT_SET_NW_SRC:
 763         case ODPAT_SET_NW_DST:
 764         case ODPAT_SET_TP_SRC:
 765         case ODPAT_SET_TP_DST:
 766             *mutates = true;
 767             break;
 768
 769                 default:
 770             return EOPNOTSUPP;
 771                 }
 772         }
 773         return 0;
 774 }
 775
 776 static int
 777 set_flow_actions(struct dp_netdev_flow *flow, struct odp_flow *odp_flow)
 778 {
 779     size_t n_bytes;
 780     bool mutates;
 781     int error;
 782
 783     if (odp_flow->n_actions >= 4096 / sizeof *odp_flow->actions) {
 784         return EINVAL;
 785     }
 786     error = dpif_netdev_validate_actions(odp_flow->actions,
 787                                          odp_flow->n_actions, &mutates);
 788     if (error) {
 789         return error;
 790     }
 791
 792     n_bytes = odp_flow->n_actions * sizeof *flow->actions;
 793     flow->actions = xrealloc(flow->actions, n_bytes);
 794     flow->n_actions = odp_flow->n_actions;
 795     memcpy(flow->actions, odp_flow->actions, n_bytes);
 796     return 0;
 797 }
 798
 799 static int
 800 add_flow(struct dpif *dpif, struct odp_flow *odp_flow)
 801 {
 802     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 803     struct dp_netdev_flow *flow;
 804     int error;
 805
 806     flow = xzalloc(sizeof *flow);
 807     flow->key = odp_flow->key;
 808     flow->key.reserved = 0;
 809
 810     error = set_flow_actions(flow, odp_flow);
 811     if (error) {
 812         free(flow);
 813         return error;
 814     }
 815
 816     hmap_insert(&dp->flow_table, &flow->node, flow_hash(&flow->key, 0));
 817     return 0;
 818 }
 819
 820 static void
 821 clear_stats(struct dp_netdev_flow *flow)
 822 {
 823     flow->used.tv_sec = 0;
 824     flow->used.tv_usec = 0;
 825     flow->packet_count = 0;
 826     flow->byte_count = 0;
 827     flow->ip_tos = 0;
 828     flow->tcp_ctl = 0;
 829 }
 830
 831 static int
 832 dpif_netdev_flow_put(struct dpif *dpif, struct odp_flow_put *put)
 833 {
 834     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 835     struct dp_netdev_flow *flow;
 836
 837     flow = dp_netdev_lookup_flow(dp, &put->flow.key);
 838     if (!flow) {
 839         if (put->flags & ODPPF_CREATE) {
 840             if (hmap_count(&dp->flow_table) < MAX_FLOWS) {
 841                 return add_flow(dpif, &put->flow);
 842             } else {
 843                 return EFBIG;
 844             }
 845         } else {
 846             return ENOENT;
 847         }
 848     } else {
 849         if (put->flags & ODPPF_MODIFY) {
 850             int error = set_flow_actions(flow, &put->flow);
 851             if (!error && put->flags & ODPPF_ZERO_STATS) {
 852                 clear_stats(flow);
 853             }
 854             return error;
 855         } else {
 856             return EEXIST;
 857         }
 858     }
 859 }
 860
 861
 862 static int
 863 dpif_netdev_flow_del(struct dpif *dpif, struct odp_flow *odp_flow)
 864 {
 865     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 866     struct dp_netdev_flow *flow;
 867
 868     flow = dp_netdev_lookup_flow(dp, &odp_flow->key);
 869     if (flow) {
 870         answer_flow_query(flow, 0, odp_flow);
 871         dp_netdev_free_flow(dp, flow);
 872         return 0;
 873     } else {
 874         return ENOENT;
 875     }
 876 }
 877
 878 static int
 879 dpif_netdev_flow_list(const struct dpif *dpif, struct odp_flow flows[], int n)
 880 {
 881     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 882     struct dp_netdev_flow *flow;
 883     int i;
 884
 885     i = 0;
 886     HMAP_FOR_EACH (flow, struct dp_netdev_flow, node, &dp->flow_table) {
 887         if (i >= n) {
 888             break;
 889         }
 890         answer_flow_query(flow, 0, &flows[i++]);
 891     }
 892     return hmap_count(&dp->flow_table);
 893 }
 894
 895 static int
 896 dpif_netdev_execute(struct dpif *dpif, uint16_t in_port,
 897                     const union odp_action actions[], int n_actions,
 898                     const struct ofpbuf *packet)
 899 {
 900     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 901     struct ofpbuf copy;
 902     bool mutates;
 903     flow_t flow;
 904     int error;
 905
 906     if (packet->size < ETH_HEADER_LEN || packet->size > UINT16_MAX) {
 907         return EINVAL;
 908     }
 909
 910     error = dpif_netdev_validate_actions(actions, n_actions, &mutates);
 911     if (error) {
 912         return error;
 913     }
 914
 915     if (mutates) {
 916         /* We need a deep copy of 'packet' since we're going to modify its
 917          * data. */
 918         ofpbuf_init(&copy, DP_NETDEV_HEADROOM + packet->size);
 919         copy.data = (char*)copy.base + DP_NETDEV_HEADROOM;
 920         ofpbuf_put(&copy, packet->data, packet->size);
 921     } else {
 922         /* We still need a shallow copy of 'packet', even though we won't
 923          * modify its data, because flow_extract() modifies packet->l2, etc.
 924          * We could probably get away with modifying those but it's more polite
 925          * if we don't. */
 926         copy = *packet;
 927     }
 928     flow_extract(&copy, in_port, &flow);
 929     error = dp_netdev_execute_actions(dp, &copy, &flow, actions, n_actions);
 930     if (mutates) {
 931         ofpbuf_uninit(&copy);
 932     }
 933     return error;
 934 }
 935
 936 static int
 937 dpif_netdev_recv_get_mask(const struct dpif *dpif, int *listen_mask)
 938 {
 939     struct dpif_netdev *dpif_netdev = dpif_netdev_cast(dpif);
 940     *listen_mask = dpif_netdev->listen_mask;
 941     return 0;
 942 }
 943
 944 static int
 945 dpif_netdev_recv_set_mask(struct dpif *dpif, int listen_mask)
 946 {
 947     struct dpif_netdev *dpif_netdev = dpif_netdev_cast(dpif);
 948     if (!(listen_mask & ~ODPL_ALL)) {
 949         dpif_netdev->listen_mask = listen_mask;
 950         return 0;
 951     } else {
 952         return EINVAL;
 953     }
 954 }
 955
 956 static struct ovs_queue *
 957 find_nonempty_queue(struct dpif *dpif)
 958 {
 959     struct dpif_netdev *dpif_netdev = dpif_netdev_cast(dpif);
 960     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 961     int mask = dpif_netdev->listen_mask;
 962     int i;
 963
 964     for (i = 0; i < N_QUEUES; i++) {
 965         struct ovs_queue *q = &dp->queues[i];
 966         if (q->n && mask & (1u << i)) {
 967             return q;
 968         }
 969     }
 970     return NULL;
 971 }
 972
 973 static int
 974 dpif_netdev_recv(struct dpif *dpif, struct ofpbuf **bufp)
 975 {
 976     struct ovs_queue *q = find_nonempty_queue(dpif);
 977     if (q) {
 978         *bufp = queue_pop_head(q);
 979         return 0;
 980     } else {
 981         return EAGAIN;
 982     }
 983 }
 984
 985 static void
 986 dpif_netdev_recv_wait(struct dpif *dpif)
 987 {
 988     struct ovs_queue *q = find_nonempty_queue(dpif);
 989     if (q) {
 990         poll_immediate_wake();
 991     } else {
 992         /* No messages ready to be received, and dp_wait() will ensure that we
 993          * wake up to queue new messages, so there is nothing to do. */
 994     }
 995 }
 996 \f
 997 static void
 998 dp_netdev_flow_used(struct dp_netdev_flow *flow, const flow_t *key,
 999                     const struct ofpbuf *packet)
1000 {
1001     time_timeval(&flow->used);
1002     flow->packet_count++;
1003     flow->byte_count += packet->size;
1004     if (key->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1005         struct ip_header *nh = packet->l3;
1006         flow->ip_tos = nh->ip_tos;
1007
1008         if (key->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
1009             struct tcp_header *th = packet->l4;
1010             flow->tcp_ctl |= th->tcp_ctl;
1011         }
1012     }
1013 }
1014
1015 static void
1016 dp_netdev_port_input(struct dp_netdev *dp, struct dp_netdev_port *port,
1017                      struct ofpbuf *packet)
1018 {
1019     struct dp_netdev_flow *flow;
1020     flow_t key;
1021
1022     if (flow_extract(packet, port->port_no, &key) && dp->drop_frags) {
1023         dp->n_frags++;
1024         return;
1025     }
1026
1027     flow = dp_netdev_lookup_flow(dp, &key);
1028     if (flow) {
1029         dp_netdev_flow_used(flow, &key, packet);
1030         dp_netdev_execute_actions(dp, packet, &key,
1031                                   flow->actions, flow->n_actions);
1032         dp->n_hit++;
1033     } else {
1034         dp->n_missed++;
1035         dp_netdev_output_control(dp, packet, _ODPL_MISS_NR, port->port_no, 0);
1036     }
1037 }
1038
1039 static void
1040 dp_netdev_run(void)
1041 {
1042     struct ofpbuf packet;
1043     struct dp_netdev *dp;
1044
1045     ofpbuf_init(&packet, DP_NETDEV_HEADROOM + max_mtu);
1046     LIST_FOR_EACH (dp, struct dp_netdev, node, &dp_netdev_list) {
1047         struct dp_netdev_port *port;
1048
1049         LIST_FOR_EACH (port, struct dp_netdev_port, node, &dp->port_list) {
1050             int error;
1051
1052             /* Reset packet contents. */
1053             packet.data = (char*)packet.base + DP_NETDEV_HEADROOM;
1054             packet.size = 0;
1055
1056             error = netdev_recv(port->netdev, &packet);
1057             if (!error) {
1058                 dp_netdev_port_input(dp, port, &packet);
1059             } else if (error != EAGAIN) {
1060                 struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
1061                 VLOG_ERR_RL(&rl, "error receiving data from %s: %s",
1062                             netdev_get_name(port->netdev), strerror(error));
1063             }
1064         }
1065     }
1066     ofpbuf_uninit(&packet);
1067 }
1068
1069 static void
1070 dp_netdev_wait(void)
1071 {
1072     struct dp_netdev *dp;
1073
1074     LIST_FOR_EACH (dp, struct dp_netdev, node, &dp_netdev_list) {
1075         struct dp_netdev_port *port;
1076         LIST_FOR_EACH (port, struct dp_netdev_port, node, &dp->port_list) {
1077             netdev_recv_wait(port->netdev);
1078         }
1079     }
1080 }
1081
1082 static void
1083 dp_netdev_modify_vlan_tci(struct ofpbuf *packet, flow_t *key,
1084                           uint16_t tci, uint16_t mask)
1085 {
1086     struct vlan_eth_header *veh;
1087
1088     if (key->dl_vlan != htons(ODP_VLAN_NONE)) {
1089         /* Modify 'mask' bits, but maintain other TCI bits. */
1090         veh = packet->l2;
1091         veh->veth_tci &= ~htons(mask);
1092         veh->veth_tci |= htons(tci);
1093     } else {
1094         /* Insert new 802.1Q header. */
1095         struct eth_header *eh = packet->l2;
1096         struct vlan_eth_header tmp;
1097         memcpy(tmp.veth_dst, eh->eth_dst, ETH_ADDR_LEN);
1098         memcpy(tmp.veth_src, eh->eth_src, ETH_ADDR_LEN);
1099         tmp.veth_type = htons(ETH_TYPE_VLAN);
1100         tmp.veth_tci = htons(tci);
1101         tmp.veth_next_type = eh->eth_type;
1102
1103         veh = ofpbuf_push_uninit(packet, VLAN_HEADER_LEN);
1104         memcpy(veh, &tmp, sizeof tmp);
1105         packet->l2 = (char*)packet->l2 - VLAN_HEADER_LEN;
1106     }
1107
1108     key->dl_vlan = veh->veth_tci & htons(VLAN_VID_MASK);
1109 }
1110
1111 static void
1112 dp_netdev_strip_vlan(struct ofpbuf *packet, flow_t *key)
1113 {
1114     struct vlan_eth_header *veh = packet->l2;
1115     if (veh->veth_type == htons(ETH_TYPE_VLAN)) {
1116         struct eth_header tmp;
1117
1118         memcpy(tmp.eth_dst, veh->veth_dst, ETH_ADDR_LEN);
1119         memcpy(tmp.eth_src, veh->veth_src, ETH_ADDR_LEN);
1120         tmp.eth_type = veh->veth_next_type;
1121
1122         packet->size -= VLAN_HEADER_LEN;
1123         packet->data = (char*)packet->data + VLAN_HEADER_LEN;
1124         packet->l2 = (char*)packet->l2 + VLAN_HEADER_LEN;
1125         memcpy(packet->data, &tmp, sizeof tmp);
1126
1127         key->dl_vlan = htons(ODP_VLAN_NONE);
1128     }
1129 }
1130
1131 static void
1132 dp_netdev_set_dl_src(struct ofpbuf *packet,
1133                      const uint8_t dl_addr[ETH_ADDR_LEN])
1134 {
1135     struct eth_header *eh = packet->l2;
1136     memcpy(eh->eth_src, dl_addr, sizeof eh->eth_src);
1137 }
1138
1139 static void
1140 dp_netdev_set_dl_dst(struct ofpbuf *packet,
1141                      const uint8_t dl_addr[ETH_ADDR_LEN])
1142 {
1143     struct eth_header *eh = packet->l2;
1144     memcpy(eh->eth_dst, dl_addr, sizeof eh->eth_dst);
1145 }
1146
1147 static void
1148 dp_netdev_set_nw_addr(struct ofpbuf *packet, flow_t *key,
1149                       const struct odp_action_nw_addr *a)
1150 {
1151     if (key->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1152         struct ip_header *nh = packet->l3;
1153         uint32_t *field;
1154
1155         field = a->type == ODPAT_SET_NW_SRC ? &nh->ip_src : &nh->ip_dst;
1156         if (key->nw_proto == IP_TYPE_TCP) {
1157             struct tcp_header *th = packet->l4;
1158             th->tcp_csum = recalc_csum32(th->tcp_csum, *field, a->nw_addr);
1159         } else if (key->nw_proto == IP_TYPE_UDP) {
1160             struct udp_header *uh = packet->l4;
1161             if (uh->udp_csum) {
1162                 uh->udp_csum = recalc_csum32(uh->udp_csum, *field, a->nw_addr);
1163                 if (!uh->udp_csum) {
1164                     uh->udp_csum = 0xffff;
1165                 }
1166             }
1167         }
1168         nh->ip_csum = recalc_csum32(nh->ip_csum, *field, a->nw_addr);
1169         *field = a->nw_addr;
1170     }
1171 }
1172
1173 static void
1174 dp_netdev_set_tp_port(struct ofpbuf *packet, flow_t *key,
1175                       const struct odp_action_tp_port *a)
1176 {
1177         if (key->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1178         uint16_t *field;
1179         if (key->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
1180             struct tcp_header *th = packet->l4;
1181             field = a->type == ODPAT_SET_TP_SRC ? &th->tcp_src : &th->tcp_dst;
1182             th->tcp_csum = recalc_csum16(th->tcp_csum, *field, a->tp_port);
1183             *field = a->tp_port;
1184         } else if (key->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
1185             struct udp_header *uh = packet->l4;
1186             field = a->type == ODPAT_SET_TP_SRC ? &uh->udp_src : &uh->udp_dst;
1187             uh->udp_csum = recalc_csum16(uh->udp_csum, *field, a->tp_port);
1188             *field = a->tp_port;
1189         }
1190     }
1191 }
1192
1193 static void
1194 dp_netdev_output_port(struct dp_netdev *dp, struct ofpbuf *packet,
1195                       uint16_t out_port)
1196 {
1197         struct dp_netdev_port *p = dp->ports[out_port];
1198     if (p) {
1199         netdev_send(p->netdev, packet);
1200     }
1201 }
1202
1203 static void
1204 dp_netdev_output_group(struct dp_netdev *dp, uint16_t group, uint16_t in_port,
1205                        struct ofpbuf *packet)
1206 {
1207         struct odp_port_group *g = &dp->groups[group];
1208         int i;
1209
1210         for (i = 0; i < g->n_ports; i++) {
1211         uint16_t out_port = g->ports[i];
1212         if (out_port != in_port) {
1213             dp_netdev_output_port(dp, packet, out_port);
1214         }
1215         }
1216 }
1217
1218 static int
1219 dp_netdev_output_control(struct dp_netdev *dp, const struct ofpbuf *packet,
1220                          int queue_no, int port_no, uint32_t arg)
1221 {
1222     struct ovs_queue *q = &dp->queues[queue_no];
1223     struct odp_msg *header;
1224     struct ofpbuf *msg;
1225     size_t msg_size;
1226
1227     if (q->n >= MAX_QUEUE_LEN) {
1228         dp->n_lost++;
1229         return ENOBUFS;
1230     }
1231
1232     msg_size = sizeof *header + packet->size;
1233     msg = ofpbuf_new(msg_size);
1234     header = ofpbuf_put_uninit(msg, sizeof *header);
1235     header->type = queue_no;
1236     header->length = msg_size;
1237     header->port = port_no;
1238     header->arg = arg;
1239     ofpbuf_put(msg, packet->data, packet->size);
1240     queue_push_tail(q, msg);
1241
1242     return 0;
1243 }
1244
1245 static int
1246 dp_netdev_execute_actions(struct dp_netdev *dp,
1247                           struct ofpbuf *packet, flow_t *key,
1248                           const union odp_action *actions, int n_actions)
1249 {
1250     int i;
1251     for (i = 0; i < n_actions; i++) {
1252         const union odp_action *a = &actions[i];
1253
1254                 switch (a->type) {
1255                 case ODPAT_OUTPUT:
1256             dp_netdev_output_port(dp, packet, a->output.port);
1257                         break;
1258
1259                 case ODPAT_OUTPUT_GROUP:
1260                         dp_netdev_output_group(dp, a->output_group.group, key->in_port,
1261                                    packet);
1262                         break;
1263
1264                 case ODPAT_CONTROLLER:
1265             dp_netdev_output_control(dp, packet, _ODPL_ACTION_NR,
1266                                      key->in_port, a->controller.arg);
1267                         break;
1268
1269                 case ODPAT_SET_VLAN_VID:
1270                         dp_netdev_modify_vlan_tci(packet, key, ntohs(a->vlan_vid.vlan_vid),
1271                                       VLAN_VID_MASK);
1272             break;
1273
1274                 case ODPAT_SET_VLAN_PCP:
1275                         dp_netdev_modify_vlan_tci(packet, key, a->vlan_pcp.vlan_pcp << 13,
1276                                       VLAN_PCP_MASK);
1277             break;
1278
1279                 case ODPAT_STRIP_VLAN:
1280                         dp_netdev_strip_vlan(packet, key);
1281                         break;
1282
1283                 case ODPAT_SET_DL_SRC:
1284             dp_netdev_set_dl_src(packet, a->dl_addr.dl_addr);
1285                         break;
1286
1287                 case ODPAT_SET_DL_DST:
1288             dp_netdev_set_dl_dst(packet, a->dl_addr.dl_addr);
1289                         break;
1290
1291                 case ODPAT_SET_NW_SRC:
1292                 case ODPAT_SET_NW_DST:
1293                         dp_netdev_set_nw_addr(packet, key, &a->nw_addr);
1294                         break;
1295
1296                 case ODPAT_SET_TP_SRC:
1297                 case ODPAT_SET_TP_DST:
1298                         dp_netdev_set_tp_port(packet, key, &a->tp_port);
1299                         break;
1300                 }
1301         }
1302     return 0;
1303 }
1304
1305 const struct dpif_class dpif_netdev_class = {
1306     "netdev",
1307     dp_netdev_run,
1308     dp_netdev_wait,
1309     NULL,                       /* enumerate */
1310     dpif_netdev_open,
1311     dpif_netdev_close,
1312     NULL,                       /* get_all_names */
1313     dpif_netdev_delete,
1314     dpif_netdev_get_stats,
1315     dpif_netdev_get_drop_frags,
1316     dpif_netdev_set_drop_frags,
1317     dpif_netdev_port_add,
1318     dpif_netdev_port_del,
1319     dpif_netdev_port_query_by_number,
1320     dpif_netdev_port_query_by_name,
1321     dpif_netdev_port_list,
1322     dpif_netdev_port_poll,
1323     dpif_netdev_port_poll_wait,
1324     dpif_netdev_port_group_get,
1325     dpif_netdev_port_group_set,
1326     dpif_netdev_flow_get,
1327     dpif_netdev_flow_put,
1328     dpif_netdev_flow_del,
1329     dpif_netdev_flow_flush,
1330     dpif_netdev_flow_list,
1331     dpif_netdev_execute,
1332     dpif_netdev_recv_get_mask,
1333     dpif_netdev_recv_set_mask,
1334     NULL,                       /* get_sflow_probability */
1335     NULL,                       /* set_sflow_probability */
1336     dpif_netdev_recv,
1337     dpif_netdev_recv_wait,
1338 };