c2049bf3cb2e5b5f69ea808e39b5d7fdf33ada4c
[sliver-openvswitch.git] / lib / netdev.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2008, 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 "netdev.h"
19
20 #include <assert.h>
21 #include <errno.h>
22 #include <inttypes.h>
23 #include <netinet/in.h>
24 #include <stdlib.h>
25 #include <string.h>
26 #include <unistd.h>
27
28 #include "coverage.h"
29 #include "dynamic-string.h"
30 #include "fatal-signal.h"
31 #include "hash.h"
32 #include "list.h"
33 #include "netdev-provider.h"
34 #include "ofpbuf.h"
35 #include "openflow/openflow.h"
36 #include "packets.h"
37 #include "poll-loop.h"
38 #include "shash.h"
39 #include "svec.h"
40
41 #define THIS_MODULE VLM_netdev
42 #include "vlog.h"
43
44 static const struct netdev_class *base_netdev_classes[] = {
45     &netdev_linux_class,
46     &netdev_tap_class,
47     &netdev_gre_class,
48     &netdev_patch_class,
49     &netdev_patchnew_class,
50 };
51
52 static struct shash netdev_classes = SHASH_INITIALIZER(&netdev_classes);
53
54 /* All created network devices. */
55 static struct shash netdev_dev_shash = SHASH_INITIALIZER(&netdev_dev_shash);
56
57 /* All open network devices. */
58 static struct list netdev_list = LIST_INITIALIZER(&netdev_list);
59
60 /* This is set pretty low because we probably won't learn anything from the
61  * additional log messages. */
62 static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 20);
63
64 static void close_all_netdevs(void *aux OVS_UNUSED);
65 static int restore_flags(struct netdev *netdev);
66 void update_device_args(struct netdev_dev *, const struct shash *args);
67
68 static void
69 netdev_initialize(void)
70 {
71     static int status = -1;
72
73     if (status < 0) {
74         int i;
75
76         fatal_signal_add_hook(close_all_netdevs, NULL, NULL, true);
77
78         status = 0;
79         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(base_netdev_classes); i++) {
80             netdev_register_provider(base_netdev_classes[i]);
81         }
82     }
83 }
84
85 /* Performs periodic work needed by all the various kinds of netdevs.
86  *
87  * If your program opens any netdevs, it must call this function within its
88  * main poll loop. */
89 void
90 netdev_run(void)
91 {
92     struct shash_node *node;
93     SHASH_FOR_EACH(node, &netdev_classes) {
94         const struct netdev_class *netdev_class = node->data;
95         if (netdev_class->run) {
96             netdev_class->run();
97         }
98     }
99 }
100
101 /* Arranges for poll_block() to wake up when netdev_run() needs to be called.
102  *
103  * If your program opens any netdevs, it must call this function within its
104  * main poll loop. */
105 void
106 netdev_wait(void)
107 {
108     struct shash_node *node;
109     SHASH_FOR_EACH(node, &netdev_classes) {
110         const struct netdev_class *netdev_class = node->data;
111         if (netdev_class->wait) {
112             netdev_class->wait();
113         }
114     }
115 }
116
117 /* Initializes and registers a new netdev provider.  After successful
118  * registration, new netdevs of that type can be opened using netdev_open(). */
119 int
120 netdev_register_provider(const struct netdev_class *new_class)
121 {
122     struct netdev_class *new_provider;
123
124     if (shash_find(&netdev_classes, new_class->type)) {
125         VLOG_WARN("attempted to register duplicate netdev provider: %s",
126                    new_class->type);
127         return EEXIST;
128     }
129
130     if (new_class->init) {
131         int error = new_class->init();
132         if (error) {
133             VLOG_ERR("failed to initialize %s network device class: %s",
134                      new_class->type, strerror(error));
135             return error;
136         }
137     }
138
139     new_provider = xmalloc(sizeof *new_provider);
140     memcpy(new_provider, new_class, sizeof *new_provider);
141
142     shash_add(&netdev_classes, new_class->type, new_provider);
143
144     return 0;
145 }
146
147 /* Unregisters a netdev provider.  'type' must have been previously
148  * registered and not currently be in use by any netdevs.  After unregistration
149  * new netdevs of that type cannot be opened using netdev_open(). */
150 int
151 netdev_unregister_provider(const char *type)
152 {
153     struct shash_node *del_node, *netdev_dev_node;
154
155     del_node = shash_find(&netdev_classes, type);
156     if (!del_node) {
157         VLOG_WARN("attempted to unregister a netdev provider that is not "
158                   "registered: %s", type);
159         return EAFNOSUPPORT;
160     }
161
162     SHASH_FOR_EACH(netdev_dev_node, &netdev_dev_shash) {
163         struct netdev_dev *netdev_dev = netdev_dev_node->data;
164         if (!strcmp(netdev_dev->netdev_class->type, type)) {
165             VLOG_WARN("attempted to unregister in use netdev provider: %s",
166                       type);
167             return EBUSY;
168         }
169     }
170
171     shash_delete(&netdev_classes, del_node);
172     free(del_node->data);
173
174     return 0;
175 }
176
177 /* Clears 'types' and enumerates the types of all currently registered netdev
178  * providers into it.  The caller must first initialize the svec. */
179 void
180 netdev_enumerate_types(struct svec *types)
181 {
182     struct shash_node *node;
183
184     netdev_initialize();
185     svec_clear(types);
186
187     SHASH_FOR_EACH(node, &netdev_classes) {
188         const struct netdev_class *netdev_class = node->data;
189         svec_add(types, netdev_class->type);
190     }
191 }
192
193 /* Compares 'args' to those used to those used by 'dev'.  Returns true
194  * if the arguments are the same, false otherwise.  Does not update the
195  * values stored in 'dev'. */
196 static bool
197 compare_device_args(const struct netdev_dev *dev, const struct shash *args)
198 {
199     const struct shash_node **new_args;
200     bool result = true;
201     int i;
202
203     if (shash_count(args) != dev->n_args) {
204         return false;
205     }
206
207     new_args = shash_sort(args);
208     for (i = 0; i < dev->n_args; i++) {
209         if (strcmp(dev->args[i].key, new_args[i]->name) || 
210             strcmp(dev->args[i].value, new_args[i]->data)) {
211             result = false;
212             goto finish;
213         }
214     }
215
216 finish:
217     free(new_args);
218     return result;
219 }
220
221 static int
222 compare_args(const void *a_, const void *b_)
223 {
224     const struct arg *a = a_;
225     const struct arg *b = b_;
226     return strcmp(a->key, b->key);
227 }
228
229 void
230 update_device_args(struct netdev_dev *dev, const struct shash *args)
231 {
232     struct shash_node *node;
233     int i;
234
235     if (dev->n_args) {
236         for (i = 0; i < dev->n_args; i++) {
237             free(dev->args[i].key);
238             free(dev->args[i].value);
239         }
240
241         free(dev->args);
242         dev->n_args = 0;
243     }
244
245     if (!args || shash_is_empty(args)) {
246         return;
247     }
248
249     dev->n_args = shash_count(args);
250     dev->args = xmalloc(dev->n_args * sizeof *dev->args);
251
252     i = 0;
253     SHASH_FOR_EACH(node, args) {
254         dev->args[i].key = xstrdup(node->name);
255         dev->args[i].value = xstrdup(node->data);
256         i++;
257     }
258
259     qsort(dev->args, dev->n_args, sizeof *dev->args, compare_args);
260 }
261
262 static int
263 create_device(struct netdev_options *options, struct netdev_dev **netdev_devp)
264 {
265     struct netdev_class *netdev_class;
266
267     if (!options->may_create) {
268         VLOG_WARN("attempted to create a device that may not be created: %s",
269                   options->name);
270         return ENODEV;
271     }
272
273     if (!options->type || strlen(options->type) == 0) {
274         /* Default to system. */
275         options->type = "system";
276     }
277
278     netdev_class = shash_find_data(&netdev_classes, options->type);
279     if (!netdev_class) {
280         VLOG_WARN("could not create netdev %s of unknown type %s",
281                   options->name, options->type);
282         return EAFNOSUPPORT;
283     }
284
285     return netdev_class->create(options->name, options->type, options->args,
286                                 netdev_devp);
287 }
288
289 /* Opens the network device named 'name' (e.g. "eth0") and returns zero if
290  * successful, otherwise a positive errno value.  On success, sets '*netdevp'
291  * to the new network device, otherwise to null.
292  *
293  * If this is the first time the device has been opened, then create is called
294  * before opening.  The device is  created using the given type and arguments.
295  *
296  * 'ethertype' may be a 16-bit Ethernet protocol value in host byte order to
297  * capture frames of that type received on the device.  It may also be one of
298  * the 'enum netdev_pseudo_ethertype' values to receive frames in one of those
299  * categories.
300  *
301  * If the 'may_create' flag is set then this is allowed to be the first time
302  * the device is opened (i.e. the refcount will be 1 after this call).  It
303  * may be set to false if the device should have already been created.
304  *
305  * If the 'may_open' flag is set then the call will succeed even if another
306  * caller has already opened it.  It may be to false if the device should not
307  * currently be open. */
308
309 int
310 netdev_open(struct netdev_options *options, struct netdev **netdevp)
311 {
312     struct shash empty_args = SHASH_INITIALIZER(&empty_args);
313     struct netdev_dev *netdev_dev;
314     int error;
315
316     *netdevp = NULL;
317     netdev_initialize();
318
319     if (!options->args) {
320         options->args = &empty_args;
321     }
322
323     netdev_dev = shash_find_data(&netdev_dev_shash, options->name);
324
325     if (!netdev_dev) {
326         error = create_device(options, &netdev_dev);
327         if (error) {
328             return error;
329         }
330         update_device_args(netdev_dev, options->args);
331
332     } else if (options->may_open) {
333         if (!shash_is_empty(options->args) &&
334             !compare_device_args(netdev_dev, options->args)) {
335
336             VLOG_WARN("%s: attempted to open already created netdev with "
337                       "different arguments", options->name);
338             return EINVAL;
339         }
340     } else {
341         VLOG_WARN("%s: attempted to create a netdev device with bound name",
342                   options->name);
343         return EEXIST;
344     }
345
346     error = netdev_dev->netdev_class->open(netdev_dev, options->ethertype, 
347                 netdevp);
348
349     if (!error) {
350         netdev_dev->ref_cnt++;
351     } else {
352         if (!netdev_dev->ref_cnt) {
353             netdev_dev_uninit(netdev_dev, true);
354         }
355     }
356
357     return error;
358 }
359
360 int
361 netdev_open_default(const char *name, struct netdev **netdevp)
362 {
363     struct netdev_options options;
364
365     memset(&options, 0, sizeof options);
366
367     options.name = name;
368     options.ethertype = NETDEV_ETH_TYPE_NONE;
369     options.may_create = true;
370     options.may_open = true;
371
372     return netdev_open(&options, netdevp);
373 }
374
375 /* Reconfigures the device 'netdev' with 'args'.  'args' may be empty
376  * or NULL if none are needed. */
377 int
378 netdev_reconfigure(struct netdev *netdev, const struct shash *args)
379 {
380     struct shash empty_args = SHASH_INITIALIZER(&empty_args);
381     struct netdev_dev *netdev_dev = netdev_get_dev(netdev);
382
383     if (!args) {
384         args = &empty_args;
385     }
386
387     if (netdev_dev->netdev_class->reconfigure) {
388         if (!compare_device_args(netdev_dev, args)) {
389             update_device_args(netdev_dev, args);
390             return netdev_dev->netdev_class->reconfigure(netdev_dev, args);
391         }
392     } else if (!shash_is_empty(args)) {
393         VLOG_WARN("%s: arguments provided to device that does not have a "
394                   "reconfigure function", netdev_get_name(netdev));
395     }
396
397     return 0;
398 }
399
400 /* Closes and destroys 'netdev'. */
401 void
402 netdev_close(struct netdev *netdev)
403 {
404     if (netdev) {
405         struct netdev_dev *netdev_dev = netdev_get_dev(netdev);
406
407         assert(netdev_dev->ref_cnt);
408         netdev_dev->ref_cnt--;
409         netdev_uninit(netdev, true);
410
411         /* If the reference count for the netdev device is zero, destroy it. */
412         if (!netdev_dev->ref_cnt) {
413             netdev_dev_uninit(netdev_dev, true);
414         }
415     }
416 }
417
418 /* Returns true if a network device named 'name' exists and may be opened,
419  * otherwise false. */
420 bool
421 netdev_exists(const char *name)
422 {
423     struct netdev *netdev;
424     int error;
425
426     error = netdev_open_default(name, &netdev);
427     if (!error) {
428         netdev_close(netdev);
429         return true;
430     } else {
431         if (error != ENODEV) {
432             VLOG_WARN("failed to open network device %s: %s",
433                       name, strerror(error));
434         }
435         return false;
436     }
437 }
438
439 /* Returns true if a network device named 'name' is currently opened,
440  * otherwise false. */
441 bool
442 netdev_is_open(const char *name)
443 {
444     return !!shash_find_data(&netdev_dev_shash, name);
445 }
446
447 /*  Clears 'svec' and enumerates the names of all known network devices. */
448 int
449 netdev_enumerate(struct svec *svec)
450 {
451     struct shash_node *node;
452     int error = 0;
453
454     netdev_initialize();
455     svec_clear(svec);
456
457     SHASH_FOR_EACH(node, &netdev_classes) {
458         const struct netdev_class *netdev_class = node->data;
459         if (netdev_class->enumerate) {
460             int retval = netdev_class->enumerate(svec);
461             if (retval) {
462                 VLOG_WARN("failed to enumerate %s network devices: %s",
463                           netdev_class->type, strerror(retval));
464                 if (!error) {
465                     error = retval;
466                 }
467             }
468         }
469     }
470
471     return error;
472 }
473
474 /* Attempts to receive a packet from 'netdev' into 'buffer', which the caller
475  * must have initialized with sufficient room for the packet.  The space
476  * required to receive any packet is ETH_HEADER_LEN bytes, plus VLAN_HEADER_LEN
477  * bytes, plus the device's MTU (which may be retrieved via netdev_get_mtu()).
478  * (Some devices do not allow for a VLAN header, in which case VLAN_HEADER_LEN
479  * need not be included.)
480  *
481  * If a packet is successfully retrieved, returns 0.  In this case 'buffer' is
482  * guaranteed to contain at least ETH_TOTAL_MIN bytes.  Otherwise, returns a
483  * positive errno value.  Returns EAGAIN immediately if no packet is ready to
484  * be returned.
485  *
486  * Some network devices may not implement support for this function.  In such
487  * cases this function will always return EOPNOTSUPP.
488  */
489 int
490 netdev_recv(struct netdev *netdev, struct ofpbuf *buffer)
491 {
492     int (*recv)(struct netdev *, void *, size_t);
493     int retval;
494
495     assert(buffer->size == 0);
496     assert(ofpbuf_tailroom(buffer) >= ETH_TOTAL_MIN);
497
498     recv = netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->recv;
499     retval = (recv
500               ? (recv)(netdev, buffer->data, ofpbuf_tailroom(buffer))
501               : -EOPNOTSUPP);
502     if (retval >= 0) {
503         COVERAGE_INC(netdev_received);
504         buffer->size += retval;
505         if (buffer->size < ETH_TOTAL_MIN) {
506             ofpbuf_put_zeros(buffer, ETH_TOTAL_MIN - buffer->size);
507         }
508         return 0;
509     } else {
510         return -retval;
511     }
512 }
513
514 /* Registers with the poll loop to wake up from the next call to poll_block()
515  * when a packet is ready to be received with netdev_recv() on 'netdev'. */
516 void
517 netdev_recv_wait(struct netdev *netdev)
518 {
519     void (*recv_wait)(struct netdev *);
520
521     recv_wait = netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->recv_wait;
522     if (recv_wait) {
523         recv_wait(netdev);
524     }
525 }
526
527 /* Discards all packets waiting to be received from 'netdev'. */
528 int
529 netdev_drain(struct netdev *netdev)
530 {
531     int (*drain)(struct netdev *);
532
533     drain = netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->drain;
534     return drain ? drain(netdev) : 0;
535 }
536
537 /* Sends 'buffer' on 'netdev'.  Returns 0 if successful, otherwise a positive
538  * errno value.  Returns EAGAIN without blocking if the packet cannot be queued
539  * immediately.  Returns EMSGSIZE if a partial packet was transmitted or if
540  * the packet is too big or too small to transmit on the device.
541  *
542  * The caller retains ownership of 'buffer' in all cases.
543  *
544  * The kernel maintains a packet transmission queue, so the caller is not
545  * expected to do additional queuing of packets.
546  *
547  * Some network devices may not implement support for this function.  In such
548  * cases this function will always return EOPNOTSUPP. */
549 int
550 netdev_send(struct netdev *netdev, const struct ofpbuf *buffer)
551 {
552     int (*send)(struct netdev *, const void *, size_t);
553     int error;
554
555     send = netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->send;
556     error = send ? (send)(netdev, buffer->data, buffer->size) : EOPNOTSUPP;
557     if (!error) {
558         COVERAGE_INC(netdev_sent);
559     }
560     return error;
561 }
562
563 /* Registers with the poll loop to wake up from the next call to poll_block()
564  * when the packet transmission queue has sufficient room to transmit a packet
565  * with netdev_send().
566  *
567  * The kernel maintains a packet transmission queue, so the client is not
568  * expected to do additional queuing of packets.  Thus, this function is
569  * unlikely to ever be used.  It is included for completeness. */
570 void
571 netdev_send_wait(struct netdev *netdev)
572 {
573     void (*send_wait)(struct netdev *);
574
575     send_wait = netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->send_wait;
576     if (send_wait) {
577         send_wait(netdev);
578     }
579 }
580
581 /* Attempts to set 'netdev''s MAC address to 'mac'.  Returns 0 if successful,
582  * otherwise a positive errno value. */
583 int
584 netdev_set_etheraddr(struct netdev *netdev, const uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN])
585 {
586     return netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->set_etheraddr(netdev, mac);
587 }
588
589 /* Retrieves 'netdev''s MAC address.  If successful, returns 0 and copies the
590  * the MAC address into 'mac'.  On failure, returns a positive errno value and
591  * clears 'mac' to all-zeros. */
592 int
593 netdev_get_etheraddr(const struct netdev *netdev, uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN])
594 {
595     return netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->get_etheraddr(netdev, mac);
596 }
597
598 /* Returns the name of the network device that 'netdev' represents,
599  * e.g. "eth0".  The caller must not modify or free the returned string. */
600 const char *
601 netdev_get_name(const struct netdev *netdev)
602 {
603     return netdev_get_dev(netdev)->name;
604 }
605
606 /* Retrieves the MTU of 'netdev'.  The MTU is the maximum size of transmitted
607  * (and received) packets, in bytes, not including the hardware header; thus,
608  * this is typically 1500 bytes for Ethernet devices.
609  *
610  * If successful, returns 0 and stores the MTU size in '*mtup'.  On failure,
611  * returns a positive errno value and stores ETH_PAYLOAD_MAX (1500) in
612  * '*mtup'. */
613 int
614 netdev_get_mtu(const struct netdev *netdev, int *mtup)
615 {
616     int error = netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->get_mtu(netdev, mtup);
617     if (error) {
618         VLOG_WARN_RL(&rl, "failed to retrieve MTU for network device %s: %s",
619                      netdev_get_name(netdev), strerror(error));
620         *mtup = ETH_PAYLOAD_MAX;
621     }
622     return error;
623 }
624
625 /* Returns the ifindex of 'netdev', if successful, as a positive number.  On
626  * failure, returns a negative errno value.
627  *
628  * The desired semantics of the ifindex value are a combination of those
629  * specified by POSIX for if_nametoindex() and by SNMP for ifIndex.  An ifindex
630  * value should be unique within a host and remain stable at least until
631  * reboot.  SNMP says an ifindex "ranges between 1 and the value of ifNumber"
632  * but many systems do not follow this rule anyhow.
633  *
634  * Some network devices may not implement support for this function.  In such
635  * cases this function will always return -EOPNOTSUPP.
636  */
637 int
638 netdev_get_ifindex(const struct netdev *netdev)
639 {
640     int (*get_ifindex)(const struct netdev *);
641
642     get_ifindex = netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->get_ifindex;
643
644     return get_ifindex ? get_ifindex(netdev) : -EOPNOTSUPP;
645 }
646
647 /* Stores the features supported by 'netdev' into each of '*current',
648  * '*advertised', '*supported', and '*peer' that are non-null.  Each value is a
649  * bitmap of "enum ofp_port_features" bits, in host byte order.  Returns 0 if
650  * successful, otherwise a positive errno value.  On failure, all of the
651  * passed-in values are set to 0.
652  *
653  * Some network devices may not implement support for this function.  In such
654  * cases this function will always return EOPNOTSUPP.
655  */
656 int
657 netdev_get_features(struct netdev *netdev,
658                     uint32_t *current, uint32_t *advertised,
659                     uint32_t *supported, uint32_t *peer)
660 {
661     int (*get_features)(struct netdev *netdev,
662                         uint32_t *current, uint32_t *advertised,
663                         uint32_t *supported, uint32_t *peer);
664     uint32_t dummy[4];
665     int error;
666
667     if (!current) {
668         current = &dummy[0];
669     }
670     if (!advertised) {
671         advertised = &dummy[1];
672     }
673     if (!supported) {
674         supported = &dummy[2];
675     }
676     if (!peer) {
677         peer = &dummy[3];
678     }
679
680     get_features = netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->get_features;
681     error = get_features
682                     ? get_features(netdev, current, advertised, supported, peer)
683                     : EOPNOTSUPP;
684     if (error) {
685         *current = *advertised = *supported = *peer = 0;
686     }
687     return error;
688 }
689
690 /* Returns the maximum speed of a network connection that has the "enum
691  * ofp_port_features" bits in 'features', in bits per second.  If no bits that
692  * indicate a speed are set in 'features', assumes 100Mbps. */
693 uint64_t
694 netdev_features_to_bps(uint32_t features)
695 {
696     enum {
697         F_10000MB = OFPPF_10GB_FD,
698         F_1000MB = OFPPF_1GB_HD | OFPPF_1GB_FD,
699         F_100MB = OFPPF_100MB_HD | OFPPF_100MB_FD,
700         F_10MB = OFPPF_10MB_HD | OFPPF_10MB_FD
701     };
702
703     return (  features & F_10000MB  ? UINT64_C(10000000000)
704             : features & F_1000MB   ? UINT64_C(1000000000)
705             : features & F_100MB    ? UINT64_C(100000000)
706             : features & F_10MB     ? UINT64_C(10000000)
707                                     : UINT64_C(100000000));
708 }
709
710 /* Returns true if any of the "enum ofp_port_features" bits that indicate a
711  * full-duplex link are set in 'features', otherwise false. */
712 bool
713 netdev_features_is_full_duplex(uint32_t features)
714 {
715     return (features & (OFPPF_10MB_FD | OFPPF_100MB_FD | OFPPF_1GB_FD
716                         | OFPPF_10GB_FD)) != 0;
717 }
718
719 /* Set the features advertised by 'netdev' to 'advertise'.  Returns 0 if
720  * successful, otherwise a positive errno value. */
721 int
722 netdev_set_advertisements(struct netdev *netdev, uint32_t advertise)
723 {
724     return (netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->set_advertisements
725             ? netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->set_advertisements(
726                     netdev, advertise)
727             : EOPNOTSUPP);
728 }
729
730 /* If 'netdev' has an assigned IPv4 address, sets '*address' to that address
731  * and '*netmask' to its netmask and returns 0.  Otherwise, returns a positive
732  * errno value and sets '*address' to 0 (INADDR_ANY).
733  *
734  * The following error values have well-defined meanings:
735  *
736  *   - EADDRNOTAVAIL: 'netdev' has no assigned IPv4 address.
737  *
738  *   - EOPNOTSUPP: No IPv4 network stack attached to 'netdev'.
739  *
740  * 'address' or 'netmask' or both may be null, in which case the address or netmask
741  * is not reported. */
742 int
743 netdev_get_in4(const struct netdev *netdev,
744                struct in_addr *address_, struct in_addr *netmask_)
745 {
746     struct in_addr address;
747     struct in_addr netmask;
748     int error;
749
750     error = (netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->get_in4
751              ? netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->get_in4(netdev, 
752                     &address, &netmask)
753              : EOPNOTSUPP);
754     if (address_) {
755         address_->s_addr = error ? 0 : address.s_addr;
756     }
757     if (netmask_) {
758         netmask_->s_addr = error ? 0 : netmask.s_addr;
759     }
760     return error;
761 }
762
763 /* Assigns 'addr' as 'netdev''s IPv4 address and 'mask' as its netmask.  If
764  * 'addr' is INADDR_ANY, 'netdev''s IPv4 address is cleared.  Returns a
765  * positive errno value. */
766 int
767 netdev_set_in4(struct netdev *netdev, struct in_addr addr, struct in_addr mask)
768 {
769     return (netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->set_in4
770             ? netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->set_in4(netdev, addr, mask)
771             : EOPNOTSUPP);
772 }
773
774 /* Adds 'router' as a default IP gateway for the TCP/IP stack that corresponds
775  * to 'netdev'. */
776 int
777 netdev_add_router(struct netdev *netdev, struct in_addr router)
778 {
779     COVERAGE_INC(netdev_add_router);
780     return (netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->add_router
781             ? netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->add_router(netdev, router)
782             : EOPNOTSUPP);
783 }
784
785 /* Looks up the next hop for 'host' for the TCP/IP stack that corresponds to
786  * 'netdev'.  If a route cannot not be determined, sets '*next_hop' to 0,
787  * '*netdev_name' to null, and returns a positive errno value.  Otherwise, if a
788  * next hop is found, stores the next hop gateway's address (0 if 'host' is on
789  * a directly connected network) in '*next_hop' and a copy of the name of the
790  * device to reach 'host' in '*netdev_name', and returns 0.  The caller is
791  * responsible for freeing '*netdev_name' (by calling free()). */
792 int
793 netdev_get_next_hop(const struct netdev *netdev,
794                     const struct in_addr *host, struct in_addr *next_hop,
795                     char **netdev_name)
796 {
797     int error = (netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->get_next_hop
798                  ? netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->get_next_hop(
799                         host, next_hop, netdev_name)
800                  : EOPNOTSUPP);
801     if (error) {
802         next_hop->s_addr = 0;
803         *netdev_name = NULL;
804     }
805     return error;
806 }
807
808 /* If 'netdev' has an assigned IPv6 address, sets '*in6' to that address and
809  * returns 0.  Otherwise, returns a positive errno value and sets '*in6' to
810  * all-zero-bits (in6addr_any).
811  *
812  * The following error values have well-defined meanings:
813  *
814  *   - EADDRNOTAVAIL: 'netdev' has no assigned IPv6 address.
815  *
816  *   - EOPNOTSUPP: No IPv6 network stack attached to 'netdev'.
817  *
818  * 'in6' may be null, in which case the address itself is not reported. */
819 int
820 netdev_get_in6(const struct netdev *netdev, struct in6_addr *in6)
821 {
822     struct in6_addr dummy;
823     int error;
824
825     error = (netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->get_in6
826              ? netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->get_in6(netdev, 
827                     in6 ? in6 : &dummy)
828              : EOPNOTSUPP);
829     if (error && in6) {
830         memset(in6, 0, sizeof *in6);
831     }
832     return error;
833 }
834
835 /* On 'netdev', turns off the flags in 'off' and then turns on the flags in
836  * 'on'.  If 'permanent' is true, the changes will persist; otherwise, they
837  * will be reverted when 'netdev' is closed or the program exits.  Returns 0 if
838  * successful, otherwise a positive errno value. */
839 static int
840 do_update_flags(struct netdev *netdev, enum netdev_flags off,
841                 enum netdev_flags on, enum netdev_flags *old_flagsp,
842                 bool permanent)
843 {
844     enum netdev_flags old_flags;
845     int error;
846
847     error = netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->update_flags(netdev, 
848                 off & ~on, on, &old_flags);
849     if (error) {
850         VLOG_WARN_RL(&rl, "failed to %s flags for network device %s: %s",
851                      off || on ? "set" : "get", netdev_get_name(netdev),
852                      strerror(error));
853         old_flags = 0;
854     } else if ((off || on) && !permanent) {
855         enum netdev_flags new_flags = (old_flags & ~off) | on;
856         enum netdev_flags changed_flags = old_flags ^ new_flags;
857         if (changed_flags) {
858             if (!netdev->changed_flags) {
859                 netdev->save_flags = old_flags;
860             }
861             netdev->changed_flags |= changed_flags;
862         }
863     }
864     if (old_flagsp) {
865         *old_flagsp = old_flags;
866     }
867     return error;
868 }
869
870 /* Obtains the current flags for 'netdev' and stores them into '*flagsp'.
871  * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.  On failure,
872  * stores 0 into '*flagsp'. */
873 int
874 netdev_get_flags(const struct netdev *netdev_, enum netdev_flags *flagsp)
875 {
876     struct netdev *netdev = (struct netdev *) netdev_;
877     return do_update_flags(netdev, 0, 0, flagsp, false);
878 }
879
880 /* Sets the flags for 'netdev' to 'flags'.
881  * If 'permanent' is true, the changes will persist; otherwise, they
882  * will be reverted when 'netdev' is closed or the program exits.
883  * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
884 int
885 netdev_set_flags(struct netdev *netdev, enum netdev_flags flags,
886                  bool permanent)
887 {
888     return do_update_flags(netdev, -1, flags, NULL, permanent);
889 }
890
891 /* Turns on the specified 'flags' on 'netdev'.
892  * If 'permanent' is true, the changes will persist; otherwise, they
893  * will be reverted when 'netdev' is closed or the program exits.
894  * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
895 int
896 netdev_turn_flags_on(struct netdev *netdev, enum netdev_flags flags,
897                      bool permanent)
898 {
899     return do_update_flags(netdev, 0, flags, NULL, permanent);
900 }
901
902 /* Turns off the specified 'flags' on 'netdev'.
903  * If 'permanent' is true, the changes will persist; otherwise, they
904  * will be reverted when 'netdev' is closed or the program exits.
905  * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
906 int
907 netdev_turn_flags_off(struct netdev *netdev, enum netdev_flags flags,
908                       bool permanent)
909 {
910     return do_update_flags(netdev, flags, 0, NULL, permanent);
911 }
912
913 /* Looks up the ARP table entry for 'ip' on 'netdev'.  If one exists and can be
914  * successfully retrieved, it stores the corresponding MAC address in 'mac' and
915  * returns 0.  Otherwise, it returns a positive errno value; in particular,
916  * ENXIO indicates that there is no ARP table entry for 'ip' on 'netdev'. */
917 int
918 netdev_arp_lookup(const struct netdev *netdev,
919                   uint32_t ip, uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN])
920 {
921     int error = (netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->arp_lookup
922                  ? netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->arp_lookup(netdev, 
923                         ip, mac)
924                  : EOPNOTSUPP);
925     if (error) {
926         memset(mac, 0, ETH_ADDR_LEN);
927     }
928     return error;
929 }
930
931 /* Sets 'carrier' to true if carrier is active (link light is on) on
932  * 'netdev'. */
933 int
934 netdev_get_carrier(const struct netdev *netdev, bool *carrier)
935 {
936     int error = (netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->get_carrier
937                  ? netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->get_carrier(netdev, 
938                         carrier)
939                  : EOPNOTSUPP);
940     if (error) {
941         *carrier = false;
942     }
943     return error;
944 }
945
946 /* Retrieves current device stats for 'netdev'. */
947 int
948 netdev_get_stats(const struct netdev *netdev, struct netdev_stats *stats)
949 {
950     int error;
951
952     COVERAGE_INC(netdev_get_stats);
953     error = (netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->get_stats
954              ? netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->get_stats(netdev, stats)
955              : EOPNOTSUPP);
956     if (error) {
957         memset(stats, 0xff, sizeof *stats);
958     }
959     return error;
960 }
961
962 /* Attempts to change the stats for 'netdev' to those provided in 'stats'.
963  * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.
964  *
965  * This will probably fail for most network devices.  Some devices might only
966  * allow setting their stats to 0. */
967 int
968 netdev_set_stats(struct netdev *netdev, const struct netdev_stats *stats)
969 {
970     return (netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->set_stats
971              ? netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->set_stats(netdev, stats)
972              : EOPNOTSUPP);
973 }
974
975 /* Attempts to set input rate limiting (policing) policy, such that up to
976  * 'kbits_rate' kbps of traffic is accepted, with a maximum accumulative burst
977  * size of 'kbits' kb. */
978 int
979 netdev_set_policing(struct netdev *netdev, uint32_t kbits_rate,
980                     uint32_t kbits_burst)
981 {
982     return (netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->set_policing
983             ? netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->set_policing(netdev, 
984                     kbits_rate, kbits_burst)
985             : EOPNOTSUPP);
986 }
987
988 /* If 'netdev' is a VLAN network device (e.g. one created with vconfig(8)),
989  * sets '*vlan_vid' to the VLAN VID associated with that device and returns 0.
990  * Otherwise returns a errno value (specifically ENOENT if 'netdev_name' is the
991  * name of a network device that is not a VLAN device) and sets '*vlan_vid' to
992  * -1. */
993 int
994 netdev_get_vlan_vid(const struct netdev *netdev, int *vlan_vid)
995 {
996     int error = (netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->get_vlan_vid
997                  ? netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->get_vlan_vid(netdev, 
998                         vlan_vid)
999                  : ENOENT);
1000     if (error) {
1001         *vlan_vid = 0;
1002     }
1003     return error;
1004 }
1005
1006 /* Returns a network device that has 'in4' as its IP address, if one exists,
1007  * otherwise a null pointer. */
1008 struct netdev *
1009 netdev_find_dev_by_in4(const struct in_addr *in4)
1010 {
1011     struct netdev *netdev;
1012     struct svec dev_list = SVEC_EMPTY_INITIALIZER;
1013     size_t i;
1014
1015     netdev_enumerate(&dev_list);
1016     for (i = 0; i < dev_list.n; i++) {
1017         const char *name = dev_list.names[i];
1018         struct in_addr dev_in4;
1019
1020         if (!netdev_open_default(name, &netdev)
1021             && !netdev_get_in4(netdev, &dev_in4, NULL)
1022             && dev_in4.s_addr == in4->s_addr) {
1023             goto exit;
1024         }
1025         netdev_close(netdev);
1026     }
1027     netdev = NULL;
1028
1029 exit:
1030     svec_destroy(&dev_list);
1031     return netdev;
1032 }
1033 \f
1034 /* Initializes 'netdev_dev' as a netdev device named 'name' of the
1035  * specified 'netdev_class'.
1036  *
1037  * This function adds 'netdev_dev' to a netdev-owned shash, so it is
1038  * very important that 'netdev_dev' only be freed after calling
1039  * the refcount drops to zero.  */
1040 void
1041 netdev_dev_init(struct netdev_dev *netdev_dev, const char *name,
1042                 const struct netdev_class *netdev_class)
1043 {
1044     assert(!shash_find(&netdev_dev_shash, name));
1045
1046     memset(netdev_dev, 0, sizeof *netdev_dev);
1047     netdev_dev->netdev_class = netdev_class;
1048     netdev_dev->name = xstrdup(name);
1049     netdev_dev->node = shash_add(&netdev_dev_shash, name, netdev_dev);
1050 }
1051
1052 /* Undoes the results of initialization.
1053  *
1054  * Normally this function does not need to be called as netdev_close has
1055  * the same effect when the refcount drops to zero.
1056  * However, it may be called by providers due to an error on creation
1057  * that occurs after initialization.  It this case netdev_close() would
1058  * never be called. */
1059 void
1060 netdev_dev_uninit(struct netdev_dev *netdev_dev, bool destroy)
1061 {
1062     char *name = netdev_dev->name;
1063
1064     assert(!netdev_dev->ref_cnt);
1065
1066     shash_delete(&netdev_dev_shash, netdev_dev->node);
1067     update_device_args(netdev_dev, NULL);
1068
1069     if (destroy) {
1070         netdev_dev->netdev_class->destroy(netdev_dev);
1071     }
1072     free(name);
1073 }
1074
1075 /* Returns the class type of 'netdev_dev'.
1076  *
1077  * The caller must not free the returned value. */
1078 const char *
1079 netdev_dev_get_type(const struct netdev_dev *netdev_dev)
1080 {
1081     return netdev_dev->netdev_class->type;
1082 }
1083
1084 /* Returns the class associated with 'netdev_dev'. */
1085 const struct netdev_class *
1086 netdev_dev_get_class(const struct netdev_dev *netdev_dev)
1087 {
1088     return netdev_dev->netdev_class;
1089 }
1090
1091 /* Returns the name of 'netdev_dev'.
1092  *
1093  * The caller must not free the returned value. */
1094 const char *
1095 netdev_dev_get_name(const struct netdev_dev *netdev_dev)
1096 {
1097     return netdev_dev->name;
1098 }
1099
1100 /* Returns the netdev_dev with 'name' or NULL if there is none.
1101  *
1102  * The caller must not free the returned value. */
1103 struct netdev_dev *
1104 netdev_dev_from_name(const char *name)
1105 {
1106     return shash_find_data(&netdev_dev_shash, name);
1107 }
1108
1109 /* Fills 'device_list' with devices that match 'netdev_class'.
1110  *
1111  * The caller is responsible for initializing and destroying 'device_list'
1112  * but the contained netdev_devs must not be freed. */
1113 void
1114 netdev_dev_get_devices(const struct netdev_class *netdev_class,
1115                        struct shash *device_list)
1116 {
1117     struct shash_node *node;
1118     SHASH_FOR_EACH (node, &netdev_dev_shash) {
1119         struct netdev_dev *dev = node->data;
1120
1121         if (dev->netdev_class == netdev_class) {
1122             shash_add(device_list, node->name, node->data);
1123         }
1124     }
1125 }
1126
1127 /* Initializes 'netdev' as a instance of the netdev_dev.
1128  *
1129  * This function adds 'netdev' to a netdev-owned linked list, so it is very
1130  * important that 'netdev' only be freed after calling netdev_close(). */
1131 void
1132 netdev_init(struct netdev *netdev, struct netdev_dev *netdev_dev)
1133 {
1134     memset(netdev, 0, sizeof *netdev);
1135     netdev->netdev_dev = netdev_dev;
1136     list_push_back(&netdev_list, &netdev->node);
1137 }
1138
1139 /* Undoes the results of initialization.
1140  *
1141  * Normally this function only needs to be called from netdev_close().
1142  * However, it may be called by providers due to an error on opening
1143  * that occurs after initialization.  It this case netdev_close() would
1144  * never be called. */
1145 void
1146 netdev_uninit(struct netdev *netdev, bool close)
1147 {
1148     /* Restore flags that we changed, if any. */
1149     int error = restore_flags(netdev);
1150     list_remove(&netdev->node);
1151     if (error) {
1152         VLOG_WARN("failed to restore network device flags on %s: %s",
1153                   netdev_get_name(netdev), strerror(error));
1154     }
1155
1156     if (close) {
1157         netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->close(netdev);
1158     }
1159 }
1160
1161
1162 /* Returns the class type of 'netdev'.  
1163  *
1164  * The caller must not free the returned value. */
1165 const char *
1166 netdev_get_type(const struct netdev *netdev)
1167 {
1168     return netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->type;
1169 }
1170
1171 struct netdev_dev *
1172 netdev_get_dev(const struct netdev *netdev)
1173 {
1174     return netdev->netdev_dev;
1175 }
1176
1177 /* Initializes 'notifier' as a netdev notifier for 'netdev', for which
1178  * notification will consist of calling 'cb', with auxiliary data 'aux'. */
1179 void
1180 netdev_notifier_init(struct netdev_notifier *notifier, struct netdev *netdev,
1181                      void (*cb)(struct netdev_notifier *), void *aux)
1182 {
1183     notifier->netdev = netdev;
1184     notifier->cb = cb;
1185     notifier->aux = aux;
1186 }
1187 \f
1188 /* Tracks changes in the status of a set of network devices. */
1189 struct netdev_monitor {
1190     struct shash polled_netdevs;
1191     struct shash changed_netdevs;
1192 };
1193
1194 /* Creates and returns a new structure for monitor changes in the status of
1195  * network devices. */
1196 struct netdev_monitor *
1197 netdev_monitor_create(void)
1198 {
1199     struct netdev_monitor *monitor = xmalloc(sizeof *monitor);
1200     shash_init(&monitor->polled_netdevs);
1201     shash_init(&monitor->changed_netdevs);
1202     return monitor;
1203 }
1204
1205 /* Destroys 'monitor'. */
1206 void
1207 netdev_monitor_destroy(struct netdev_monitor *monitor)
1208 {
1209     if (monitor) {
1210         struct shash_node *node;
1211
1212         SHASH_FOR_EACH (node, &monitor->polled_netdevs) {
1213             struct netdev_notifier *notifier = node->data;
1214             netdev_get_dev(notifier->netdev)->netdev_class->poll_remove(
1215                     notifier);
1216         }
1217
1218         shash_destroy(&monitor->polled_netdevs);
1219         shash_destroy(&monitor->changed_netdevs);
1220         free(monitor);
1221     }
1222 }
1223
1224 static void
1225 netdev_monitor_cb(struct netdev_notifier *notifier)
1226 {
1227     struct netdev_monitor *monitor = notifier->aux;
1228     const char *name = netdev_get_name(notifier->netdev);
1229     if (!shash_find(&monitor->changed_netdevs, name)) {
1230         shash_add(&monitor->changed_netdevs, name, NULL);
1231     }
1232 }
1233
1234 /* Attempts to add 'netdev' as a netdev monitored by 'monitor'.  Returns 0 if
1235  * successful, otherwise a positive errno value.
1236  *
1237  * Adding a given 'netdev' to a monitor multiple times is equivalent to adding
1238  * it once. */
1239 int
1240 netdev_monitor_add(struct netdev_monitor *monitor, struct netdev *netdev)
1241 {
1242     const char *netdev_name = netdev_get_name(netdev);
1243     int error = 0;
1244     if (!shash_find(&monitor->polled_netdevs, netdev_name)
1245             && netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->poll_add)
1246     {
1247         struct netdev_notifier *notifier;
1248         error = netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->poll_add(netdev,
1249                     netdev_monitor_cb, monitor, &notifier);
1250         if (!error) {
1251             assert(notifier->netdev == netdev);
1252             shash_add(&monitor->polled_netdevs, netdev_name, notifier);
1253         }
1254     }
1255     return error;
1256 }
1257
1258 /* Removes 'netdev' from the set of netdevs monitored by 'monitor'.  (This has
1259  * no effect if 'netdev' is not in the set of devices monitored by
1260  * 'monitor'.) */
1261 void
1262 netdev_monitor_remove(struct netdev_monitor *monitor, struct netdev *netdev)
1263 {
1264     const char *netdev_name = netdev_get_name(netdev);
1265     struct shash_node *node;
1266
1267     node = shash_find(&monitor->polled_netdevs, netdev_name);
1268     if (node) {
1269         /* Cancel future notifications. */
1270         struct netdev_notifier *notifier = node->data;
1271         netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->poll_remove(notifier);
1272         shash_delete(&monitor->polled_netdevs, node);
1273
1274         /* Drop any pending notification. */
1275         node = shash_find(&monitor->changed_netdevs, netdev_name);
1276         if (node) {
1277             shash_delete(&monitor->changed_netdevs, node);
1278         }
1279     }
1280 }
1281
1282 /* Checks for changes to netdevs in the set monitored by 'monitor'.  If any of
1283  * the attributes (Ethernet address, carrier status, speed or peer-advertised
1284  * speed, flags, etc.) of a network device monitored by 'monitor' has changed,
1285  * sets '*devnamep' to the name of a device that has changed and returns 0.
1286  * The caller is responsible for freeing '*devnamep' (with free()).
1287  *
1288  * If no devices have changed, sets '*devnamep' to NULL and returns EAGAIN.
1289  */
1290 int
1291 netdev_monitor_poll(struct netdev_monitor *monitor, char **devnamep)
1292 {
1293     struct shash_node *node = shash_first(&monitor->changed_netdevs);
1294     if (!node) {
1295         *devnamep = NULL;
1296         return EAGAIN;
1297     } else {
1298         *devnamep = xstrdup(node->name);
1299         shash_delete(&monitor->changed_netdevs, node);
1300         return 0;
1301     }
1302 }
1303
1304 /* Registers with the poll loop to wake up from the next call to poll_block()
1305  * when netdev_monitor_poll(monitor) would indicate that a device has
1306  * changed. */
1307 void
1308 netdev_monitor_poll_wait(const struct netdev_monitor *monitor)
1309 {
1310     if (!shash_is_empty(&monitor->changed_netdevs)) {
1311         poll_immediate_wake();
1312     } else {
1313         /* XXX Nothing needed here for netdev_linux, but maybe other netdev
1314          * classes need help. */
1315     }
1316 }
1317 \f
1318 /* Restore the network device flags on 'netdev' to those that were active
1319  * before we changed them.  Returns 0 if successful, otherwise a positive
1320  * errno value.
1321  *
1322  * To avoid reentry, the caller must ensure that fatal signals are blocked. */
1323 static int
1324 restore_flags(struct netdev *netdev)
1325 {
1326     if (netdev->changed_flags) {
1327         enum netdev_flags restore = netdev->save_flags & netdev->changed_flags;
1328         enum netdev_flags old_flags;
1329         return netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->update_flags(netdev,
1330                                            netdev->changed_flags & ~restore,
1331                                            restore, &old_flags);
1332     }
1333     return 0;
1334 }
1335
1336 /* Close all netdevs on shutdown so they can do any needed cleanup such as
1337  * destroying devices, restoring flags, etc. */
1338 static void
1339 close_all_netdevs(void *aux OVS_UNUSED)
1340 {
1341     struct netdev *netdev, *next;
1342     LIST_FOR_EACH_SAFE(netdev, next, struct netdev, node, &netdev_list) {
1343         netdev_close(netdev);
1344     }
1345 }