ofproto: Break actions out of rule into new rule_actions structure.
[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 ofproto *ofproto;     /* The ofproto that contains this rule. */
221     struct cls_rule cr;          /* In owning ofproto's classifier. */
222
223     struct ofoperation *pending; /* Operation now in progress, if nonnull. */
224
225     ovs_be64 flow_cookie;        /* Controller-issued identifier. Guarded by
226                                     rwlock. */
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     enum ofputil_flow_mod_flags flags;
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 rwlock is used to protect those elements in struct rule which are
244      * accessed by multiple threads.  While maintaining a pointer to struct
245      * rule, threads are required to hold a readlock.  The main ofproto code is
246      * guaranteed not to evict the rule, or change any of the elements "Guarded
247      * by rwlock" without holding the writelock.
248      *
249      * A rule will not be evicted unless both its own and its classifier's
250      * write locks are held.  Therefore, while holding a classifier readlock,
251      * one can be assured that write locked rules are safe to reference. */
252     struct ovs_rwlock rwlock;
253
254     /* Guarded by rwlock. */
255     struct rule_actions *actions;
256
257     struct list meter_list_node; /* In owning meter's 'rules' list. */
258
259     /* Flow monitors. */
260     enum nx_flow_monitor_flags monitor_flags;
261     uint64_t add_seqno;         /* Sequence number when added. */
262     uint64_t modify_seqno;      /* Sequence number when changed. */
263
264     /* Optimisation for flow expiry. */
265     struct list expirable;      /* In ofproto's 'expirable' list if this rule
266                                  * is expirable, otherwise empty. */
267 };
268
269 /* A set of actions within a "struct rule".
270  *
271  *
272  * Thread-safety
273  * =============
274  *
275  * A struct rule_actions 'actions' may be accessed without a risk of being
276  * freed by code that holds a read-lock or write-lock on 'rule->rwlock' (where
277  * 'rule' is the rule for which 'rule->actions == actions') or that owns a
278  * reference to 'actions->ref_count' (or both). */
279 struct rule_actions {
280     atomic_uint ref_count;
281
282     /* These members are immutable: they do not change during the struct's
283      * lifetime.  */
284     struct ofpact *ofpacts;     /* Sequence of "struct ofpacts". */
285     unsigned int ofpacts_len;   /* Size of 'ofpacts', in bytes. */
286     uint32_t meter_id;          /* Non-zero OF meter_id, or zero. */
287 };
288
289 struct rule_actions *rule_actions_create(const struct ofpact *, size_t);
290 void rule_actions_ref(struct rule_actions *);
291 void rule_actions_unref(struct rule_actions *);
292
293 /* A set of rules to which an OpenFlow operation applies. */
294 struct rule_collection {
295     struct rule **rules;        /* The rules. */
296     size_t n;                   /* Number of rules collected. */
297
298     size_t capacity;            /* Number of rules that will fit in 'rules'. */
299     struct rule *stub[64];      /* Preallocated rules to avoid malloc(). */
300 };
301
302 void rule_collection_init(struct rule_collection *);
303 void rule_collection_add(struct rule_collection *, struct rule *);
304 void rule_collection_destroy(struct rule_collection *);
305
306 /* Threshold at which to begin flow table eviction. Only affects the
307  * ofproto-dpif implementation */
308 extern unsigned flow_eviction_threshold;
309
310 /* Number of upcall handler threads. Only affects the ofproto-dpif
311  * implementation. */
312 extern unsigned n_handler_threads;
313
314 /* Determines which model to use for handling misses in the ofproto-dpif
315  * implementation */
316 extern enum ofproto_flow_miss_model flow_miss_model;
317
318 static inline struct rule *
319 rule_from_cls_rule(const struct cls_rule *cls_rule)
320 {
321     return cls_rule ? CONTAINER_OF(cls_rule, struct rule, cr) : NULL;
322 }
323
324 void ofproto_rule_expire(struct rule *rule, uint8_t reason);
325 void ofproto_rule_delete(struct ofproto *, struct classifier *cls,
326                          struct rule *) OVS_REQ_WRLOCK(cls->rwlock);
327 void ofproto_rule_reduce_timeouts(struct rule *rule, uint16_t idle_timeout,
328                                   uint16_t hard_timeout)
329     OVS_EXCLUDED(rule->ofproto->expirable_mutex, rule->timeout_mutex);
330
331 bool ofproto_rule_has_out_port(const struct rule *, ofp_port_t out_port);
332
333 void ofoperation_complete(struct ofoperation *, enum ofperr);
334
335 bool ofoperation_has_out_port(const struct ofoperation *, ofp_port_t out_port);
336 bool ofproto_rule_has_out_group(const struct rule *, uint32_t group_id);
337
338 bool ofproto_rule_is_hidden(const struct rule *);
339
340 /* A group within a "struct ofproto".
341  *
342  * With few exceptions, ofproto implementations may look at these fields but
343  * should not modify them. */
344 struct ofgroup {
345     /* The rwlock is used to prevent groups from being deleted while child
346      * threads are using them to xlate flows.  A read lock means the
347      * group is currently being used.  A write lock means the group is
348      * in the process of being deleted or updated.  Note that since
349      * a read lock on the groups container is held while searching, and
350      * a group is ever write locked only while holding a write lock
351      * on the container, the user's of groups will never face a group
352      * in the write locked state. */
353     struct ovs_rwlock rwlock;
354     struct hmap_node hmap_node; /* In struct ofproto's "groups" hmap. */
355     struct ofproto *ofproto;    /* The ofproto that contains this group. */
356     uint32_t group_id;
357     enum ofp11_group_type type; /* One of OFPGT_*. */
358
359     long long int created;      /* Creation time. */
360     long long int modified;     /* Time of last modification. */
361
362     struct list buckets;        /* Contains "struct ofputil_bucket"s. */
363     uint32_t n_buckets;
364 };
365
366 bool ofproto_group_lookup(const struct ofproto *ofproto, uint32_t group_id,
367                           struct ofgroup **group)
368     OVS_TRY_RDLOCK(true, (*group)->rwlock);
369
370 void ofproto_group_release(struct ofgroup *group)
371     OVS_RELEASES(group->rwlock);
372
373 /* ofproto class structure, to be defined by each ofproto implementation.
374  *
375  *
376  * Data Structures
377  * ===============
378  *
379  * These functions work primarily with four different kinds of data
380  * structures:
381  *
382  *   - "struct ofproto", which represents an OpenFlow switch.
383  *
384  *   - "struct ofport", which represents a port within an ofproto.
385  *
386  *   - "struct rule", which represents an OpenFlow flow within an ofproto.
387  *
388  *   - "struct ofgroup", which represents an OpenFlow 1.1+ group within an
389  *     ofproto.
390  *
391  * Each of these data structures contains all of the implementation-independent
392  * generic state for the respective concept, called the "base" state.  None of
393  * them contains any extra space for ofproto implementations to use.  Instead,
394  * each implementation is expected to declare its own data structure that
395  * contains an instance of the generic data structure plus additional
396  * implementation-specific members, called the "derived" state.  The
397  * implementation can use casts or (preferably) the CONTAINER_OF macro to
398  * obtain access to derived state given only a pointer to the embedded generic
399  * data structure.
400  *
401  *
402  * Life Cycle
403  * ==========
404  *
405  * Four stylized functions accompany each of these data structures:
406  *
407  *            "alloc"       "construct"       "destruct"       "dealloc"
408  *            ------------  ----------------  ---------------  --------------
409  *   ofproto  ->alloc       ->construct       ->destruct       ->dealloc
410  *   ofport   ->port_alloc  ->port_construct  ->port_destruct  ->port_dealloc
411  *   rule     ->rule_alloc  ->rule_construct  ->rule_destruct  ->rule_dealloc
412  *   group    ->group_alloc ->group_construct ->group_destruct ->group_dealloc
413  *
414  * "ofproto", "ofport", and "group" have this exact life cycle.  The "rule"
415  * data structure also follow this life cycle with some additional elaborations
416  * described under "Rule Life Cycle" below.
417  *
418  * Any instance of a given data structure goes through the following life
419  * cycle:
420  *
421  *   1. The client calls the "alloc" function to obtain raw memory.  If "alloc"
422  *      fails, skip all the other steps.
423  *
424  *   2. The client initializes all of the data structure's base state.  If this
425  *      fails, skip to step 7.
426  *
427  *   3. The client calls the "construct" function.  The implementation
428  *      initializes derived state.  It may refer to the already-initialized
429  *      base state.  If "construct" fails, skip to step 6.
430  *
431  *   4. The data structure is now initialized and in use.
432  *
433  *   5. When the data structure is no longer needed, the client calls the
434  *      "destruct" function.  The implementation uninitializes derived state.
435  *      The base state has not been uninitialized yet, so the implementation
436  *      may still refer to it.
437  *
438  *   6. The client uninitializes all of the data structure's base state.
439  *
440  *   7. The client calls the "dealloc" to free the raw memory.  The
441  *      implementation must not refer to base or derived state in the data
442  *      structure, because it has already been uninitialized.
443  *
444  * Each "alloc" function allocates and returns a new instance of the respective
445  * data structure.  The "alloc" function is not given any information about the
446  * use of the new data structure, so it cannot perform much initialization.
447  * Its purpose is just to ensure that the new data structure has enough room
448  * for base and derived state.  It may return a null pointer if memory is not
449  * available, in which case none of the other functions is called.
450  *
451  * Each "construct" function initializes derived state in its respective data
452  * structure.  When "construct" is called, all of the base state has already
453  * been initialized, so the "construct" function may refer to it.  The
454  * "construct" function is allowed to fail, in which case the client calls the
455  * "dealloc" function (but not the "destruct" function).
456  *
457  * Each "destruct" function uninitializes and frees derived state in its
458  * respective data structure.  When "destruct" is called, the base state has
459  * not yet been uninitialized, so the "destruct" function may refer to it.  The
460  * "destruct" function is not allowed to fail.
461  *
462  * Each "dealloc" function frees raw memory that was allocated by the the
463  * "alloc" function.  The memory's base and derived members might not have ever
464  * been initialized (but if "construct" returned successfully, then it has been
465  * "destruct"ed already).  The "dealloc" function is not allowed to fail.
466  *
467  *
468  * Conventions
469  * ===========
470  *
471  * Most of these functions return 0 if they are successful or a positive error
472  * code on failure.  Depending on the function, valid error codes are either
473  * errno values or OFPERR_* OpenFlow error codes.
474  *
475  * Most of these functions are expected to execute synchronously, that is, to
476  * block as necessary to obtain a result.  Thus, these functions may return
477  * EAGAIN (or EWOULDBLOCK or EINPROGRESS) only where the function descriptions
478  * explicitly say those errors are a possibility.  We may relax this
479  * requirement in the future if and when we encounter performance problems. */
480 struct ofproto_class {
481 /* ## ----------------- ## */
482 /* ## Factory Functions ## */
483 /* ## ----------------- ## */
484
485     /* Initializes provider.  The caller may pass in 'iface_hints',
486      * which contains an shash of "struct iface_hint" elements indexed
487      * by the interface's name.  The provider may use these hints to
488      * describe the startup configuration in order to reinitialize its
489      * state.  The caller owns the provided data, so a provider must
490      * make copies of anything required.  An ofproto provider must
491      * remove any existing state that is not described by the hint, and
492      * may choose to remove it all. */
493     void (*init)(const struct shash *iface_hints);
494
495     /* Enumerates the types of all support ofproto types into 'types'.  The
496      * caller has already initialized 'types' and other ofproto classes might
497      * already have added names to it. */
498     void (*enumerate_types)(struct sset *types);
499
500     /* Enumerates the names of all existing datapath of the specified 'type'
501      * into 'names' 'all_dps'.  The caller has already initialized 'names' as
502      * an empty sset.
503      *
504      * 'type' is one of the types enumerated by ->enumerate_types().
505      *
506      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.
507      */
508     int (*enumerate_names)(const char *type, struct sset *names);
509
510     /* Deletes the datapath with the specified 'type' and 'name'.  The caller
511      * should have closed any open ofproto with this 'type' and 'name'; this
512      * function is allowed to fail if that is not the case.
513      *
514      * 'type' is one of the types enumerated by ->enumerate_types().
515      * 'name' is one of the names enumerated by ->enumerate_names() for 'type'.
516      *
517      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.
518      */
519     int (*del)(const char *type, const char *name);
520
521     /* Returns the type to pass to netdev_open() when a datapath of type
522      * 'datapath_type' has a port of type 'port_type', for a few special
523      * cases when a netdev type differs from a port type.  For example,
524      * when using the userspace datapath, a port of type "internal"
525      * needs to be opened as "tap".
526      *
527      * Returns either 'type' itself or a string literal, which must not
528      * be freed. */
529     const char *(*port_open_type)(const char *datapath_type,
530                                   const char *port_type);
531
532 /* ## ------------------------ ## */
533 /* ## Top-Level type Functions ## */
534 /* ## ------------------------ ## */
535
536     /* Performs any periodic activity required on ofprotos of type
537      * 'type'.
538      *
539      * An ofproto provider may implement it or not, depending on whether
540      * it needs type-level maintenance.
541      *
542      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
543     int (*type_run)(const char *type);
544
545     /* Performs periodic activity required on ofprotos of type 'type'
546      * that needs to be done with the least possible latency.
547      *
548      * This is run multiple times per main loop.  An ofproto provider may
549      * implement it or not, according to whether it provides a performance
550      * boost for that ofproto implementation.
551      *
552      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
553     int (*type_run_fast)(const char *type);
554
555     /* Causes the poll loop to wake up when a type 'type''s 'run'
556      * function needs to be called, e.g. by calling the timer or fd
557      * waiting functions in poll-loop.h.
558      *
559      * An ofproto provider may implement it or not, depending on whether
560      * it needs type-level maintenance. */
561     void (*type_wait)(const char *type);
562
563 /* ## --------------------------- ## */
564 /* ## Top-Level ofproto Functions ## */
565 /* ## --------------------------- ## */
566
567     /* Life-cycle functions for an "ofproto" (see "Life Cycle" above).
568      *
569      *
570      * Construction
571      * ============
572      *
573      * ->construct() should not modify any base members of the ofproto.  The
574      * client will initialize the ofproto's 'ports' and 'tables' members after
575      * construction is complete.
576      *
577      * When ->construct() is called, the client does not yet know how many flow
578      * tables the datapath supports, so ofproto->n_tables will be 0 and
579      * ofproto->tables will be NULL.  ->construct() should call
580      * ofproto_init_tables() to allocate and initialize ofproto->n_tables and
581      * ofproto->tables.  Each flow table will be initially empty, so
582      * ->construct() should delete flows from the underlying datapath, if
583      * necessary, rather than populating the tables.
584      *
585      * If the ofproto knows the maximum port number that the datapath can have,
586      * then it can call ofproto_init_max_ports().  If it does so, then the
587      * client will ensure that the actions it allows to be used through
588      * OpenFlow do not refer to ports above that maximum number.
589      *
590      * Only one ofproto instance needs to be supported for any given datapath.
591      * If a datapath is already open as part of one "ofproto", then another
592      * attempt to "construct" the same datapath as part of another ofproto is
593      * allowed to fail with an error.
594      *
595      * ->construct() returns 0 if successful, otherwise a positive errno
596      * value.
597      *
598      *
599      * Destruction
600      * ===========
601      *
602      * If 'ofproto' has any pending asynchronous operations, ->destruct()
603      * must complete all of them by calling ofoperation_complete().
604      *
605      * ->destruct() must also destroy all remaining rules in the ofproto's
606      * tables, by passing each remaining rule to ofproto_rule_delete(), and
607      * then complete each of those deletions in turn by calling
608      * ofoperation_complete().
609      *
610      * (Thus, there is a multi-step process for any rule currently being
611      * inserted or modified at the beginning of destruction: first
612      * ofoperation_complete() that operation, then ofproto_rule_delete() the
613      * rule, then ofoperation_complete() the deletion operation.)
614      *
615      * The client will destroy the flow tables themselves after ->destruct()
616      * returns.
617      */
618     struct ofproto *(*alloc)(void);
619     int (*construct)(struct ofproto *ofproto);
620     void (*destruct)(struct ofproto *ofproto);
621     void (*dealloc)(struct ofproto *ofproto);
622
623     /* Performs any periodic activity required by 'ofproto'.  It should:
624      *
625      *   - Call connmgr_send_packet_in() for each received packet that missed
626      *     in the OpenFlow flow table or that had a OFPP_CONTROLLER output
627      *     action.
628      *
629      *   - Call ofproto_rule_expire() for each OpenFlow flow that has reached
630      *     its hard_timeout or idle_timeout, to expire the flow.
631      *
632      *     (But rules that are part of a pending operation, e.g. rules for
633      *     which ->pending is true, may not expire.)
634      *
635      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
636     int (*run)(struct ofproto *ofproto);
637
638     /* Performs periodic activity required by 'ofproto' that needs to be done
639      * with the least possible latency.
640      *
641      * This is run multiple times per main loop.  An ofproto provider may
642      * implement it or not, according to whether it provides a performance
643      * boost for that ofproto implementation. */
644     int (*run_fast)(struct ofproto *ofproto);
645
646     /* Causes the poll loop to wake up when 'ofproto''s 'run' function needs to
647      * be called, e.g. by calling the timer or fd waiting functions in
648      * poll-loop.h.  */
649     void (*wait)(struct ofproto *ofproto);
650
651     /* Adds some memory usage statistics for the implementation of 'ofproto'
652      * into 'usage', for use with memory_report().
653      *
654      * This function is optional. */
655     void (*get_memory_usage)(const struct ofproto *ofproto,
656                              struct simap *usage);
657
658     /* Every "struct rule" in 'ofproto' is about to be deleted, one by one.
659      * This function may prepare for that, for example by clearing state in
660      * advance.  It should *not* actually delete any "struct rule"s from
661      * 'ofproto', only prepare for it.
662      *
663      * This function is optional; it's really just for optimization in case
664      * it's cheaper to delete all the flows from your hardware in a single pass
665      * than to do it one by one. */
666     void (*flush)(struct ofproto *ofproto);
667
668     /* Helper for the OpenFlow OFPT_FEATURES_REQUEST request.
669      *
670      * The implementation should store true in '*arp_match_ip' if the switch
671      * supports matching IP addresses inside ARP requests and replies, false
672      * otherwise.
673      *
674      * The implementation should store in '*actions' a bitmap of the supported
675      * OpenFlow actions.  Vendor actions are not included in '*actions'. */
676     void (*get_features)(struct ofproto *ofproto,
677                          bool *arp_match_ip,
678                          enum ofputil_action_bitmap *actions);
679
680     /* Helper for the OpenFlow OFPST_TABLE statistics request.
681      *
682      * The 'ots' array contains 'ofproto->n_tables' elements.  Each element is
683      * initialized as:
684      *
685      *   - 'table_id' to the array index.
686      *
687      *   - 'name' to "table#" where # is the table ID.
688      *
689      *   - 'match' and 'wildcards' to OFPXMT12_MASK.
690      *
691      *   - 'write_actions' and 'apply_actions' to OFPAT12_OUTPUT.
692      *
693      *   - 'write_setfields' and 'apply_setfields' to OFPXMT12_MASK.
694      *
695      *   - 'metadata_match' and 'metadata_write' to UINT64_MAX.
696      *
697      *   - 'instructions' to OFPIT11_ALL.
698      *
699      *   - 'config' to OFPTC11_TABLE_MISS_MASK.
700      *
701      *   - 'max_entries' to 1,000,000.
702      *
703      *   - 'active_count' to the classifier_count() for the table.
704      *
705      *   - 'lookup_count' and 'matched_count' to 0.
706      *
707      * The implementation should update any members in each element for which
708      * it has better values:
709      *
710      *   - 'name' to a more meaningful name.
711      *
712      *   - 'wildcards' to the set of wildcards actually supported by the table
713      *     (if it doesn't support all OpenFlow wildcards).
714      *
715      *   - 'instructions' to set the instructions actually supported by
716      *     the table.
717      *
718      *   - 'write_actions' to set the write actions actually supported by
719      *     the table (if it doesn't support all OpenFlow actions).
720      *
721      *   - 'apply_actions' to set the apply actions actually supported by
722      *     the table (if it doesn't support all OpenFlow actions).
723      *
724      *   - 'write_setfields' to set the write setfields actually supported by
725      *     the table.
726      *
727      *   - 'apply_setfields' to set the apply setfields actually supported by
728      *     the table.
729      *
730      *   - 'max_entries' to the maximum number of flows actually supported by
731      *     the hardware.
732      *
733      *   - 'lookup_count' to the number of packets looked up in this flow table
734      *     so far.
735      *
736      *   - 'matched_count' to the number of packets looked up in this flow
737      *     table so far that matched one of the flow entries.
738      *
739      * All of the members of struct ofp12_table_stats are in network byte
740      * order.
741      */
742     void (*get_tables)(struct ofproto *ofproto, struct ofp12_table_stats *ots);
743
744 /* ## ---------------- ## */
745 /* ## ofport Functions ## */
746 /* ## ---------------- ## */
747
748     /* Life-cycle functions for a "struct ofport" (see "Life Cycle" above).
749      *
750      * ->port_construct() should not modify any base members of the ofport.
751      * An ofproto implementation should use the 'ofp_port' member of
752      * "struct ofport" as the OpenFlow port number.
753      *
754      * ofports are managed by the base ofproto code.  The ofproto
755      * implementation should only create and destroy them in response to calls
756      * to these functions.  The base ofproto code will create and destroy
757      * ofports in the following situations:
758      *
759      *   - Just after the ->construct() function is called, the base ofproto
760      *     iterates over all of the implementation's ports, using
761      *     ->port_dump_start() and related functions, and constructs an ofport
762      *     for each dumped port.
763      *
764      *   - If ->port_poll() reports that a specific port has changed, then the
765      *     base ofproto will query that port with ->port_query_by_name() and
766      *     construct or destruct ofports as necessary to reflect the updated
767      *     set of ports.
768      *
769      *   - If ->port_poll() returns ENOBUFS to report an unspecified port set
770      *     change, then the base ofproto will iterate over all of the
771      *     implementation's ports, in the same way as at ofproto
772      *     initialization, and construct and destruct ofports to reflect all of
773      *     the changes.
774      *
775      * ->port_construct() returns 0 if successful, otherwise a positive errno
776      * value.
777      */
778     struct ofport *(*port_alloc)(void);
779     int (*port_construct)(struct ofport *ofport);
780     void (*port_destruct)(struct ofport *ofport);
781     void (*port_dealloc)(struct ofport *ofport);
782
783     /* Called after 'ofport->netdev' is replaced by a new netdev object.  If
784      * the ofproto implementation uses the ofport's netdev internally, then it
785      * should switch to using the new one.  The old one has been closed.
786      *
787      * An ofproto implementation that doesn't need to do anything in this
788      * function may use a null pointer. */
789     void (*port_modified)(struct ofport *ofport);
790
791     /* Called after an OpenFlow request changes a port's configuration.
792      * 'ofport->pp.config' contains the new configuration.  'old_config'
793      * contains the previous configuration.
794      *
795      * The caller implements OFPUTIL_PC_PORT_DOWN using netdev functions to
796      * turn NETDEV_UP on and off, so this function doesn't have to do anything
797      * for that bit (and it won't be called if that is the only bit that
798      * changes). */
799     void (*port_reconfigured)(struct ofport *ofport,
800                               enum ofputil_port_config old_config);
801
802     /* Looks up a port named 'devname' in 'ofproto'.  On success, initializes
803      * '*port' appropriately.
804      *
805      * The caller owns the data in 'port' and must free it with
806      * ofproto_port_destroy() when it is no longer needed. */
807     int (*port_query_by_name)(const struct ofproto *ofproto,
808                               const char *devname, struct ofproto_port *port);
809
810     /* Attempts to add 'netdev' as a port on 'ofproto'.  Returns 0 if
811      * successful, otherwise a positive errno value.  The caller should
812      * inform the implementation of the OpenFlow port through the
813      * ->port_construct() method.
814      *
815      * It doesn't matter whether the new port will be returned by a later call
816      * to ->port_poll(); the implementation may do whatever is more
817      * convenient. */
818     int (*port_add)(struct ofproto *ofproto, struct netdev *netdev);
819
820     /* Deletes port number 'ofp_port' from the datapath for 'ofproto'.  Returns
821      * 0 if successful, otherwise a positive errno value.
822      *
823      * It doesn't matter whether the new port will be returned by a later call
824      * to ->port_poll(); the implementation may do whatever is more
825      * convenient. */
826     int (*port_del)(struct ofproto *ofproto, ofp_port_t ofp_port);
827
828     /* Get port stats */
829     int (*port_get_stats)(const struct ofport *port,
830                           struct netdev_stats *stats);
831
832     /* Port iteration functions.
833      *
834      * The client might not be entirely in control of the ports within an
835      * ofproto.  Some hardware implementations, for example, might have a fixed
836      * set of ports in a datapath.  For this reason, the client needs a way to
837      * iterate through all the ports that are actually in a datapath.  These
838      * functions provide that functionality.
839      *
840      * The 'state' pointer provides the implementation a place to
841      * keep track of its position.  Its format is opaque to the caller.
842      *
843      * The ofproto provider retains ownership of the data that it stores into
844      * ->port_dump_next()'s 'port' argument.  The data must remain valid until
845      * at least the next call to ->port_dump_next() or ->port_dump_done() for
846      * 'state'.  The caller will not modify or free it.
847      *
848      * Details
849      * =======
850      *
851      * ->port_dump_start() attempts to begin dumping the ports in 'ofproto'.
852      * On success, it should return 0 and initialize '*statep' with any data
853      * needed for iteration.  On failure, returns a positive errno value, and
854      * the client will not call ->port_dump_next() or ->port_dump_done().
855      *
856      * ->port_dump_next() attempts to retrieve another port from 'ofproto' for
857      * 'state'.  If there is another port, it should store the port's
858      * information into 'port' and return 0.  It should return EOF if all ports
859      * have already been iterated.  Otherwise, on error, it should return a
860      * positive errno value.  This function will not be called again once it
861      * returns nonzero once for a given iteration (but the 'port_dump_done'
862      * function will be called afterward).
863      *
864      * ->port_dump_done() allows the implementation to release resources used
865      * for iteration.  The caller might decide to stop iteration in the middle
866      * by calling this function before ->port_dump_next() returns nonzero.
867      *
868      * Usage Example
869      * =============
870      *
871      * int error;
872      * void *state;
873      *
874      * error = ofproto->ofproto_class->port_dump_start(ofproto, &state);
875      * if (!error) {
876      *     for (;;) {
877      *         struct ofproto_port port;
878      *
879      *         error = ofproto->ofproto_class->port_dump_next(
880      *                     ofproto, state, &port);
881      *         if (error) {
882      *             break;
883      *         }
884      *         // Do something with 'port' here (without modifying or freeing
885      *         // any of its data).
886      *     }
887      *     ofproto->ofproto_class->port_dump_done(ofproto, state);
888      * }
889      * // 'error' is now EOF (success) or a positive errno value (failure).
890      */
891     int (*port_dump_start)(const struct ofproto *ofproto, void **statep);
892     int (*port_dump_next)(const struct ofproto *ofproto, void *state,
893                           struct ofproto_port *port);
894     int (*port_dump_done)(const struct ofproto *ofproto, void *state);
895
896     /* Polls for changes in the set of ports in 'ofproto'.  If the set of ports
897      * in 'ofproto' has changed, then this function should do one of the
898      * following:
899      *
900      * - Preferably: store the name of the device that was added to or deleted
901      *   from 'ofproto' in '*devnamep' and return 0.  The caller is responsible
902      *   for freeing '*devnamep' (with free()) when it no longer needs it.
903      *
904      * - Alternatively: return ENOBUFS, without indicating the device that was
905      *   added or deleted.
906      *
907      * Occasional 'false positives', in which the function returns 0 while
908      * indicating a device that was not actually added or deleted or returns
909      * ENOBUFS without any change, are acceptable.
910      *
911      * The purpose of 'port_poll' is to let 'ofproto' know about changes made
912      * externally to the 'ofproto' object, e.g. by a system administrator via
913      * ovs-dpctl.  Therefore, it's OK, and even preferable, for port_poll() to
914      * not report changes made through calls to 'port_add' or 'port_del' on the
915      * same 'ofproto' object.  (But it's OK for it to report them too, just
916      * slightly less efficient.)
917      *
918      * If the set of ports in 'ofproto' has not changed, returns EAGAIN.  May
919      * also return other positive errno values to indicate that something has
920      * gone wrong.
921      *
922      * If the set of ports in a datapath is fixed, or if the only way that the
923      * set of ports in a datapath can change is through ->port_add() and
924      * ->port_del(), then this function may be a null pointer.
925      */
926     int (*port_poll)(const struct ofproto *ofproto, char **devnamep);
927
928     /* Arranges for the poll loop to wake up when ->port_poll() will return a
929      * value other than EAGAIN.
930      *
931      * If the set of ports in a datapath is fixed, or if the only way that the
932      * set of ports in a datapath can change is through ->port_add() and
933      * ->port_del(), or if the poll loop will always wake up anyway when
934      * ->port_poll() will return a value other than EAGAIN, then this function
935      * may be a null pointer.
936      */
937     void (*port_poll_wait)(const struct ofproto *ofproto);
938
939     /* Checks the status of LACP negotiation for 'port'.  Returns 1 if LACP
940      * partner information for 'port' is up-to-date, 0 if LACP partner
941      * information is not current (generally indicating a connectivity
942      * problem), or -1 if LACP is not enabled on 'port'.
943      *
944      * This function may be a null pointer if the ofproto implementation does
945      * not support LACP. */
946     int (*port_is_lacp_current)(const struct ofport *port);
947
948 /* ## ----------------------- ## */
949 /* ## OpenFlow Rule Functions ## */
950 /* ## ----------------------- ## */
951
952     /* Chooses an appropriate table for 'match' within 'ofproto'.  On
953      * success, stores the table ID into '*table_idp' and returns 0.  On
954      * failure, returns an OpenFlow error code.
955      *
956      * The choice of table should be a function of 'match' and 'ofproto''s
957      * datapath capabilities.  It should not depend on the flows already in
958      * 'ofproto''s flow tables.  Failure implies that an OpenFlow rule with
959      * 'match' as its matching condition can never be inserted into 'ofproto',
960      * even starting from an empty flow table.
961      *
962      * If multiple tables are candidates for inserting the flow, the function
963      * should choose one arbitrarily (but deterministically).
964      *
965      * If this function is NULL then table 0 is always chosen. */
966     enum ofperr (*rule_choose_table)(const struct ofproto *ofproto,
967                                      const struct match *match,
968                                      uint8_t *table_idp);
969
970     /* Life-cycle functions for a "struct rule".
971      *
972      *
973      * Rule Life Cycle
974      * ===============
975      *
976      * The life cycle of a struct rule is an elaboration of the basic life
977      * cycle described above under "Life Cycle".
978      *
979      * After a rule is successfully constructed, it is then inserted.  If
980      * insertion completes successfully, then before it is later destructed, it
981      * is deleted.
982      *
983      * You can think of a rule as having the following extra steps inserted
984      * between "Life Cycle" steps 4 and 5:
985      *
986      *   4.1. The client inserts the rule into the flow table, making it
987      *        visible in flow table lookups.
988      *
989      *   4.2. The client calls "rule_insert".  Immediately or eventually, the
990      *        implementation calls ofoperation_complete() to indicate that the
991      *        insertion completed.  If the operation failed, skip to step 5.
992      *
993      *   4.3. The rule is now installed in the flow table.  Eventually it will
994      *        be deleted.
995      *
996      *   4.4. The client removes the rule from the flow table.  It is no longer
997      *        visible in flow table lookups.
998      *
999      *   4.5. The client calls "rule_delete".  Immediately or eventually, the
1000      *        implementation calls ofoperation_complete() to indicate that the
1001      *        deletion completed.  Deletion is not allowed to fail, so it must
1002      *        be successful.
1003      *
1004      *
1005      * Asynchronous Operation Support
1006      * ==============================
1007      *
1008      * The "insert" and "delete" life-cycle operations on rules can operate
1009      * asynchronously, meaning that ->rule_insert() and ->rule_delete() only
1010      * need to initiate their respective operations and do not need to wait for
1011      * them to complete before they return.  ->rule_modify_actions() also
1012      * operates asynchronously.
1013      *
1014      * An ofproto implementation reports the success or failure of an
1015      * asynchronous operation on a rule using the rule's 'pending' member,
1016      * which points to a opaque "struct ofoperation" that represents the
1017      * ongoing operation.  When the operation completes, the ofproto
1018      * implementation calls ofoperation_complete(), passing the ofoperation and
1019      * an error indication.
1020      *
1021      * Only the following contexts may call ofoperation_complete():
1022      *
1023      *   - The function called to initiate the operation, e.g. ->rule_insert()
1024      *     or ->rule_delete().  This is the best choice if the operation
1025      *     completes quickly.
1026      *
1027      *   - The implementation's ->run() function.
1028      *
1029      *   - The implementation's ->destruct() function.
1030      *
1031      * The ofproto base code updates the flow table optimistically, assuming
1032      * that the operation will probably succeed:
1033      *
1034      *   - ofproto adds the rule in the flow table before calling
1035      *     ->rule_insert().
1036      *
1037      *   - ofproto updates the rule's actions and other properties before
1038      *     calling ->rule_modify_actions().
1039      *
1040      *   - ofproto removes the rule before calling ->rule_delete().
1041      *
1042      * With one exception, when an asynchronous operation completes with an
1043      * error, ofoperation_complete() backs out the already applied changes:
1044      *
1045      *   - If adding a rule in the flow table fails, ofproto removes the new
1046      *     rule.
1047      *
1048      *   - If modifying a rule fails, ofproto restores the original actions
1049      *     (and other properties).
1050      *
1051      *   - Removing a rule is not allowed to fail.  It must always succeed.
1052      *
1053      * The ofproto base code serializes operations: if any operation is in
1054      * progress on a given rule, ofproto postpones initiating any new operation
1055      * on that rule until the pending operation completes.  Therefore, every
1056      * operation must eventually complete through a call to
1057      * ofoperation_complete() to avoid delaying new operations indefinitely
1058      * (including any OpenFlow request that affects the rule in question, even
1059      * just to query its statistics).
1060      *
1061      *
1062      * Construction
1063      * ============
1064      *
1065      * When ->rule_construct() is called, 'rule' is a new rule that is not yet
1066      * inserted into a flow table.  ->rule_construct() should initialize enough
1067      * of the rule's derived state for 'rule' to be suitable for inserting into
1068      * a flow table.  ->rule_construct() should not modify any base members of
1069      * struct rule.
1070      *
1071      * If ->rule_construct() fails (as indicated by returning a nonzero
1072      * OpenFlow error code), the ofproto base code will uninitialize and
1073      * deallocate 'rule'.  See "Rule Life Cycle" above for more details.
1074      *
1075      * ->rule_construct() may also:
1076      *
1077      *   - Validate that the datapath supports the matching rule in 'rule->cr'
1078      *     datapath.  For example, if the rule's table does not support
1079      *     registers, then it is an error if 'rule->cr' does not wildcard all
1080      *     registers.
1081      *
1082      *   - Validate that the datapath can correctly implement 'rule->ofpacts'.
1083      *
1084      * Some implementations might need to defer these tasks to ->rule_insert(),
1085      * which is also acceptable.
1086      *
1087      *
1088      * Insertion
1089      * =========
1090      *
1091      * Following successful construction, the ofproto base case inserts 'rule'
1092      * into its flow table, then it calls ->rule_insert().  ->rule_insert()
1093      * should set in motion adding the new rule to the datapath flow table.  It
1094      * must act as follows:
1095      *
1096      *   - If it completes insertion, either by succeeding or failing, it must
1097      *     call ofoperation_complete()
1098      *
1099      *   - If insertion is only partially complete, then it must return without
1100      *     calling ofoperation_complete().  Later, when the insertion is
1101      *     complete, the ->run() or ->destruct() function must call
1102      *     ofoperation_complete() to report success or failure.
1103      *
1104      * If ->rule_insert() fails, the ofproto base code will remove 'rule' from
1105      * the flow table, destruct, uninitialize, and deallocate 'rule'.  See
1106      * "Rule Life Cycle" above for more details.
1107      *
1108      *
1109      * Deletion
1110      * ========
1111      *
1112      * The ofproto base code removes 'rule' from its flow table before it calls
1113      * ->rule_delete().  ->rule_delete() should set in motion removing 'rule'
1114      * from the datapath flow table.  It must act as follows:
1115      *
1116      *   - If it completes deletion, it must call ofoperation_complete().
1117      *
1118      *   - If deletion is only partially complete, then it must return without
1119      *     calling ofoperation_complete().  Later, when the deletion is
1120      *     complete, the ->run() or ->destruct() function must call
1121      *     ofoperation_complete().
1122      *
1123      * Rule deletion must not fail.
1124      *
1125      *
1126      * Destruction
1127      * ===========
1128      *
1129      * ->rule_destruct() must uninitialize derived state.
1130      *
1131      * Rule destruction must not fail. */
1132     struct rule *(*rule_alloc)(void);
1133     enum ofperr (*rule_construct)(struct rule *rule);
1134     void (*rule_insert)(struct rule *rule);
1135     void (*rule_delete)(struct rule *rule);
1136     void (*rule_destruct)(struct rule *rule);
1137     void (*rule_dealloc)(struct rule *rule);
1138
1139     /* Obtains statistics for 'rule', storing the number of packets that have
1140      * matched it in '*packet_count' and the number of bytes in those packets
1141      * in '*byte_count'.  UINT64_MAX indicates that the packet count or byte
1142      * count is unknown. */
1143     void (*rule_get_stats)(struct rule *rule, uint64_t *packet_count,
1144                            uint64_t *byte_count);
1145
1146     /* Applies the actions in 'rule' to 'packet'.  (This implements sending
1147      * buffered packets for OpenFlow OFPT_FLOW_MOD commands.)
1148      *
1149      * Takes ownership of 'packet' (so it should eventually free it, with
1150      * ofpbuf_delete()).
1151      *
1152      * 'flow' reflects the flow information for 'packet'.  All of the
1153      * information in 'flow' is extracted from 'packet', except for
1154      * flow->tunnel and flow->in_port, which are assigned the correct values
1155      * for the incoming packet.  The register values are zeroed.  'packet''s
1156      * header pointers (e.g. packet->l3) are appropriately initialized.
1157      * packet->l3 is aligned on a 32-bit boundary.
1158      *
1159      * The implementation should add the statistics for 'packet' into 'rule'.
1160      *
1161      * Returns 0 if successful, otherwise an OpenFlow error code. */
1162     enum ofperr (*rule_execute)(struct rule *rule, const struct flow *flow,
1163                                 struct ofpbuf *packet);
1164
1165     /* When ->rule_modify_actions() is called, the caller has already replaced
1166      * the OpenFlow actions in 'rule' by a new set.  (The original actions are
1167      * in rule->pending->actions.)
1168      *
1169      * ->rule_modify_actions() should set the following in motion:
1170      *
1171      *   - Validate that the datapath can correctly implement the actions now
1172      *     in 'rule'.
1173      *
1174      *   - Update the datapath flow table with the new actions.
1175      *
1176      *   - Only if 'reset_counters' is true, reset any packet or byte counters
1177      *     associated with the rule to zero, so that rule_get_stats() will not
1178      *     longer count those packets or bytes.
1179      *
1180      * If the operation synchronously completes, ->rule_modify_actions() may
1181      * call ofoperation_complete() before it returns.  Otherwise, ->run()
1182      * should call ofoperation_complete() later, after the operation does
1183      * complete.
1184      *
1185      * If the operation fails, then the base ofproto code will restore the
1186      * original 'actions' and 'n_actions' of 'rule'.
1187      *
1188      * ->rule_modify_actions() should not modify any base members of struct
1189      * rule. */
1190     void (*rule_modify_actions)(struct rule *rule, bool reset_counters);
1191
1192     /* Changes the OpenFlow IP fragment handling policy to 'frag_handling',
1193      * which takes one of the following values, with the corresponding
1194      * meanings:
1195      *
1196      *  - OFPC_FRAG_NORMAL: The switch should treat IP fragments the same way
1197      *    as other packets, omitting TCP and UDP port numbers (always setting
1198      *    them to 0).
1199      *
1200      *  - OFPC_FRAG_DROP: The switch should drop all IP fragments without
1201      *    passing them through the flow table.
1202      *
1203      *  - OFPC_FRAG_REASM: The switch should reassemble IP fragments before
1204      *    passing packets through the flow table.
1205      *
1206      *  - OFPC_FRAG_NX_MATCH (a Nicira extension): Similar to OFPC_FRAG_NORMAL,
1207      *    except that TCP and UDP port numbers should be included in fragments
1208      *    with offset 0.
1209      *
1210      * Implementations are not required to support every mode.
1211      * OFPC_FRAG_NORMAL is the default mode when an ofproto is created.
1212      *
1213      * At the time of the call to ->set_frag_handling(), the current mode is
1214      * available in 'ofproto->frag_handling'.  ->set_frag_handling() returns
1215      * true if the requested mode was set, false if it is not supported.
1216      *
1217      * Upon successful return, the caller changes 'ofproto->frag_handling' to
1218      * reflect the new mode.
1219      */
1220     bool (*set_frag_handling)(struct ofproto *ofproto,
1221                               enum ofp_config_flags frag_handling);
1222
1223     /* Implements the OpenFlow OFPT_PACKET_OUT command.  The datapath should
1224      * execute the 'ofpacts_len' bytes of "struct ofpacts" in 'ofpacts'.
1225      *
1226      * The caller retains ownership of 'packet' and of 'ofpacts', so
1227      * ->packet_out() should not modify or free them.
1228      *
1229      * This function must validate that it can correctly implement 'ofpacts'.
1230      * If not, then it should return an OpenFlow error code.
1231      *
1232      * 'flow' reflects the flow information for 'packet'.  All of the
1233      * information in 'flow' is extracted from 'packet', except for
1234      * flow->in_port (see below).  flow->tunnel and its register values are
1235      * zeroed.
1236      *
1237      * flow->in_port comes from the OpenFlow OFPT_PACKET_OUT message.  The
1238      * implementation should reject invalid flow->in_port values by returning
1239      * OFPERR_OFPBRC_BAD_PORT.  (If the implementation called
1240      * ofproto_init_max_ports(), then the client will reject these ports
1241      * itself.)  For consistency, the implementation should consider valid for
1242      * flow->in_port any value that could possibly be seen in a packet that it
1243      * passes to connmgr_send_packet_in().  Ideally, even an implementation
1244      * that never generates packet-ins (e.g. due to hardware limitations)
1245      * should still allow flow->in_port values for every possible physical port
1246      * and OFPP_LOCAL.  The only virtual ports (those above OFPP_MAX) that the
1247      * caller will ever pass in as flow->in_port, other than OFPP_LOCAL, are
1248      * OFPP_NONE and OFPP_CONTROLLER.  The implementation should allow both of
1249      * these, treating each of them as packets generated by the controller as
1250      * opposed to packets originating from some switch port.
1251      *
1252      * (Ordinarily the only effect of flow->in_port is on output actions that
1253      * involve the input port, such as actions that output to OFPP_IN_PORT,
1254      * OFPP_FLOOD, or OFPP_ALL.  flow->in_port can also affect Nicira extension
1255      * "resubmit" actions.)
1256      *
1257      * 'packet' is not matched against the OpenFlow flow table, so its
1258      * statistics should not be included in OpenFlow flow statistics.
1259      *
1260      * Returns 0 if successful, otherwise an OpenFlow error code. */
1261     enum ofperr (*packet_out)(struct ofproto *ofproto, struct ofpbuf *packet,
1262                               const struct flow *flow,
1263                               const struct ofpact *ofpacts,
1264                               size_t ofpacts_len);
1265
1266 /* ## ------------------------- ## */
1267 /* ## OFPP_NORMAL configuration ## */
1268 /* ## ------------------------- ## */
1269
1270     /* Configures NetFlow on 'ofproto' according to the options in
1271      * 'netflow_options', or turns off NetFlow if 'netflow_options' is NULL.
1272      *
1273      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that 'ofproto' does not support
1274      * NetFlow, as does a null pointer. */
1275     int (*set_netflow)(struct ofproto *ofproto,
1276                        const struct netflow_options *netflow_options);
1277
1278     void (*get_netflow_ids)(const struct ofproto *ofproto,
1279                             uint8_t *engine_type, uint8_t *engine_id);
1280
1281     /* Configures sFlow on 'ofproto' according to the options in
1282      * 'sflow_options', or turns off sFlow if 'sflow_options' is NULL.
1283      *
1284      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that 'ofproto' does not support
1285      * sFlow, as does a null pointer. */
1286     int (*set_sflow)(struct ofproto *ofproto,
1287                      const struct ofproto_sflow_options *sflow_options);
1288
1289     /* Configures IPFIX on 'ofproto' according to the options in
1290      * 'bridge_exporter_options' and the 'flow_exporters_options'
1291      * array, or turns off IPFIX if 'bridge_exporter_options' and
1292      * 'flow_exporters_options' is NULL.
1293      *
1294      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that 'ofproto' does not support
1295      * IPFIX, as does a null pointer. */
1296     int (*set_ipfix)(
1297         struct ofproto *ofproto,
1298         const struct ofproto_ipfix_bridge_exporter_options
1299             *bridge_exporter_options,
1300         const struct ofproto_ipfix_flow_exporter_options
1301             *flow_exporters_options, size_t n_flow_exporters_options);
1302
1303     /* Configures connectivity fault management on 'ofport'.
1304      *
1305      * If 'cfm_settings' is nonnull, configures CFM according to its members.
1306      *
1307      * If 'cfm_settings' is null, removes any connectivity fault management
1308      * configuration from 'ofport'.
1309      *
1310      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1311      * support CFM, as does a null pointer. */
1312     int (*set_cfm)(struct ofport *ofport, const struct cfm_settings *s);
1313
1314     /* Checks the status of CFM configured on 'ofport'.  Returns true if the
1315      * port's CFM status was successfully stored into '*status'.  Returns false
1316      * if the port did not have CFM configured, in which case '*status' is
1317      * indeterminate.
1318      *
1319      * The caller must provide and owns '*status', but it does not own and must
1320      * not modify or free the array returned in 'status->rmps'. */
1321     bool (*get_cfm_status)(const struct ofport *ofport,
1322                            struct ofproto_cfm_status *status);
1323
1324     /* Configures BFD on 'ofport'.
1325      *
1326      * If 'cfg' is NULL, or 'cfg' does not contain the key value pair
1327      * "enable=true", removes BFD from 'ofport'.  Otherwise, configures BFD
1328      * according to 'cfg'.
1329      *
1330      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1331      * support BFD, as does a null pointer. */
1332     int (*set_bfd)(struct ofport *ofport, const struct smap *cfg);
1333
1334     /* Populates 'smap' with the status of BFD on 'ofport'.  Returns 0 on
1335      * success, or a positive errno.  EOPNOTSUPP as a return value indicates
1336      * that this ofproto_class does not support BFD, as does a null pointer. */
1337     int (*get_bfd_status)(struct ofport *ofport, struct smap *smap);
1338
1339     /* Configures spanning tree protocol (STP) on 'ofproto' using the
1340      * settings defined in 's'.
1341      *
1342      * If 's' is nonnull, configures STP according to its members.
1343      *
1344      * If 's' is null, removes any STP configuration from 'ofproto'.
1345      *
1346      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1347      * support STP, as does a null pointer. */
1348     int (*set_stp)(struct ofproto *ofproto,
1349                    const struct ofproto_stp_settings *s);
1350
1351     /* Retrieves state of spanning tree protocol (STP) on 'ofproto'.
1352      *
1353      * Stores STP state for 'ofproto' in 's'.  If the 'enabled' member
1354      * is false, the other member values are not meaningful.
1355      *
1356      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1357      * support STP, as does a null pointer. */
1358     int (*get_stp_status)(struct ofproto *ofproto,
1359                           struct ofproto_stp_status *s);
1360
1361     /* Configures spanning tree protocol (STP) on 'ofport' using the
1362      * settings defined in 's'.
1363      *
1364      * If 's' is nonnull, configures STP according to its members.  The
1365      * caller is responsible for assigning STP port numbers (using the
1366      * 'port_num' member in the range of 1 through 255, inclusive) and
1367      * ensuring there are no duplicates.
1368      *
1369      * If 's' is null, removes any STP configuration from 'ofport'.
1370      *
1371      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1372      * support STP, as does a null pointer. */
1373     int (*set_stp_port)(struct ofport *ofport,
1374                         const struct ofproto_port_stp_settings *s);
1375
1376     /* Retrieves spanning tree protocol (STP) port status of 'ofport'.
1377      *
1378      * Stores STP state for 'ofport' in 's'.  If the 'enabled' member is
1379      * false, the other member values are not meaningful.
1380      *
1381      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1382      * support STP, as does a null pointer. */
1383     int (*get_stp_port_status)(struct ofport *ofport,
1384                                struct ofproto_port_stp_status *s);
1385
1386     /* Registers meta-data associated with the 'n_qdscp' Qualities of Service
1387      * 'queues' attached to 'ofport'.  This data is not intended to be
1388      * sufficient to implement QoS.  Instead, providers may use this
1389      * information to implement features which require knowledge of what queues
1390      * exist on a port, and some basic information about them.
1391      *
1392      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1393      * support QoS, as does a null pointer. */
1394     int (*set_queues)(struct ofport *ofport,
1395                       const struct ofproto_port_queue *queues, size_t n_qdscp);
1396
1397     /* If 's' is nonnull, this function registers a "bundle" associated with
1398      * client data pointer 'aux' in 'ofproto'.  A bundle is the same concept as
1399      * a Port in OVSDB, that is, it consists of one or more "slave" devices
1400      * (Interfaces, in OVSDB) along with VLAN and LACP configuration and, if
1401      * there is more than one slave, a bonding configuration.  If 'aux' is
1402      * already registered then this function updates its configuration to 's'.
1403      * Otherwise, this function registers a new bundle.
1404      *
1405      * If 's' is NULL, this function unregisters the bundle registered on
1406      * 'ofproto' associated with client data pointer 'aux'.  If no such bundle
1407      * has been registered, this has no effect.
1408      *
1409      * This function affects only the behavior of the NXAST_AUTOPATH action and
1410      * output to the OFPP_NORMAL port.  An implementation that does not support
1411      * it at all may set it to NULL or return EOPNOTSUPP.  An implementation
1412      * that supports only a subset of the functionality should implement what
1413      * it can and return 0. */
1414     int (*bundle_set)(struct ofproto *ofproto, void *aux,
1415                       const struct ofproto_bundle_settings *s);
1416
1417     /* If 'port' is part of any bundle, removes it from that bundle.  If the
1418      * bundle now has no ports, deletes the bundle.  If the bundle now has only
1419      * one port, deconfigures the bundle's bonding configuration. */
1420     void (*bundle_remove)(struct ofport *ofport);
1421
1422     /* If 's' is nonnull, this function registers a mirror associated with
1423      * client data pointer 'aux' in 'ofproto'.  A mirror is the same concept as
1424      * a Mirror in OVSDB.  If 'aux' is already registered then this function
1425      * updates its configuration to 's'.  Otherwise, this function registers a
1426      * new mirror.
1427      *
1428      * If 's' is NULL, this function unregisters the mirror registered on
1429      * 'ofproto' associated with client data pointer 'aux'.  If no such mirror
1430      * has been registered, this has no effect.
1431      *
1432      * An implementation that does not support mirroring at all may set
1433      * it to NULL or return EOPNOTSUPP.  An implementation that supports
1434      * only a subset of the functionality should implement what it can
1435      * and return 0. */
1436     int (*mirror_set)(struct ofproto *ofproto, void *aux,
1437                       const struct ofproto_mirror_settings *s);
1438
1439     /* Retrieves statistics from mirror associated with client data
1440      * pointer 'aux' in 'ofproto'.  Stores packet and byte counts in
1441      * 'packets' and 'bytes', respectively.  If a particular counter is
1442      * not supported, the appropriate argument is set to UINT64_MAX.
1443      *
1444      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1445      * support retrieving mirror statistics. */
1446     int (*mirror_get_stats)(struct ofproto *ofproto, void *aux,
1447                             uint64_t *packets, uint64_t *bytes);
1448
1449     /* Configures the VLANs whose bits are set to 1 in 'flood_vlans' as VLANs
1450      * on which all packets are flooded, instead of using MAC learning.  If
1451      * 'flood_vlans' is NULL, then MAC learning applies to all VLANs.
1452      *
1453      * This function affects only the behavior of the OFPP_NORMAL action.  An
1454      * implementation that does not support it may set it to NULL or return
1455      * EOPNOTSUPP. */
1456     int (*set_flood_vlans)(struct ofproto *ofproto,
1457                            unsigned long *flood_vlans);
1458
1459     /* Returns true if 'aux' is a registered bundle that is currently in use as
1460      * the output for a mirror. */
1461     bool (*is_mirror_output_bundle)(const struct ofproto *ofproto, void *aux);
1462
1463     /* When the configuration option of forward_bpdu changes, this function
1464      * will be invoked. */
1465     void (*forward_bpdu_changed)(struct ofproto *ofproto);
1466
1467     /* Sets the MAC aging timeout for the OFPP_NORMAL action to 'idle_time', in
1468      * seconds, and the maximum number of MAC table entries to
1469      * 'max_entries'.
1470      *
1471      * An implementation that doesn't support configuring these features may
1472      * set this function to NULL or implement it as a no-op. */
1473     void (*set_mac_table_config)(struct ofproto *ofproto,
1474                                  unsigned int idle_time, size_t max_entries);
1475
1476 /* Linux VLAN device support (e.g. "eth0.10" for VLAN 10.)
1477  *
1478  * This is deprecated.  It is only for compatibility with broken device drivers
1479  * in old versions of Linux that do not properly support VLANs when VLAN
1480  * devices are not used.  When broken device drivers are no longer in
1481  * widespread use, we will delete these interfaces. */
1482
1483     /* If 'realdev_ofp_port' is nonzero, then this function configures 'ofport'
1484      * as a VLAN splinter port for VLAN 'vid', associated with the real device
1485      * that has OpenFlow port number 'realdev_ofp_port'.
1486      *
1487      * If 'realdev_ofp_port' is zero, then this function deconfigures 'ofport'
1488      * as a VLAN splinter port.
1489      *
1490      * This function should be NULL if an implementation does not support it.
1491      */
1492     int (*set_realdev)(struct ofport *ofport,
1493                        ofp_port_t realdev_ofp_port, int vid);
1494
1495 /* ## ------------------------ ## */
1496 /* ## OpenFlow meter functions ## */
1497 /* ## ------------------------ ## */
1498
1499     /* These functions should be NULL if an implementation does not support
1500      * them.  They must be all null or all non-null.. */
1501
1502     /* Initializes 'features' to describe the metering features supported by
1503      * 'ofproto'. */
1504     void (*meter_get_features)(const struct ofproto *ofproto,
1505                                struct ofputil_meter_features *features);
1506
1507     /* If '*id' is UINT32_MAX, adds a new meter with the given 'config'.  On
1508      * success the function must store a provider meter ID other than
1509      * UINT32_MAX in '*id'.  All further references to the meter will be made
1510      * with the returned provider meter id rather than the OpenFlow meter id.
1511      * The caller does not try to interpret the provider meter id, giving the
1512      * implementation the freedom to either use the OpenFlow meter_id value
1513      * provided in the meter configuration, or any other value suitable for the
1514      * implementation.
1515      *
1516      * If '*id' is a value other than UINT32_MAX, modifies the existing meter
1517      * with that meter provider ID to have configuration 'config'.  On failure,
1518      * the existing meter configuration is left intact.  Regardless of success,
1519      * any change to '*id' updates the provider meter id used for this
1520      * meter. */
1521     enum ofperr (*meter_set)(struct ofproto *ofproto, ofproto_meter_id *id,
1522                              const struct ofputil_meter_config *config);
1523
1524     /* Gets the meter and meter band packet and byte counts for maximum of
1525      * 'stats->n_bands' bands for the meter with provider ID 'id' within
1526      * 'ofproto'.  The caller fills in the other stats values.  The band stats
1527      * are copied to memory at 'stats->bands' provided by the caller.  The
1528      * number of returned band stats is returned in 'stats->n_bands'. */
1529     enum ofperr (*meter_get)(const struct ofproto *ofproto,
1530                              ofproto_meter_id id,
1531                              struct ofputil_meter_stats *stats);
1532
1533     /* Deletes a meter, making the 'ofproto_meter_id' invalid for any
1534      * further calls. */
1535     void (*meter_del)(struct ofproto *, ofproto_meter_id);
1536
1537
1538 /* ## -------------------- ## */
1539 /* ## OpenFlow 1.1+ groups ## */
1540 /* ## -------------------- ## */
1541
1542     struct ofgroup *(*group_alloc)(void);
1543     enum ofperr (*group_construct)(struct ofgroup *);
1544     void (*group_destruct)(struct ofgroup *);
1545     void (*group_dealloc)(struct ofgroup *);
1546
1547     enum ofperr (*group_modify)(struct ofgroup *, struct ofgroup *victim);
1548
1549     enum ofperr (*group_get_stats)(const struct ofgroup *,
1550                                    struct ofputil_group_stats *);
1551 };
1552
1553 extern const struct ofproto_class ofproto_dpif_class;
1554
1555 int ofproto_class_register(const struct ofproto_class *);
1556 int ofproto_class_unregister(const struct ofproto_class *);
1557
1558 /* ofproto_flow_mod() returns this value if the flow_mod could not be processed
1559  * because it overlaps with an ongoing flow table operation that has not yet
1560  * completed.  The caller should retry the operation later.
1561  *
1562  * ofproto.c also uses this value internally for additional (similar) purposes.
1563  *
1564  * This particular value is a good choice because it is large, so that it does
1565  * not collide with any errno value, but not large enough to collide with an
1566  * OFPERR_* value. */
1567 enum { OFPROTO_POSTPONE = 1 << 16 };
1568 BUILD_ASSERT_DECL(OFPROTO_POSTPONE < OFPERR_OFS);
1569
1570 int ofproto_flow_mod(struct ofproto *, struct ofputil_flow_mod *);
1571 void ofproto_add_flow(struct ofproto *, const struct match *,
1572                       unsigned int priority,
1573                       const struct ofpact *ofpacts, size_t ofpacts_len);
1574 bool ofproto_delete_flow(struct ofproto *,
1575                          const struct match *, unsigned int priority);
1576 void ofproto_flush_flows(struct ofproto *);
1577
1578 #endif /* ofproto/ofproto-provider.h */