lib/vconn.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2008, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014 Nicira, Inc.
   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 "vconn-provider.h"
  19 #include <errno.h>
  20 #include <inttypes.h>
  21 #include <netinet/in.h>
  22 #include <poll.h>
  23 #include <stdlib.h>
  24 #include <string.h>
  25 #include "coverage.h"
  26 #include "dynamic-string.h"
  27 #include "fatal-signal.h"
  28 #include "flow.h"
  29 #include "ofp-errors.h"
  30 #include "ofp-msgs.h"
  31 #include "ofp-print.h"
  32 #include "ofp-util.h"
  33 #include "ofpbuf.h"
  34 #include "openflow/nicira-ext.h"
  35 #include "openflow/openflow.h"
  36 #include "packets.h"
  37 #include "poll-loop.h"
  38 #include "random.h"
  39 #include "util.h"
  40 #include "vlog.h"
  41 #include "socket-util.h"
  42
  43 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(vconn);
  44
  45 COVERAGE_DEFINE(vconn_open);
  46 COVERAGE_DEFINE(vconn_received);
  47 COVERAGE_DEFINE(vconn_sent);
  48
  49 /* State of an active vconn.*/
  50 enum vconn_state {
  51     /* This is the ordinary progression of states. */
  52     VCS_CONNECTING,             /* Underlying vconn is not connected. */
  53     VCS_SEND_HELLO,             /* Waiting to send OFPT_HELLO message. */
  54     VCS_RECV_HELLO,             /* Waiting to receive OFPT_HELLO message. */
  55     VCS_CONNECTED,              /* Connection established. */
  56
  57     /* These states are entered only when something goes wrong. */
  58     VCS_SEND_ERROR,             /* Sending OFPT_ERROR message. */
  59     VCS_DISCONNECTED            /* Connection failed or connection closed. */
  60 };
  61
  62 static const struct vconn_class *vconn_classes[] = {
  63     &tcp_vconn_class,
  64     &unix_vconn_class,
  65 #ifdef HAVE_OPENSSL
  66     &ssl_vconn_class,
  67 #endif
  68 };
  69
  70 static const struct pvconn_class *pvconn_classes[] = {
  71     &ptcp_pvconn_class,
  72     &punix_pvconn_class,
  73 #ifdef HAVE_OPENSSL
  74     &pssl_pvconn_class,
  75 #endif
  76 };
  77
  78 /* Rate limit for individual OpenFlow messages going over the vconn, output at
  79  * DBG level.  This is very high because, if these are enabled, it is because
  80  * we really need to see them. */
  81 static struct vlog_rate_limit ofmsg_rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(600, 600);
  82
  83 /* Rate limit for OpenFlow message parse errors.  These always indicate a bug
  84  * in the peer and so there's not much point in showing a lot of them. */
  85 static struct vlog_rate_limit bad_ofmsg_rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
  86
  87 static int do_recv(struct vconn *, struct ofpbuf **);
  88 static int do_send(struct vconn *, struct ofpbuf *);
  89
  90 /* Check the validity of the vconn class structures. */
  91 static void
  92 check_vconn_classes(void)
  93 {
  94 #ifndef NDEBUG
  95     size_t i;
  96
  97     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(vconn_classes); i++) {
  98         const struct vconn_class *class = vconn_classes[i];
  99         ovs_assert(class->name != NULL);
 100         ovs_assert(class->open != NULL);
 101         if (class->close || class->recv || class->send
 102             || class->run || class->run_wait || class->wait) {
 103             ovs_assert(class->close != NULL);
 104             ovs_assert(class->recv != NULL);
 105             ovs_assert(class->send != NULL);
 106             ovs_assert(class->wait != NULL);
 107         } else {
 108             /* This class delegates to another one. */
 109         }
 110     }
 111
 112     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pvconn_classes); i++) {
 113         const struct pvconn_class *class = pvconn_classes[i];
 114         ovs_assert(class->name != NULL);
 115         ovs_assert(class->listen != NULL);
 116         if (class->close || class->accept || class->wait) {
 117             ovs_assert(class->close != NULL);
 118             ovs_assert(class->accept != NULL);
 119             ovs_assert(class->wait != NULL);
 120         } else {
 121             /* This class delegates to another one. */
 122         }
 123     }
 124 #endif
 125 }
 126
 127 /* Prints information on active (if 'active') and passive (if 'passive')
 128  * connection methods supported by the vconn.  If 'bootstrap' is true, also
 129  * advertises options to bootstrap the CA certificate. */
 130 void
 131 vconn_usage(bool active, bool passive, bool bootstrap OVS_UNUSED)
 132 {
 133     /* Really this should be implemented via callbacks into the vconn
 134      * providers, but that seems too heavy-weight to bother with at the
 135      * moment. */
 136
 137     printf("\n");
 138     if (active) {
 139         printf("Active OpenFlow connection methods:\n");
 140         printf("  tcp:IP[:PORT]           "
 141                "PORT (default: %d) at remote IP\n", OFP_OLD_PORT);
 142 #ifdef HAVE_OPENSSL
 143         printf("  ssl:IP[:PORT]           "
 144                "SSL PORT (default: %d) at remote IP\n", OFP_OLD_PORT);
 145 #endif
 146         printf("  unix:FILE               Unix domain socket named FILE\n");
 147     }
 148
 149     if (passive) {
 150         printf("Passive OpenFlow connection methods:\n");
 151         printf("  ptcp:[PORT][:IP]        "
 152                "listen to TCP PORT (default: %d) on IP\n",
 153                OFP_OLD_PORT);
 154 #ifdef HAVE_OPENSSL
 155         printf("  pssl:[PORT][:IP]        "
 156                "listen for SSL on PORT (default: %d) on IP\n",
 157                OFP_OLD_PORT);
 158 #endif
 159         printf("  punix:FILE              "
 160                "listen on Unix domain socket FILE\n");
 161     }
 162
 163 #ifdef HAVE_OPENSSL
 164     printf("PKI configuration (required to use SSL):\n"
 165            "  -p, --private-key=FILE  file with private key\n"
 166            "  -c, --certificate=FILE  file with certificate for private key\n"
 167            "  -C, --ca-cert=FILE      file with peer CA certificate\n");
 168     if (bootstrap) {
 169         printf("  --bootstrap-ca-cert=FILE  file with peer CA certificate "
 170                "to read or create\n");
 171     }
 172 #endif
 173 }
 174
 175 /* Given 'name', a connection name in the form "TYPE:ARGS", stores the class
 176  * named "TYPE" into '*classp' and returns 0.  Returns EAFNOSUPPORT and stores
 177  * a null pointer into '*classp' if 'name' is in the wrong form or if no such
 178  * class exists. */
 179 static int
 180 vconn_lookup_class(const char *name, const struct vconn_class **classp)
 181 {
 182     size_t prefix_len;
 183
 184     prefix_len = strcspn(name, ":");
 185     if (name[prefix_len] != '\0') {
 186         size_t i;
 187
 188         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(vconn_classes); i++) {
 189             const struct vconn_class *class = vconn_classes[i];
 190             if (strlen(class->name) == prefix_len
 191                 && !memcmp(class->name, name, prefix_len)) {
 192                 *classp = class;
 193                 return 0;
 194             }
 195         }
 196     }
 197
 198     *classp = NULL;
 199     return EAFNOSUPPORT;
 200 }
 201
 202 /* Returns 0 if 'name' is a connection name in the form "TYPE:ARGS" and TYPE is
 203  * a supported connection type, otherwise EAFNOSUPPORT.  */
 204 int
 205 vconn_verify_name(const char *name)
 206 {
 207     const struct vconn_class *class;
 208     return vconn_lookup_class(name, &class);
 209 }
 210
 211 /* Attempts to connect to an OpenFlow device.  'name' is a connection name in
 212  * the form "TYPE:ARGS", where TYPE is an active vconn class's name and ARGS
 213  * are vconn class-specific.
 214  *
 215  * The vconn will automatically negotiate an OpenFlow protocol version
 216  * acceptable to both peers on the connection.  The version negotiated will be
 217  * one of those in the 'allowed_versions' bitmap: version 'x' is allowed if
 218  * allowed_versions & (1 << x) is nonzero.  If 'allowed_versions' is zero, then
 219  * OFPUTIL_DEFAULT_VERSIONS are allowed.
 220  *
 221  * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.  If successful,
 222  * stores a pointer to the new connection in '*vconnp', otherwise a null
 223  * pointer.  */
 224 int
 225 vconn_open(const char *name, uint32_t allowed_versions, uint8_t dscp,
 226            struct vconn **vconnp)
 227 {
 228     const struct vconn_class *class;
 229     struct vconn *vconn;
 230     char *suffix_copy;
 231     int error;
 232
 233     COVERAGE_INC(vconn_open);
 234     check_vconn_classes();
 235
 236     if (!allowed_versions) {
 237         allowed_versions = OFPUTIL_DEFAULT_VERSIONS;
 238     }
 239
 240     /* Look up the class. */
 241     error = vconn_lookup_class(name, &class);
 242     if (!class) {
 243         goto error;
 244     }
 245
 246     /* Call class's "open" function. */
 247     suffix_copy = xstrdup(strchr(name, ':') + 1);
 248     error = class->open(name, allowed_versions, suffix_copy, &vconn, dscp);
 249     free(suffix_copy);
 250     if (error) {
 251         goto error;
 252     }
 253
 254     /* Success. */
 255     ovs_assert(vconn->state != VCS_CONNECTING || vconn->class->connect);
 256     *vconnp = vconn;
 257     return 0;
 258
 259 error:
 260     *vconnp = NULL;
 261     return error;
 262 }
 263
 264 /* Allows 'vconn' to perform maintenance activities, such as flushing output
 265  * buffers. */
 266 void
 267 vconn_run(struct vconn *vconn)
 268 {
 269     if (vconn->state == VCS_CONNECTING ||
 270         vconn->state == VCS_SEND_HELLO ||
 271         vconn->state == VCS_RECV_HELLO) {
 272         vconn_connect(vconn);
 273     }
 274
 275     if (vconn->class->run) {
 276         (vconn->class->run)(vconn);
 277     }
 278 }
 279
 280 /* Arranges for the poll loop to wake up when 'vconn' needs to perform
 281  * maintenance activities. */
 282 void
 283 vconn_run_wait(struct vconn *vconn)
 284 {
 285     if (vconn->state == VCS_CONNECTING ||
 286         vconn->state == VCS_SEND_HELLO ||
 287         vconn->state == VCS_RECV_HELLO) {
 288         vconn_connect_wait(vconn);
 289     }
 290
 291     if (vconn->class->run_wait) {
 292         (vconn->class->run_wait)(vconn);
 293     }
 294 }
 295
 296 /* Returns 0 if 'vconn' is healthy (connecting or connected), a positive errno
 297  * value if the connection died abnormally (connection failed or aborted), or
 298  * EOF if the connection was closed in a normal way. */
 299 int
 300 vconn_get_status(const struct vconn *vconn)
 301 {
 302     return vconn->error == EAGAIN ? 0 : vconn->error;
 303 }
 304
 305 int
 306 vconn_open_block(const char *name, uint32_t allowed_versions, uint8_t dscp,
 307                  struct vconn **vconnp)
 308 {
 309     struct vconn *vconn;
 310     int error;
 311
 312     fatal_signal_run();
 313
 314     error = vconn_open(name, allowed_versions, dscp, &vconn);
 315     if (!error) {
 316         error = vconn_connect_block(vconn);
 317     }
 318
 319     if (error) {
 320         vconn_close(vconn);
 321         *vconnp = NULL;
 322     } else {
 323         *vconnp = vconn;
 324     }
 325     return error;
 326 }
 327
 328 /* Closes 'vconn'. */
 329 void
 330 vconn_close(struct vconn *vconn)
 331 {
 332     if (vconn != NULL) {
 333         char *name = vconn->name;
 334         (vconn->class->close)(vconn);
 335         free(name);
 336     }
 337 }
 338
 339 /* Returns the name of 'vconn', that is, the string passed to vconn_open(). */
 340 const char *
 341 vconn_get_name(const struct vconn *vconn)
 342 {
 343     return vconn->name;
 344 }
 345
 346 /* Returns the allowed_versions of 'vconn', that is,
 347  * the allowed_versions passed to vconn_open(). */
 348 uint32_t
 349 vconn_get_allowed_versions(const struct vconn *vconn)
 350 {
 351     return vconn->allowed_versions;
 352 }
 353
 354 /* Sets the allowed_versions of 'vconn', overriding
 355  * the allowed_versions passed to vconn_open(). */
 356 void
 357 vconn_set_allowed_versions(struct vconn *vconn, uint32_t allowed_versions)
 358 {
 359     vconn->allowed_versions = allowed_versions;
 360 }
 361
 362 /* Returns the OpenFlow version negotiated with the peer, or -1 if version
 363  * negotiation is not yet complete.
 364  *
 365  * A vconn that has successfully connected (that is, vconn_connect() or
 366  * vconn_send() or vconn_recv() has returned 0) always negotiated a version. */
 367 int
 368 vconn_get_version(const struct vconn *vconn)
 369 {
 370     return vconn->version ? vconn->version : -1;
 371 }
 372
 373 /* By default, a vconn accepts only OpenFlow messages whose version matches the
 374  * one negotiated for the connection.  A message received with a different
 375  * version is an error that causes the vconn to drop the connection.
 376  *
 377  * This functions allows 'vconn' to accept messages with any OpenFlow version.
 378  * This is useful in the special case where 'vconn' is used as an rconn
 379  * "monitor" connection (see rconn_add_monitor()), that is, where 'vconn' is
 380  * used as a target for mirroring OpenFlow messages for debugging and
 381  * troubleshooting.
 382  *
 383  * This function should be called after a successful vconn_open() or
 384  * pvconn_accept() but before the connection completes, that is, before
 385  * vconn_connect() returns success.  Otherwise, messages that arrive on 'vconn'
 386  * beforehand with an unexpected version will the vconn to drop the
 387  * connection. */
 388 void
 389 vconn_set_recv_any_version(struct vconn *vconn)
 390 {
 391     vconn->recv_any_version = true;
 392 }
 393
 394 static void
 395 vcs_connecting(struct vconn *vconn)
 396 {
 397     int retval = (vconn->class->connect)(vconn);
 398     ovs_assert(retval != EINPROGRESS);
 399     if (!retval) {
 400         vconn->state = VCS_SEND_HELLO;
 401     } else if (retval != EAGAIN) {
 402         vconn->state = VCS_DISCONNECTED;
 403         vconn->error = retval;
 404     }
 405 }
 406
 407 static void
 408 vcs_send_hello(struct vconn *vconn)
 409 {
 410     struct ofpbuf *b;
 411     int retval;
 412
 413     b = ofputil_encode_hello(vconn->allowed_versions);
 414     retval = do_send(vconn, b);
 415     if (!retval) {
 416         vconn->state = VCS_RECV_HELLO;
 417     } else {
 418         ofpbuf_delete(b);
 419         if (retval != EAGAIN) {
 420             vconn->state = VCS_DISCONNECTED;
 421             vconn->error = retval;
 422         }
 423     }
 424 }
 425
 426 static char *
 427 version_bitmap_to_string(uint32_t bitmap)
 428 {
 429     struct ds s;
 430
 431     ds_init(&s);
 432     if (!bitmap) {
 433         ds_put_cstr(&s, "no versions");
 434     } else if (is_pow2(bitmap)) {
 435         ds_put_cstr(&s, "version ");
 436         ofputil_format_version(&s, leftmost_1bit_idx(bitmap));
 437     } else if (is_pow2((bitmap >> 1) + 1)) {
 438         ds_put_cstr(&s, "version ");
 439         ofputil_format_version(&s, leftmost_1bit_idx(bitmap));
 440         ds_put_cstr(&s, " and earlier");
 441     } else {
 442         ds_put_cstr(&s, "versions ");
 443         ofputil_format_version_bitmap(&s, bitmap);
 444     }
 445     return ds_steal_cstr(&s);
 446 }
 447
 448 static void
 449 vcs_recv_hello(struct vconn *vconn)
 450 {
 451     struct ofpbuf *b;
 452     int retval;
 453
 454     retval = do_recv(vconn, &b);
 455     if (!retval) {
 456         enum ofptype type;
 457         enum ofperr error;
 458
 459         error = ofptype_decode(&type, ofpbuf_data(b));
 460         if (!error && type == OFPTYPE_HELLO) {
 461             char *peer_s, *local_s;
 462             uint32_t common_versions;
 463
 464             if (!ofputil_decode_hello(ofpbuf_data(b), &vconn->peer_versions)) {
 465                 struct ds msg = DS_EMPTY_INITIALIZER;
 466                 ds_put_format(&msg, "%s: unknown data in hello:\n",
 467                               vconn->name);
 468                 ds_put_hex_dump(&msg, ofpbuf_data(b), ofpbuf_size(b), 0, true);
 469                 VLOG_WARN_RL(&bad_ofmsg_rl, "%s", ds_cstr(&msg));
 470                 ds_destroy(&msg);
 471             }
 472
 473             local_s = version_bitmap_to_string(vconn->allowed_versions);
 474             peer_s = version_bitmap_to_string(vconn->peer_versions);
 475
 476             common_versions = vconn->peer_versions & vconn->allowed_versions;
 477             if (!common_versions) {
 478                 vconn->version = leftmost_1bit_idx(vconn->peer_versions);
 479                 VLOG_WARN_RL(&bad_ofmsg_rl,
 480                              "%s: version negotiation failed (we support "
 481                              "%s, peer supports %s)",
 482                              vconn->name, local_s, peer_s);
 483                 vconn->state = VCS_SEND_ERROR;
 484             } else {
 485                 vconn->version = leftmost_1bit_idx(common_versions);
 486                 VLOG_DBG("%s: negotiated OpenFlow version 0x%02x "
 487                          "(we support %s, peer supports %s)", vconn->name,
 488                          vconn->version, local_s, peer_s);
 489                 vconn->state = VCS_CONNECTED;
 490             }
 491
 492             free(local_s);
 493             free(peer_s);
 494
 495             ofpbuf_delete(b);
 496             return;
 497         } else {
 498             char *s = ofp_to_string(ofpbuf_data(b), ofpbuf_size(b), 1);
 499             VLOG_WARN_RL(&bad_ofmsg_rl,
 500                          "%s: received message while expecting hello: %s",
 501                          vconn->name, s);
 502             free(s);
 503             retval = EPROTO;
 504             ofpbuf_delete(b);
 505         }
 506     }
 507
 508     if (retval != EAGAIN) {
 509         vconn->state = VCS_DISCONNECTED;
 510         vconn->error = retval == EOF ? ECONNRESET : retval;
 511     }
 512 }
 513
 514 static void
 515 vcs_send_error(struct vconn *vconn)
 516 {
 517     struct ofpbuf *b;
 518     char s[128];
 519     int retval;
 520     char *local_s, *peer_s;
 521
 522     local_s = version_bitmap_to_string(vconn->allowed_versions);
 523     peer_s = version_bitmap_to_string(vconn->peer_versions);
 524     snprintf(s, sizeof s, "We support %s, you support %s, no common versions.",
 525              local_s, peer_s);
 526     free(peer_s);
 527     free(local_s);
 528
 529     b = ofperr_encode_hello(OFPERR_OFPHFC_INCOMPATIBLE, vconn->version, s);
 530     retval = do_send(vconn, b);
 531     if (retval) {
 532         ofpbuf_delete(b);
 533     }
 534     if (retval != EAGAIN) {
 535         vconn->state = VCS_DISCONNECTED;
 536         vconn->error = retval ? retval : EPROTO;
 537     }
 538 }
 539
 540 /* Tries to complete the connection on 'vconn'. If 'vconn''s connection is
 541  * complete, returns 0 if the connection was successful or a positive errno
 542  * value if it failed.  If the connection is still in progress, returns
 543  * EAGAIN. */
 544 int
 545 vconn_connect(struct vconn *vconn)
 546 {
 547     enum vconn_state last_state;
 548
 549     do {
 550         last_state = vconn->state;
 551         switch (vconn->state) {
 552         case VCS_CONNECTING:
 553             vcs_connecting(vconn);
 554             break;
 555
 556         case VCS_SEND_HELLO:
 557             vcs_send_hello(vconn);
 558             break;
 559
 560         case VCS_RECV_HELLO:
 561             vcs_recv_hello(vconn);
 562             break;
 563
 564         case VCS_CONNECTED:
 565             return 0;
 566
 567         case VCS_SEND_ERROR:
 568             vcs_send_error(vconn);
 569             break;
 570
 571         case VCS_DISCONNECTED:
 572             return vconn->error;
 573
 574         default:
 575             OVS_NOT_REACHED();
 576         }
 577     } while (vconn->state != last_state);
 578
 579     return EAGAIN;
 580 }
 581
 582 /* Tries to receive an OpenFlow message from 'vconn'.  If successful, stores
 583  * the received message into '*msgp' and returns 0.  The caller is responsible
 584  * for destroying the message with ofpbuf_delete().  On failure, returns a
 585  * positive errno value and stores a null pointer into '*msgp'.  On normal
 586  * connection close, returns EOF.
 587  *
 588  * vconn_recv will not block waiting for a packet to arrive.  If no packets
 589  * have been received, it returns EAGAIN immediately. */
 590 int
 591 vconn_recv(struct vconn *vconn, struct ofpbuf **msgp)
 592 {
 593     struct ofpbuf *msg;
 594     int retval;
 595
 596     retval = vconn_connect(vconn);
 597     if (!retval) {
 598         retval = do_recv(vconn, &msg);
 599     }
 600     if (!retval && !vconn->recv_any_version) {
 601         const struct ofp_header *oh = ofpbuf_data(msg);
 602         if (oh->version != vconn->version) {
 603             enum ofptype type;
 604
 605             if (ofptype_decode(&type, ofpbuf_data(msg))
 606                 || (type != OFPTYPE_HELLO &&
 607                     type != OFPTYPE_ERROR &&
 608                     type != OFPTYPE_ECHO_REQUEST &&
 609                     type != OFPTYPE_ECHO_REPLY)) {
 610                 struct ofpbuf *reply;
 611
 612                 VLOG_ERR_RL(&bad_ofmsg_rl, "%s: received OpenFlow version "
 613                             "0x%02"PRIx8" != expected %02x",
 614                             vconn->name, oh->version, vconn->version);
 615
 616                 /* Send a "bad version" reply, if we can. */
 617                 reply = ofperr_encode_reply(OFPERR_OFPBRC_BAD_VERSION, oh);
 618                 retval = vconn_send(vconn, reply);
 619                 if (retval) {
 620                     VLOG_INFO_RL(&bad_ofmsg_rl,
 621                                  "%s: failed to queue error reply (%s)",
 622                                  vconn->name, ovs_strerror(retval));
 623                     ofpbuf_delete(reply);
 624                 }
 625
 626                 /* Suppress the received message, as if it had not arrived. */
 627                 retval = EAGAIN;
 628                 ofpbuf_delete(msg);
 629             }
 630         }
 631     }
 632
 633     *msgp = retval ? NULL : msg;
 634     return retval;
 635 }
 636
 637 static int
 638 do_recv(struct vconn *vconn, struct ofpbuf **msgp)
 639 {
 640     int retval = (vconn->class->recv)(vconn, msgp);
 641     if (!retval) {
 642         COVERAGE_INC(vconn_received);
 643         if (VLOG_IS_DBG_ENABLED()) {
 644             char *s = ofp_to_string(ofpbuf_data(*msgp), ofpbuf_size(*msgp), 1);
 645             VLOG_DBG_RL(&ofmsg_rl, "%s: received: %s", vconn->name, s);
 646             free(s);
 647         }
 648     }
 649     return retval;
 650 }
 651
 652 /* Tries to queue 'msg' for transmission on 'vconn'.  If successful, returns 0,
 653  * in which case ownership of 'msg' is transferred to the vconn.  Success does
 654  * not guarantee that 'msg' has been or ever will be delivered to the peer,
 655  * only that it has been queued for transmission.
 656  *
 657  * Returns a positive errno value on failure, in which case the caller
 658  * retains ownership of 'msg'.
 659  *
 660  * vconn_send will not block.  If 'msg' cannot be immediately accepted for
 661  * transmission, it returns EAGAIN immediately. */
 662 int
 663 vconn_send(struct vconn *vconn, struct ofpbuf *msg)
 664 {
 665     int retval = vconn_connect(vconn);
 666     if (!retval) {
 667         retval = do_send(vconn, msg);
 668     }
 669     return retval;
 670 }
 671
 672 static int
 673 do_send(struct vconn *vconn, struct ofpbuf *msg)
 674 {
 675     int retval;
 676
 677     ovs_assert(ofpbuf_size(msg) >= sizeof(struct ofp_header));
 678
 679     ofpmsg_update_length(msg);
 680     if (!VLOG_IS_DBG_ENABLED()) {
 681         COVERAGE_INC(vconn_sent);
 682         retval = (vconn->class->send)(vconn, msg);
 683     } else {
 684         char *s = ofp_to_string(ofpbuf_data(msg), ofpbuf_size(msg), 1);
 685         retval = (vconn->class->send)(vconn, msg);
 686         if (retval != EAGAIN) {
 687             VLOG_DBG_RL(&ofmsg_rl, "%s: sent (%s): %s",
 688                         vconn->name, ovs_strerror(retval), s);
 689         }
 690         free(s);
 691     }
 692     return retval;
 693 }
 694
 695 /* Same as vconn_connect(), except that it waits until the connection on
 696  * 'vconn' completes or fails.  Thus, it will never return EAGAIN. */
 697 int
 698 vconn_connect_block(struct vconn *vconn)
 699 {
 700     int error;
 701
 702     while ((error = vconn_connect(vconn)) == EAGAIN) {
 703         vconn_run(vconn);
 704         vconn_run_wait(vconn);
 705         vconn_connect_wait(vconn);
 706         poll_block();
 707     }
 708     ovs_assert(error != EINPROGRESS);
 709
 710     return error;
 711 }
 712
 713 /* Same as vconn_send, except that it waits until 'msg' can be transmitted. */
 714 int
 715 vconn_send_block(struct vconn *vconn, struct ofpbuf *msg)
 716 {
 717     int retval;
 718
 719     fatal_signal_run();
 720
 721     while ((retval = vconn_send(vconn, msg)) == EAGAIN) {
 722         vconn_run(vconn);
 723         vconn_run_wait(vconn);
 724         vconn_send_wait(vconn);
 725         poll_block();
 726     }
 727     return retval;
 728 }
 729
 730 /* Same as vconn_recv, except that it waits until a message is received. */
 731 int
 732 vconn_recv_block(struct vconn *vconn, struct ofpbuf **msgp)
 733 {
 734     int retval;
 735
 736     fatal_signal_run();
 737
 738     while ((retval = vconn_recv(vconn, msgp)) == EAGAIN) {
 739         vconn_run(vconn);
 740         vconn_run_wait(vconn);
 741         vconn_recv_wait(vconn);
 742         poll_block();
 743     }
 744     return retval;
 745 }
 746
 747 /* Waits until a message with a transaction ID matching 'xid' is received on
 748  * 'vconn'.  Returns 0 if successful, in which case the reply is stored in
 749  * '*replyp' for the caller to examine and free.  Otherwise returns a positive
 750  * errno value, or EOF, and sets '*replyp' to null.
 751  *
 752  * 'request' is always destroyed, regardless of the return value. */
 753 int
 754 vconn_recv_xid(struct vconn *vconn, ovs_be32 xid, struct ofpbuf **replyp)
 755 {
 756     for (;;) {
 757         ovs_be32 recv_xid;
 758         struct ofpbuf *reply;
 759         int error;
 760
 761         error = vconn_recv_block(vconn, &reply);
 762         if (error) {
 763             *replyp = NULL;
 764             return error;
 765         }
 766         recv_xid = ((struct ofp_header *) ofpbuf_data(reply))->xid;
 767         if (xid == recv_xid) {
 768             *replyp = reply;
 769             return 0;
 770         }
 771
 772         VLOG_DBG_RL(&bad_ofmsg_rl, "%s: received reply with xid %08"PRIx32
 773                     " != expected %08"PRIx32,
 774                     vconn->name, ntohl(recv_xid), ntohl(xid));
 775         ofpbuf_delete(reply);
 776     }
 777 }
 778
 779 /* Sends 'request' to 'vconn' and blocks until it receives a reply with a
 780  * matching transaction ID.  Returns 0 if successful, in which case the reply
 781  * is stored in '*replyp' for the caller to examine and free.  Otherwise
 782  * returns a positive errno value, or EOF, and sets '*replyp' to null.
 783  *
 784  * 'request' should be an OpenFlow request that requires a reply.  Otherwise,
 785  * if there is no reply, this function can end up blocking forever (or until
 786  * the peer drops the connection).
 787  *
 788  * 'request' is always destroyed, regardless of the return value. */
 789 int
 790 vconn_transact(struct vconn *vconn, struct ofpbuf *request,
 791                struct ofpbuf **replyp)
 792 {
 793     ovs_be32 send_xid = ((struct ofp_header *) ofpbuf_data(request))->xid;
 794     int error;
 795
 796     *replyp = NULL;
 797     error = vconn_send_block(vconn, request);
 798     if (error) {
 799         ofpbuf_delete(request);
 800     }
 801     return error ? error : vconn_recv_xid(vconn, send_xid, replyp);
 802 }
 803
 804 /* Sends 'request' followed by a barrier request to 'vconn', then blocks until
 805  * it receives a reply to the barrier.  If successful, stores the reply to
 806  * 'request' in '*replyp', if one was received, and otherwise NULL, then
 807  * returns 0.  Otherwise returns a positive errno value, or EOF, and sets
 808  * '*replyp' to null.
 809  *
 810  * This function is useful for sending an OpenFlow request that doesn't
 811  * ordinarily include a reply but might report an error in special
 812  * circumstances.
 813  *
 814  * 'request' is always destroyed, regardless of the return value. */
 815 int
 816 vconn_transact_noreply(struct vconn *vconn, struct ofpbuf *request,
 817                        struct ofpbuf **replyp)
 818 {
 819     ovs_be32 request_xid;
 820     ovs_be32 barrier_xid;
 821     struct ofpbuf *barrier;
 822     int error;
 823
 824     *replyp = NULL;
 825
 826     /* Send request. */
 827     request_xid = ((struct ofp_header *) ofpbuf_data(request))->xid;
 828     error = vconn_send_block(vconn, request);
 829     if (error) {
 830         ofpbuf_delete(request);
 831         return error;
 832     }
 833
 834     /* Send barrier. */
 835     barrier = ofputil_encode_barrier_request(vconn_get_version(vconn));
 836     barrier_xid = ((struct ofp_header *) ofpbuf_data(barrier))->xid;
 837     error = vconn_send_block(vconn, barrier);
 838     if (error) {
 839         ofpbuf_delete(barrier);
 840         return error;
 841     }
 842
 843     for (;;) {
 844         struct ofpbuf *msg;
 845         ovs_be32 msg_xid;
 846         int error;
 847
 848         error = vconn_recv_block(vconn, &msg);
 849         if (error) {
 850             ofpbuf_delete(*replyp);
 851             *replyp = NULL;
 852             return error;
 853         }
 854
 855         msg_xid = ((struct ofp_header *) ofpbuf_data(msg))->xid;
 856         if (msg_xid == request_xid) {
 857             if (*replyp) {
 858                 VLOG_WARN_RL(&bad_ofmsg_rl, "%s: duplicate replies with "
 859                              "xid %08"PRIx32, vconn->name, ntohl(msg_xid));
 860                 ofpbuf_delete(*replyp);
 861             }
 862             *replyp = msg;
 863         } else {
 864             ofpbuf_delete(msg);
 865             if (msg_xid == barrier_xid) {
 866                 return 0;
 867             } else {
 868                 VLOG_DBG_RL(&bad_ofmsg_rl, "%s: reply with xid %08"PRIx32
 869                             " != expected %08"PRIx32" or %08"PRIx32,
 870                             vconn->name, ntohl(msg_xid),
 871                             ntohl(request_xid), ntohl(barrier_xid));
 872             }
 873         }
 874     }
 875 }
 876
 877 /* vconn_transact_noreply() for a list of "struct ofpbuf"s, sent one by one.
 878  * All of the requests on 'requests' are always destroyed, regardless of the
 879  * return value. */
 880 int
 881 vconn_transact_multiple_noreply(struct vconn *vconn, struct list *requests,
 882                                 struct ofpbuf **replyp)
 883 {
 884     struct ofpbuf *request, *next;
 885
 886     LIST_FOR_EACH_SAFE (request, next, list_node, requests) {
 887         int error;
 888
 889         list_remove(&request->list_node);
 890
 891         error = vconn_transact_noreply(vconn, request, replyp);
 892         if (error || *replyp) {
 893             ofpbuf_list_delete(requests);
 894             return error;
 895         }
 896     }
 897
 898     *replyp = NULL;
 899     return 0;
 900 }
 901
 902 void
 903 vconn_wait(struct vconn *vconn, enum vconn_wait_type wait)
 904 {
 905     ovs_assert(wait == WAIT_CONNECT || wait == WAIT_RECV || wait == WAIT_SEND);
 906
 907     switch (vconn->state) {
 908     case VCS_CONNECTING:
 909         wait = WAIT_CONNECT;
 910         break;
 911
 912     case VCS_SEND_HELLO:
 913     case VCS_SEND_ERROR:
 914         wait = WAIT_SEND;
 915         break;
 916
 917     case VCS_RECV_HELLO:
 918         wait = WAIT_RECV;
 919         break;
 920
 921     case VCS_CONNECTED:
 922         break;
 923
 924     case VCS_DISCONNECTED:
 925         poll_immediate_wake();
 926         return;
 927     }
 928     (vconn->class->wait)(vconn, wait);
 929 }
 930
 931 void
 932 vconn_connect_wait(struct vconn *vconn)
 933 {
 934     vconn_wait(vconn, WAIT_CONNECT);
 935 }
 936
 937 void
 938 vconn_recv_wait(struct vconn *vconn)
 939 {
 940     vconn_wait(vconn, WAIT_RECV);
 941 }
 942
 943 void
 944 vconn_send_wait(struct vconn *vconn)
 945 {
 946     vconn_wait(vconn, WAIT_SEND);
 947 }
 948
 949 /* Given 'name', a connection name in the form "TYPE:ARGS", stores the class
 950  * named "TYPE" into '*classp' and returns 0.  Returns EAFNOSUPPORT and stores
 951  * a null pointer into '*classp' if 'name' is in the wrong form or if no such
 952  * class exists. */
 953 static int
 954 pvconn_lookup_class(const char *name, const struct pvconn_class **classp)
 955 {
 956     size_t prefix_len;
 957
 958     prefix_len = strcspn(name, ":");
 959     if (name[prefix_len] != '\0') {
 960         size_t i;
 961
 962         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pvconn_classes); i++) {
 963             const struct pvconn_class *class = pvconn_classes[i];
 964             if (strlen(class->name) == prefix_len
 965                 && !memcmp(class->name, name, prefix_len)) {
 966                 *classp = class;
 967                 return 0;
 968             }
 969         }
 970     }
 971
 972     *classp = NULL;
 973     return EAFNOSUPPORT;
 974 }
 975
 976 /* Returns 0 if 'name' is a connection name in the form "TYPE:ARGS" and TYPE is
 977  * a supported connection type, otherwise EAFNOSUPPORT.  */
 978 int
 979 pvconn_verify_name(const char *name)
 980 {
 981     const struct pvconn_class *class;
 982     return pvconn_lookup_class(name, &class);
 983 }
 984
 985 /* Attempts to start listening for OpenFlow connections.  'name' is a
 986  * connection name in the form "TYPE:ARGS", where TYPE is an passive vconn
 987  * class's name and ARGS are vconn class-specific.
 988  *
 989  * vconns accepted by the pvconn will automatically negotiate an OpenFlow
 990  * protocol version acceptable to both peers on the connection.  The version
 991  * negotiated will be one of those in the 'allowed_versions' bitmap: version
 992  * 'x' is allowed if allowed_versions & (1 << x) is nonzero.  If
 993  * 'allowed_versions' is zero, then OFPUTIL_DEFAULT_VERSIONS are allowed.
 994  *
 995  * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.  If successful,
 996  * stores a pointer to the new connection in '*pvconnp', otherwise a null
 997  * pointer.  */
 998 int
 999 pvconn_open(const char *name, uint32_t allowed_versions, uint8_t dscp,
1000             struct pvconn **pvconnp)
1001 {
1002     const struct pvconn_class *class;
1003     struct pvconn *pvconn;
1004     char *suffix_copy;
1005     int error;
1006
1007     check_vconn_classes();
1008
1009     if (!allowed_versions) {
1010         allowed_versions = OFPUTIL_DEFAULT_VERSIONS;
1011     }
1012
1013     /* Look up the class. */
1014     error = pvconn_lookup_class(name, &class);
1015     if (!class) {
1016         goto error;
1017     }
1018
1019     /* Call class's "open" function. */
1020     suffix_copy = xstrdup(strchr(name, ':') + 1);
1021     error = class->listen(name, allowed_versions, suffix_copy, &pvconn, dscp);
1022     free(suffix_copy);
1023     if (error) {
1024         goto error;
1025     }
1026
1027     /* Success. */
1028     *pvconnp = pvconn;
1029     return 0;
1030
1031 error:
1032     *pvconnp = NULL;
1033     return error;
1034 }
1035
1036 /* Returns the name that was used to open 'pvconn'.  The caller must not
1037  * modify or free the name. */
1038 const char *
1039 pvconn_get_name(const struct pvconn *pvconn)
1040 {
1041     return pvconn->name;
1042 }
1043
1044 /* Closes 'pvconn'. */
1045 void
1046 pvconn_close(struct pvconn *pvconn)
1047 {
1048     if (pvconn != NULL) {
1049         char *name = pvconn->name;
1050         (pvconn->class->close)(pvconn);
1051         free(name);
1052     }
1053 }
1054
1055 /* Tries to accept a new connection on 'pvconn'.  If successful, stores the new
1056  * connection in '*new_vconn' and returns 0.  Otherwise, returns a positive
1057  * errno value.
1058  *
1059  * The new vconn will automatically negotiate an OpenFlow protocol version
1060  * acceptable to both peers on the connection.  The version negotiated will be
1061  * no lower than 'min_version' and no higher than 'max_version'.
1062  *
1063  * pvconn_accept() will not block waiting for a connection.  If no connection
1064  * is ready to be accepted, it returns EAGAIN immediately. */
1065 int
1066 pvconn_accept(struct pvconn *pvconn, struct vconn **new_vconn)
1067 {
1068     int retval = (pvconn->class->accept)(pvconn, new_vconn);
1069     if (retval) {
1070         *new_vconn = NULL;
1071     } else {
1072         ovs_assert((*new_vconn)->state != VCS_CONNECTING
1073                    || (*new_vconn)->class->connect);
1074     }
1075     return retval;
1076 }
1077
1078 void
1079 pvconn_wait(struct pvconn *pvconn)
1080 {
1081     (pvconn->class->wait)(pvconn);
1082 }
1083
1084 /* Initializes 'vconn' as a new vconn named 'name', implemented via 'class'.
1085  * The initial connection status, supplied as 'connect_status', is interpreted
1086  * as follows:
1087  *
1088  *      - 0: 'vconn' is connected.  Its 'send' and 'recv' functions may be
1089  *        called in the normal fashion.
1090  *
1091  *      - EAGAIN: 'vconn' is trying to complete a connection.  Its 'connect'
1092  *        function should be called to complete the connection.
1093  *
1094  *      - Other positive errno values indicate that the connection failed with
1095  *        the specified error.
1096  *
1097  * After calling this function, vconn_close() must be used to destroy 'vconn',
1098  * otherwise resources will be leaked.
1099  *
1100  * The caller retains ownership of 'name'. */
1101 void
1102 vconn_init(struct vconn *vconn, const struct vconn_class *class,
1103            int connect_status, const char *name, uint32_t allowed_versions)
1104 {
1105     memset(vconn, 0, sizeof *vconn);
1106     vconn->class = class;
1107     vconn->state = (connect_status == EAGAIN ? VCS_CONNECTING
1108                     : !connect_status ? VCS_SEND_HELLO
1109                     : VCS_DISCONNECTED);
1110     vconn->error = connect_status;
1111     vconn->allowed_versions = allowed_versions;
1112     vconn->name = xstrdup(name);
1113     ovs_assert(vconn->state != VCS_CONNECTING || class->connect);
1114 }
1115
1116 void
1117 pvconn_init(struct pvconn *pvconn, const struct pvconn_class *class,
1118             const char *name, uint32_t allowed_versions)
1119 {
1120     pvconn->class = class;
1121     pvconn->name = xstrdup(name);
1122     pvconn->allowed_versions = allowed_versions;
1123 }