vswitchd: Make the MAC entry aging time configurable.
[sliver-openvswitch.git] / ofproto / ofproto-provider.h
1 /*
2  * Copyright (c) 2009, 2010, 2011 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 #ifndef OFPROTO_OFPROTO_PROVIDER_H
18 #define OFPROTO_OFPROTO_PROVIDER_H 1
19
20 /* Definitions for use within ofproto. */
21
22 #include "ofproto/ofproto.h"
23 #include "cfm.h"
24 #include "classifier.h"
25 #include "list.h"
26 #include "shash.h"
27 #include "timeval.h"
28
29 struct ofputil_flow_mod;
30
31 /* An OpenFlow switch.
32  *
33  * With few exceptions, ofproto implementations may look at these fields but
34  * should not modify them. */
35 struct ofproto {
36     const struct ofproto_class *ofproto_class;
37     char *type;                 /* Datapath type. */
38     char *name;                 /* Datapath name. */
39     struct hmap_node hmap_node; /* In global 'all_ofprotos' hmap. */
40
41     /* Settings. */
42     uint64_t fallback_dpid;     /* Datapath ID if no better choice found. */
43     uint64_t datapath_id;       /* Datapath ID. */
44     unsigned flow_eviction_threshold; /* Threshold at which to begin flow
45                                        * table eviction. Only affects the
46                                        * ofproto-dpif implementation */
47     bool forward_bpdu;          /* Option to allow forwarding of BPDU frames
48                                  * when NORMAL action is invoked. */
49     char *mfr_desc;             /* Manufacturer. */
50     char *hw_desc;              /* Hardware. */
51     char *sw_desc;              /* Software version. */
52     char *serial_desc;          /* Serial number. */
53     char *dp_desc;              /* Datapath description. */
54     enum ofp_config_flags frag_handling; /* One of OFPC_*.  */
55
56     /* Datapath. */
57     struct hmap ports;          /* Contains "struct ofport"s. */
58     struct shash port_by_name;
59
60     /* Flow tables. */
61     struct classifier *tables;  /* Each classifier contains "struct rule"s. */
62     int n_tables;
63
64     /* OpenFlow connections. */
65     struct connmgr *connmgr;
66
67     /* Flow table operation tracking. */
68     int state;                  /* Internal state. */
69     struct list pending;        /* List of "struct ofopgroup"s. */
70     unsigned int n_pending;     /* list_size(&pending). */
71     struct hmap deletions;      /* All OFOPERATION_DELETE "ofoperation"s. */
72
73     /* Linux VLAN device support (e.g. "eth0.10" for VLAN 10.)
74      *
75      * This is deprecated.  It is only for compatibility with broken device
76      * drivers in old versions of Linux that do not properly support VLANs when
77      * VLAN devices are not used.  When broken device drivers are no longer in
78      * widespread use, we will delete these interfaces. */
79     unsigned long int *vlan_bitmap; /* 4096-bit bitmap of in-use VLANs. */
80     bool vlans_changed;             /* True if new VLANs are in use. */
81 };
82
83 struct ofproto *ofproto_lookup(const char *name);
84 struct ofport *ofproto_get_port(const struct ofproto *, uint16_t ofp_port);
85
86 /* Assigns CLS to each classifier table, in turn, in OFPROTO.
87  *
88  * All parameters are evaluated multiple times. */
89 #define OFPROTO_FOR_EACH_TABLE(CLS, OFPROTO)                \
90     for ((CLS) = (OFPROTO)->tables;                         \
91          (CLS) < &(OFPROTO)->tables[(OFPROTO)->n_tables];   \
92          (CLS)++)
93
94 /* An OpenFlow port within a "struct ofproto".
95  *
96  * With few exceptions, ofproto implementations may look at these fields but
97  * should not modify them. */
98 struct ofport {
99     struct ofproto *ofproto;    /* The ofproto that contains this port. */
100     struct hmap_node hmap_node; /* In struct ofproto's "ports" hmap. */
101     struct netdev *netdev;
102     struct ofp_phy_port opp;
103     uint16_t ofp_port;          /* OpenFlow port number. */
104     unsigned int change_seq;
105     int mtu;
106 };
107
108 void ofproto_port_set_state(struct ofport *, ovs_be32 state);
109
110 /* An OpenFlow flow within a "struct ofproto".
111  *
112  * With few exceptions, ofproto implementations may look at these fields but
113  * should not modify them. */
114 struct rule {
115     struct ofproto *ofproto;     /* The ofproto that contains this rule. */
116     struct list ofproto_node;    /* Owned by ofproto base code. */
117     struct cls_rule cr;          /* In owning ofproto's classifier. */
118
119     struct ofoperation *pending; /* Operation now in progress, if nonnull. */
120
121     ovs_be64 flow_cookie;        /* Controller-issued identifier. */
122
123     long long int created;       /* Creation time. */
124     long long int modified;      /* Time of last modification. */
125     uint16_t idle_timeout;       /* In seconds from time of last use. */
126     uint16_t hard_timeout;       /* In seconds from last modification. */
127     uint8_t table_id;            /* Index in ofproto's 'tables' array. */
128     bool send_flow_removed;      /* Send a flow removed message? */
129
130     union ofp_action *actions;   /* OpenFlow actions. */
131     int n_actions;               /* Number of elements in actions[]. */
132 };
133
134 static inline struct rule *
135 rule_from_cls_rule(const struct cls_rule *cls_rule)
136 {
137     return cls_rule ? CONTAINER_OF(cls_rule, struct rule, cr) : NULL;
138 }
139
140 void ofproto_rule_expire(struct rule *, uint8_t reason);
141 void ofproto_rule_destroy(struct rule *);
142
143 void ofoperation_complete(struct ofoperation *, int status);
144 struct rule *ofoperation_get_victim(struct ofoperation *);
145
146 /* ofproto class structure, to be defined by each ofproto implementation.
147  *
148  *
149  * Data Structures
150  * ===============
151  *
152  * These functions work primarily with three different kinds of data
153  * structures:
154  *
155  *   - "struct ofproto", which represents an OpenFlow switch.
156  *
157  *   - "struct ofport", which represents a port within an ofproto.
158  *
159  *   - "struct rule", which represents an OpenFlow flow within an ofproto.
160  *
161  * Each of these data structures contains all of the implementation-independent
162  * generic state for the respective concept, called the "base" state.  None of
163  * them contains any extra space for ofproto implementations to use.  Instead,
164  * each implementation is expected to declare its own data structure that
165  * contains an instance of the generic data structure plus additional
166  * implementation-specific members, called the "derived" state.  The
167  * implementation can use casts or (preferably) the CONTAINER_OF macro to
168  * obtain access to derived state given only a pointer to the embedded generic
169  * data structure.
170  *
171  *
172  * Life Cycle
173  * ==========
174  *
175  * Four stylized functions accompany each of these data structures:
176  *
177  *            "alloc"       "construct"       "destruct"       "dealloc"
178  *            ------------  ----------------  ---------------  --------------
179  *   ofproto  ->alloc       ->construct       ->destruct       ->dealloc
180  *   ofport   ->port_alloc  ->port_construct  ->port_destruct  ->port_dealloc
181  *   rule     ->rule_alloc  ->rule_construct  ->rule_destruct  ->rule_dealloc
182  *
183  * Any instance of a given data structure goes through the following life
184  * cycle:
185  *
186  *   1. The client calls the "alloc" function to obtain raw memory.  If "alloc"
187  *      fails, skip all the other steps.
188  *
189  *   2. The client initializes all of the data structure's base state.  If this
190  *      fails, skip to step 7.
191  *
192  *   3. The client calls the "construct" function.  The implementation
193  *      initializes derived state.  It may refer to the already-initialized
194  *      base state.  If "construct" fails, skip to step 6.
195  *
196  *   4. The data structure is now initialized and in use.
197  *
198  *   5. When the data structure is no longer needed, the client calls the
199  *      "destruct" function.  The implementation uninitializes derived state.
200  *      The base state has not been uninitialized yet, so the implementation
201  *      may still refer to it.
202  *
203  *   6. The client uninitializes all of the data structure's base state.
204  *
205  *   7. The client calls the "dealloc" to free the raw memory.  The
206  *      implementation must not refer to base or derived state in the data
207  *      structure, because it has already been uninitialized.
208  *
209  * Each "alloc" function allocates and returns a new instance of the respective
210  * data structure.  The "alloc" function is not given any information about the
211  * use of the new data structure, so it cannot perform much initialization.
212  * Its purpose is just to ensure that the new data structure has enough room
213  * for base and derived state.  It may return a null pointer if memory is not
214  * available, in which case none of the other functions is called.
215  *
216  * Each "construct" function initializes derived state in its respective data
217  * structure.  When "construct" is called, all of the base state has already
218  * been initialized, so the "construct" function may refer to it.  The
219  * "construct" function is allowed to fail, in which case the client calls the
220  * "dealloc" function (but not the "destruct" function).
221  *
222  * Each "destruct" function uninitializes and frees derived state in its
223  * respective data structure.  When "destruct" is called, the base state has
224  * not yet been uninitialized, so the "destruct" function may refer to it.  The
225  * "destruct" function is not allowed to fail.
226  *
227  * Each "dealloc" function frees raw memory that was allocated by the the
228  * "alloc" function.  The memory's base and derived members might not have ever
229  * been initialized (but if "construct" returned successfully, then it has been
230  * "destruct"ed already).  The "dealloc" function is not allowed to fail.
231  *
232  *
233  * Conventions
234  * ===========
235  *
236  * Most of these functions return 0 if they are successful or a positive error
237  * code on failure.  Depending on the function, valid error codes are either
238  * errno values or OpenFlow error codes constructed with ofp_mkerr().
239  *
240  * Most of these functions are expected to execute synchronously, that is, to
241  * block as necessary to obtain a result.  Thus, these functions may return
242  * EAGAIN (or EWOULDBLOCK or EINPROGRESS) only where the function descriptions
243  * explicitly say those errors are a possibility.  We may relax this
244  * requirement in the future if and when we encounter performance problems. */
245 struct ofproto_class {
246 /* ## ----------------- ## */
247 /* ## Factory Functions ## */
248 /* ## ----------------- ## */
249
250     /* Enumerates the types of all support ofproto types into 'types'.  The
251      * caller has already initialized 'types' and other ofproto classes might
252      * already have added names to it. */
253     void (*enumerate_types)(struct sset *types);
254
255     /* Enumerates the names of all existing datapath of the specified 'type'
256      * into 'names' 'all_dps'.  The caller has already initialized 'names' as
257      * an empty sset.
258      *
259      * 'type' is one of the types enumerated by ->enumerate_types().
260      *
261      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.
262      */
263     int (*enumerate_names)(const char *type, struct sset *names);
264
265     /* Deletes the datapath with the specified 'type' and 'name'.  The caller
266      * should have closed any open ofproto with this 'type' and 'name'; this
267      * function is allowed to fail if that is not the case.
268      *
269      * 'type' is one of the types enumerated by ->enumerate_types().
270      * 'name' is one of the names enumerated by ->enumerate_names() for 'type'.
271      *
272      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.
273      */
274     int (*del)(const char *type, const char *name);
275
276 /* ## --------------------------- ## */
277 /* ## Top-Level ofproto Functions ## */
278 /* ## --------------------------- ## */
279
280     /* Life-cycle functions for an "ofproto" (see "Life Cycle" above).
281      *
282      *
283      * Construction
284      * ============
285      *
286      * ->construct() should not modify any base members of the ofproto.  The
287      * client will initialize the ofproto's 'ports' and 'tables' members after
288      * construction is complete.
289      *
290      * When ->construct() is called, the client does not yet know how many flow
291      * tables the datapath supports, so ofproto->n_tables will be 0 and
292      * ofproto->tables will be NULL.  ->construct() should store the number of
293      * flow tables supported by the datapath (between 1 and 255, inclusive)
294      * into '*n_tables'.  After a successful return, the client will initialize
295      * the base 'n_tables' member to '*n_tables' and allocate and initialize
296      * the base 'tables' member as the specified number of empty flow tables.
297      * Each flow table will be initially empty, so ->construct() should delete
298      * flows from the underlying datapath, if necessary, rather than populating
299      * the tables.
300      *
301      * Only one ofproto instance needs to be supported for any given datapath.
302      * If a datapath is already open as part of one "ofproto", then another
303      * attempt to "construct" the same datapath as part of another ofproto is
304      * allowed to fail with an error.
305      *
306      * ->construct() returns 0 if successful, otherwise a positive errno
307      * value.
308      *
309      *
310      * Destruction
311      * ===========
312      *
313      * If 'ofproto' has any pending asynchronous operations, ->destruct()
314      * must complete all of them by calling ofoperation_complete().
315      *
316      * ->destruct() must also destroy all remaining rules in the ofproto's
317      * tables, by passing each remaining rule to ofproto_rule_destroy().  The
318      * client will destroy the flow tables themselves after ->destruct()
319      * returns.
320      */
321     struct ofproto *(*alloc)(void);
322     int (*construct)(struct ofproto *ofproto, int *n_tables);
323     void (*destruct)(struct ofproto *ofproto);
324     void (*dealloc)(struct ofproto *ofproto);
325
326     /* Performs any periodic activity required by 'ofproto'.  It should:
327      *
328      *   - Call connmgr_send_packet_in() for each received packet that missed
329      *     in the OpenFlow flow table or that had a OFPP_CONTROLLER output
330      *     action.
331      *
332      *   - Call ofproto_rule_expire() for each OpenFlow flow that has reached
333      *     its hard_timeout or idle_timeout, to expire the flow.
334      *
335      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
336     int (*run)(struct ofproto *ofproto);
337
338     /* Performs periodic activity required by 'ofproto' that needs to be done
339      * with the least possible latency.
340      *
341      * This is run multiple times per main loop.  An ofproto provider may
342      * implement it or not, according to whether it provides a performance
343      * boost for that ofproto implementation. */
344     int (*run_fast)(struct ofproto *ofproto);
345
346     /* Causes the poll loop to wake up when 'ofproto''s 'run' function needs to
347      * be called, e.g. by calling the timer or fd waiting functions in
348      * poll-loop.h.  */
349     void (*wait)(struct ofproto *ofproto);
350
351     /* Every "struct rule" in 'ofproto' is about to be deleted, one by one.
352      * This function may prepare for that, for example by clearing state in
353      * advance.  It should *not* actually delete any "struct rule"s from
354      * 'ofproto', only prepare for it.
355      *
356      * This function is optional; it's really just for optimization in case
357      * it's cheaper to delete all the flows from your hardware in a single pass
358      * than to do it one by one. */
359     void (*flush)(struct ofproto *ofproto);
360
361     /* Helper for the OpenFlow OFPT_FEATURES_REQUEST request.
362      *
363      * The implementation should store true in '*arp_match_ip' if the switch
364      * supports matching IP addresses inside ARP requests and replies, false
365      * otherwise.
366      *
367      * The implementation should store in '*actions' a bitmap of the supported
368      * OpenFlow actions: the bit with value (1 << n) should be set to 1 if the
369      * implementation supports the action with value 'n', and to 0 otherwise.
370      * For example, if the implementation supports the OFPAT_OUTPUT and
371      * OFPAT_ENQUEUE actions, but no others, it would set '*actions' to (1 <<
372      * OFPAT_OUTPUT) | (1 << OFPAT_ENQUEUE).  Vendor actions are not included
373      * in '*actions'. */
374     void (*get_features)(struct ofproto *ofproto,
375                          bool *arp_match_ip, uint32_t *actions);
376
377     /* Helper for the OpenFlow OFPST_TABLE statistics request.
378      *
379      * The 'ots' array contains 'ofproto->n_tables' elements.  Each element is
380      * initialized as:
381      *
382      *   - 'table_id' to the array index.
383      *
384      *   - 'name' to "table#" where # is the table ID.
385      *
386      *   - 'wildcards' to OFPFW_ALL.
387      *
388      *   - 'max_entries' to 1,000,000.
389      *
390      *   - 'active_count' to the classifier_count() for the table.
391      *
392      *   - 'lookup_count' and 'matched_count' to 0.
393      *
394      * The implementation should update any members in each element for which
395      * it has better values:
396      *
397      *   - 'name' to a more meaningful name.
398      *
399      *   - 'wildcards' to the set of wildcards actually supported by the table
400      *     (if it doesn't support all OpenFlow wildcards).
401      *
402      *   - 'max_entries' to the maximum number of flows actually supported by
403      *     the hardware.
404      *
405      *   - 'lookup_count' to the number of packets looked up in this flow table
406      *     so far.
407      *
408      *   - 'matched_count' to the number of packets looked up in this flow
409      *     table so far that matched one of the flow entries.
410      *
411      * Keep in mind that all of the members of struct ofp_table_stats are in
412      * network byte order.
413      */
414     void (*get_tables)(struct ofproto *ofproto, struct ofp_table_stats *ots);
415
416 /* ## ---------------- ## */
417 /* ## ofport Functions ## */
418 /* ## ---------------- ## */
419
420     /* Life-cycle functions for a "struct ofport" (see "Life Cycle" above).
421      *
422      * ->port_construct() should not modify any base members of the ofport.
423      *
424      * ofports are managed by the base ofproto code.  The ofproto
425      * implementation should only create and destroy them in response to calls
426      * to these functions.  The base ofproto code will create and destroy
427      * ofports in the following situations:
428      *
429      *   - Just after the ->construct() function is called, the base ofproto
430      *     iterates over all of the implementation's ports, using
431      *     ->port_dump_start() and related functions, and constructs an ofport
432      *     for each dumped port.
433      *
434      *   - If ->port_poll() reports that a specific port has changed, then the
435      *     base ofproto will query that port with ->port_query_by_name() and
436      *     construct or destruct ofports as necessary to reflect the updated
437      *     set of ports.
438      *
439      *   - If ->port_poll() returns ENOBUFS to report an unspecified port set
440      *     change, then the base ofproto will iterate over all of the
441      *     implementation's ports, in the same way as at ofproto
442      *     initialization, and construct and destruct ofports to reflect all of
443      *     the changes.
444      *
445      * ->port_construct() returns 0 if successful, otherwise a positive errno
446      * value.
447      */
448     struct ofport *(*port_alloc)(void);
449     int (*port_construct)(struct ofport *ofport);
450     void (*port_destruct)(struct ofport *ofport);
451     void (*port_dealloc)(struct ofport *ofport);
452
453     /* Called after 'ofport->netdev' is replaced by a new netdev object.  If
454      * the ofproto implementation uses the ofport's netdev internally, then it
455      * should switch to using the new one.  The old one has been closed.
456      *
457      * An ofproto implementation that doesn't need to do anything in this
458      * function may use a null pointer. */
459     void (*port_modified)(struct ofport *ofport);
460
461     /* Called after an OpenFlow OFPT_PORT_MOD request changes a port's
462      * configuration.  'ofport->opp.config' contains the new configuration.
463      * 'old_config' contains the previous configuration.
464      *
465      * The caller implements OFPPC_PORT_DOWN using netdev functions to turn
466      * NETDEV_UP on and off, so this function doesn't have to do anything for
467      * that bit (and it won't be called if that is the only bit that
468      * changes). */
469     void (*port_reconfigured)(struct ofport *ofport, ovs_be32 old_config);
470
471     /* Looks up a port named 'devname' in 'ofproto'.  On success, initializes
472      * '*port' appropriately.
473      *
474      * The caller owns the data in 'port' and must free it with
475      * ofproto_port_destroy() when it is no longer needed. */
476     int (*port_query_by_name)(const struct ofproto *ofproto,
477                               const char *devname, struct ofproto_port *port);
478
479     /* Attempts to add 'netdev' as a port on 'ofproto'.  Returns 0 if
480      * successful, otherwise a positive errno value.  If successful, sets
481      * '*ofp_portp' to the new port's port number.
482      *
483      * It doesn't matter whether the new port will be returned by a later call
484      * to ->port_poll(); the implementation may do whatever is more
485      * convenient. */
486     int (*port_add)(struct ofproto *ofproto, struct netdev *netdev,
487                     uint16_t *ofp_portp);
488
489     /* Deletes port number 'ofp_port' from the datapath for 'ofproto'.  Returns
490      * 0 if successful, otherwise a positive errno value.
491      *
492      * It doesn't matter whether the new port will be returned by a later call
493      * to ->port_poll(); the implementation may do whatever is more
494      * convenient. */
495     int (*port_del)(struct ofproto *ofproto, uint16_t ofp_port);
496
497     /* Port iteration functions.
498      *
499      * The client might not be entirely in control of the ports within an
500      * ofproto.  Some hardware implementations, for example, might have a fixed
501      * set of ports in a datapath, and the Linux datapath allows the system
502      * administrator to externally add and remove ports with ovs-dpctl.  For
503      * this reason, the client needs a way to iterate through all the ports
504      * that are actually in a datapath.  These functions provide that
505      * functionality.
506      *
507      * The 'state' pointer provides the implementation a place to
508      * keep track of its position.  Its format is opaque to the caller.
509      *
510      * The ofproto provider retains ownership of the data that it stores into
511      * ->port_dump_next()'s 'port' argument.  The data must remain valid until
512      * at least the next call to ->port_dump_next() or ->port_dump_done() for
513      * 'state'.  The caller will not modify or free it.
514      *
515      * Details
516      * =======
517      *
518      * ->port_dump_start() attempts to begin dumping the ports in 'ofproto'.
519      * On success, it should return 0 and initialize '*statep' with any data
520      * needed for iteration.  On failure, returns a positive errno value, and
521      * the client will not call ->port_dump_next() or ->port_dump_done().
522      *
523      * ->port_dump_next() attempts to retrieve another port from 'ofproto' for
524      * 'state'.  If there is another port, it should store the port's
525      * information into 'port' and return 0.  It should return EOF if all ports
526      * have already been iterated.  Otherwise, on error, it should return a
527      * positive errno value.  This function will not be called again once it
528      * returns nonzero once for a given iteration (but the 'port_dump_done'
529      * function will be called afterward).
530      *
531      * ->port_dump_done() allows the implementation to release resources used
532      * for iteration.  The caller might decide to stop iteration in the middle
533      * by calling this function before ->port_dump_next() returns nonzero.
534      *
535      * Usage Example
536      * =============
537      *
538      * int error;
539      * void *state;
540      *
541      * error = ofproto->ofproto_class->port_dump_start(ofproto, &state);
542      * if (!error) {
543      *     for (;;) {
544      *         struct ofproto_port port;
545      *
546      *         error = ofproto->ofproto_class->port_dump_next(
547      *                     ofproto, state, &port);
548      *         if (error) {
549      *             break;
550      *         }
551      *         // Do something with 'port' here (without modifying or freeing
552      *         // any of its data).
553      *     }
554      *     ofproto->ofproto_class->port_dump_done(ofproto, state);
555      * }
556      * // 'error' is now EOF (success) or a positive errno value (failure).
557      */
558     int (*port_dump_start)(const struct ofproto *ofproto, void **statep);
559     int (*port_dump_next)(const struct ofproto *ofproto, void *state,
560                           struct ofproto_port *port);
561     int (*port_dump_done)(const struct ofproto *ofproto, void *state);
562
563     /* Polls for changes in the set of ports in 'ofproto'.  If the set of ports
564      * in 'ofproto' has changed, then this function should do one of the
565      * following:
566      *
567      * - Preferably: store the name of the device that was added to or deleted
568      *   from 'ofproto' in '*devnamep' and return 0.  The caller is responsible
569      *   for freeing '*devnamep' (with free()) when it no longer needs it.
570      *
571      * - Alternatively: return ENOBUFS, without indicating the device that was
572      *   added or deleted.
573      *
574      * Occasional 'false positives', in which the function returns 0 while
575      * indicating a device that was not actually added or deleted or returns
576      * ENOBUFS without any change, are acceptable.
577      *
578      * The purpose of 'port_poll' is to let 'ofproto' know about changes made
579      * externally to the 'ofproto' object, e.g. by a system administrator via
580      * ovs-dpctl.  Therefore, it's OK, and even preferable, for port_poll() to
581      * not report changes made through calls to 'port_add' or 'port_del' on the
582      * same 'ofproto' object.  (But it's OK for it to report them too, just
583      * slightly less efficient.)
584      *
585      * If the set of ports in 'ofproto' has not changed, returns EAGAIN.  May
586      * also return other positive errno values to indicate that something has
587      * gone wrong.
588      *
589      * If the set of ports in a datapath is fixed, or if the only way that the
590      * set of ports in a datapath can change is through ->port_add() and
591      * ->port_del(), then this function may be a null pointer.
592      */
593     int (*port_poll)(const struct ofproto *ofproto, char **devnamep);
594
595     /* Arranges for the poll loop to wake up when ->port_poll() will return a
596      * value other than EAGAIN.
597      *
598      * If the set of ports in a datapath is fixed, or if the only way that the
599      * set of ports in a datapath can change is through ->port_add() and
600      * ->port_del(), or if the poll loop will always wake up anyway when
601      * ->port_poll() will return a value other than EAGAIN, then this function
602      * may be a null pointer.
603      */
604     void (*port_poll_wait)(const struct ofproto *ofproto);
605
606     /* Checks the status of LACP negotiation for 'port'.  Returns 1 if LACP
607      * partner information for 'port' is up-to-date, 0 if LACP partner
608      * information is not current (generally indicating a connectivity
609      * problem), or -1 if LACP is not enabled on 'port'.
610      *
611      * This function may be a null pointer if the ofproto implementation does
612      * not support LACP. */
613     int (*port_is_lacp_current)(const struct ofport *port);
614
615 /* ## ----------------------- ## */
616 /* ## OpenFlow Rule Functions ## */
617 /* ## ----------------------- ## */
618
619
620
621     /* Chooses an appropriate table for 'cls_rule' within 'ofproto'.  On
622      * success, stores the table ID into '*table_idp' and returns 0.  On
623      * failure, returns an OpenFlow error code (as returned by ofp_mkerr()).
624      *
625      * The choice of table should be a function of 'cls_rule' and 'ofproto''s
626      * datapath capabilities.  It should not depend on the flows already in
627      * 'ofproto''s flow tables.  Failure implies that an OpenFlow rule with
628      * 'cls_rule' as its matching condition can never be inserted into
629      * 'ofproto', even starting from an empty flow table.
630      *
631      * If multiple tables are candidates for inserting the flow, the function
632      * should choose one arbitrarily (but deterministically).
633      *
634      * If this function is NULL then table 0 is always chosen. */
635     int (*rule_choose_table)(const struct ofproto *ofproto,
636                              const struct cls_rule *cls_rule,
637                              uint8_t *table_idp);
638
639     /* Life-cycle functions for a "struct rule" (see "Life Cycle" above).
640      *
641      *
642      * Asynchronous Operation Support
643      * ==============================
644      *
645      * The life-cycle operations on rules can operate asynchronously, meaning
646      * that ->rule_construct() and ->rule_destruct() only need to initiate
647      * their respective operations and do not need to wait for them to complete
648      * before they return.  ->rule_modify_actions() also operates
649      * asynchronously.
650      *
651      * An ofproto implementation reports the success or failure of an
652      * asynchronous operation on a rule using the rule's 'pending' member,
653      * which points to a opaque "struct ofoperation" that represents the
654      * ongoing opreation.  When the operation completes, the ofproto
655      * implementation calls ofoperation_complete(), passing the ofoperation and
656      * an error indication.
657      *
658      * Only the following contexts may call ofoperation_complete():
659      *
660      *   - The function called to initiate the operation,
661      *     e.g. ->rule_construct() or ->rule_destruct().  This is the best
662      *     choice if the operation completes quickly.
663      *
664      *   - The implementation's ->run() function.
665      *
666      *   - The implementation's ->destruct() function.
667      *
668      * The ofproto base code updates the flow table optimistically, assuming
669      * that the operation will probably succeed:
670      *
671      *   - ofproto adds or replaces the rule in the flow table before calling
672      *     ->rule_construct().
673      *
674      *   - ofproto updates the rule's actions before calling
675      *     ->rule_modify_actions().
676      *
677      *   - ofproto removes the rule before calling ->rule_destruct().
678      *
679      * With one exception, when an asynchronous operation completes with an
680      * error, ofoperation_complete() backs out the already applied changes:
681      *
682      *   - If adding or replacing a rule in the flow table fails, ofproto
683      *     removes the new rule or restores the original rule.
684      *
685      *   - If modifying a rule's actions fails, ofproto restores the original
686      *     actions.
687      *
688      *   - Removing a rule is not allowed to fail.  It must always succeed.
689      *
690      * The ofproto base code serializes operations: if any operation is in
691      * progress on a given rule, ofproto postpones initiating any new operation
692      * on that rule until the pending operation completes.  Therefore, every
693      * operation must eventually complete through a call to
694      * ofoperation_complete() to avoid delaying new operations indefinitely
695      * (including any OpenFlow request that affects the rule in question, even
696      * just to query its statistics).
697      *
698      *
699      * Construction
700      * ============
701      *
702      * When ->rule_construct() is called, the caller has already inserted
703      * 'rule' into 'rule->ofproto''s flow table numbered 'rule->table_id'.
704      * There are two cases:
705      *
706      *   - 'rule' is a new rule in its flow table.  In this case,
707      *     ofoperation_get_victim(rule) returns NULL.
708      *
709      *   - 'rule' is replacing an existing rule in its flow table that had the
710      *     same matching criteria and priority.  In this case,
711      *     ofoperation_get_victim(rule) returns the rule being replaced (the
712      *     "victim" rule).
713      *
714      * ->rule_construct() should set the following in motion:
715      *
716      *   - Validate that the matching rule in 'rule->cr' is supported by the
717      *     datapath.  For example, if the rule's table does not support
718      *     registers, then it is an error if 'rule->cr' does not wildcard all
719      *     registers.
720      *
721      *   - Validate that 'rule->actions' and 'rule->n_actions' are well-formed
722      *     OpenFlow actions that the datapath can correctly implement.  The
723      *     validate_actions() function (in ofp-util.c) can be useful as a model
724      *     for action validation, but it accepts all of the OpenFlow actions
725      *     that OVS understands.  If your ofproto implementation only
726      *     implements a subset of those, then you should implement your own
727      *     action validation.
728      *
729      *   - If the rule is valid, update the datapath flow table, adding the new
730      *     rule or replacing the existing one.
731      *
732      *   - If 'rule' is replacing an existing rule, uninitialize any derived
733      *     state for the victim rule, as in step 5 in the "Life Cycle"
734      *     described above.
735      *
736      * (On failure, the ofproto code will roll back the insertion from the flow
737      * table, either removing 'rule' or replacing it by the victim rule if
738      * there is one.)
739      *
740      * ->rule_construct() must act in one of the following ways:
741      *
742      *   - If it succeeds, it must call ofoperation_complete() and return 0.
743      *
744      *   - If it fails, it must act in one of the following ways:
745      *
746      *       * Call ofoperation_complete() and return 0.
747      *
748      *       * Return an OpenFlow error code (as returned by ofp_mkerr()).  (Do
749      *         not call ofoperation_complete() in this case.)
750      *
751      *     Either way, ->rule_destruct() will not be called for 'rule', but
752      *     ->rule_dealloc() will be.
753      *
754      *   - If the operation is only partially complete, then it must return 0.
755      *     Later, when the operation is complete, the ->run() or ->destruct()
756      *     function must call ofoperation_complete() to report success or
757      *     failure.
758      *
759      * ->rule_construct() should not modify any base members of struct rule.
760      *
761      *
762      * Destruction
763      * ===========
764      *
765      * When ->rule_destruct() is called, the caller has already removed 'rule'
766      * from 'rule->ofproto''s flow table.  ->rule_destruct() should set in
767      * motion removing 'rule' from the datapath flow table.  If removal
768      * completes synchronously, it should call ofoperation_complete().
769      * Otherwise, the ->run() or ->destruct() function must later call
770      * ofoperation_complete() after the operation completes.
771      *
772      * Rule destruction must not fail. */
773     struct rule *(*rule_alloc)(void);
774     int (*rule_construct)(struct rule *rule);
775     void (*rule_destruct)(struct rule *rule);
776     void (*rule_dealloc)(struct rule *rule);
777
778     /* Obtains statistics for 'rule', storing the number of packets that have
779      * matched it in '*packet_count' and the number of bytes in those packets
780      * in '*byte_count'.  UINT64_MAX indicates that the packet count or byte
781      * count is unknown. */
782     void (*rule_get_stats)(struct rule *rule, uint64_t *packet_count,
783                            uint64_t *byte_count);
784
785     /* Applies the actions in 'rule' to 'packet'.  (This implements sending
786      * buffered packets for OpenFlow OFPT_FLOW_MOD commands.)
787      *
788      * Takes ownership of 'packet' (so it should eventually free it, with
789      * ofpbuf_delete()).
790      *
791      * 'flow' reflects the flow information for 'packet'.  All of the
792      * information in 'flow' is extracted from 'packet', except for
793      * flow->tun_id and flow->in_port, which are assigned the correct values
794      * for the incoming packet.  The register values are zeroed.
795      *
796      * The statistics for 'packet' should be included in 'rule'.
797      *
798      * Returns 0 if successful, otherwise an OpenFlow error code (as returned
799      * by ofp_mkerr()). */
800     int (*rule_execute)(struct rule *rule, const struct flow *flow,
801                         struct ofpbuf *packet);
802
803     /* When ->rule_modify_actions() is called, the caller has already replaced
804      * the OpenFlow actions in 'rule' by a new set.  (The original actions are
805      * in rule->pending->actions.)
806      *
807      * ->rule_modify_actions() should set the following in motion:
808      *
809      *   - Validate that the actions now in 'rule' are well-formed OpenFlow
810      *     actions that the datapath can correctly implement.
811      *
812      *   - Update the datapath flow table with the new actions.
813      *
814      * If the operation synchronously completes, ->rule_modify_actions() may
815      * call ofoperation_complete() before it returns.  Otherwise, ->run()
816      * should call ofoperation_complete() later, after the operation does
817      * complete.
818      *
819      * If the operation fails, then the base ofproto code will restore the
820      * original 'actions' and 'n_actions' of 'rule'.
821      *
822      * ->rule_modify_actions() should not modify any base members of struct
823      * rule. */
824     void (*rule_modify_actions)(struct rule *rule);
825
826     /* Changes the OpenFlow IP fragment handling policy to 'frag_handling',
827      * which takes one of the following values, with the corresponding
828      * meanings:
829      *
830      *  - OFPC_FRAG_NORMAL: The switch should treat IP fragments the same way
831      *    as other packets, omitting TCP and UDP port numbers (always setting
832      *    them to 0).
833      *
834      *  - OFPC_FRAG_DROP: The switch should drop all IP fragments without
835      *    passing them through the flow table.
836      *
837      *  - OFPC_FRAG_REASM: The switch should reassemble IP fragments before
838      *    passing packets through the flow table.
839      *
840      *  - OFPC_FRAG_NX_MATCH (a Nicira extension): Similar to OFPC_FRAG_NORMAL,
841      *    except that TCP and UDP port numbers should be included in fragments
842      *    with offset 0.
843      *
844      * Implementations are not required to support every mode.
845      * OFPC_FRAG_NORMAL is the default mode when an ofproto is created.
846      *
847      * At the time of the call to ->set_frag_handling(), the current mode is
848      * available in 'ofproto->frag_handling'.  ->set_frag_handling() returns
849      * true if the requested mode was set, false if it is not supported.
850      *
851      * Upon successful return, the caller changes 'ofproto->frag_handling' to
852      * reflect the new mode.
853      */
854     bool (*set_frag_handling)(struct ofproto *ofproto,
855                               enum ofp_config_flags frag_handling);
856
857     /* Implements the OpenFlow OFPT_PACKET_OUT command.  The datapath should
858      * execute the 'n_actions' in the 'actions' array on 'packet'.
859      *
860      * The caller retains ownership of 'packet', so ->packet_out() should not
861      * modify or free it.
862      *
863      * This function must validate that the 'n_actions' elements in 'actions'
864      * are well-formed OpenFlow actions that can be correctly implemented by
865      * the datapath.  If not, then it should return an OpenFlow error code (as
866      * returned by ofp_mkerr()).
867      *
868      * 'flow' reflects the flow information for 'packet'.  All of the
869      * information in 'flow' is extracted from 'packet', except for
870      * flow->in_port, which is taken from the OFPT_PACKET_OUT message.
871      * flow->tun_id and its register values are zeroed.
872      *
873      * 'packet' is not matched against the OpenFlow flow table, so its
874      * statistics should not be included in OpenFlow flow statistics.
875      *
876      * Returns 0 if successful, otherwise an OpenFlow error code (as returned
877      * by ofp_mkerr()). */
878     int (*packet_out)(struct ofproto *ofproto, struct ofpbuf *packet,
879                       const struct flow *flow,
880                       const union ofp_action *actions,
881                       size_t n_actions);
882
883 /* ## ------------------------- ## */
884 /* ## OFPP_NORMAL configuration ## */
885 /* ## ------------------------- ## */
886
887     /* Configures NetFlow on 'ofproto' according to the options in
888      * 'netflow_options', or turns off NetFlow if 'netflow_options' is NULL.
889      *
890      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that 'ofproto' does not support
891      * NetFlow, as does a null pointer. */
892     int (*set_netflow)(struct ofproto *ofproto,
893                        const struct netflow_options *netflow_options);
894
895     void (*get_netflow_ids)(const struct ofproto *ofproto,
896                             uint8_t *engine_type, uint8_t *engine_id);
897
898     /* Configures sFlow on 'ofproto' according to the options in
899      * 'sflow_options', or turns off sFlow if 'sflow_options' is NULL.
900      *
901      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that 'ofproto' does not support
902      * sFlow, as does a null pointer. */
903     int (*set_sflow)(struct ofproto *ofproto,
904                      const struct ofproto_sflow_options *sflow_options);
905
906     /* Configures connectivity fault management on 'ofport'.
907      *
908      * If 'cfm_settings' is nonnull, configures CFM according to its members.
909      *
910      * If 'cfm_settings' is null, removes any connectivity fault management
911      * configuration from 'ofport'.
912      *
913      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
914      * support CFM, as does a null pointer. */
915     int (*set_cfm)(struct ofport *ofport, const struct cfm_settings *s);
916
917     /* Checks the fault status of CFM configured on 'ofport'.  Returns 1 if CFM
918      * is faulted (generally indicating a connectivity problem), 0 if CFM is
919      * not faulted, or -1 if CFM is not enabled on 'port'
920      *
921      * This function may be a null pointer if the ofproto implementation does
922      * not support CFM. */
923     int (*get_cfm_fault)(const struct ofport *ofport);
924
925     /* Gets the MPIDs of the remote maintenance points broadcasting to
926      * 'ofport'.  Populates 'rmps' with a provider owned array of MPIDs, and
927      * 'n_rmps' with the number of MPIDs in 'rmps'. Returns a number less than
928      * 0 if CFM is not enabled of 'ofport'.
929      *
930      * This function may be a null pointer if the ofproto implementation does
931      * not support CFM. */
932     int (*get_cfm_remote_mpids)(const struct ofport *ofport,
933                                 const uint64_t **rmps, size_t *n_rmps);
934
935     /* Configures spanning tree protocol (STP) on 'ofproto' using the
936      * settings defined in 's'.
937      *
938      * If 's' is nonnull, configures STP according to its members.
939      *
940      * If 's' is null, removes any STP configuration from 'ofproto'.
941      *
942      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
943      * support STP, as does a null pointer. */
944     int (*set_stp)(struct ofproto *ofproto,
945                    const struct ofproto_stp_settings *s);
946
947     /* Retrieves state of spanning tree protocol (STP) on 'ofproto'.
948      *
949      * Stores STP state for 'ofproto' in 's'.  If the 'enabled' member
950      * is false, the other member values are not meaningful.
951      *
952      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
953      * support STP, as does a null pointer. */
954     int (*get_stp_status)(struct ofproto *ofproto,
955                           struct ofproto_stp_status *s);
956
957     /* Configures spanning tree protocol (STP) on 'ofport' using the
958      * settings defined in 's'.
959      *
960      * If 's' is nonnull, configures STP according to its members.  The
961      * caller is responsible for assigning STP port numbers (using the
962      * 'port_num' member in the range of 1 through 255, inclusive) and
963      * ensuring there are no duplicates.
964      *
965      * If 's' is null, removes any STP configuration from 'ofport'.
966      *
967      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
968      * support STP, as does a null pointer. */
969     int (*set_stp_port)(struct ofport *ofport,
970                         const struct ofproto_port_stp_settings *s);
971
972     /* Retrieves spanning tree protocol (STP) port status of 'ofport'.
973      *
974      * Stores STP state for 'ofport' in 's'.  If the 'enabled' member is
975      * false, the other member values are not meaningful.
976      *
977      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
978      * support STP, as does a null pointer. */
979     int (*get_stp_port_status)(struct ofport *ofport,
980                                struct ofproto_port_stp_status *s);
981
982     /* Registers meta-data associated with the 'n_qdscp' Qualities of Service
983      * 'queues' attached to 'ofport'.  This data is not intended to be
984      * sufficient to implement QoS.  Instead, providers may use this
985      * information to implement features which require knowledge of what queues
986      * exist on a port, and some basic information about them.
987      *
988      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
989      * support QoS, as does a null pointer. */
990     int (*set_queues)(struct ofport *ofport,
991                       const struct ofproto_port_queue *queues, size_t n_qdscp);
992
993     /* If 's' is nonnull, this function registers a "bundle" associated with
994      * client data pointer 'aux' in 'ofproto'.  A bundle is the same concept as
995      * a Port in OVSDB, that is, it consists of one or more "slave" devices
996      * (Interfaces, in OVSDB) along with VLAN and LACP configuration and, if
997      * there is more than one slave, a bonding configuration.  If 'aux' is
998      * already registered then this function updates its configuration to 's'.
999      * Otherwise, this function registers a new bundle.
1000      *
1001      * If 's' is NULL, this function unregisters the bundle registered on
1002      * 'ofproto' associated with client data pointer 'aux'.  If no such bundle
1003      * has been registered, this has no effect.
1004      *
1005      * This function affects only the behavior of the NXAST_AUTOPATH action and
1006      * output to the OFPP_NORMAL port.  An implementation that does not support
1007      * it at all may set it to NULL or return EOPNOTSUPP.  An implementation
1008      * that supports only a subset of the functionality should implement what
1009      * it can and return 0. */
1010     int (*bundle_set)(struct ofproto *ofproto, void *aux,
1011                       const struct ofproto_bundle_settings *s);
1012
1013     /* If 'port' is part of any bundle, removes it from that bundle.  If the
1014      * bundle now has no ports, deletes the bundle.  If the bundle now has only
1015      * one port, deconfigures the bundle's bonding configuration. */
1016     void (*bundle_remove)(struct ofport *ofport);
1017
1018     /* If 's' is nonnull, this function registers a mirror associated with
1019      * client data pointer 'aux' in 'ofproto'.  A mirror is the same concept as
1020      * a Mirror in OVSDB.  If 'aux' is already registered then this function
1021      * updates its configuration to 's'.  Otherwise, this function registers a
1022      * new mirror.
1023      *
1024      * If 's' is NULL, this function unregisters the mirror registered on
1025      * 'ofproto' associated with client data pointer 'aux'.  If no such mirror
1026      * has been registered, this has no effect.
1027      *
1028      * An implementation that does not support mirroring at all may set
1029      * it to NULL or return EOPNOTSUPP.  An implementation that supports
1030      * only a subset of the functionality should implement what it can
1031      * and return 0. */
1032     int (*mirror_set)(struct ofproto *ofproto, void *aux,
1033                       const struct ofproto_mirror_settings *s);
1034
1035     /* Retrieves statistics from mirror associated with client data
1036      * pointer 'aux' in 'ofproto'.  Stores packet and byte counts in
1037      * 'packets' and 'bytes', respectively.  If a particular counter is
1038      * not supported, the appropriate argument is set to UINT64_MAX.
1039      *
1040      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1041      * support retrieving mirror statistics. */
1042     int (*mirror_get_stats)(struct ofproto *ofproto, void *aux,
1043                             uint64_t *packets, uint64_t *bytes);
1044
1045     /* Configures the VLANs whose bits are set to 1 in 'flood_vlans' as VLANs
1046      * on which all packets are flooded, instead of using MAC learning.  If
1047      * 'flood_vlans' is NULL, then MAC learning applies to all VLANs.
1048      *
1049      * This function affects only the behavior of the OFPP_NORMAL action.  An
1050      * implementation that does not support it may set it to NULL or return
1051      * EOPNOTSUPP. */
1052     int (*set_flood_vlans)(struct ofproto *ofproto,
1053                            unsigned long *flood_vlans);
1054
1055     /* Returns true if 'aux' is a registered bundle that is currently in use as
1056      * the output for a mirror. */
1057     bool (*is_mirror_output_bundle)(const struct ofproto *ofproto, void *aux);
1058
1059     /* When the configuration option of forward_bpdu changes, this function
1060      * will be invoked. */
1061     void (*forward_bpdu_changed)(struct ofproto *ofproto);
1062
1063     /* Sets the MAC aging timeout for the OFPP_NORMAL action to 'idle_time',
1064      * in seconds. */
1065     void (*set_mac_idle_time)(struct ofproto *ofproto, unsigned int idle_time);
1066
1067 /* Linux VLAN device support (e.g. "eth0.10" for VLAN 10.)
1068  *
1069  * This is deprecated.  It is only for compatibility with broken device drivers
1070  * in old versions of Linux that do not properly support VLANs when VLAN
1071  * devices are not used.  When broken device drivers are no longer in
1072  * widespread use, we will delete these interfaces. */
1073
1074     /* If 'realdev_ofp_port' is nonzero, then this function configures 'ofport'
1075      * as a VLAN splinter port for VLAN 'vid', associated with the real device
1076      * that has OpenFlow port number 'realdev_ofp_port'.
1077      *
1078      * If 'realdev_ofp_port' is zero, then this function deconfigures 'ofport'
1079      * as a VLAN splinter port.
1080      *
1081      * This function should be NULL if a an implementation does not support
1082      * it. */
1083     int (*set_realdev)(struct ofport *ofport,
1084                        uint16_t realdev_ofp_port, int vid);
1085 };
1086
1087 extern const struct ofproto_class ofproto_dpif_class;
1088
1089 int ofproto_class_register(const struct ofproto_class *);
1090 int ofproto_class_unregister(const struct ofproto_class *);
1091
1092 /* ofproto_flow_mod() returns this value if the flow_mod could not be processed
1093  * because it overlaps with an ongoing flow table operation that has not yet
1094  * completed.  The caller should retry the operation later.
1095  *
1096  * ofproto.c also uses this value internally for additional (similar) purposes.
1097  *
1098  * This particular value is a good choice because it is negative (so it won't
1099  * collide with any errno value or any value returned by ofp_mkerr()) and large
1100  * (so it won't accidentally collide with EOF or a negative errno value). */
1101 enum { OFPROTO_POSTPONE = -100000 };
1102
1103 int ofproto_flow_mod(struct ofproto *, const struct ofputil_flow_mod *);
1104 void ofproto_add_flow(struct ofproto *, const struct cls_rule *,
1105                       const union ofp_action *, size_t n_actions);
1106 bool ofproto_delete_flow(struct ofproto *, const struct cls_rule *);
1107 void ofproto_flush_flows(struct ofproto *);
1108
1109 #endif /* ofproto/ofproto-provider.h */