lib: Disable Linux-specific libraries on non-Linux systems.
[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 #ifdef HAVE_NETLINK
46     &netdev_linux_class,
47     &netdev_tap_class,
48     &netdev_patch_class,
49     &netdev_gre_class,
50 #endif
51 };
52
53 static struct shash netdev_classes = SHASH_INITIALIZER(&netdev_classes);
54
55 /* All created network devices. */
56 static struct shash netdev_dev_shash = SHASH_INITIALIZER(&netdev_dev_shash);
57
58 /* All open network devices. */
59 static struct list netdev_list = LIST_INITIALIZER(&netdev_list);
60
61 /* This is set pretty low because we probably won't learn anything from the
62  * additional log messages. */
63 static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 20);
64
65 static void close_all_netdevs(void *aux OVS_UNUSED);
66 static int restore_flags(struct netdev *netdev);
67 void update_device_args(struct netdev_dev *, const struct shash *args);
68
69 static void
70 netdev_initialize(void)
71 {
72     static int status = -1;
73
74     if (status < 0) {
75         int i;
76
77         fatal_signal_add_hook(close_all_netdevs, NULL, NULL, true);
78
79         status = 0;
80         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(base_netdev_classes); i++) {
81             netdev_register_provider(base_netdev_classes[i]);
82         }
83     }
84 }
85
86 /* Performs periodic work needed by all the various kinds of netdevs.
87  *
88  * If your program opens any netdevs, it must call this function within its
89  * main poll loop. */
90 void
91 netdev_run(void)
92 {
93     struct shash_node *node;
94     SHASH_FOR_EACH(node, &netdev_classes) {
95         const struct netdev_class *netdev_class = node->data;
96         if (netdev_class->run) {
97             netdev_class->run();
98         }
99     }
100 }
101
102 /* Arranges for poll_block() to wake up when netdev_run() needs to be called.
103  *
104  * If your program opens any netdevs, it must call this function within its
105  * main poll loop. */
106 void
107 netdev_wait(void)
108 {
109     struct shash_node *node;
110     SHASH_FOR_EACH(node, &netdev_classes) {
111         const struct netdev_class *netdev_class = node->data;
112         if (netdev_class->wait) {
113             netdev_class->wait();
114         }
115     }
116 }
117
118 /* Initializes and registers a new netdev provider.  After successful
119  * registration, new netdevs of that type can be opened using netdev_open(). */
120 int
121 netdev_register_provider(const struct netdev_class *new_class)
122 {
123     struct netdev_class *new_provider;
124
125     if (shash_find(&netdev_classes, new_class->type)) {
126         VLOG_WARN("attempted to register duplicate netdev provider: %s",
127                    new_class->type);
128         return EEXIST;
129     }
130
131     if (new_class->init) {
132         int error = new_class->init();
133         if (error) {
134             VLOG_ERR("failed to initialize %s network device class: %s",
135                      new_class->type, strerror(error));
136             return error;
137         }
138     }
139
140     new_provider = xmalloc(sizeof *new_provider);
141     memcpy(new_provider, new_class, sizeof *new_provider);
142
143     shash_add(&netdev_classes, new_class->type, new_provider);
144
145     return 0;
146 }
147
148 /* Unregisters a netdev provider.  'type' must have been previously
149  * registered and not currently be in use by any netdevs.  After unregistration
150  * new netdevs of that type cannot be opened using netdev_open(). */
151 int
152 netdev_unregister_provider(const char *type)
153 {
154     struct shash_node *del_node, *netdev_dev_node;
155
156     del_node = shash_find(&netdev_classes, type);
157     if (!del_node) {
158         VLOG_WARN("attempted to unregister a netdev provider that is not "
159                   "registered: %s", type);
160         return EAFNOSUPPORT;
161     }
162
163     SHASH_FOR_EACH(netdev_dev_node, &netdev_dev_shash) {
164         struct netdev_dev *netdev_dev = netdev_dev_node->data;
165         if (!strcmp(netdev_dev->netdev_class->type, type)) {
166             VLOG_WARN("attempted to unregister in use netdev provider: %s",
167                       type);
168             return EBUSY;
169         }
170     }
171
172     shash_delete(&netdev_classes, del_node);
173     free(del_node->data);
174
175     return 0;
176 }
177
178 /* Clears 'types' and enumerates the types of all currently registered netdev
179  * providers into it.  The caller must first initialize the svec. */
180 void
181 netdev_enumerate_types(struct svec *types)
182 {
183     struct shash_node *node;
184
185     netdev_initialize();
186     svec_clear(types);
187
188     SHASH_FOR_EACH(node, &netdev_classes) {
189         const struct netdev_class *netdev_class = node->data;
190         svec_add(types, netdev_class->type);
191     }
192 }
193
194 /* Compares 'args' to those used to those used by 'dev'.  Returns true
195  * if the arguments are the same, false otherwise.  Does not update the
196  * values stored in 'dev'. */
197 static bool
198 compare_device_args(const struct netdev_dev *dev, const struct shash *args)
199 {
200     const struct shash_node **new_args;
201     bool result = true;
202     int i;
203
204     if (shash_count(args) != dev->n_args) {
205         return false;
206     }
207
208     new_args = shash_sort(args);
209     for (i = 0; i < dev->n_args; i++) {
210         if (strcmp(dev->args[i].key, new_args[i]->name) || 
211             strcmp(dev->args[i].value, new_args[i]->data)) {
212             result = false;
213             goto finish;
214         }
215     }
216
217 finish:
218     free(new_args);
219     return result;
220 }
221
222 static int
223 compare_args(const void *a_, const void *b_)
224 {
225     const struct arg *a = a_;
226     const struct arg *b = b_;
227     return strcmp(a->key, b->key);
228 }
229
230 void
231 update_device_args(struct netdev_dev *dev, const struct shash *args)
232 {
233     struct shash_node *node;
234     int i;
235
236     if (dev->n_args) {
237         for (i = 0; i < dev->n_args; i++) {
238             free(dev->args[i].key);
239             free(dev->args[i].value);
240         }
241
242         free(dev->args);
243         dev->n_args = 0;
244     }
245
246     if (!args || shash_is_empty(args)) {
247         return;
248     }
249
250     dev->n_args = shash_count(args);
251     dev->args = xmalloc(dev->n_args * sizeof *dev->args);
252
253     i = 0;
254     SHASH_FOR_EACH(node, args) {
255         dev->args[i].key = xstrdup(node->name);
256         dev->args[i].value = xstrdup(node->data);
257         i++;
258     }
259
260     qsort(dev->args, dev->n_args, sizeof *dev->args, compare_args);
261 }
262
263 static int
264 create_device(struct netdev_options *options, struct netdev_dev **netdev_devp)
265 {
266     struct netdev_class *netdev_class;
267
268     if (!options->may_create) {
269         VLOG_WARN("attempted to create a device that may not be created: %s",
270                   options->name);
271         return ENODEV;
272     }
273
274     if (!options->type || strlen(options->type) == 0) {
275         /* Default to system. */
276         options->type = "system";
277     }
278
279     netdev_class = shash_find_data(&netdev_classes, options->type);
280     if (!netdev_class) {
281         VLOG_WARN("could not create netdev %s of unknown type %s",
282                   options->name, options->type);
283         return EAFNOSUPPORT;
284     }
285
286     return netdev_class->create(options->name, options->type, options->args,
287                                 netdev_devp);
288 }
289
290 /* Opens the network device named 'name' (e.g. "eth0") and returns zero if
291  * successful, otherwise a positive errno value.  On success, sets '*netdevp'
292  * to the new network device, otherwise to null.
293  *
294  * If this is the first time the device has been opened, then create is called
295  * before opening.  The device is  created using the given type and arguments.
296  *
297  * 'ethertype' may be a 16-bit Ethernet protocol value in host byte order to
298  * capture frames of that type received on the device.  It may also be one of
299  * the 'enum netdev_pseudo_ethertype' values to receive frames in one of those
300  * categories.
301  *
302  * If the 'may_create' flag is set then this is allowed to be the first time
303  * the device is opened (i.e. the refcount will be 1 after this call).  It
304  * may be set to false if the device should have already been created.
305  *
306  * If the 'may_open' flag is set then the call will succeed even if another
307  * caller has already opened it.  It may be to false if the device should not
308  * currently be open. */
309
310 int
311 netdev_open(struct netdev_options *options, struct netdev **netdevp)
312 {
313     struct shash empty_args = SHASH_INITIALIZER(&empty_args);
314     struct netdev_dev *netdev_dev;
315     int error;
316
317     *netdevp = NULL;
318     netdev_initialize();
319
320     if (!options->args) {
321         options->args = &empty_args;
322     }
323
324     netdev_dev = shash_find_data(&netdev_dev_shash, options->name);
325
326     if (!netdev_dev) {
327         error = create_device(options, &netdev_dev);
328         if (error) {
329             return error;
330         }
331         update_device_args(netdev_dev, options->args);
332
333     } else if (options->may_open) {
334         if (!shash_is_empty(options->args) &&
335             !compare_device_args(netdev_dev, options->args)) {
336
337             VLOG_WARN("%s: attempted to open already created netdev with "
338                       "different arguments", options->name);
339             return EINVAL;
340         }
341     } else {
342         VLOG_WARN("%s: attempted to create a netdev device with bound name",
343                   options->name);
344         return EEXIST;
345     }
346
347     error = netdev_dev->netdev_class->open(netdev_dev, options->ethertype, 
348                 netdevp);
349
350     if (!error) {
351         netdev_dev->ref_cnt++;
352     } else {
353         if (!netdev_dev->ref_cnt) {
354             netdev_dev_uninit(netdev_dev, true);
355         }
356     }
357
358     return error;
359 }
360
361 int
362 netdev_open_default(const char *name, struct netdev **netdevp)
363 {
364     struct netdev_options options;
365
366     memset(&options, 0, sizeof options);
367
368     options.name = name;
369     options.ethertype = NETDEV_ETH_TYPE_NONE;
370     options.may_create = true;
371     options.may_open = true;
372
373     return netdev_open(&options, netdevp);
374 }
375
376 /* Reconfigures the device 'netdev' with 'args'.  'args' may be empty
377  * or NULL if none are needed. */
378 int
379 netdev_reconfigure(struct netdev *netdev, const struct shash *args)
380 {
381     struct shash empty_args = SHASH_INITIALIZER(&empty_args);
382     struct netdev_dev *netdev_dev = netdev_get_dev(netdev);
383
384     if (!args) {
385         args = &empty_args;
386     }
387
388     if (netdev_dev->netdev_class->reconfigure) {
389         if (!compare_device_args(netdev_dev, args)) {
390             update_device_args(netdev_dev, args);
391             return netdev_dev->netdev_class->reconfigure(netdev_dev, args);
392         }
393     } else if (!shash_is_empty(args)) {
394         VLOG_WARN("%s: arguments provided to device that does not have a "
395                   "reconfigure function", netdev_get_name(netdev));
396     }
397
398     return 0;
399 }
400
401 /* Closes and destroys 'netdev'. */
402 void
403 netdev_close(struct netdev *netdev)
404 {
405     if (netdev) {
406         struct netdev_dev *netdev_dev = netdev_get_dev(netdev);
407
408         assert(netdev_dev->ref_cnt);
409         netdev_dev->ref_cnt--;
410         netdev_uninit(netdev, true);
411
412         /* If the reference count for the netdev device is zero, destroy it. */
413         if (!netdev_dev->ref_cnt) {
414             netdev_dev_uninit(netdev_dev, true);
415         }
416     }
417 }
418
419 /* Returns true if a network device named 'name' exists and may be opened,
420  * otherwise false. */
421 bool
422 netdev_exists(const char *name)
423 {
424     struct netdev *netdev;
425     int error;
426
427     error = netdev_open_default(name, &netdev);
428     if (!error) {
429         netdev_close(netdev);
430         return true;
431     } else {
432         if (error != ENODEV) {
433             VLOG_WARN("failed to open network device %s: %s",
434                       name, strerror(error));
435         }
436         return false;
437     }
438 }
439
440 /* Returns true if a network device named 'name' is currently opened,
441  * otherwise false. */
442 bool
443 netdev_is_open(const char *name)
444 {
445     return !!shash_find_data(&netdev_dev_shash, name);
446 }
447
448 /*  Clears 'svec' and enumerates the names of all known network devices. */
449 int
450 netdev_enumerate(struct svec *svec)
451 {
452     struct shash_node *node;
453     int error = 0;
454
455     netdev_initialize();
456     svec_clear(svec);
457
458     SHASH_FOR_EACH(node, &netdev_classes) {
459         const struct netdev_class *netdev_class = node->data;
460         if (netdev_class->enumerate) {
461             int retval = netdev_class->enumerate(svec);
462             if (retval) {
463                 VLOG_WARN("failed to enumerate %s network devices: %s",
464                           netdev_class->type, strerror(retval));
465                 if (!error) {
466                     error = retval;
467                 }
468             }
469         }
470     }
471
472     return error;
473 }
474
475 /* Attempts to receive a packet from 'netdev' into 'buffer', which the caller
476  * must have initialized with sufficient room for the packet.  The space
477  * required to receive any packet is ETH_HEADER_LEN bytes, plus VLAN_HEADER_LEN
478  * bytes, plus the device's MTU (which may be retrieved via netdev_get_mtu()).
479  * (Some devices do not allow for a VLAN header, in which case VLAN_HEADER_LEN
480  * need not be included.)
481  *
482  * If a packet is successfully retrieved, returns 0.  In this case 'buffer' is
483  * guaranteed to contain at least ETH_TOTAL_MIN bytes.  Otherwise, returns a
484  * positive errno value.  Returns EAGAIN immediately if no packet is ready to
485  * be returned.
486  *
487  * Some network devices may not implement support for this function.  In such
488  * cases this function will always return EOPNOTSUPP.
489  */
490 int
491 netdev_recv(struct netdev *netdev, struct ofpbuf *buffer)
492 {
493     int (*recv)(struct netdev *, void *, size_t);
494     int retval;
495
496     assert(buffer->size == 0);
497     assert(ofpbuf_tailroom(buffer) >= ETH_TOTAL_MIN);
498
499     recv = netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->recv;
500     retval = (recv
501               ? (recv)(netdev, buffer->data, ofpbuf_tailroom(buffer))
502               : -EOPNOTSUPP);
503     if (retval >= 0) {
504         COVERAGE_INC(netdev_received);
505         buffer->size += retval;
506         if (buffer->size < ETH_TOTAL_MIN) {
507             ofpbuf_put_zeros(buffer, ETH_TOTAL_MIN - buffer->size);
508         }
509         return 0;
510     } else {
511         return -retval;
512     }
513 }
514
515 /* Registers with the poll loop to wake up from the next call to poll_block()
516  * when a packet is ready to be received with netdev_recv() on 'netdev'. */
517 void
518 netdev_recv_wait(struct netdev *netdev)
519 {
520     void (*recv_wait)(struct netdev *);
521
522     recv_wait = netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->recv_wait;
523     if (recv_wait) {
524         recv_wait(netdev);
525     }
526 }
527
528 /* Discards all packets waiting to be received from 'netdev'. */
529 int
530 netdev_drain(struct netdev *netdev)
531 {
532     int (*drain)(struct netdev *);
533
534     drain = netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->drain;
535     return drain ? drain(netdev) : 0;
536 }
537
538 /* Sends 'buffer' on 'netdev'.  Returns 0 if successful, otherwise a positive
539  * errno value.  Returns EAGAIN without blocking if the packet cannot be queued
540  * immediately.  Returns EMSGSIZE if a partial packet was transmitted or if
541  * the packet is too big or too small to transmit on the device.
542  *
543  * The caller retains ownership of 'buffer' in all cases.
544  *
545  * The kernel maintains a packet transmission queue, so the caller is not
546  * expected to do additional queuing of packets.
547  *
548  * Some network devices may not implement support for this function.  In such
549  * cases this function will always return EOPNOTSUPP. */
550 int
551 netdev_send(struct netdev *netdev, const struct ofpbuf *buffer)
552 {
553     int (*send)(struct netdev *, const void *, size_t);
554     int error;
555
556     send = netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->send;
557     error = send ? (send)(netdev, buffer->data, buffer->size) : EOPNOTSUPP;
558     if (!error) {
559         COVERAGE_INC(netdev_sent);
560     }
561     return error;
562 }
563
564 /* Registers with the poll loop to wake up from the next call to poll_block()
565  * when the packet transmission queue has sufficient room to transmit a packet
566  * with netdev_send().
567  *
568  * The kernel maintains a packet transmission queue, so the client is not
569  * expected to do additional queuing of packets.  Thus, this function is
570  * unlikely to ever be used.  It is included for completeness. */
571 void
572 netdev_send_wait(struct netdev *netdev)
573 {
574     void (*send_wait)(struct netdev *);
575
576     send_wait = netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->send_wait;
577     if (send_wait) {
578         send_wait(netdev);
579     }
580 }
581
582 /* Attempts to set 'netdev''s MAC address to 'mac'.  Returns 0 if successful,
583  * otherwise a positive errno value. */
584 int
585 netdev_set_etheraddr(struct netdev *netdev, const uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN])
586 {
587     return netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->set_etheraddr(netdev, mac);
588 }
589
590 /* Retrieves 'netdev''s MAC address.  If successful, returns 0 and copies the
591  * the MAC address into 'mac'.  On failure, returns a positive errno value and
592  * clears 'mac' to all-zeros. */
593 int
594 netdev_get_etheraddr(const struct netdev *netdev, uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN])
595 {
596     return netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->get_etheraddr(netdev, mac);
597 }
598
599 /* Returns the name of the network device that 'netdev' represents,
600  * e.g. "eth0".  The caller must not modify or free the returned string. */
601 const char *
602 netdev_get_name(const struct netdev *netdev)
603 {
604     return netdev_get_dev(netdev)->name;
605 }
606
607 /* Retrieves the MTU of 'netdev'.  The MTU is the maximum size of transmitted
608  * (and received) packets, in bytes, not including the hardware header; thus,
609  * this is typically 1500 bytes for Ethernet devices.
610  *
611  * If successful, returns 0 and stores the MTU size in '*mtup'.  On failure,
612  * returns a positive errno value and stores ETH_PAYLOAD_MAX (1500) in
613  * '*mtup'. */
614 int
615 netdev_get_mtu(const struct netdev *netdev, int *mtup)
616 {
617     int error = netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->get_mtu(netdev, mtup);
618     if (error) {
619         VLOG_WARN_RL(&rl, "failed to retrieve MTU for network device %s: %s",
620                      netdev_get_name(netdev), strerror(error));
621         *mtup = ETH_PAYLOAD_MAX;
622     }
623     return error;
624 }
625
626 /* Returns the ifindex of 'netdev', if successful, as a positive number.  On
627  * failure, returns a negative errno value.
628  *
629  * The desired semantics of the ifindex value are a combination of those
630  * specified by POSIX for if_nametoindex() and by SNMP for ifIndex.  An ifindex
631  * value should be unique within a host and remain stable at least until
632  * reboot.  SNMP says an ifindex "ranges between 1 and the value of ifNumber"
633  * but many systems do not follow this rule anyhow.
634  *
635  * Some network devices may not implement support for this function.  In such
636  * cases this function will always return -EOPNOTSUPP.
637  */
638 int
639 netdev_get_ifindex(const struct netdev *netdev)
640 {
641     int (*get_ifindex)(const struct netdev *);
642
643     get_ifindex = netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->get_ifindex;
644
645     return get_ifindex ? get_ifindex(netdev) : -EOPNOTSUPP;
646 }
647
648 /* Stores the features supported by 'netdev' into each of '*current',
649  * '*advertised', '*supported', and '*peer' that are non-null.  Each value is a
650  * bitmap of "enum ofp_port_features" bits, in host byte order.  Returns 0 if
651  * successful, otherwise a positive errno value.  On failure, all of the
652  * passed-in values are set to 0.
653  *
654  * Some network devices may not implement support for this function.  In such
655  * cases this function will always return EOPNOTSUPP.
656  */
657 int
658 netdev_get_features(struct netdev *netdev,
659                     uint32_t *current, uint32_t *advertised,
660                     uint32_t *supported, uint32_t *peer)
661 {
662     int (*get_features)(struct netdev *netdev,
663                         uint32_t *current, uint32_t *advertised,
664                         uint32_t *supported, uint32_t *peer);
665     uint32_t dummy[4];
666     int error;
667
668     if (!current) {
669         current = &dummy[0];
670     }
671     if (!advertised) {
672         advertised = &dummy[1];
673     }
674     if (!supported) {
675         supported = &dummy[2];
676     }
677     if (!peer) {
678         peer = &dummy[3];
679     }
680
681     get_features = netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->get_features;
682     error = get_features
683                     ? get_features(netdev, current, advertised, supported, peer)
684                     : EOPNOTSUPP;
685     if (error) {
686         *current = *advertised = *supported = *peer = 0;
687     }
688     return error;
689 }
690
691 /* Returns the maximum speed of a network connection that has the "enum
692  * ofp_port_features" bits in 'features', in bits per second.  If no bits that
693  * indicate a speed are set in 'features', assumes 100Mbps. */
694 uint64_t
695 netdev_features_to_bps(uint32_t features)
696 {
697     enum {
698         F_10000MB = OFPPF_10GB_FD,
699         F_1000MB = OFPPF_1GB_HD | OFPPF_1GB_FD,
700         F_100MB = OFPPF_100MB_HD | OFPPF_100MB_FD,
701         F_10MB = OFPPF_10MB_HD | OFPPF_10MB_FD
702     };
703
704     return (  features & F_10000MB  ? UINT64_C(10000000000)
705             : features & F_1000MB   ? UINT64_C(1000000000)
706             : features & F_100MB    ? UINT64_C(100000000)
707             : features & F_10MB     ? UINT64_C(10000000)
708                                     : UINT64_C(100000000));
709 }
710
711 /* Returns true if any of the "enum ofp_port_features" bits that indicate a
712  * full-duplex link are set in 'features', otherwise false. */
713 bool
714 netdev_features_is_full_duplex(uint32_t features)
715 {
716     return (features & (OFPPF_10MB_FD | OFPPF_100MB_FD | OFPPF_1GB_FD
717                         | OFPPF_10GB_FD)) != 0;
718 }
719
720 /* Set the features advertised by 'netdev' to 'advertise'.  Returns 0 if
721  * successful, otherwise a positive errno value. */
722 int
723 netdev_set_advertisements(struct netdev *netdev, uint32_t advertise)
724 {
725     return (netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->set_advertisements
726             ? netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->set_advertisements(
727                     netdev, advertise)
728             : EOPNOTSUPP);
729 }
730
731 /* If 'netdev' has an assigned IPv4 address, sets '*address' to that address
732  * and '*netmask' to its netmask and returns 0.  Otherwise, returns a positive
733  * errno value and sets '*address' to 0 (INADDR_ANY).
734  *
735  * The following error values have well-defined meanings:
736  *
737  *   - EADDRNOTAVAIL: 'netdev' has no assigned IPv4 address.
738  *
739  *   - EOPNOTSUPP: No IPv4 network stack attached to 'netdev'.
740  *
741  * 'address' or 'netmask' or both may be null, in which case the address or netmask
742  * is not reported. */
743 int
744 netdev_get_in4(const struct netdev *netdev,
745                struct in_addr *address_, struct in_addr *netmask_)
746 {
747     struct in_addr address;
748     struct in_addr netmask;
749     int error;
750
751     error = (netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->get_in4
752              ? netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->get_in4(netdev, 
753                     &address, &netmask)
754              : EOPNOTSUPP);
755     if (address_) {
756         address_->s_addr = error ? 0 : address.s_addr;
757     }
758     if (netmask_) {
759         netmask_->s_addr = error ? 0 : netmask.s_addr;
760     }
761     return error;
762 }
763
764 /* Assigns 'addr' as 'netdev''s IPv4 address and 'mask' as its netmask.  If
765  * 'addr' is INADDR_ANY, 'netdev''s IPv4 address is cleared.  Returns a
766  * positive errno value. */
767 int
768 netdev_set_in4(struct netdev *netdev, struct in_addr addr, struct in_addr mask)
769 {
770     return (netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->set_in4
771             ? netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->set_in4(netdev, addr, mask)
772             : EOPNOTSUPP);
773 }
774
775 /* Adds 'router' as a default IP gateway for the TCP/IP stack that corresponds
776  * to 'netdev'. */
777 int
778 netdev_add_router(struct netdev *netdev, struct in_addr router)
779 {
780     COVERAGE_INC(netdev_add_router);
781     return (netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->add_router
782             ? netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->add_router(netdev, router)
783             : EOPNOTSUPP);
784 }
785
786 /* Looks up the next hop for 'host' for the TCP/IP stack that corresponds to
787  * 'netdev'.  If a route cannot not be determined, sets '*next_hop' to 0,
788  * '*netdev_name' to null, and returns a positive errno value.  Otherwise, if a
789  * next hop is found, stores the next hop gateway's address (0 if 'host' is on
790  * a directly connected network) in '*next_hop' and a copy of the name of the
791  * device to reach 'host' in '*netdev_name', and returns 0.  The caller is
792  * responsible for freeing '*netdev_name' (by calling free()). */
793 int
794 netdev_get_next_hop(const struct netdev *netdev,
795                     const struct in_addr *host, struct in_addr *next_hop,
796                     char **netdev_name)
797 {
798     int error = (netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->get_next_hop
799                  ? netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->get_next_hop(
800                         host, next_hop, netdev_name)
801                  : EOPNOTSUPP);
802     if (error) {
803         next_hop->s_addr = 0;
804         *netdev_name = NULL;
805     }
806     return error;
807 }
808
809 /* If 'netdev' has an assigned IPv6 address, sets '*in6' to that address and
810  * returns 0.  Otherwise, returns a positive errno value and sets '*in6' to
811  * all-zero-bits (in6addr_any).
812  *
813  * The following error values have well-defined meanings:
814  *
815  *   - EADDRNOTAVAIL: 'netdev' has no assigned IPv6 address.
816  *
817  *   - EOPNOTSUPP: No IPv6 network stack attached to 'netdev'.
818  *
819  * 'in6' may be null, in which case the address itself is not reported. */
820 int
821 netdev_get_in6(const struct netdev *netdev, struct in6_addr *in6)
822 {
823     struct in6_addr dummy;
824     int error;
825
826     error = (netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->get_in6
827              ? netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->get_in6(netdev, 
828                     in6 ? in6 : &dummy)
829              : EOPNOTSUPP);
830     if (error && in6) {
831         memset(in6, 0, sizeof *in6);
832     }
833     return error;
834 }
835
836 /* On 'netdev', turns off the flags in 'off' and then turns on the flags in
837  * 'on'.  If 'permanent' is true, the changes will persist; otherwise, they
838  * will be reverted when 'netdev' is closed or the program exits.  Returns 0 if
839  * successful, otherwise a positive errno value. */
840 static int
841 do_update_flags(struct netdev *netdev, enum netdev_flags off,
842                 enum netdev_flags on, enum netdev_flags *old_flagsp,
843                 bool permanent)
844 {
845     enum netdev_flags old_flags;
846     int error;
847
848     error = netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->update_flags(netdev, 
849                 off & ~on, on, &old_flags);
850     if (error) {
851         VLOG_WARN_RL(&rl, "failed to %s flags for network device %s: %s",
852                      off || on ? "set" : "get", netdev_get_name(netdev),
853                      strerror(error));
854         old_flags = 0;
855     } else if ((off || on) && !permanent) {
856         enum netdev_flags new_flags = (old_flags & ~off) | on;
857         enum netdev_flags changed_flags = old_flags ^ new_flags;
858         if (changed_flags) {
859             if (!netdev->changed_flags) {
860                 netdev->save_flags = old_flags;
861             }
862             netdev->changed_flags |= changed_flags;
863         }
864     }
865     if (old_flagsp) {
866         *old_flagsp = old_flags;
867     }
868     return error;
869 }
870
871 /* Obtains the current flags for 'netdev' and stores them into '*flagsp'.
872  * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.  On failure,
873  * stores 0 into '*flagsp'. */
874 int
875 netdev_get_flags(const struct netdev *netdev_, enum netdev_flags *flagsp)
876 {
877     struct netdev *netdev = (struct netdev *) netdev_;
878     return do_update_flags(netdev, 0, 0, flagsp, false);
879 }
880
881 /* Sets the flags for 'netdev' to 'flags'.
882  * If 'permanent' is true, the changes will persist; otherwise, they
883  * will be reverted when 'netdev' is closed or the program exits.
884  * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
885 int
886 netdev_set_flags(struct netdev *netdev, enum netdev_flags flags,
887                  bool permanent)
888 {
889     return do_update_flags(netdev, -1, flags, NULL, permanent);
890 }
891
892 /* Turns on the specified 'flags' on 'netdev'.
893  * If 'permanent' is true, the changes will persist; otherwise, they
894  * will be reverted when 'netdev' is closed or the program exits.
895  * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
896 int
897 netdev_turn_flags_on(struct netdev *netdev, enum netdev_flags flags,
898                      bool permanent)
899 {
900     return do_update_flags(netdev, 0, flags, NULL, permanent);
901 }
902
903 /* Turns off the specified 'flags' on 'netdev'.
904  * If 'permanent' is true, the changes will persist; otherwise, they
905  * will be reverted when 'netdev' is closed or the program exits.
906  * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
907 int
908 netdev_turn_flags_off(struct netdev *netdev, enum netdev_flags flags,
909                       bool permanent)
910 {
911     return do_update_flags(netdev, flags, 0, NULL, permanent);
912 }
913
914 /* Looks up the ARP table entry for 'ip' on 'netdev'.  If one exists and can be
915  * successfully retrieved, it stores the corresponding MAC address in 'mac' and
916  * returns 0.  Otherwise, it returns a positive errno value; in particular,
917  * ENXIO indicates that there is no ARP table entry for 'ip' on 'netdev'. */
918 int
919 netdev_arp_lookup(const struct netdev *netdev,
920                   uint32_t ip, uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN])
921 {
922     int error = (netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->arp_lookup
923                  ? netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->arp_lookup(netdev, 
924                         ip, mac)
925                  : EOPNOTSUPP);
926     if (error) {
927         memset(mac, 0, ETH_ADDR_LEN);
928     }
929     return error;
930 }
931
932 /* Sets 'carrier' to true if carrier is active (link light is on) on
933  * 'netdev'. */
934 int
935 netdev_get_carrier(const struct netdev *netdev, bool *carrier)
936 {
937     int error = (netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->get_carrier
938                  ? netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->get_carrier(netdev, 
939                         carrier)
940                  : EOPNOTSUPP);
941     if (error) {
942         *carrier = false;
943     }
944     return error;
945 }
946
947 /* Retrieves current device stats for 'netdev'. */
948 int
949 netdev_get_stats(const struct netdev *netdev, struct netdev_stats *stats)
950 {
951     int error;
952
953     COVERAGE_INC(netdev_get_stats);
954     error = (netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->get_stats
955              ? netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->get_stats(netdev, stats)
956              : EOPNOTSUPP);
957     if (error) {
958         memset(stats, 0xff, sizeof *stats);
959     }
960     return error;
961 }
962
963 /* Attempts to change the stats for 'netdev' to those provided in 'stats'.
964  * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.
965  *
966  * This will probably fail for most network devices.  Some devices might only
967  * allow setting their stats to 0. */
968 int
969 netdev_set_stats(struct netdev *netdev, const struct netdev_stats *stats)
970 {
971     return (netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->set_stats
972              ? netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->set_stats(netdev, stats)
973              : EOPNOTSUPP);
974 }
975
976 /* Attempts to set input rate limiting (policing) policy, such that up to
977  * 'kbits_rate' kbps of traffic is accepted, with a maximum accumulative burst
978  * size of 'kbits' kb. */
979 int
980 netdev_set_policing(struct netdev *netdev, uint32_t kbits_rate,
981                     uint32_t kbits_burst)
982 {
983     return (netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->set_policing
984             ? netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->set_policing(netdev, 
985                     kbits_rate, kbits_burst)
986             : EOPNOTSUPP);
987 }
988
989 /* If 'netdev' is a VLAN network device (e.g. one created with vconfig(8)),
990  * sets '*vlan_vid' to the VLAN VID associated with that device and returns 0.
991  * Otherwise returns a errno value (specifically ENOENT if 'netdev_name' is the
992  * name of a network device that is not a VLAN device) and sets '*vlan_vid' to
993  * -1. */
994 int
995 netdev_get_vlan_vid(const struct netdev *netdev, int *vlan_vid)
996 {
997     int error = (netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->get_vlan_vid
998                  ? netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->get_vlan_vid(netdev, 
999                         vlan_vid)
1000                  : ENOENT);
1001     if (error) {
1002         *vlan_vid = 0;
1003     }
1004     return error;
1005 }
1006
1007 /* Returns a network device that has 'in4' as its IP address, if one exists,
1008  * otherwise a null pointer. */
1009 struct netdev *
1010 netdev_find_dev_by_in4(const struct in_addr *in4)
1011 {
1012     struct netdev *netdev;
1013     struct svec dev_list = SVEC_EMPTY_INITIALIZER;
1014     size_t i;
1015
1016     netdev_enumerate(&dev_list);
1017     for (i = 0; i < dev_list.n; i++) {
1018         const char *name = dev_list.names[i];
1019         struct in_addr dev_in4;
1020
1021         if (!netdev_open_default(name, &netdev)
1022             && !netdev_get_in4(netdev, &dev_in4, NULL)
1023             && dev_in4.s_addr == in4->s_addr) {
1024             goto exit;
1025         }
1026         netdev_close(netdev);
1027     }
1028     netdev = NULL;
1029
1030 exit:
1031     svec_destroy(&dev_list);
1032     return netdev;
1033 }
1034 \f
1035 /* Initializes 'netdev_dev' as a netdev device named 'name' of the
1036  * specified 'netdev_class'.
1037  *
1038  * This function adds 'netdev_dev' to a netdev-owned shash, so it is
1039  * very important that 'netdev_dev' only be freed after calling
1040  * the refcount drops to zero.  */
1041 void
1042 netdev_dev_init(struct netdev_dev *netdev_dev, const char *name,
1043                 const struct netdev_class *netdev_class)
1044 {
1045     assert(!shash_find(&netdev_dev_shash, name));
1046
1047     memset(netdev_dev, 0, sizeof *netdev_dev);
1048     netdev_dev->netdev_class = netdev_class;
1049     netdev_dev->name = xstrdup(name);
1050     netdev_dev->node = shash_add(&netdev_dev_shash, name, netdev_dev);
1051 }
1052
1053 /* Undoes the results of initialization.
1054  *
1055  * Normally this function does not need to be called as netdev_close has
1056  * the same effect when the refcount drops to zero.
1057  * However, it may be called by providers due to an error on creation
1058  * that occurs after initialization.  It this case netdev_close() would
1059  * never be called. */
1060 void
1061 netdev_dev_uninit(struct netdev_dev *netdev_dev, bool destroy)
1062 {
1063     char *name = netdev_dev->name;
1064
1065     assert(!netdev_dev->ref_cnt);
1066
1067     shash_delete(&netdev_dev_shash, netdev_dev->node);
1068     update_device_args(netdev_dev, NULL);
1069
1070     if (destroy) {
1071         netdev_dev->netdev_class->destroy(netdev_dev);
1072     }
1073     free(name);
1074 }
1075
1076 /* Returns the class type of 'netdev_dev'.
1077  *
1078  * The caller must not free the returned value. */
1079 const char *
1080 netdev_dev_get_type(const struct netdev_dev *netdev_dev)
1081 {
1082     return netdev_dev->netdev_class->type;
1083 }
1084
1085 /* Returns the class associated with 'netdev_dev'. */
1086 const struct netdev_class *
1087 netdev_dev_get_class(const struct netdev_dev *netdev_dev)
1088 {
1089     return netdev_dev->netdev_class;
1090 }
1091
1092 /* Returns the name of 'netdev_dev'.
1093  *
1094  * The caller must not free the returned value. */
1095 const char *
1096 netdev_dev_get_name(const struct netdev_dev *netdev_dev)
1097 {
1098     return netdev_dev->name;
1099 }
1100
1101 /* Returns the netdev_dev with 'name' or NULL if there is none.
1102  *
1103  * The caller must not free the returned value. */
1104 struct netdev_dev *
1105 netdev_dev_from_name(const char *name)
1106 {
1107     return shash_find_data(&netdev_dev_shash, name);
1108 }
1109
1110 /* Fills 'device_list' with devices that match 'netdev_class'.
1111  *
1112  * The caller is responsible for initializing and destroying 'device_list'
1113  * but the contained netdev_devs must not be freed. */
1114 void
1115 netdev_dev_get_devices(const struct netdev_class *netdev_class,
1116                        struct shash *device_list)
1117 {
1118     struct shash_node *node;
1119     SHASH_FOR_EACH (node, &netdev_dev_shash) {
1120         struct netdev_dev *dev = node->data;
1121
1122         if (dev->netdev_class == netdev_class) {
1123             shash_add(device_list, node->name, node->data);
1124         }
1125     }
1126 }
1127
1128 /* Initializes 'netdev' as a instance of the netdev_dev.
1129  *
1130  * This function adds 'netdev' to a netdev-owned linked list, so it is very
1131  * important that 'netdev' only be freed after calling netdev_close(). */
1132 void
1133 netdev_init(struct netdev *netdev, struct netdev_dev *netdev_dev)
1134 {
1135     memset(netdev, 0, sizeof *netdev);
1136     netdev->netdev_dev = netdev_dev;
1137     list_push_back(&netdev_list, &netdev->node);
1138 }
1139
1140 /* Undoes the results of initialization.
1141  *
1142  * Normally this function only needs to be called from netdev_close().
1143  * However, it may be called by providers due to an error on opening
1144  * that occurs after initialization.  It this case netdev_close() would
1145  * never be called. */
1146 void
1147 netdev_uninit(struct netdev *netdev, bool close)
1148 {
1149     /* Restore flags that we changed, if any. */
1150     int error = restore_flags(netdev);
1151     list_remove(&netdev->node);
1152     if (error) {
1153         VLOG_WARN("failed to restore network device flags on %s: %s",
1154                   netdev_get_name(netdev), strerror(error));
1155     }
1156
1157     if (close) {
1158         netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->close(netdev);
1159     }
1160 }
1161
1162
1163 /* Returns the class type of 'netdev'.  
1164  *
1165  * The caller must not free the returned value. */
1166 const char *
1167 netdev_get_type(const struct netdev *netdev)
1168 {
1169     return netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->type;
1170 }
1171
1172 struct netdev_dev *
1173 netdev_get_dev(const struct netdev *netdev)
1174 {
1175     return netdev->netdev_dev;
1176 }
1177
1178 /* Initializes 'notifier' as a netdev notifier for 'netdev', for which
1179  * notification will consist of calling 'cb', with auxiliary data 'aux'. */
1180 void
1181 netdev_notifier_init(struct netdev_notifier *notifier, struct netdev *netdev,
1182                      void (*cb)(struct netdev_notifier *), void *aux)
1183 {
1184     notifier->netdev = netdev;
1185     notifier->cb = cb;
1186     notifier->aux = aux;
1187 }
1188 \f
1189 /* Tracks changes in the status of a set of network devices. */
1190 struct netdev_monitor {
1191     struct shash polled_netdevs;
1192     struct shash changed_netdevs;
1193 };
1194
1195 /* Creates and returns a new structure for monitor changes in the status of
1196  * network devices. */
1197 struct netdev_monitor *
1198 netdev_monitor_create(void)
1199 {
1200     struct netdev_monitor *monitor = xmalloc(sizeof *monitor);
1201     shash_init(&monitor->polled_netdevs);
1202     shash_init(&monitor->changed_netdevs);
1203     return monitor;
1204 }
1205
1206 /* Destroys 'monitor'. */
1207 void
1208 netdev_monitor_destroy(struct netdev_monitor *monitor)
1209 {
1210     if (monitor) {
1211         struct shash_node *node;
1212
1213         SHASH_FOR_EACH (node, &monitor->polled_netdevs) {
1214             struct netdev_notifier *notifier = node->data;
1215             netdev_get_dev(notifier->netdev)->netdev_class->poll_remove(
1216                     notifier);
1217         }
1218
1219         shash_destroy(&monitor->polled_netdevs);
1220         shash_destroy(&monitor->changed_netdevs);
1221         free(monitor);
1222     }
1223 }
1224
1225 static void
1226 netdev_monitor_cb(struct netdev_notifier *notifier)
1227 {
1228     struct netdev_monitor *monitor = notifier->aux;
1229     const char *name = netdev_get_name(notifier->netdev);
1230     if (!shash_find(&monitor->changed_netdevs, name)) {
1231         shash_add(&monitor->changed_netdevs, name, NULL);
1232     }
1233 }
1234
1235 /* Attempts to add 'netdev' as a netdev monitored by 'monitor'.  Returns 0 if
1236  * successful, otherwise a positive errno value.
1237  *
1238  * Adding a given 'netdev' to a monitor multiple times is equivalent to adding
1239  * it once. */
1240 int
1241 netdev_monitor_add(struct netdev_monitor *monitor, struct netdev *netdev)
1242 {
1243     const char *netdev_name = netdev_get_name(netdev);
1244     int error = 0;
1245     if (!shash_find(&monitor->polled_netdevs, netdev_name)
1246             && netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->poll_add)
1247     {
1248         struct netdev_notifier *notifier;
1249         error = netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->poll_add(netdev,
1250                     netdev_monitor_cb, monitor, &notifier);
1251         if (!error) {
1252             assert(notifier->netdev == netdev);
1253             shash_add(&monitor->polled_netdevs, netdev_name, notifier);
1254         }
1255     }
1256     return error;
1257 }
1258
1259 /* Removes 'netdev' from the set of netdevs monitored by 'monitor'.  (This has
1260  * no effect if 'netdev' is not in the set of devices monitored by
1261  * 'monitor'.) */
1262 void
1263 netdev_monitor_remove(struct netdev_monitor *monitor, struct netdev *netdev)
1264 {
1265     const char *netdev_name = netdev_get_name(netdev);
1266     struct shash_node *node;
1267
1268     node = shash_find(&monitor->polled_netdevs, netdev_name);
1269     if (node) {
1270         /* Cancel future notifications. */
1271         struct netdev_notifier *notifier = node->data;
1272         netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->poll_remove(notifier);
1273         shash_delete(&monitor->polled_netdevs, node);
1274
1275         /* Drop any pending notification. */
1276         node = shash_find(&monitor->changed_netdevs, netdev_name);
1277         if (node) {
1278             shash_delete(&monitor->changed_netdevs, node);
1279         }
1280     }
1281 }
1282
1283 /* Checks for changes to netdevs in the set monitored by 'monitor'.  If any of
1284  * the attributes (Ethernet address, carrier status, speed or peer-advertised
1285  * speed, flags, etc.) of a network device monitored by 'monitor' has changed,
1286  * sets '*devnamep' to the name of a device that has changed and returns 0.
1287  * The caller is responsible for freeing '*devnamep' (with free()).
1288  *
1289  * If no devices have changed, sets '*devnamep' to NULL and returns EAGAIN.
1290  */
1291 int
1292 netdev_monitor_poll(struct netdev_monitor *monitor, char **devnamep)
1293 {
1294     struct shash_node *node = shash_first(&monitor->changed_netdevs);
1295     if (!node) {
1296         *devnamep = NULL;
1297         return EAGAIN;
1298     } else {
1299         *devnamep = xstrdup(node->name);
1300         shash_delete(&monitor->changed_netdevs, node);
1301         return 0;
1302     }
1303 }
1304
1305 /* Registers with the poll loop to wake up from the next call to poll_block()
1306  * when netdev_monitor_poll(monitor) would indicate that a device has
1307  * changed. */
1308 void
1309 netdev_monitor_poll_wait(const struct netdev_monitor *monitor)
1310 {
1311     if (!shash_is_empty(&monitor->changed_netdevs)) {
1312         poll_immediate_wake();
1313     } else {
1314         /* XXX Nothing needed here for netdev_linux, but maybe other netdev
1315          * classes need help. */
1316     }
1317 }
1318 \f
1319 /* Restore the network device flags on 'netdev' to those that were active
1320  * before we changed them.  Returns 0 if successful, otherwise a positive
1321  * errno value.
1322  *
1323  * To avoid reentry, the caller must ensure that fatal signals are blocked. */
1324 static int
1325 restore_flags(struct netdev *netdev)
1326 {
1327     if (netdev->changed_flags) {
1328         enum netdev_flags restore = netdev->save_flags & netdev->changed_flags;
1329         enum netdev_flags old_flags;
1330         return netdev_get_dev(netdev)->netdev_class->update_flags(netdev,
1331                                            netdev->changed_flags & ~restore,
1332                                            restore, &old_flags);
1333     }
1334     return 0;
1335 }
1336
1337 /* Close all netdevs on shutdown so they can do any needed cleanup such as
1338  * destroying devices, restoring flags, etc. */
1339 static void
1340 close_all_netdevs(void *aux OVS_UNUSED)
1341 {
1342     struct netdev *netdev, *next;
1343     LIST_FOR_EACH_SAFE(netdev, next, struct netdev, node, &netdev_list) {
1344         netdev_close(netdev);
1345     }
1346 }