ofproto-dpif: Don't manage eviction groups from threads.
[sliver-openvswitch.git] / ofproto / ofproto-provider.h
1 /*
2  * Copyright (c) 2009, 2010, 2011, 2012, 2013 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 #ifndef OFPROTO_OFPROTO_PROVIDER_H
18 #define OFPROTO_OFPROTO_PROVIDER_H 1
19
20 /* Definitions for use within ofproto. */
21
22 #include "cfm.h"
23 #include "classifier.h"
24 #include "heap.h"
25 #include "hindex.h"
26 #include "list.h"
27 #include "ofp-errors.h"
28 #include "ofp-util.h"
29 #include "ofproto/ofproto.h"
30 #include "ovs-thread.h"
31 #include "shash.h"
32 #include "simap.h"
33 #include "timeval.h"
34
35 struct match;
36 struct ofpact;
37 struct ofputil_flow_mod;
38 struct bfd_cfg;
39 struct meter;
40
41 /* An OpenFlow switch.
42  *
43  * With few exceptions, ofproto implementations may look at these fields but
44  * should not modify them. */
45 struct ofproto {
46     struct hmap_node hmap_node; /* In global 'all_ofprotos' hmap. */
47     const struct ofproto_class *ofproto_class;
48     char *type;                 /* Datapath type. */
49     char *name;                 /* Datapath name. */
50
51     /* Settings. */
52     uint64_t fallback_dpid;     /* Datapath ID if no better choice found. */
53     uint64_t datapath_id;       /* Datapath ID. */
54     bool forward_bpdu;          /* Option to allow forwarding of BPDU frames
55                                  * when NORMAL action is invoked. */
56     char *mfr_desc;             /* Manufacturer (NULL for default)b. */
57     char *hw_desc;              /* Hardware (NULL for default). */
58     char *sw_desc;              /* Software version (NULL for default). */
59     char *serial_desc;          /* Serial number (NULL for default). */
60     char *dp_desc;              /* Datapath description (NULL for default). */
61     enum ofp_config_flags frag_handling; /* One of OFPC_*.  */
62
63     /* Datapath. */
64     struct hmap ports;          /* Contains "struct ofport"s. */
65     struct shash port_by_name;
66     unsigned long *ofp_port_ids;/* Bitmap of used OpenFlow port numbers. */
67     struct simap ofp_requests;  /* OpenFlow port number requests. */
68     uint16_t alloc_port_no;     /* Last allocated OpenFlow port number. */
69     uint16_t max_ports;         /* Max possible OpenFlow port num, plus one. */
70
71     /* Flow tables. */
72     long long int eviction_group_timer; /* For rate limited reheapification. */
73     struct oftable *tables;
74     int n_tables;
75
76     struct hindex cookies;      /* Rules indexed on their cookie values. */
77
78     /* Optimisation for flow expiry.
79      * These flows should all be present in tables. */
80     struct ovs_mutex expirable_mutex;
81     struct list expirable OVS_GUARDED; /* Expirable 'struct rule"s in all
82                                           tables. */
83
84     /* Meter table.
85      * OpenFlow meters start at 1.  To avoid confusion we leave the first
86      * pointer in the array un-used, and index directly with the OpenFlow
87      * meter_id. */
88     struct ofputil_meter_features meter_features;
89     struct meter **meters; /* 'meter_features.max_meter' + 1 pointers. */
90
91     /* OpenFlow connections. */
92     struct connmgr *connmgr;
93
94     /* Flow table operation tracking. */
95     int state;                  /* Internal state. */
96     struct list pending;        /* List of "struct ofopgroup"s. */
97     unsigned int n_pending;     /* list_size(&pending). */
98     struct hmap deletions;      /* All OFOPERATION_DELETE "ofoperation"s. */
99
100     /* Flow table operation logging. */
101     int n_add, n_delete, n_modify; /* Number of unreported ops of each kind. */
102     long long int first_op, last_op; /* Range of times for unreported ops. */
103     long long int next_op_report;    /* Time to report ops, or LLONG_MAX. */
104     long long int op_backoff;        /* Earliest time to report ops again. */
105
106     /* Linux VLAN device support (e.g. "eth0.10" for VLAN 10.)
107      *
108      * This is deprecated.  It is only for compatibility with broken device
109      * drivers in old versions of Linux that do not properly support VLANs when
110      * VLAN devices are not used.  When broken device drivers are no longer in
111      * widespread use, we will delete these interfaces. */
112     unsigned long int *vlan_bitmap; /* 4096-bit bitmap of in-use VLANs. */
113     bool vlans_changed;             /* True if new VLANs are in use. */
114     int min_mtu;                    /* Current MTU of non-internal ports. */
115
116     /* Groups. */
117     struct ovs_rwlock groups_rwlock;
118     struct hmap groups OVS_GUARDED;   /* Contains "struct ofgroup"s. */
119     uint32_t n_groups[4] OVS_GUARDED; /* # of existing groups of each type. */
120     struct ofputil_group_features ogf;
121 };
122
123 void ofproto_init_tables(struct ofproto *, int n_tables);
124 void ofproto_init_max_ports(struct ofproto *, uint16_t max_ports);
125
126 struct ofproto *ofproto_lookup(const char *name);
127 struct ofport *ofproto_get_port(const struct ofproto *, ofp_port_t ofp_port);
128
129 /* An OpenFlow port within a "struct ofproto".
130  *
131  * With few exceptions, ofproto implementations may look at these fields but
132  * should not modify them. */
133 struct ofport {
134     struct hmap_node hmap_node; /* In struct ofproto's "ports" hmap. */
135     struct ofproto *ofproto;    /* The ofproto that contains this port. */
136     struct netdev *netdev;
137     struct ofputil_phy_port pp;
138     ofp_port_t ofp_port;        /* OpenFlow port number. */
139     unsigned int change_seq;
140     long long int created;      /* Time created, in msec. */
141     int mtu;
142 };
143
144 void ofproto_port_set_state(struct ofport *, enum ofputil_port_state);
145
146 /* OpenFlow table flags:
147  *
148  *   - "Hidden" tables are not included in OpenFlow operations that operate on
149  *     "all tables".  For example, a request for flow stats on all tables will
150  *     omit flows in hidden tables, table stats requests will omit the table
151  *     entirely, and the switch features reply will not count the hidden table.
152  *
153  *     However, operations that specifically name the particular table still
154  *     operate on it.  For example, flow_mods and flow stats requests on a
155  *     hidden table work.
156  *
157  *     To avoid gaps in table IDs (which have unclear validity in OpenFlow),
158  *     hidden tables must be the highest-numbered tables that a provider
159  *     implements.
160  *
161  *   - "Read-only" tables can't be changed through OpenFlow operations.  (At
162  *     the moment all flow table operations go effectively through OpenFlow, so
163  *     this means that read-only tables can't be changed at all after the
164  *     read-only flag is set.)
165  *
166  * The generic ofproto layer never sets these flags.  An ofproto provider can
167  * set them if it is appropriate.
168  */
169 enum oftable_flags {
170     OFTABLE_HIDDEN = 1 << 0,   /* Hide from most OpenFlow operations. */
171     OFTABLE_READONLY = 1 << 1  /* Don't allow OpenFlow to change this table. */
172 };
173
174 /* A flow table within a "struct ofproto". */
175 struct oftable {
176     enum oftable_flags flags;
177     struct classifier cls;      /* Contains "struct rule"s. */
178     char *name;                 /* Table name exposed via OpenFlow, or NULL. */
179
180     /* Maximum number of flows or UINT_MAX if there is no limit besides any
181      * limit imposed by resource limitations. */
182     unsigned int max_flows;
183
184     /* These members determine the handling of an attempt to add a flow that
185      * would cause the table to have more than 'max_flows' flows.
186      *
187      * If 'eviction_fields' is NULL, overflows will be rejected with an error.
188      *
189      * If 'eviction_fields' is nonnull (regardless of whether n_eviction_fields
190      * is nonzero), an overflow will cause a flow to be removed.  The flow to
191      * be removed is chosen to give fairness among groups distinguished by
192      * different values for the subfields within 'groups'. */
193     struct mf_subfield *eviction_fields;
194     size_t n_eviction_fields;
195
196     /* Eviction groups.
197      *
198      * When a flow is added that would cause the table to have more than
199      * 'max_flows' flows, and 'eviction_fields' is nonnull, these groups are
200      * used to decide which rule to evict: the rule is chosen from the eviction
201      * group that contains the greatest number of rules.*/
202     uint32_t eviction_group_id_basis;
203     struct hmap eviction_groups_by_id;
204     struct heap eviction_groups_by_size;
205 };
206
207 /* Assigns TABLE to each oftable, in turn, in OFPROTO.
208  *
209  * All parameters are evaluated multiple times. */
210 #define OFPROTO_FOR_EACH_TABLE(TABLE, OFPROTO)              \
211     for ((TABLE) = (OFPROTO)->tables;                       \
212          (TABLE) < &(OFPROTO)->tables[(OFPROTO)->n_tables]; \
213          (TABLE)++)
214
215 /* An OpenFlow flow within a "struct ofproto".
216  *
217  * With few exceptions, ofproto implementations may look at these fields but
218  * should not modify them. */
219 struct rule {
220     struct list ofproto_node;    /* Owned by ofproto base code. */
221     struct ofproto *ofproto;     /* The ofproto that contains this rule. */
222     struct cls_rule cr;          /* In owning ofproto's classifier. */
223
224     struct ofoperation *pending; /* Operation now in progress, if nonnull. */
225
226     ovs_be64 flow_cookie;        /* Controller-issued identifier. */
227     struct hindex_node cookie_node; /* In owning ofproto's 'cookies' index. */
228
229     long long int created;       /* Creation time. */
230     long long int modified;      /* Time of last modification. */
231     long long int used;          /* Last use; time created if never used. */
232     uint8_t table_id;            /* Index in ofproto's 'tables' array. */
233     bool send_flow_removed;      /* Send a flow removed message? */
234
235     struct ovs_mutex timeout_mutex;
236     uint16_t hard_timeout OVS_GUARDED; /* In seconds from ->modified. */
237     uint16_t idle_timeout OVS_GUARDED; /* In seconds from ->used. */
238
239     /* Eviction groups. */
240     struct heap_node evg_node;   /* In eviction_group's "rules" heap. */
241     struct eviction_group *eviction_group; /* NULL if not in any group. */
242
243     /* The evict lock is used to prevent rules from being evicted while child
244      * threads are using them to xlate flows.  A read lock means the rule is
245      * currently being used.  A write lock means the rule is in the process of
246      * being evicted and should be considered gone.  A rule will not be evicted
247      * unless both its own and its classifiers write locks are held.
248      * Therefore, while holding a classifier readlock, one can be assured that
249      * even write locked rules are safe. */
250     struct ovs_rwlock evict;
251
252     struct ofpact *ofpacts;      /* Sequence of "struct ofpacts". */
253     unsigned int ofpacts_len;    /* Size of 'ofpacts', in bytes. */
254
255     uint32_t meter_id;           /* Non-zero OF meter_id, or zero. */
256     struct list meter_list_node; /* In owning meter's 'rules' list. */
257
258     /* Flow monitors. */
259     enum nx_flow_monitor_flags monitor_flags;
260     uint64_t add_seqno;         /* Sequence number when added. */
261     uint64_t modify_seqno;      /* Sequence number when changed. */
262
263     /* Optimisation for flow expiry. */
264     struct list expirable;      /* In ofproto's 'expirable' list if this rule
265                                  * is expirable, otherwise empty. */
266 };
267
268 /* Threshold at which to begin flow table eviction. Only affects the
269  * ofproto-dpif implementation */
270 extern unsigned flow_eviction_threshold;
271
272 /* Number of upcall handler threads. Only affects the ofproto-dpif
273  * implementation. */
274 extern unsigned n_handler_threads;
275
276 /* Determines which model to use for handling misses in the ofproto-dpif
277  * implementation */
278 extern enum ofproto_flow_miss_model flow_miss_model;
279
280 static inline struct rule *
281 rule_from_cls_rule(const struct cls_rule *cls_rule)
282 {
283     return cls_rule ? CONTAINER_OF(cls_rule, struct rule, cr) : NULL;
284 }
285
286 void ofproto_rule_expire(struct rule *rule, uint8_t reason);
287 void ofproto_rule_delete(struct ofproto *, struct classifier *cls,
288                          struct rule *) OVS_REQ_WRLOCK(cls->rwlock);
289 void ofproto_rule_reduce_timeouts(struct rule *rule, uint16_t idle_timeout,
290                                   uint16_t hard_timeout)
291     OVS_EXCLUDED(rule->ofproto->expirable_mutex, rule->timeout_mutex);
292
293 bool ofproto_rule_has_out_port(const struct rule *, ofp_port_t out_port);
294
295 void ofoperation_complete(struct ofoperation *, enum ofperr);
296
297 bool ofoperation_has_out_port(const struct ofoperation *, ofp_port_t out_port);
298 bool ofproto_rule_has_out_group(const struct rule *, uint32_t group_id);
299
300 bool ofproto_rule_is_hidden(const struct rule *);
301
302 /* A group within a "struct ofproto".
303  *
304  * With few exceptions, ofproto implementations may look at these fields but
305  * should not modify them. */
306 struct ofgroup {
307     /* The rwlock is used to prevent groups from being deleted while child
308      * threads are using them to xlate flows.  A read lock means the
309      * group is currently being used.  A write lock means the group is
310      * in the process of being deleted or updated.  Note that since
311      * a read lock on the groups container is held while searching, and
312      * a group is ever write locked only while holding a write lock
313      * on the container, the user's of groups will never face a group
314      * in the write locked state. */
315     struct ovs_rwlock rwlock;
316     struct hmap_node hmap_node; /* In struct ofproto's "groups" hmap. */
317     struct ofproto *ofproto;    /* The ofproto that contains this group. */
318     uint32_t group_id;
319     uint8_t type;               /* One of OFPGT_*. */
320
321     long long int created;      /* Creation time. */
322     long long int modified;     /* Time of last modification. */
323
324     struct list buckets;        /* Contains "struct ofputil_bucket"s. */
325     uint32_t n_buckets;
326 };
327
328 bool ofproto_group_lookup(const struct ofproto *ofproto, uint32_t group_id,
329                           struct ofgroup **group)
330     OVS_TRY_RDLOCK(true, (*group)->rwlock);
331
332 void ofproto_group_release(struct ofgroup *group)
333     OVS_RELEASES(group->rwlock);
334
335 /* ofproto class structure, to be defined by each ofproto implementation.
336  *
337  *
338  * Data Structures
339  * ===============
340  *
341  * These functions work primarily with four different kinds of data
342  * structures:
343  *
344  *   - "struct ofproto", which represents an OpenFlow switch.
345  *
346  *   - "struct ofport", which represents a port within an ofproto.
347  *
348  *   - "struct rule", which represents an OpenFlow flow within an ofproto.
349  *
350  *   - "struct ofgroup", which represents an OpenFlow 1.1+ group within an
351  *     ofproto.
352  *
353  * Each of these data structures contains all of the implementation-independent
354  * generic state for the respective concept, called the "base" state.  None of
355  * them contains any extra space for ofproto implementations to use.  Instead,
356  * each implementation is expected to declare its own data structure that
357  * contains an instance of the generic data structure plus additional
358  * implementation-specific members, called the "derived" state.  The
359  * implementation can use casts or (preferably) the CONTAINER_OF macro to
360  * obtain access to derived state given only a pointer to the embedded generic
361  * data structure.
362  *
363  *
364  * Life Cycle
365  * ==========
366  *
367  * Four stylized functions accompany each of these data structures:
368  *
369  *            "alloc"       "construct"       "destruct"       "dealloc"
370  *            ------------  ----------------  ---------------  --------------
371  *   ofproto  ->alloc       ->construct       ->destruct       ->dealloc
372  *   ofport   ->port_alloc  ->port_construct  ->port_destruct  ->port_dealloc
373  *   rule     ->rule_alloc  ->rule_construct  ->rule_destruct  ->rule_dealloc
374  *   group    ->group_alloc ->group_construct ->group_destruct ->group_dealloc
375  *
376  * "ofproto", "ofport", and "group" have this exact life cycle.  The "rule"
377  * data structure also follow this life cycle with some additional elaborations
378  * described under "Rule Life Cycle" below.
379  *
380  * Any instance of a given data structure goes through the following life
381  * cycle:
382  *
383  *   1. The client calls the "alloc" function to obtain raw memory.  If "alloc"
384  *      fails, skip all the other steps.
385  *
386  *   2. The client initializes all of the data structure's base state.  If this
387  *      fails, skip to step 7.
388  *
389  *   3. The client calls the "construct" function.  The implementation
390  *      initializes derived state.  It may refer to the already-initialized
391  *      base state.  If "construct" fails, skip to step 6.
392  *
393  *   4. The data structure is now initialized and in use.
394  *
395  *   5. When the data structure is no longer needed, the client calls the
396  *      "destruct" function.  The implementation uninitializes derived state.
397  *      The base state has not been uninitialized yet, so the implementation
398  *      may still refer to it.
399  *
400  *   6. The client uninitializes all of the data structure's base state.
401  *
402  *   7. The client calls the "dealloc" to free the raw memory.  The
403  *      implementation must not refer to base or derived state in the data
404  *      structure, because it has already been uninitialized.
405  *
406  * Each "alloc" function allocates and returns a new instance of the respective
407  * data structure.  The "alloc" function is not given any information about the
408  * use of the new data structure, so it cannot perform much initialization.
409  * Its purpose is just to ensure that the new data structure has enough room
410  * for base and derived state.  It may return a null pointer if memory is not
411  * available, in which case none of the other functions is called.
412  *
413  * Each "construct" function initializes derived state in its respective data
414  * structure.  When "construct" is called, all of the base state has already
415  * been initialized, so the "construct" function may refer to it.  The
416  * "construct" function is allowed to fail, in which case the client calls the
417  * "dealloc" function (but not the "destruct" function).
418  *
419  * Each "destruct" function uninitializes and frees derived state in its
420  * respective data structure.  When "destruct" is called, the base state has
421  * not yet been uninitialized, so the "destruct" function may refer to it.  The
422  * "destruct" function is not allowed to fail.
423  *
424  * Each "dealloc" function frees raw memory that was allocated by the the
425  * "alloc" function.  The memory's base and derived members might not have ever
426  * been initialized (but if "construct" returned successfully, then it has been
427  * "destruct"ed already).  The "dealloc" function is not allowed to fail.
428  *
429  *
430  * Conventions
431  * ===========
432  *
433  * Most of these functions return 0 if they are successful or a positive error
434  * code on failure.  Depending on the function, valid error codes are either
435  * errno values or OFPERR_* OpenFlow error codes.
436  *
437  * Most of these functions are expected to execute synchronously, that is, to
438  * block as necessary to obtain a result.  Thus, these functions may return
439  * EAGAIN (or EWOULDBLOCK or EINPROGRESS) only where the function descriptions
440  * explicitly say those errors are a possibility.  We may relax this
441  * requirement in the future if and when we encounter performance problems. */
442 struct ofproto_class {
443 /* ## ----------------- ## */
444 /* ## Factory Functions ## */
445 /* ## ----------------- ## */
446
447     /* Initializes provider.  The caller may pass in 'iface_hints',
448      * which contains an shash of "struct iface_hint" elements indexed
449      * by the interface's name.  The provider may use these hints to
450      * describe the startup configuration in order to reinitialize its
451      * state.  The caller owns the provided data, so a provider must
452      * make copies of anything required.  An ofproto provider must
453      * remove any existing state that is not described by the hint, and
454      * may choose to remove it all. */
455     void (*init)(const struct shash *iface_hints);
456
457     /* Enumerates the types of all support ofproto types into 'types'.  The
458      * caller has already initialized 'types' and other ofproto classes might
459      * already have added names to it. */
460     void (*enumerate_types)(struct sset *types);
461
462     /* Enumerates the names of all existing datapath of the specified 'type'
463      * into 'names' 'all_dps'.  The caller has already initialized 'names' as
464      * an empty sset.
465      *
466      * 'type' is one of the types enumerated by ->enumerate_types().
467      *
468      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.
469      */
470     int (*enumerate_names)(const char *type, struct sset *names);
471
472     /* Deletes the datapath with the specified 'type' and 'name'.  The caller
473      * should have closed any open ofproto with this 'type' and 'name'; this
474      * function is allowed to fail if that is not the case.
475      *
476      * 'type' is one of the types enumerated by ->enumerate_types().
477      * 'name' is one of the names enumerated by ->enumerate_names() for 'type'.
478      *
479      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.
480      */
481     int (*del)(const char *type, const char *name);
482
483     /* Returns the type to pass to netdev_open() when a datapath of type
484      * 'datapath_type' has a port of type 'port_type', for a few special
485      * cases when a netdev type differs from a port type.  For example,
486      * when using the userspace datapath, a port of type "internal"
487      * needs to be opened as "tap".
488      *
489      * Returns either 'type' itself or a string literal, which must not
490      * be freed. */
491     const char *(*port_open_type)(const char *datapath_type,
492                                   const char *port_type);
493
494 /* ## ------------------------ ## */
495 /* ## Top-Level type Functions ## */
496 /* ## ------------------------ ## */
497
498     /* Performs any periodic activity required on ofprotos of type
499      * 'type'.
500      *
501      * An ofproto provider may implement it or not, depending on whether
502      * it needs type-level maintenance.
503      *
504      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
505     int (*type_run)(const char *type);
506
507     /* Performs periodic activity required on ofprotos of type 'type'
508      * that needs to be done with the least possible latency.
509      *
510      * This is run multiple times per main loop.  An ofproto provider may
511      * implement it or not, according to whether it provides a performance
512      * boost for that ofproto implementation.
513      *
514      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
515     int (*type_run_fast)(const char *type);
516
517     /* Causes the poll loop to wake up when a type 'type''s 'run'
518      * function needs to be called, e.g. by calling the timer or fd
519      * waiting functions in poll-loop.h.
520      *
521      * An ofproto provider may implement it or not, depending on whether
522      * it needs type-level maintenance. */
523     void (*type_wait)(const char *type);
524
525 /* ## --------------------------- ## */
526 /* ## Top-Level ofproto Functions ## */
527 /* ## --------------------------- ## */
528
529     /* Life-cycle functions for an "ofproto" (see "Life Cycle" above).
530      *
531      *
532      * Construction
533      * ============
534      *
535      * ->construct() should not modify any base members of the ofproto.  The
536      * client will initialize the ofproto's 'ports' and 'tables' members after
537      * construction is complete.
538      *
539      * When ->construct() is called, the client does not yet know how many flow
540      * tables the datapath supports, so ofproto->n_tables will be 0 and
541      * ofproto->tables will be NULL.  ->construct() should call
542      * ofproto_init_tables() to allocate and initialize ofproto->n_tables and
543      * ofproto->tables.  Each flow table will be initially empty, so
544      * ->construct() should delete flows from the underlying datapath, if
545      * necessary, rather than populating the tables.
546      *
547      * If the ofproto knows the maximum port number that the datapath can have,
548      * then it can call ofproto_init_max_ports().  If it does so, then the
549      * client will ensure that the actions it allows to be used through
550      * OpenFlow do not refer to ports above that maximum number.
551      *
552      * Only one ofproto instance needs to be supported for any given datapath.
553      * If a datapath is already open as part of one "ofproto", then another
554      * attempt to "construct" the same datapath as part of another ofproto is
555      * allowed to fail with an error.
556      *
557      * ->construct() returns 0 if successful, otherwise a positive errno
558      * value.
559      *
560      *
561      * Destruction
562      * ===========
563      *
564      * If 'ofproto' has any pending asynchronous operations, ->destruct()
565      * must complete all of them by calling ofoperation_complete().
566      *
567      * ->destruct() must also destroy all remaining rules in the ofproto's
568      * tables, by passing each remaining rule to ofproto_rule_delete(), and
569      * then complete each of those deletions in turn by calling
570      * ofoperation_complete().
571      *
572      * (Thus, there is a multi-step process for any rule currently being
573      * inserted or modified at the beginning of destruction: first
574      * ofoperation_complete() that operation, then ofproto_rule_delete() the
575      * rule, then ofoperation_complete() the deletion operation.)
576      *
577      * The client will destroy the flow tables themselves after ->destruct()
578      * returns.
579      */
580     struct ofproto *(*alloc)(void);
581     int (*construct)(struct ofproto *ofproto);
582     void (*destruct)(struct ofproto *ofproto);
583     void (*dealloc)(struct ofproto *ofproto);
584
585     /* Performs any periodic activity required by 'ofproto'.  It should:
586      *
587      *   - Call connmgr_send_packet_in() for each received packet that missed
588      *     in the OpenFlow flow table or that had a OFPP_CONTROLLER output
589      *     action.
590      *
591      *   - Call ofproto_rule_expire() for each OpenFlow flow that has reached
592      *     its hard_timeout or idle_timeout, to expire the flow.
593      *
594      *     (But rules that are part of a pending operation, e.g. rules for
595      *     which ->pending is true, may not expire.)
596      *
597      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
598     int (*run)(struct ofproto *ofproto);
599
600     /* Performs periodic activity required by 'ofproto' that needs to be done
601      * with the least possible latency.
602      *
603      * This is run multiple times per main loop.  An ofproto provider may
604      * implement it or not, according to whether it provides a performance
605      * boost for that ofproto implementation. */
606     int (*run_fast)(struct ofproto *ofproto);
607
608     /* Causes the poll loop to wake up when 'ofproto''s 'run' function needs to
609      * be called, e.g. by calling the timer or fd waiting functions in
610      * poll-loop.h.  */
611     void (*wait)(struct ofproto *ofproto);
612
613     /* Adds some memory usage statistics for the implementation of 'ofproto'
614      * into 'usage', for use with memory_report().
615      *
616      * This function is optional. */
617     void (*get_memory_usage)(const struct ofproto *ofproto,
618                              struct simap *usage);
619
620     /* Every "struct rule" in 'ofproto' is about to be deleted, one by one.
621      * This function may prepare for that, for example by clearing state in
622      * advance.  It should *not* actually delete any "struct rule"s from
623      * 'ofproto', only prepare for it.
624      *
625      * This function is optional; it's really just for optimization in case
626      * it's cheaper to delete all the flows from your hardware in a single pass
627      * than to do it one by one. */
628     void (*flush)(struct ofproto *ofproto);
629
630     /* Helper for the OpenFlow OFPT_FEATURES_REQUEST request.
631      *
632      * The implementation should store true in '*arp_match_ip' if the switch
633      * supports matching IP addresses inside ARP requests and replies, false
634      * otherwise.
635      *
636      * The implementation should store in '*actions' a bitmap of the supported
637      * OpenFlow actions.  Vendor actions are not included in '*actions'. */
638     void (*get_features)(struct ofproto *ofproto,
639                          bool *arp_match_ip,
640                          enum ofputil_action_bitmap *actions);
641
642     /* Helper for the OpenFlow OFPST_TABLE statistics request.
643      *
644      * The 'ots' array contains 'ofproto->n_tables' elements.  Each element is
645      * initialized as:
646      *
647      *   - 'table_id' to the array index.
648      *
649      *   - 'name' to "table#" where # is the table ID.
650      *
651      *   - 'match' and 'wildcards' to OFPXMT12_MASK.
652      *
653      *   - 'write_actions' and 'apply_actions' to OFPAT12_OUTPUT.
654      *
655      *   - 'write_setfields' and 'apply_setfields' to OFPXMT12_MASK.
656      *
657      *   - 'metadata_match' and 'metadata_write' to UINT64_MAX.
658      *
659      *   - 'instructions' to OFPIT11_ALL.
660      *
661      *   - 'config' to OFPTC11_TABLE_MISS_MASK.
662      *
663      *   - 'max_entries' to 1,000,000.
664      *
665      *   - 'active_count' to the classifier_count() for the table.
666      *
667      *   - 'lookup_count' and 'matched_count' to 0.
668      *
669      * The implementation should update any members in each element for which
670      * it has better values:
671      *
672      *   - 'name' to a more meaningful name.
673      *
674      *   - 'wildcards' to the set of wildcards actually supported by the table
675      *     (if it doesn't support all OpenFlow wildcards).
676      *
677      *   - 'instructions' to set the instructions actually supported by
678      *     the table.
679      *
680      *   - 'write_actions' to set the write actions actually supported by
681      *     the table (if it doesn't support all OpenFlow actions).
682      *
683      *   - 'apply_actions' to set the apply actions actually supported by
684      *     the table (if it doesn't support all OpenFlow actions).
685      *
686      *   - 'write_setfields' to set the write setfields actually supported by
687      *     the table.
688      *
689      *   - 'apply_setfields' to set the apply setfields actually supported by
690      *     the table.
691      *
692      *   - 'max_entries' to the maximum number of flows actually supported by
693      *     the hardware.
694      *
695      *   - 'lookup_count' to the number of packets looked up in this flow table
696      *     so far.
697      *
698      *   - 'matched_count' to the number of packets looked up in this flow
699      *     table so far that matched one of the flow entries.
700      *
701      * All of the members of struct ofp12_table_stats are in network byte
702      * order.
703      */
704     void (*get_tables)(struct ofproto *ofproto, struct ofp12_table_stats *ots);
705
706 /* ## ---------------- ## */
707 /* ## ofport Functions ## */
708 /* ## ---------------- ## */
709
710     /* Life-cycle functions for a "struct ofport" (see "Life Cycle" above).
711      *
712      * ->port_construct() should not modify any base members of the ofport.
713      * An ofproto implementation should use the 'ofp_port' member of
714      * "struct ofport" as the OpenFlow port number.
715      *
716      * ofports are managed by the base ofproto code.  The ofproto
717      * implementation should only create and destroy them in response to calls
718      * to these functions.  The base ofproto code will create and destroy
719      * ofports in the following situations:
720      *
721      *   - Just after the ->construct() function is called, the base ofproto
722      *     iterates over all of the implementation's ports, using
723      *     ->port_dump_start() and related functions, and constructs an ofport
724      *     for each dumped port.
725      *
726      *   - If ->port_poll() reports that a specific port has changed, then the
727      *     base ofproto will query that port with ->port_query_by_name() and
728      *     construct or destruct ofports as necessary to reflect the updated
729      *     set of ports.
730      *
731      *   - If ->port_poll() returns ENOBUFS to report an unspecified port set
732      *     change, then the base ofproto will iterate over all of the
733      *     implementation's ports, in the same way as at ofproto
734      *     initialization, and construct and destruct ofports to reflect all of
735      *     the changes.
736      *
737      * ->port_construct() returns 0 if successful, otherwise a positive errno
738      * value.
739      */
740     struct ofport *(*port_alloc)(void);
741     int (*port_construct)(struct ofport *ofport);
742     void (*port_destruct)(struct ofport *ofport);
743     void (*port_dealloc)(struct ofport *ofport);
744
745     /* Called after 'ofport->netdev' is replaced by a new netdev object.  If
746      * the ofproto implementation uses the ofport's netdev internally, then it
747      * should switch to using the new one.  The old one has been closed.
748      *
749      * An ofproto implementation that doesn't need to do anything in this
750      * function may use a null pointer. */
751     void (*port_modified)(struct ofport *ofport);
752
753     /* Called after an OpenFlow request changes a port's configuration.
754      * 'ofport->pp.config' contains the new configuration.  'old_config'
755      * contains the previous configuration.
756      *
757      * The caller implements OFPUTIL_PC_PORT_DOWN using netdev functions to
758      * turn NETDEV_UP on and off, so this function doesn't have to do anything
759      * for that bit (and it won't be called if that is the only bit that
760      * changes). */
761     void (*port_reconfigured)(struct ofport *ofport,
762                               enum ofputil_port_config old_config);
763
764     /* Looks up a port named 'devname' in 'ofproto'.  On success, initializes
765      * '*port' appropriately.
766      *
767      * The caller owns the data in 'port' and must free it with
768      * ofproto_port_destroy() when it is no longer needed. */
769     int (*port_query_by_name)(const struct ofproto *ofproto,
770                               const char *devname, struct ofproto_port *port);
771
772     /* Attempts to add 'netdev' as a port on 'ofproto'.  Returns 0 if
773      * successful, otherwise a positive errno value.  The caller should
774      * inform the implementation of the OpenFlow port through the
775      * ->port_construct() method.
776      *
777      * It doesn't matter whether the new port will be returned by a later call
778      * to ->port_poll(); the implementation may do whatever is more
779      * convenient. */
780     int (*port_add)(struct ofproto *ofproto, struct netdev *netdev);
781
782     /* Deletes port number 'ofp_port' from the datapath for 'ofproto'.  Returns
783      * 0 if successful, otherwise a positive errno value.
784      *
785      * It doesn't matter whether the new port will be returned by a later call
786      * to ->port_poll(); the implementation may do whatever is more
787      * convenient. */
788     int (*port_del)(struct ofproto *ofproto, ofp_port_t ofp_port);
789
790     /* Get port stats */
791     int (*port_get_stats)(const struct ofport *port,
792                           struct netdev_stats *stats);
793
794     /* Port iteration functions.
795      *
796      * The client might not be entirely in control of the ports within an
797      * ofproto.  Some hardware implementations, for example, might have a fixed
798      * set of ports in a datapath.  For this reason, the client needs a way to
799      * iterate through all the ports that are actually in a datapath.  These
800      * functions provide that functionality.
801      *
802      * The 'state' pointer provides the implementation a place to
803      * keep track of its position.  Its format is opaque to the caller.
804      *
805      * The ofproto provider retains ownership of the data that it stores into
806      * ->port_dump_next()'s 'port' argument.  The data must remain valid until
807      * at least the next call to ->port_dump_next() or ->port_dump_done() for
808      * 'state'.  The caller will not modify or free it.
809      *
810      * Details
811      * =======
812      *
813      * ->port_dump_start() attempts to begin dumping the ports in 'ofproto'.
814      * On success, it should return 0 and initialize '*statep' with any data
815      * needed for iteration.  On failure, returns a positive errno value, and
816      * the client will not call ->port_dump_next() or ->port_dump_done().
817      *
818      * ->port_dump_next() attempts to retrieve another port from 'ofproto' for
819      * 'state'.  If there is another port, it should store the port's
820      * information into 'port' and return 0.  It should return EOF if all ports
821      * have already been iterated.  Otherwise, on error, it should return a
822      * positive errno value.  This function will not be called again once it
823      * returns nonzero once for a given iteration (but the 'port_dump_done'
824      * function will be called afterward).
825      *
826      * ->port_dump_done() allows the implementation to release resources used
827      * for iteration.  The caller might decide to stop iteration in the middle
828      * by calling this function before ->port_dump_next() returns nonzero.
829      *
830      * Usage Example
831      * =============
832      *
833      * int error;
834      * void *state;
835      *
836      * error = ofproto->ofproto_class->port_dump_start(ofproto, &state);
837      * if (!error) {
838      *     for (;;) {
839      *         struct ofproto_port port;
840      *
841      *         error = ofproto->ofproto_class->port_dump_next(
842      *                     ofproto, state, &port);
843      *         if (error) {
844      *             break;
845      *         }
846      *         // Do something with 'port' here (without modifying or freeing
847      *         // any of its data).
848      *     }
849      *     ofproto->ofproto_class->port_dump_done(ofproto, state);
850      * }
851      * // 'error' is now EOF (success) or a positive errno value (failure).
852      */
853     int (*port_dump_start)(const struct ofproto *ofproto, void **statep);
854     int (*port_dump_next)(const struct ofproto *ofproto, void *state,
855                           struct ofproto_port *port);
856     int (*port_dump_done)(const struct ofproto *ofproto, void *state);
857
858     /* Polls for changes in the set of ports in 'ofproto'.  If the set of ports
859      * in 'ofproto' has changed, then this function should do one of the
860      * following:
861      *
862      * - Preferably: store the name of the device that was added to or deleted
863      *   from 'ofproto' in '*devnamep' and return 0.  The caller is responsible
864      *   for freeing '*devnamep' (with free()) when it no longer needs it.
865      *
866      * - Alternatively: return ENOBUFS, without indicating the device that was
867      *   added or deleted.
868      *
869      * Occasional 'false positives', in which the function returns 0 while
870      * indicating a device that was not actually added or deleted or returns
871      * ENOBUFS without any change, are acceptable.
872      *
873      * The purpose of 'port_poll' is to let 'ofproto' know about changes made
874      * externally to the 'ofproto' object, e.g. by a system administrator via
875      * ovs-dpctl.  Therefore, it's OK, and even preferable, for port_poll() to
876      * not report changes made through calls to 'port_add' or 'port_del' on the
877      * same 'ofproto' object.  (But it's OK for it to report them too, just
878      * slightly less efficient.)
879      *
880      * If the set of ports in 'ofproto' has not changed, returns EAGAIN.  May
881      * also return other positive errno values to indicate that something has
882      * gone wrong.
883      *
884      * If the set of ports in a datapath is fixed, or if the only way that the
885      * set of ports in a datapath can change is through ->port_add() and
886      * ->port_del(), then this function may be a null pointer.
887      */
888     int (*port_poll)(const struct ofproto *ofproto, char **devnamep);
889
890     /* Arranges for the poll loop to wake up when ->port_poll() will return a
891      * value other than EAGAIN.
892      *
893      * If the set of ports in a datapath is fixed, or if the only way that the
894      * set of ports in a datapath can change is through ->port_add() and
895      * ->port_del(), or if the poll loop will always wake up anyway when
896      * ->port_poll() will return a value other than EAGAIN, then this function
897      * may be a null pointer.
898      */
899     void (*port_poll_wait)(const struct ofproto *ofproto);
900
901     /* Checks the status of LACP negotiation for 'port'.  Returns 1 if LACP
902      * partner information for 'port' is up-to-date, 0 if LACP partner
903      * information is not current (generally indicating a connectivity
904      * problem), or -1 if LACP is not enabled on 'port'.
905      *
906      * This function may be a null pointer if the ofproto implementation does
907      * not support LACP. */
908     int (*port_is_lacp_current)(const struct ofport *port);
909
910 /* ## ----------------------- ## */
911 /* ## OpenFlow Rule Functions ## */
912 /* ## ----------------------- ## */
913
914     /* Chooses an appropriate table for 'match' within 'ofproto'.  On
915      * success, stores the table ID into '*table_idp' and returns 0.  On
916      * failure, returns an OpenFlow error code.
917      *
918      * The choice of table should be a function of 'match' and 'ofproto''s
919      * datapath capabilities.  It should not depend on the flows already in
920      * 'ofproto''s flow tables.  Failure implies that an OpenFlow rule with
921      * 'match' as its matching condition can never be inserted into 'ofproto',
922      * even starting from an empty flow table.
923      *
924      * If multiple tables are candidates for inserting the flow, the function
925      * should choose one arbitrarily (but deterministically).
926      *
927      * If this function is NULL then table 0 is always chosen. */
928     enum ofperr (*rule_choose_table)(const struct ofproto *ofproto,
929                                      const struct match *match,
930                                      uint8_t *table_idp);
931
932     /* Life-cycle functions for a "struct rule".
933      *
934      *
935      * Rule Life Cycle
936      * ===============
937      *
938      * The life cycle of a struct rule is an elaboration of the basic life
939      * cycle described above under "Life Cycle".
940      *
941      * After a rule is successfully constructed, it is then inserted.  If
942      * insertion completes successfully, then before it is later destructed, it
943      * is deleted.
944      *
945      * You can think of a rule as having the following extra steps inserted
946      * between "Life Cycle" steps 4 and 5:
947      *
948      *   4.1. The client inserts the rule into the flow table, making it
949      *        visible in flow table lookups.
950      *
951      *   4.2. The client calls "rule_insert".  Immediately or eventually, the
952      *        implementation calls ofoperation_complete() to indicate that the
953      *        insertion completed.  If the operation failed, skip to step 5.
954      *
955      *   4.3. The rule is now installed in the flow table.  Eventually it will
956      *        be deleted.
957      *
958      *   4.4. The client removes the rule from the flow table.  It is no longer
959      *        visible in flow table lookups.
960      *
961      *   4.5. The client calls "rule_delete".  Immediately or eventually, the
962      *        implementation calls ofoperation_complete() to indicate that the
963      *        deletion completed.  Deletion is not allowed to fail, so it must
964      *        be successful.
965      *
966      *
967      * Asynchronous Operation Support
968      * ==============================
969      *
970      * The "insert" and "delete" life-cycle operations on rules can operate
971      * asynchronously, meaning that ->rule_insert() and ->rule_delete() only
972      * need to initiate their respective operations and do not need to wait for
973      * them to complete before they return.  ->rule_modify_actions() also
974      * operates asynchronously.
975      *
976      * An ofproto implementation reports the success or failure of an
977      * asynchronous operation on a rule using the rule's 'pending' member,
978      * which points to a opaque "struct ofoperation" that represents the
979      * ongoing operation.  When the operation completes, the ofproto
980      * implementation calls ofoperation_complete(), passing the ofoperation and
981      * an error indication.
982      *
983      * Only the following contexts may call ofoperation_complete():
984      *
985      *   - The function called to initiate the operation, e.g. ->rule_insert()
986      *     or ->rule_delete().  This is the best choice if the operation
987      *     completes quickly.
988      *
989      *   - The implementation's ->run() function.
990      *
991      *   - The implementation's ->destruct() function.
992      *
993      * The ofproto base code updates the flow table optimistically, assuming
994      * that the operation will probably succeed:
995      *
996      *   - ofproto adds the rule in the flow table before calling
997      *     ->rule_insert().
998      *
999      *   - ofproto updates the rule's actions and other properties before
1000      *     calling ->rule_modify_actions().
1001      *
1002      *   - ofproto removes the rule before calling ->rule_delete().
1003      *
1004      * With one exception, when an asynchronous operation completes with an
1005      * error, ofoperation_complete() backs out the already applied changes:
1006      *
1007      *   - If adding a rule in the flow table fails, ofproto removes the new
1008      *     rule.
1009      *
1010      *   - If modifying a rule fails, ofproto restores the original actions
1011      *     (and other properties).
1012      *
1013      *   - Removing a rule is not allowed to fail.  It must always succeed.
1014      *
1015      * The ofproto base code serializes operations: if any operation is in
1016      * progress on a given rule, ofproto postpones initiating any new operation
1017      * on that rule until the pending operation completes.  Therefore, every
1018      * operation must eventually complete through a call to
1019      * ofoperation_complete() to avoid delaying new operations indefinitely
1020      * (including any OpenFlow request that affects the rule in question, even
1021      * just to query its statistics).
1022      *
1023      *
1024      * Construction
1025      * ============
1026      *
1027      * When ->rule_construct() is called, 'rule' is a new rule that is not yet
1028      * inserted into a flow table.  ->rule_construct() should initialize enough
1029      * of the rule's derived state for 'rule' to be suitable for inserting into
1030      * a flow table.  ->rule_construct() should not modify any base members of
1031      * struct rule.
1032      *
1033      * If ->rule_construct() fails (as indicated by returning a nonzero
1034      * OpenFlow error code), the ofproto base code will uninitialize and
1035      * deallocate 'rule'.  See "Rule Life Cycle" above for more details.
1036      *
1037      * ->rule_construct() may also:
1038      *
1039      *   - Validate that the datapath supports the matching rule in 'rule->cr'
1040      *     datapath.  For example, if the rule's table does not support
1041      *     registers, then it is an error if 'rule->cr' does not wildcard all
1042      *     registers.
1043      *
1044      *   - Validate that the datapath can correctly implement 'rule->ofpacts'.
1045      *
1046      * Some implementations might need to defer these tasks to ->rule_insert(),
1047      * which is also acceptable.
1048      *
1049      *
1050      * Insertion
1051      * =========
1052      *
1053      * Following successful construction, the ofproto base case inserts 'rule'
1054      * into its flow table, then it calls ->rule_insert().  ->rule_insert()
1055      * should set in motion adding the new rule to the datapath flow table.  It
1056      * must act as follows:
1057      *
1058      *   - If it completes insertion, either by succeeding or failing, it must
1059      *     call ofoperation_complete()
1060      *
1061      *   - If insertion is only partially complete, then it must return without
1062      *     calling ofoperation_complete().  Later, when the insertion is
1063      *     complete, the ->run() or ->destruct() function must call
1064      *     ofoperation_complete() to report success or failure.
1065      *
1066      * If ->rule_insert() fails, the ofproto base code will remove 'rule' from
1067      * the flow table, destruct, uninitialize, and deallocate 'rule'.  See
1068      * "Rule Life Cycle" above for more details.
1069      *
1070      *
1071      * Deletion
1072      * ========
1073      *
1074      * The ofproto base code removes 'rule' from its flow table before it calls
1075      * ->rule_delete().  ->rule_delete() should set in motion removing 'rule'
1076      * from the datapath flow table.  It must act as follows:
1077      *
1078      *   - If it completes deletion, it must call ofoperation_complete().
1079      *
1080      *   - If deletion is only partially complete, then it must return without
1081      *     calling ofoperation_complete().  Later, when the deletion is
1082      *     complete, the ->run() or ->destruct() function must call
1083      *     ofoperation_complete().
1084      *
1085      * Rule deletion must not fail.
1086      *
1087      *
1088      * Destruction
1089      * ===========
1090      *
1091      * ->rule_destruct() must uninitialize derived state.
1092      *
1093      * Rule destruction must not fail. */
1094     struct rule *(*rule_alloc)(void);
1095     enum ofperr (*rule_construct)(struct rule *rule);
1096     void (*rule_insert)(struct rule *rule);
1097     void (*rule_delete)(struct rule *rule);
1098     void (*rule_destruct)(struct rule *rule);
1099     void (*rule_dealloc)(struct rule *rule);
1100
1101     /* Obtains statistics for 'rule', storing the number of packets that have
1102      * matched it in '*packet_count' and the number of bytes in those packets
1103      * in '*byte_count'.  UINT64_MAX indicates that the packet count or byte
1104      * count is unknown. */
1105     void (*rule_get_stats)(struct rule *rule, uint64_t *packet_count,
1106                            uint64_t *byte_count);
1107
1108     /* Applies the actions in 'rule' to 'packet'.  (This implements sending
1109      * buffered packets for OpenFlow OFPT_FLOW_MOD commands.)
1110      *
1111      * Takes ownership of 'packet' (so it should eventually free it, with
1112      * ofpbuf_delete()).
1113      *
1114      * 'flow' reflects the flow information for 'packet'.  All of the
1115      * information in 'flow' is extracted from 'packet', except for
1116      * flow->tunnel and flow->in_port, which are assigned the correct values
1117      * for the incoming packet.  The register values are zeroed.  'packet''s
1118      * header pointers (e.g. packet->l3) are appropriately initialized.
1119      * packet->l3 is aligned on a 32-bit boundary.
1120      *
1121      * The implementation should add the statistics for 'packet' into 'rule'.
1122      *
1123      * Returns 0 if successful, otherwise an OpenFlow error code. */
1124     enum ofperr (*rule_execute)(struct rule *rule, const struct flow *flow,
1125                                 struct ofpbuf *packet);
1126
1127     /* When ->rule_modify_actions() is called, the caller has already replaced
1128      * the OpenFlow actions in 'rule' by a new set.  (The original actions are
1129      * in rule->pending->actions.)
1130      *
1131      * ->rule_modify_actions() should set the following in motion:
1132      *
1133      *   - Validate that the datapath can correctly implement the actions now
1134      *     in 'rule'.
1135      *
1136      *   - Update the datapath flow table with the new actions.
1137      *
1138      *   - Only if 'reset_counters' is true, reset any packet or byte counters
1139      *     associated with the rule to zero, so that rule_get_stats() will not
1140      *     longer count those packets or bytes.
1141      *
1142      * If the operation synchronously completes, ->rule_modify_actions() may
1143      * call ofoperation_complete() before it returns.  Otherwise, ->run()
1144      * should call ofoperation_complete() later, after the operation does
1145      * complete.
1146      *
1147      * If the operation fails, then the base ofproto code will restore the
1148      * original 'actions' and 'n_actions' of 'rule'.
1149      *
1150      * ->rule_modify_actions() should not modify any base members of struct
1151      * rule. */
1152     void (*rule_modify_actions)(struct rule *rule, bool reset_counters);
1153
1154     /* Changes the OpenFlow IP fragment handling policy to 'frag_handling',
1155      * which takes one of the following values, with the corresponding
1156      * meanings:
1157      *
1158      *  - OFPC_FRAG_NORMAL: The switch should treat IP fragments the same way
1159      *    as other packets, omitting TCP and UDP port numbers (always setting
1160      *    them to 0).
1161      *
1162      *  - OFPC_FRAG_DROP: The switch should drop all IP fragments without
1163      *    passing them through the flow table.
1164      *
1165      *  - OFPC_FRAG_REASM: The switch should reassemble IP fragments before
1166      *    passing packets through the flow table.
1167      *
1168      *  - OFPC_FRAG_NX_MATCH (a Nicira extension): Similar to OFPC_FRAG_NORMAL,
1169      *    except that TCP and UDP port numbers should be included in fragments
1170      *    with offset 0.
1171      *
1172      * Implementations are not required to support every mode.
1173      * OFPC_FRAG_NORMAL is the default mode when an ofproto is created.
1174      *
1175      * At the time of the call to ->set_frag_handling(), the current mode is
1176      * available in 'ofproto->frag_handling'.  ->set_frag_handling() returns
1177      * true if the requested mode was set, false if it is not supported.
1178      *
1179      * Upon successful return, the caller changes 'ofproto->frag_handling' to
1180      * reflect the new mode.
1181      */
1182     bool (*set_frag_handling)(struct ofproto *ofproto,
1183                               enum ofp_config_flags frag_handling);
1184
1185     /* Implements the OpenFlow OFPT_PACKET_OUT command.  The datapath should
1186      * execute the 'ofpacts_len' bytes of "struct ofpacts" in 'ofpacts'.
1187      *
1188      * The caller retains ownership of 'packet' and of 'ofpacts', so
1189      * ->packet_out() should not modify or free them.
1190      *
1191      * This function must validate that it can correctly implement 'ofpacts'.
1192      * If not, then it should return an OpenFlow error code.
1193      *
1194      * 'flow' reflects the flow information for 'packet'.  All of the
1195      * information in 'flow' is extracted from 'packet', except for
1196      * flow->in_port (see below).  flow->tunnel and its register values are
1197      * zeroed.
1198      *
1199      * flow->in_port comes from the OpenFlow OFPT_PACKET_OUT message.  The
1200      * implementation should reject invalid flow->in_port values by returning
1201      * OFPERR_OFPBRC_BAD_PORT.  (If the implementation called
1202      * ofproto_init_max_ports(), then the client will reject these ports
1203      * itself.)  For consistency, the implementation should consider valid for
1204      * flow->in_port any value that could possibly be seen in a packet that it
1205      * passes to connmgr_send_packet_in().  Ideally, even an implementation
1206      * that never generates packet-ins (e.g. due to hardware limitations)
1207      * should still allow flow->in_port values for every possible physical port
1208      * and OFPP_LOCAL.  The only virtual ports (those above OFPP_MAX) that the
1209      * caller will ever pass in as flow->in_port, other than OFPP_LOCAL, are
1210      * OFPP_NONE and OFPP_CONTROLLER.  The implementation should allow both of
1211      * these, treating each of them as packets generated by the controller as
1212      * opposed to packets originating from some switch port.
1213      *
1214      * (Ordinarily the only effect of flow->in_port is on output actions that
1215      * involve the input port, such as actions that output to OFPP_IN_PORT,
1216      * OFPP_FLOOD, or OFPP_ALL.  flow->in_port can also affect Nicira extension
1217      * "resubmit" actions.)
1218      *
1219      * 'packet' is not matched against the OpenFlow flow table, so its
1220      * statistics should not be included in OpenFlow flow statistics.
1221      *
1222      * Returns 0 if successful, otherwise an OpenFlow error code. */
1223     enum ofperr (*packet_out)(struct ofproto *ofproto, struct ofpbuf *packet,
1224                               const struct flow *flow,
1225                               const struct ofpact *ofpacts,
1226                               size_t ofpacts_len);
1227
1228 /* ## ------------------------- ## */
1229 /* ## OFPP_NORMAL configuration ## */
1230 /* ## ------------------------- ## */
1231
1232     /* Configures NetFlow on 'ofproto' according to the options in
1233      * 'netflow_options', or turns off NetFlow if 'netflow_options' is NULL.
1234      *
1235      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that 'ofproto' does not support
1236      * NetFlow, as does a null pointer. */
1237     int (*set_netflow)(struct ofproto *ofproto,
1238                        const struct netflow_options *netflow_options);
1239
1240     void (*get_netflow_ids)(const struct ofproto *ofproto,
1241                             uint8_t *engine_type, uint8_t *engine_id);
1242
1243     /* Configures sFlow on 'ofproto' according to the options in
1244      * 'sflow_options', or turns off sFlow if 'sflow_options' is NULL.
1245      *
1246      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that 'ofproto' does not support
1247      * sFlow, as does a null pointer. */
1248     int (*set_sflow)(struct ofproto *ofproto,
1249                      const struct ofproto_sflow_options *sflow_options);
1250
1251     /* Configures IPFIX on 'ofproto' according to the options in
1252      * 'bridge_exporter_options' and the 'flow_exporters_options'
1253      * array, or turns off IPFIX if 'bridge_exporter_options' and
1254      * 'flow_exporters_options' is NULL.
1255      *
1256      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that 'ofproto' does not support
1257      * IPFIX, as does a null pointer. */
1258     int (*set_ipfix)(
1259         struct ofproto *ofproto,
1260         const struct ofproto_ipfix_bridge_exporter_options
1261             *bridge_exporter_options,
1262         const struct ofproto_ipfix_flow_exporter_options
1263             *flow_exporters_options, size_t n_flow_exporters_options);
1264
1265     /* Configures connectivity fault management on 'ofport'.
1266      *
1267      * If 'cfm_settings' is nonnull, configures CFM according to its members.
1268      *
1269      * If 'cfm_settings' is null, removes any connectivity fault management
1270      * configuration from 'ofport'.
1271      *
1272      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1273      * support CFM, as does a null pointer. */
1274     int (*set_cfm)(struct ofport *ofport, const struct cfm_settings *s);
1275
1276     /* Checks the status of CFM configured on 'ofport'.  Returns true if the
1277      * port's CFM status was successfully stored into '*status'.  Returns false
1278      * if the port did not have CFM configured, in which case '*status' is
1279      * indeterminate.
1280      *
1281      * The caller must provide and owns '*status', but it does not own and must
1282      * not modify or free the array returned in 'status->rmps'. */
1283     bool (*get_cfm_status)(const struct ofport *ofport,
1284                            struct ofproto_cfm_status *status);
1285
1286     /* Configures BFD on 'ofport'.
1287      *
1288      * If 'cfg' is NULL, or 'cfg' does not contain the key value pair
1289      * "enable=true", removes BFD from 'ofport'.  Otherwise, configures BFD
1290      * according to 'cfg'.
1291      *
1292      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1293      * support BFD, as does a null pointer. */
1294     int (*set_bfd)(struct ofport *ofport, const struct smap *cfg);
1295
1296     /* Populates 'smap' with the status of BFD on 'ofport'.  Returns 0 on
1297      * success, or a positive errno.  EOPNOTSUPP as a return value indicates
1298      * that this ofproto_class does not support BFD, as does a null pointer. */
1299     int (*get_bfd_status)(struct ofport *ofport, struct smap *smap);
1300
1301     /* Configures spanning tree protocol (STP) on 'ofproto' using the
1302      * settings defined in 's'.
1303      *
1304      * If 's' is nonnull, configures STP according to its members.
1305      *
1306      * If 's' is null, removes any STP configuration from 'ofproto'.
1307      *
1308      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1309      * support STP, as does a null pointer. */
1310     int (*set_stp)(struct ofproto *ofproto,
1311                    const struct ofproto_stp_settings *s);
1312
1313     /* Retrieves state of spanning tree protocol (STP) on 'ofproto'.
1314      *
1315      * Stores STP state for 'ofproto' in 's'.  If the 'enabled' member
1316      * is false, the other member values are not meaningful.
1317      *
1318      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1319      * support STP, as does a null pointer. */
1320     int (*get_stp_status)(struct ofproto *ofproto,
1321                           struct ofproto_stp_status *s);
1322
1323     /* Configures spanning tree protocol (STP) on 'ofport' using the
1324      * settings defined in 's'.
1325      *
1326      * If 's' is nonnull, configures STP according to its members.  The
1327      * caller is responsible for assigning STP port numbers (using the
1328      * 'port_num' member in the range of 1 through 255, inclusive) and
1329      * ensuring there are no duplicates.
1330      *
1331      * If 's' is null, removes any STP configuration from 'ofport'.
1332      *
1333      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1334      * support STP, as does a null pointer. */
1335     int (*set_stp_port)(struct ofport *ofport,
1336                         const struct ofproto_port_stp_settings *s);
1337
1338     /* Retrieves spanning tree protocol (STP) port status of 'ofport'.
1339      *
1340      * Stores STP state for 'ofport' in 's'.  If the 'enabled' member is
1341      * false, the other member values are not meaningful.
1342      *
1343      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1344      * support STP, as does a null pointer. */
1345     int (*get_stp_port_status)(struct ofport *ofport,
1346                                struct ofproto_port_stp_status *s);
1347
1348     /* Registers meta-data associated with the 'n_qdscp' Qualities of Service
1349      * 'queues' attached to 'ofport'.  This data is not intended to be
1350      * sufficient to implement QoS.  Instead, providers may use this
1351      * information to implement features which require knowledge of what queues
1352      * exist on a port, and some basic information about them.
1353      *
1354      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1355      * support QoS, as does a null pointer. */
1356     int (*set_queues)(struct ofport *ofport,
1357                       const struct ofproto_port_queue *queues, size_t n_qdscp);
1358
1359     /* If 's' is nonnull, this function registers a "bundle" associated with
1360      * client data pointer 'aux' in 'ofproto'.  A bundle is the same concept as
1361      * a Port in OVSDB, that is, it consists of one or more "slave" devices
1362      * (Interfaces, in OVSDB) along with VLAN and LACP configuration and, if
1363      * there is more than one slave, a bonding configuration.  If 'aux' is
1364      * already registered then this function updates its configuration to 's'.
1365      * Otherwise, this function registers a new bundle.
1366      *
1367      * If 's' is NULL, this function unregisters the bundle registered on
1368      * 'ofproto' associated with client data pointer 'aux'.  If no such bundle
1369      * has been registered, this has no effect.
1370      *
1371      * This function affects only the behavior of the NXAST_AUTOPATH action and
1372      * output to the OFPP_NORMAL port.  An implementation that does not support
1373      * it at all may set it to NULL or return EOPNOTSUPP.  An implementation
1374      * that supports only a subset of the functionality should implement what
1375      * it can and return 0. */
1376     int (*bundle_set)(struct ofproto *ofproto, void *aux,
1377                       const struct ofproto_bundle_settings *s);
1378
1379     /* If 'port' is part of any bundle, removes it from that bundle.  If the
1380      * bundle now has no ports, deletes the bundle.  If the bundle now has only
1381      * one port, deconfigures the bundle's bonding configuration. */
1382     void (*bundle_remove)(struct ofport *ofport);
1383
1384     /* If 's' is nonnull, this function registers a mirror associated with
1385      * client data pointer 'aux' in 'ofproto'.  A mirror is the same concept as
1386      * a Mirror in OVSDB.  If 'aux' is already registered then this function
1387      * updates its configuration to 's'.  Otherwise, this function registers a
1388      * new mirror.
1389      *
1390      * If 's' is NULL, this function unregisters the mirror registered on
1391      * 'ofproto' associated with client data pointer 'aux'.  If no such mirror
1392      * has been registered, this has no effect.
1393      *
1394      * An implementation that does not support mirroring at all may set
1395      * it to NULL or return EOPNOTSUPP.  An implementation that supports
1396      * only a subset of the functionality should implement what it can
1397      * and return 0. */
1398     int (*mirror_set)(struct ofproto *ofproto, void *aux,
1399                       const struct ofproto_mirror_settings *s);
1400
1401     /* Retrieves statistics from mirror associated with client data
1402      * pointer 'aux' in 'ofproto'.  Stores packet and byte counts in
1403      * 'packets' and 'bytes', respectively.  If a particular counter is
1404      * not supported, the appropriate argument is set to UINT64_MAX.
1405      *
1406      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1407      * support retrieving mirror statistics. */
1408     int (*mirror_get_stats)(struct ofproto *ofproto, void *aux,
1409                             uint64_t *packets, uint64_t *bytes);
1410
1411     /* Configures the VLANs whose bits are set to 1 in 'flood_vlans' as VLANs
1412      * on which all packets are flooded, instead of using MAC learning.  If
1413      * 'flood_vlans' is NULL, then MAC learning applies to all VLANs.
1414      *
1415      * This function affects only the behavior of the OFPP_NORMAL action.  An
1416      * implementation that does not support it may set it to NULL or return
1417      * EOPNOTSUPP. */
1418     int (*set_flood_vlans)(struct ofproto *ofproto,
1419                            unsigned long *flood_vlans);
1420
1421     /* Returns true if 'aux' is a registered bundle that is currently in use as
1422      * the output for a mirror. */
1423     bool (*is_mirror_output_bundle)(const struct ofproto *ofproto, void *aux);
1424
1425     /* When the configuration option of forward_bpdu changes, this function
1426      * will be invoked. */
1427     void (*forward_bpdu_changed)(struct ofproto *ofproto);
1428
1429     /* Sets the MAC aging timeout for the OFPP_NORMAL action to 'idle_time', in
1430      * seconds, and the maximum number of MAC table entries to
1431      * 'max_entries'.
1432      *
1433      * An implementation that doesn't support configuring these features may
1434      * set this function to NULL or implement it as a no-op. */
1435     void (*set_mac_table_config)(struct ofproto *ofproto,
1436                                  unsigned int idle_time, size_t max_entries);
1437
1438 /* Linux VLAN device support (e.g. "eth0.10" for VLAN 10.)
1439  *
1440  * This is deprecated.  It is only for compatibility with broken device drivers
1441  * in old versions of Linux that do not properly support VLANs when VLAN
1442  * devices are not used.  When broken device drivers are no longer in
1443  * widespread use, we will delete these interfaces. */
1444
1445     /* If 'realdev_ofp_port' is nonzero, then this function configures 'ofport'
1446      * as a VLAN splinter port for VLAN 'vid', associated with the real device
1447      * that has OpenFlow port number 'realdev_ofp_port'.
1448      *
1449      * If 'realdev_ofp_port' is zero, then this function deconfigures 'ofport'
1450      * as a VLAN splinter port.
1451      *
1452      * This function should be NULL if an implementation does not support it.
1453      */
1454     int (*set_realdev)(struct ofport *ofport,
1455                        ofp_port_t realdev_ofp_port, int vid);
1456
1457 /* ## ------------------------ ## */
1458 /* ## OpenFlow meter functions ## */
1459 /* ## ------------------------ ## */
1460
1461     /* These functions should be NULL if an implementation does not support
1462      * them.  They must be all null or all non-null.. */
1463
1464     /* Initializes 'features' to describe the metering features supported by
1465      * 'ofproto'. */
1466     void (*meter_get_features)(const struct ofproto *ofproto,
1467                                struct ofputil_meter_features *features);
1468
1469     /* If '*id' is UINT32_MAX, adds a new meter with the given 'config'.  On
1470      * success the function must store a provider meter ID other than
1471      * UINT32_MAX in '*id'.  All further references to the meter will be made
1472      * with the returned provider meter id rather than the OpenFlow meter id.
1473      * The caller does not try to interpret the provider meter id, giving the
1474      * implementation the freedom to either use the OpenFlow meter_id value
1475      * provided in the meter configuration, or any other value suitable for the
1476      * implementation.
1477      *
1478      * If '*id' is a value other than UINT32_MAX, modifies the existing meter
1479      * with that meter provider ID to have configuration 'config'.  On failure,
1480      * the existing meter configuration is left intact.  Regardless of success,
1481      * any change to '*id' updates the provider meter id used for this
1482      * meter. */
1483     enum ofperr (*meter_set)(struct ofproto *ofproto, ofproto_meter_id *id,
1484                              const struct ofputil_meter_config *config);
1485
1486     /* Gets the meter and meter band packet and byte counts for maximum of
1487      * 'stats->n_bands' bands for the meter with provider ID 'id' within
1488      * 'ofproto'.  The caller fills in the other stats values.  The band stats
1489      * are copied to memory at 'stats->bands' provided by the caller.  The
1490      * number of returned band stats is returned in 'stats->n_bands'. */
1491     enum ofperr (*meter_get)(const struct ofproto *ofproto,
1492                              ofproto_meter_id id,
1493                              struct ofputil_meter_stats *stats);
1494
1495     /* Deletes a meter, making the 'ofproto_meter_id' invalid for any
1496      * further calls. */
1497     void (*meter_del)(struct ofproto *, ofproto_meter_id);
1498
1499
1500 /* ## -------------------- ## */
1501 /* ## OpenFlow 1.1+ groups ## */
1502 /* ## -------------------- ## */
1503
1504     struct ofgroup *(*group_alloc)(void);
1505     enum ofperr (*group_construct)(struct ofgroup *);
1506     void (*group_destruct)(struct ofgroup *);
1507     void (*group_dealloc)(struct ofgroup *);
1508
1509     enum ofperr (*group_modify)(struct ofgroup *, struct ofgroup *victim);
1510
1511     enum ofperr (*group_get_stats)(const struct ofgroup *,
1512                                    struct ofputil_group_stats *);
1513 };
1514
1515 extern const struct ofproto_class ofproto_dpif_class;
1516
1517 int ofproto_class_register(const struct ofproto_class *);
1518 int ofproto_class_unregister(const struct ofproto_class *);
1519
1520 /* ofproto_flow_mod() returns this value if the flow_mod could not be processed
1521  * because it overlaps with an ongoing flow table operation that has not yet
1522  * completed.  The caller should retry the operation later.
1523  *
1524  * ofproto.c also uses this value internally for additional (similar) purposes.
1525  *
1526  * This particular value is a good choice because it is large, so that it does
1527  * not collide with any errno value, but not large enough to collide with an
1528  * OFPERR_* value. */
1529 enum { OFPROTO_POSTPONE = 1 << 16 };
1530 BUILD_ASSERT_DECL(OFPROTO_POSTPONE < OFPERR_OFS);
1531
1532 int ofproto_flow_mod(struct ofproto *, struct ofputil_flow_mod *);
1533 void ofproto_add_flow(struct ofproto *, const struct match *,
1534                       unsigned int priority,
1535                       const struct ofpact *ofpacts, size_t ofpacts_len);
1536 bool ofproto_delete_flow(struct ofproto *,
1537                          const struct match *, unsigned int priority);
1538 void ofproto_flush_flows(struct ofproto *);
1539
1540 #endif /* ofproto/ofproto-provider.h */