ofproto: Make some functions for rules private to ofproto.c.
[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 "guarded-list.h"
25 #include "heap.h"
26 #include "hindex.h"
27 #include "list.h"
28 #include "ofp-errors.h"
29 #include "ofp-util.h"
30 #include "ofproto/ofproto.h"
31 #include "ovs-atomic.h"
32 #include "ovs-thread.h"
33 #include "shash.h"
34 #include "simap.h"
35 #include "timeval.h"
36
37 struct match;
38 struct ofpact;
39 struct ofputil_flow_mod;
40 struct bfd_cfg;
41 struct meter;
42
43 extern struct ovs_mutex ofproto_mutex;
44
45 /* An OpenFlow switch.
46  *
47  * With few exceptions, ofproto implementations may look at these fields but
48  * should not modify them. */
49 struct ofproto {
50     struct hmap_node hmap_node; /* In global 'all_ofprotos' hmap. */
51     const struct ofproto_class *ofproto_class;
52     char *type;                 /* Datapath type. */
53     char *name;                 /* Datapath name. */
54
55     /* Settings. */
56     uint64_t fallback_dpid;     /* Datapath ID if no better choice found. */
57     uint64_t datapath_id;       /* Datapath ID. */
58     bool forward_bpdu;          /* Option to allow forwarding of BPDU frames
59                                  * when NORMAL action is invoked. */
60     char *mfr_desc;             /* Manufacturer (NULL for default)b. */
61     char *hw_desc;              /* Hardware (NULL for default). */
62     char *sw_desc;              /* Software version (NULL for default). */
63     char *serial_desc;          /* Serial number (NULL for default). */
64     char *dp_desc;              /* Datapath description (NULL for default). */
65     enum ofp_config_flags frag_handling; /* One of OFPC_*.  */
66
67     /* Datapath. */
68     struct hmap ports;          /* Contains "struct ofport"s. */
69     struct shash port_by_name;
70     unsigned long *ofp_port_ids;/* Bitmap of used OpenFlow port numbers. */
71     struct simap ofp_requests;  /* OpenFlow port number requests. */
72     uint16_t alloc_port_no;     /* Last allocated OpenFlow port number. */
73     uint16_t max_ports;         /* Max possible OpenFlow port num, plus one. */
74
75     /* Flow tables. */
76     long long int eviction_group_timer; /* For rate limited reheapification. */
77     struct oftable *tables;
78     int n_tables;
79
80     /* Rules indexed on their cookie values, in all flow tables. */
81     struct hindex cookies OVS_GUARDED_BY(ofproto_mutex);
82
83     /* List of expirable flows, in all flow tables. */
84     struct list expirable OVS_GUARDED_BY(ofproto_mutex);
85
86     /* Meter table.
87      * OpenFlow meters start at 1.  To avoid confusion we leave the first
88      * pointer in the array un-used, and index directly with the OpenFlow
89      * meter_id. */
90     struct ofputil_meter_features meter_features;
91     struct meter **meters; /* 'meter_features.max_meter' + 1 pointers. */
92
93     /* OpenFlow connections. */
94     struct connmgr *connmgr;
95
96     /* Flow table operation tracking. */
97     int state;                  /* Internal state. */
98     struct list pending;        /* List of "struct ofopgroup"s. */
99     unsigned int n_pending;     /* list_size(&pending). */
100     struct hmap deletions;      /* All OFOPERATION_DELETE "ofoperation"s. */
101
102     /* Delayed rule executions.
103      *
104      * We delay calls to ->ofproto_class->rule_execute() past releasing
105      * ofproto_mutex during a flow_mod, because otherwise a "learn" action
106      * triggered by the executing the packet would try to recursively modify
107      * the flow table and reacquire the global lock. */
108     struct guarded_list rule_executes;
109
110     /* Flow table operation logging. */
111     int n_add, n_delete, n_modify; /* Number of unreported ops of each kind. */
112     long long int first_op, last_op; /* Range of times for unreported ops. */
113     long long int next_op_report;    /* Time to report ops, or LLONG_MAX. */
114     long long int op_backoff;        /* Earliest time to report ops again. */
115
116     /* Linux VLAN device support (e.g. "eth0.10" for VLAN 10.)
117      *
118      * This is deprecated.  It is only for compatibility with broken device
119      * drivers in old versions of Linux that do not properly support VLANs when
120      * VLAN devices are not used.  When broken device drivers are no longer in
121      * widespread use, we will delete these interfaces. */
122     unsigned long int *vlan_bitmap; /* 4096-bit bitmap of in-use VLANs. */
123     bool vlans_changed;             /* True if new VLANs are in use. */
124     int min_mtu;                    /* Current MTU of non-internal ports. */
125
126     /* Groups. */
127     struct ovs_rwlock groups_rwlock;
128     struct hmap groups OVS_GUARDED;   /* Contains "struct ofgroup"s. */
129     uint32_t n_groups[4] OVS_GUARDED; /* # of existing groups of each type. */
130     struct ofputil_group_features ogf;
131 };
132
133 void ofproto_init_tables(struct ofproto *, int n_tables);
134 void ofproto_init_max_ports(struct ofproto *, uint16_t max_ports);
135
136 struct ofproto *ofproto_lookup(const char *name);
137 struct ofport *ofproto_get_port(const struct ofproto *, ofp_port_t ofp_port);
138
139 /* An OpenFlow port within a "struct ofproto".
140  *
141  * With few exceptions, ofproto implementations may look at these fields but
142  * should not modify them. */
143 struct ofport {
144     struct hmap_node hmap_node; /* In struct ofproto's "ports" hmap. */
145     struct ofproto *ofproto;    /* The ofproto that contains this port. */
146     struct netdev *netdev;
147     struct ofputil_phy_port pp;
148     ofp_port_t ofp_port;        /* OpenFlow port number. */
149     unsigned int change_seq;
150     long long int created;      /* Time created, in msec. */
151     int mtu;
152 };
153
154 void ofproto_port_set_state(struct ofport *, enum ofputil_port_state);
155
156 /* OpenFlow table flags:
157  *
158  *   - "Hidden" tables are not included in OpenFlow operations that operate on
159  *     "all tables".  For example, a request for flow stats on all tables will
160  *     omit flows in hidden tables, table stats requests will omit the table
161  *     entirely, and the switch features reply will not count the hidden table.
162  *
163  *     However, operations that specifically name the particular table still
164  *     operate on it.  For example, flow_mods and flow stats requests on a
165  *     hidden table work.
166  *
167  *     To avoid gaps in table IDs (which have unclear validity in OpenFlow),
168  *     hidden tables must be the highest-numbered tables that a provider
169  *     implements.
170  *
171  *   - "Read-only" tables can't be changed through OpenFlow operations.  (At
172  *     the moment all flow table operations go effectively through OpenFlow, so
173  *     this means that read-only tables can't be changed at all after the
174  *     read-only flag is set.)
175  *
176  * The generic ofproto layer never sets these flags.  An ofproto provider can
177  * set them if it is appropriate.
178  */
179 enum oftable_flags {
180     OFTABLE_HIDDEN = 1 << 0,   /* Hide from most OpenFlow operations. */
181     OFTABLE_READONLY = 1 << 1  /* Don't allow OpenFlow to change this table. */
182 };
183
184 /* A flow table within a "struct ofproto". */
185 struct oftable {
186     enum oftable_flags flags;
187     struct classifier cls;      /* Contains "struct rule"s. */
188     char *name;                 /* Table name exposed via OpenFlow, or NULL. */
189
190     /* Maximum number of flows or UINT_MAX if there is no limit besides any
191      * limit imposed by resource limitations. */
192     unsigned int max_flows;
193
194     /* These members determine the handling of an attempt to add a flow that
195      * would cause the table to have more than 'max_flows' flows.
196      *
197      * If 'eviction_fields' is NULL, overflows will be rejected with an error.
198      *
199      * If 'eviction_fields' is nonnull (regardless of whether n_eviction_fields
200      * is nonzero), an overflow will cause a flow to be removed.  The flow to
201      * be removed is chosen to give fairness among groups distinguished by
202      * different values for the subfields within 'groups'. */
203     struct mf_subfield *eviction_fields;
204     size_t n_eviction_fields;
205
206     /* Eviction groups.
207      *
208      * When a flow is added that would cause the table to have more than
209      * 'max_flows' flows, and 'eviction_fields' is nonnull, these groups are
210      * used to decide which rule to evict: the rule is chosen from the eviction
211      * group that contains the greatest number of rules.*/
212     uint32_t eviction_group_id_basis;
213     struct hmap eviction_groups_by_id;
214     struct heap eviction_groups_by_size;
215 };
216
217 /* Assigns TABLE to each oftable, in turn, in OFPROTO.
218  *
219  * All parameters are evaluated multiple times. */
220 #define OFPROTO_FOR_EACH_TABLE(TABLE, OFPROTO)              \
221     for ((TABLE) = (OFPROTO)->tables;                       \
222          (TABLE) < &(OFPROTO)->tables[(OFPROTO)->n_tables]; \
223          (TABLE)++)
224
225 /* An OpenFlow flow within a "struct ofproto".
226  *
227  * With few exceptions, ofproto implementations may look at these fields but
228  * should not modify them. */
229 struct rule {
230     struct ofproto *ofproto;     /* The ofproto that contains this rule. */
231     struct cls_rule cr;          /* In owning ofproto's classifier. */
232     atomic_uint ref_count;
233
234     struct ofoperation *pending; /* Operation now in progress, if nonnull. */
235
236     ovs_be64 flow_cookie;        /* Controller-issued identifier. Guarded by
237                                     mutex. */
238     struct hindex_node cookie_node OVS_GUARDED_BY(ofproto_mutex);
239
240     long long int created;       /* Creation time. */
241     long long int modified;      /* Time of last modification. */
242     long long int used;          /* Last use; time created if never used. */
243     uint8_t table_id;            /* Index in ofproto's 'tables' array. */
244     enum ofputil_flow_mod_flags flags;
245
246     uint16_t hard_timeout OVS_GUARDED; /* In seconds from ->modified. */
247     uint16_t idle_timeout OVS_GUARDED; /* In seconds from ->used. */
248
249     /* Eviction groups. */
250     struct heap_node evg_node;   /* In eviction_group's "rules" heap. */
251     struct eviction_group *eviction_group; /* NULL if not in any group. */
252
253     /* The mutex is used to protect those elements in struct rule which are
254      * accessed by multiple threads.  The main ofproto code is guaranteed not
255      * to change any of the elements "Guarded by mutex" without holding the
256      * lock.
257      *
258      * While maintaining a pointer to struct rule, threads are required to hold
259      * a readlock on the classifier that holds the rule or increment the rule's
260      * ref_count.
261      *
262      * A rule will not be evicted unless its classifier's write lock is
263      * held. */
264     struct ovs_mutex mutex;
265
266     /* Guarded by mutex. */
267     struct rule_actions *actions;
268
269     struct list meter_list_node; /* In owning meter's 'rules' list. */
270
271     /* Flow monitors. */
272     enum nx_flow_monitor_flags monitor_flags;
273     uint64_t add_seqno;         /* Sequence number when added. */
274     uint64_t modify_seqno;      /* Sequence number when changed. */
275
276     /* Optimisation for flow expiry.  In ofproto's 'expirable' list if this
277      * rule is expirable, otherwise empty. */
278     struct list expirable OVS_GUARDED_BY(ofproto_mutex);
279 };
280
281 void ofproto_rule_ref(struct rule *);
282 void ofproto_rule_unref(struct rule *);
283
284 /* A set of actions within a "struct rule".
285  *
286  *
287  * Thread-safety
288  * =============
289  *
290  * A struct rule_actions 'actions' may be accessed without a risk of being
291  * freed by code that holds a read-lock or write-lock on 'rule->mutex' (where
292  * 'rule' is the rule for which 'rule->actions == actions') or that owns a
293  * reference to 'actions->ref_count' (or both). */
294 struct rule_actions {
295     atomic_uint ref_count;
296
297     /* These members are immutable: they do not change during the struct's
298      * lifetime.  */
299     struct ofpact *ofpacts;     /* Sequence of "struct ofpacts". */
300     unsigned int ofpacts_len;   /* Size of 'ofpacts', in bytes. */
301     uint32_t meter_id;          /* Non-zero OF meter_id, or zero. */
302 };
303
304 struct rule_actions *rule_actions_create(const struct ofpact *, size_t);
305 void rule_actions_ref(struct rule_actions *);
306 void rule_actions_unref(struct rule_actions *);
307
308 /* A set of rules to which an OpenFlow operation applies. */
309 struct rule_collection {
310     struct rule **rules;        /* The rules. */
311     size_t n;                   /* Number of rules collected. */
312
313     size_t capacity;            /* Number of rules that will fit in 'rules'. */
314     struct rule *stub[64];      /* Preallocated rules to avoid malloc(). */
315 };
316
317 void rule_collection_init(struct rule_collection *);
318 void rule_collection_add(struct rule_collection *, struct rule *);
319 void rule_collection_destroy(struct rule_collection *);
320
321 /* Threshold at which to begin flow table eviction. Only affects the
322  * ofproto-dpif implementation */
323 extern unsigned flow_eviction_threshold;
324
325 /* Number of upcall handler threads. Only affects the ofproto-dpif
326  * implementation. */
327 extern unsigned n_handler_threads;
328
329 /* Determines which model to use for handling misses in the ofproto-dpif
330  * implementation */
331 extern enum ofproto_flow_miss_model flow_miss_model;
332
333 static inline struct rule *
334 rule_from_cls_rule(const struct cls_rule *cls_rule)
335 {
336     return cls_rule ? CONTAINER_OF(cls_rule, struct rule, cr) : NULL;
337 }
338
339 void ofproto_rule_expire(struct rule *rule, uint8_t reason);
340 void ofproto_rule_delete(struct ofproto *, struct classifier *cls,
341                          struct rule *) OVS_REQ_WRLOCK(cls->rwlock);
342 void ofproto_rule_reduce_timeouts(struct rule *rule, uint16_t idle_timeout,
343                                   uint16_t hard_timeout)
344     OVS_EXCLUDED(ofproto_mutex, rule->mutex);
345
346 void ofoperation_complete(struct ofoperation *, enum ofperr);
347
348 bool ofoperation_has_out_port(const struct ofoperation *, ofp_port_t out_port);
349
350 /* A group within a "struct ofproto".
351  *
352  * With few exceptions, ofproto implementations may look at these fields but
353  * should not modify them. */
354 struct ofgroup {
355     /* The rwlock is used to prevent groups from being deleted while child
356      * threads are using them to xlate flows.  A read lock means the
357      * group is currently being used.  A write lock means the group is
358      * in the process of being deleted or updated.  Note that since
359      * a read lock on the groups container is held while searching, and
360      * a group is ever write locked only while holding a write lock
361      * on the container, the user's of groups will never face a group
362      * in the write locked state. */
363     struct ovs_rwlock rwlock;
364     struct hmap_node hmap_node; /* In struct ofproto's "groups" hmap. */
365     struct ofproto *ofproto;    /* The ofproto that contains this group. */
366     uint32_t group_id;
367     enum ofp11_group_type type; /* One of OFPGT_*. */
368
369     long long int created;      /* Creation time. */
370     long long int modified;     /* Time of last modification. */
371
372     struct list buckets;        /* Contains "struct ofputil_bucket"s. */
373     uint32_t n_buckets;
374 };
375
376 bool ofproto_group_lookup(const struct ofproto *ofproto, uint32_t group_id,
377                           struct ofgroup **group)
378     OVS_TRY_RDLOCK(true, (*group)->rwlock);
379
380 void ofproto_group_release(struct ofgroup *group)
381     OVS_RELEASES(group->rwlock);
382
383 /* ofproto class structure, to be defined by each ofproto implementation.
384  *
385  *
386  * Data Structures
387  * ===============
388  *
389  * These functions work primarily with four different kinds of data
390  * structures:
391  *
392  *   - "struct ofproto", which represents an OpenFlow switch.
393  *
394  *   - "struct ofport", which represents a port within an ofproto.
395  *
396  *   - "struct rule", which represents an OpenFlow flow within an ofproto.
397  *
398  *   - "struct ofgroup", which represents an OpenFlow 1.1+ group within an
399  *     ofproto.
400  *
401  * Each of these data structures contains all of the implementation-independent
402  * generic state for the respective concept, called the "base" state.  None of
403  * them contains any extra space for ofproto implementations to use.  Instead,
404  * each implementation is expected to declare its own data structure that
405  * contains an instance of the generic data structure plus additional
406  * implementation-specific members, called the "derived" state.  The
407  * implementation can use casts or (preferably) the CONTAINER_OF macro to
408  * obtain access to derived state given only a pointer to the embedded generic
409  * data structure.
410  *
411  *
412  * Life Cycle
413  * ==========
414  *
415  * Four stylized functions accompany each of these data structures:
416  *
417  *            "alloc"       "construct"       "destruct"       "dealloc"
418  *            ------------  ----------------  ---------------  --------------
419  *   ofproto  ->alloc       ->construct       ->destruct       ->dealloc
420  *   ofport   ->port_alloc  ->port_construct  ->port_destruct  ->port_dealloc
421  *   rule     ->rule_alloc  ->rule_construct  ->rule_destruct  ->rule_dealloc
422  *   group    ->group_alloc ->group_construct ->group_destruct ->group_dealloc
423  *
424  * "ofproto", "ofport", and "group" have this exact life cycle.  The "rule"
425  * data structure also follow this life cycle with some additional elaborations
426  * described under "Rule Life Cycle" below.
427  *
428  * Any instance of a given data structure goes through the following life
429  * cycle:
430  *
431  *   1. The client calls the "alloc" function to obtain raw memory.  If "alloc"
432  *      fails, skip all the other steps.
433  *
434  *   2. The client initializes all of the data structure's base state.  If this
435  *      fails, skip to step 7.
436  *
437  *   3. The client calls the "construct" function.  The implementation
438  *      initializes derived state.  It may refer to the already-initialized
439  *      base state.  If "construct" fails, skip to step 6.
440  *
441  *   4. The data structure is now initialized and in use.
442  *
443  *   5. When the data structure is no longer needed, the client calls the
444  *      "destruct" function.  The implementation uninitializes derived state.
445  *      The base state has not been uninitialized yet, so the implementation
446  *      may still refer to it.
447  *
448  *   6. The client uninitializes all of the data structure's base state.
449  *
450  *   7. The client calls the "dealloc" to free the raw memory.  The
451  *      implementation must not refer to base or derived state in the data
452  *      structure, because it has already been uninitialized.
453  *
454  * Each "alloc" function allocates and returns a new instance of the respective
455  * data structure.  The "alloc" function is not given any information about the
456  * use of the new data structure, so it cannot perform much initialization.
457  * Its purpose is just to ensure that the new data structure has enough room
458  * for base and derived state.  It may return a null pointer if memory is not
459  * available, in which case none of the other functions is called.
460  *
461  * Each "construct" function initializes derived state in its respective data
462  * structure.  When "construct" is called, all of the base state has already
463  * been initialized, so the "construct" function may refer to it.  The
464  * "construct" function is allowed to fail, in which case the client calls the
465  * "dealloc" function (but not the "destruct" function).
466  *
467  * Each "destruct" function uninitializes and frees derived state in its
468  * respective data structure.  When "destruct" is called, the base state has
469  * not yet been uninitialized, so the "destruct" function may refer to it.  The
470  * "destruct" function is not allowed to fail.
471  *
472  * Each "dealloc" function frees raw memory that was allocated by the the
473  * "alloc" function.  The memory's base and derived members might not have ever
474  * been initialized (but if "construct" returned successfully, then it has been
475  * "destruct"ed already).  The "dealloc" function is not allowed to fail.
476  *
477  *
478  * Conventions
479  * ===========
480  *
481  * Most of these functions return 0 if they are successful or a positive error
482  * code on failure.  Depending on the function, valid error codes are either
483  * errno values or OFPERR_* OpenFlow error codes.
484  *
485  * Most of these functions are expected to execute synchronously, that is, to
486  * block as necessary to obtain a result.  Thus, these functions may return
487  * EAGAIN (or EWOULDBLOCK or EINPROGRESS) only where the function descriptions
488  * explicitly say those errors are a possibility.  We may relax this
489  * requirement in the future if and when we encounter performance problems. */
490 struct ofproto_class {
491 /* ## ----------------- ## */
492 /* ## Factory Functions ## */
493 /* ## ----------------- ## */
494
495     /* Initializes provider.  The caller may pass in 'iface_hints',
496      * which contains an shash of "struct iface_hint" elements indexed
497      * by the interface's name.  The provider may use these hints to
498      * describe the startup configuration in order to reinitialize its
499      * state.  The caller owns the provided data, so a provider must
500      * make copies of anything required.  An ofproto provider must
501      * remove any existing state that is not described by the hint, and
502      * may choose to remove it all. */
503     void (*init)(const struct shash *iface_hints);
504
505     /* Enumerates the types of all support ofproto types into 'types'.  The
506      * caller has already initialized 'types' and other ofproto classes might
507      * already have added names to it. */
508     void (*enumerate_types)(struct sset *types);
509
510     /* Enumerates the names of all existing datapath of the specified 'type'
511      * into 'names' 'all_dps'.  The caller has already initialized 'names' as
512      * an empty sset.
513      *
514      * 'type' is one of the types enumerated by ->enumerate_types().
515      *
516      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.
517      */
518     int (*enumerate_names)(const char *type, struct sset *names);
519
520     /* Deletes the datapath with the specified 'type' and 'name'.  The caller
521      * should have closed any open ofproto with this 'type' and 'name'; this
522      * function is allowed to fail if that is not the case.
523      *
524      * 'type' is one of the types enumerated by ->enumerate_types().
525      * 'name' is one of the names enumerated by ->enumerate_names() for 'type'.
526      *
527      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.
528      */
529     int (*del)(const char *type, const char *name);
530
531     /* Returns the type to pass to netdev_open() when a datapath of type
532      * 'datapath_type' has a port of type 'port_type', for a few special
533      * cases when a netdev type differs from a port type.  For example,
534      * when using the userspace datapath, a port of type "internal"
535      * needs to be opened as "tap".
536      *
537      * Returns either 'type' itself or a string literal, which must not
538      * be freed. */
539     const char *(*port_open_type)(const char *datapath_type,
540                                   const char *port_type);
541
542 /* ## ------------------------ ## */
543 /* ## Top-Level type Functions ## */
544 /* ## ------------------------ ## */
545
546     /* Performs any periodic activity required on ofprotos of type
547      * 'type'.
548      *
549      * An ofproto provider may implement it or not, depending on whether
550      * it needs type-level maintenance.
551      *
552      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
553     int (*type_run)(const char *type);
554
555     /* Performs periodic activity required on ofprotos of type 'type'
556      * that needs to be done with the least possible latency.
557      *
558      * This is run multiple times per main loop.  An ofproto provider may
559      * implement it or not, according to whether it provides a performance
560      * boost for that ofproto implementation.
561      *
562      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
563     int (*type_run_fast)(const char *type);
564
565     /* Causes the poll loop to wake up when a type 'type''s 'run'
566      * function needs to be called, e.g. by calling the timer or fd
567      * waiting functions in poll-loop.h.
568      *
569      * An ofproto provider may implement it or not, depending on whether
570      * it needs type-level maintenance. */
571     void (*type_wait)(const char *type);
572
573 /* ## --------------------------- ## */
574 /* ## Top-Level ofproto Functions ## */
575 /* ## --------------------------- ## */
576
577     /* Life-cycle functions for an "ofproto" (see "Life Cycle" above).
578      *
579      *
580      * Construction
581      * ============
582      *
583      * ->construct() should not modify any base members of the ofproto.  The
584      * client will initialize the ofproto's 'ports' and 'tables' members after
585      * construction is complete.
586      *
587      * When ->construct() is called, the client does not yet know how many flow
588      * tables the datapath supports, so ofproto->n_tables will be 0 and
589      * ofproto->tables will be NULL.  ->construct() should call
590      * ofproto_init_tables() to allocate and initialize ofproto->n_tables and
591      * ofproto->tables.  Each flow table will be initially empty, so
592      * ->construct() should delete flows from the underlying datapath, if
593      * necessary, rather than populating the tables.
594      *
595      * If the ofproto knows the maximum port number that the datapath can have,
596      * then it can call ofproto_init_max_ports().  If it does so, then the
597      * client will ensure that the actions it allows to be used through
598      * OpenFlow do not refer to ports above that maximum number.
599      *
600      * Only one ofproto instance needs to be supported for any given datapath.
601      * If a datapath is already open as part of one "ofproto", then another
602      * attempt to "construct" the same datapath as part of another ofproto is
603      * allowed to fail with an error.
604      *
605      * ->construct() returns 0 if successful, otherwise a positive errno
606      * value.
607      *
608      *
609      * Destruction
610      * ===========
611      *
612      * If 'ofproto' has any pending asynchronous operations, ->destruct()
613      * must complete all of them by calling ofoperation_complete().
614      *
615      * ->destruct() must also destroy all remaining rules in the ofproto's
616      * tables, by passing each remaining rule to ofproto_rule_delete(), and
617      * then complete each of those deletions in turn by calling
618      * ofoperation_complete().
619      *
620      * (Thus, there is a multi-step process for any rule currently being
621      * inserted or modified at the beginning of destruction: first
622      * ofoperation_complete() that operation, then ofproto_rule_delete() the
623      * rule, then ofoperation_complete() the deletion operation.)
624      *
625      * The client will destroy the flow tables themselves after ->destruct()
626      * returns.
627      */
628     struct ofproto *(*alloc)(void);
629     int (*construct)(struct ofproto *ofproto);
630     void (*destruct)(struct ofproto *ofproto);
631     void (*dealloc)(struct ofproto *ofproto);
632
633     /* Performs any periodic activity required by 'ofproto'.  It should:
634      *
635      *   - Call connmgr_send_packet_in() for each received packet that missed
636      *     in the OpenFlow flow table or that had a OFPP_CONTROLLER output
637      *     action.
638      *
639      *   - Call ofproto_rule_expire() for each OpenFlow flow that has reached
640      *     its hard_timeout or idle_timeout, to expire the flow.
641      *
642      *     (But rules that are part of a pending operation, e.g. rules for
643      *     which ->pending is true, may not expire.)
644      *
645      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
646     int (*run)(struct ofproto *ofproto);
647
648     /* Performs periodic activity required by 'ofproto' that needs to be done
649      * with the least possible latency.
650      *
651      * This is run multiple times per main loop.  An ofproto provider may
652      * implement it or not, according to whether it provides a performance
653      * boost for that ofproto implementation. */
654     int (*run_fast)(struct ofproto *ofproto);
655
656     /* Causes the poll loop to wake up when 'ofproto''s 'run' function needs to
657      * be called, e.g. by calling the timer or fd waiting functions in
658      * poll-loop.h.  */
659     void (*wait)(struct ofproto *ofproto);
660
661     /* Adds some memory usage statistics for the implementation of 'ofproto'
662      * into 'usage', for use with memory_report().
663      *
664      * This function is optional. */
665     void (*get_memory_usage)(const struct ofproto *ofproto,
666                              struct simap *usage);
667
668     /* Every "struct rule" in 'ofproto' is about to be deleted, one by one.
669      * This function may prepare for that, for example by clearing state in
670      * advance.  It should *not* actually delete any "struct rule"s from
671      * 'ofproto', only prepare for it.
672      *
673      * This function is optional; it's really just for optimization in case
674      * it's cheaper to delete all the flows from your hardware in a single pass
675      * than to do it one by one. */
676     void (*flush)(struct ofproto *ofproto);
677
678     /* Helper for the OpenFlow OFPT_FEATURES_REQUEST request.
679      *
680      * The implementation should store true in '*arp_match_ip' if the switch
681      * supports matching IP addresses inside ARP requests and replies, false
682      * otherwise.
683      *
684      * The implementation should store in '*actions' a bitmap of the supported
685      * OpenFlow actions.  Vendor actions are not included in '*actions'. */
686     void (*get_features)(struct ofproto *ofproto,
687                          bool *arp_match_ip,
688                          enum ofputil_action_bitmap *actions);
689
690     /* Helper for the OpenFlow OFPST_TABLE statistics request.
691      *
692      * The 'ots' array contains 'ofproto->n_tables' elements.  Each element is
693      * initialized as:
694      *
695      *   - 'table_id' to the array index.
696      *
697      *   - 'name' to "table#" where # is the table ID.
698      *
699      *   - 'match' and 'wildcards' to OFPXMT12_MASK.
700      *
701      *   - 'write_actions' and 'apply_actions' to OFPAT12_OUTPUT.
702      *
703      *   - 'write_setfields' and 'apply_setfields' to OFPXMT12_MASK.
704      *
705      *   - 'metadata_match' and 'metadata_write' to UINT64_MAX.
706      *
707      *   - 'instructions' to OFPIT11_ALL.
708      *
709      *   - 'config' to OFPTC11_TABLE_MISS_MASK.
710      *
711      *   - 'max_entries' to 1,000,000.
712      *
713      *   - 'active_count' to the classifier_count() for the table.
714      *
715      *   - 'lookup_count' and 'matched_count' to 0.
716      *
717      * The implementation should update any members in each element for which
718      * it has better values:
719      *
720      *   - 'name' to a more meaningful name.
721      *
722      *   - 'wildcards' to the set of wildcards actually supported by the table
723      *     (if it doesn't support all OpenFlow wildcards).
724      *
725      *   - 'instructions' to set the instructions actually supported by
726      *     the table.
727      *
728      *   - 'write_actions' to set the write actions actually supported by
729      *     the table (if it doesn't support all OpenFlow actions).
730      *
731      *   - 'apply_actions' to set the apply actions actually supported by
732      *     the table (if it doesn't support all OpenFlow actions).
733      *
734      *   - 'write_setfields' to set the write setfields actually supported by
735      *     the table.
736      *
737      *   - 'apply_setfields' to set the apply setfields actually supported by
738      *     the table.
739      *
740      *   - 'max_entries' to the maximum number of flows actually supported by
741      *     the hardware.
742      *
743      *   - 'lookup_count' to the number of packets looked up in this flow table
744      *     so far.
745      *
746      *   - 'matched_count' to the number of packets looked up in this flow
747      *     table so far that matched one of the flow entries.
748      *
749      * All of the members of struct ofp12_table_stats are in network byte
750      * order.
751      */
752     void (*get_tables)(struct ofproto *ofproto, struct ofp12_table_stats *ots);
753
754 /* ## ---------------- ## */
755 /* ## ofport Functions ## */
756 /* ## ---------------- ## */
757
758     /* Life-cycle functions for a "struct ofport" (see "Life Cycle" above).
759      *
760      * ->port_construct() should not modify any base members of the ofport.
761      * An ofproto implementation should use the 'ofp_port' member of
762      * "struct ofport" as the OpenFlow port number.
763      *
764      * ofports are managed by the base ofproto code.  The ofproto
765      * implementation should only create and destroy them in response to calls
766      * to these functions.  The base ofproto code will create and destroy
767      * ofports in the following situations:
768      *
769      *   - Just after the ->construct() function is called, the base ofproto
770      *     iterates over all of the implementation's ports, using
771      *     ->port_dump_start() and related functions, and constructs an ofport
772      *     for each dumped port.
773      *
774      *   - If ->port_poll() reports that a specific port has changed, then the
775      *     base ofproto will query that port with ->port_query_by_name() and
776      *     construct or destruct ofports as necessary to reflect the updated
777      *     set of ports.
778      *
779      *   - If ->port_poll() returns ENOBUFS to report an unspecified port set
780      *     change, then the base ofproto will iterate over all of the
781      *     implementation's ports, in the same way as at ofproto
782      *     initialization, and construct and destruct ofports to reflect all of
783      *     the changes.
784      *
785      * ->port_construct() returns 0 if successful, otherwise a positive errno
786      * value.
787      */
788     struct ofport *(*port_alloc)(void);
789     int (*port_construct)(struct ofport *ofport);
790     void (*port_destruct)(struct ofport *ofport);
791     void (*port_dealloc)(struct ofport *ofport);
792
793     /* Called after 'ofport->netdev' is replaced by a new netdev object.  If
794      * the ofproto implementation uses the ofport's netdev internally, then it
795      * should switch to using the new one.  The old one has been closed.
796      *
797      * An ofproto implementation that doesn't need to do anything in this
798      * function may use a null pointer. */
799     void (*port_modified)(struct ofport *ofport);
800
801     /* Called after an OpenFlow request changes a port's configuration.
802      * 'ofport->pp.config' contains the new configuration.  'old_config'
803      * contains the previous configuration.
804      *
805      * The caller implements OFPUTIL_PC_PORT_DOWN using netdev functions to
806      * turn NETDEV_UP on and off, so this function doesn't have to do anything
807      * for that bit (and it won't be called if that is the only bit that
808      * changes). */
809     void (*port_reconfigured)(struct ofport *ofport,
810                               enum ofputil_port_config old_config);
811
812     /* Looks up a port named 'devname' in 'ofproto'.  On success, initializes
813      * '*port' appropriately.
814      *
815      * The caller owns the data in 'port' and must free it with
816      * ofproto_port_destroy() when it is no longer needed. */
817     int (*port_query_by_name)(const struct ofproto *ofproto,
818                               const char *devname, struct ofproto_port *port);
819
820     /* Attempts to add 'netdev' as a port on 'ofproto'.  Returns 0 if
821      * successful, otherwise a positive errno value.  The caller should
822      * inform the implementation of the OpenFlow port through the
823      * ->port_construct() method.
824      *
825      * It doesn't matter whether the new port will be returned by a later call
826      * to ->port_poll(); the implementation may do whatever is more
827      * convenient. */
828     int (*port_add)(struct ofproto *ofproto, struct netdev *netdev);
829
830     /* Deletes port number 'ofp_port' from the datapath for 'ofproto'.  Returns
831      * 0 if successful, otherwise a positive errno value.
832      *
833      * It doesn't matter whether the new port will be returned by a later call
834      * to ->port_poll(); the implementation may do whatever is more
835      * convenient. */
836     int (*port_del)(struct ofproto *ofproto, ofp_port_t ofp_port);
837
838     /* Get port stats */
839     int (*port_get_stats)(const struct ofport *port,
840                           struct netdev_stats *stats);
841
842     /* Port iteration functions.
843      *
844      * The client might not be entirely in control of the ports within an
845      * ofproto.  Some hardware implementations, for example, might have a fixed
846      * set of ports in a datapath.  For this reason, the client needs a way to
847      * iterate through all the ports that are actually in a datapath.  These
848      * functions provide that functionality.
849      *
850      * The 'state' pointer provides the implementation a place to
851      * keep track of its position.  Its format is opaque to the caller.
852      *
853      * The ofproto provider retains ownership of the data that it stores into
854      * ->port_dump_next()'s 'port' argument.  The data must remain valid until
855      * at least the next call to ->port_dump_next() or ->port_dump_done() for
856      * 'state'.  The caller will not modify or free it.
857      *
858      * Details
859      * =======
860      *
861      * ->port_dump_start() attempts to begin dumping the ports in 'ofproto'.
862      * On success, it should return 0 and initialize '*statep' with any data
863      * needed for iteration.  On failure, returns a positive errno value, and
864      * the client will not call ->port_dump_next() or ->port_dump_done().
865      *
866      * ->port_dump_next() attempts to retrieve another port from 'ofproto' for
867      * 'state'.  If there is another port, it should store the port's
868      * information into 'port' and return 0.  It should return EOF if all ports
869      * have already been iterated.  Otherwise, on error, it should return a
870      * positive errno value.  This function will not be called again once it
871      * returns nonzero once for a given iteration (but the 'port_dump_done'
872      * function will be called afterward).
873      *
874      * ->port_dump_done() allows the implementation to release resources used
875      * for iteration.  The caller might decide to stop iteration in the middle
876      * by calling this function before ->port_dump_next() returns nonzero.
877      *
878      * Usage Example
879      * =============
880      *
881      * int error;
882      * void *state;
883      *
884      * error = ofproto->ofproto_class->port_dump_start(ofproto, &state);
885      * if (!error) {
886      *     for (;;) {
887      *         struct ofproto_port port;
888      *
889      *         error = ofproto->ofproto_class->port_dump_next(
890      *                     ofproto, state, &port);
891      *         if (error) {
892      *             break;
893      *         }
894      *         // Do something with 'port' here (without modifying or freeing
895      *         // any of its data).
896      *     }
897      *     ofproto->ofproto_class->port_dump_done(ofproto, state);
898      * }
899      * // 'error' is now EOF (success) or a positive errno value (failure).
900      */
901     int (*port_dump_start)(const struct ofproto *ofproto, void **statep);
902     int (*port_dump_next)(const struct ofproto *ofproto, void *state,
903                           struct ofproto_port *port);
904     int (*port_dump_done)(const struct ofproto *ofproto, void *state);
905
906     /* Polls for changes in the set of ports in 'ofproto'.  If the set of ports
907      * in 'ofproto' has changed, then this function should do one of the
908      * following:
909      *
910      * - Preferably: store the name of the device that was added to or deleted
911      *   from 'ofproto' in '*devnamep' and return 0.  The caller is responsible
912      *   for freeing '*devnamep' (with free()) when it no longer needs it.
913      *
914      * - Alternatively: return ENOBUFS, without indicating the device that was
915      *   added or deleted.
916      *
917      * Occasional 'false positives', in which the function returns 0 while
918      * indicating a device that was not actually added or deleted or returns
919      * ENOBUFS without any change, are acceptable.
920      *
921      * The purpose of 'port_poll' is to let 'ofproto' know about changes made
922      * externally to the 'ofproto' object, e.g. by a system administrator via
923      * ovs-dpctl.  Therefore, it's OK, and even preferable, for port_poll() to
924      * not report changes made through calls to 'port_add' or 'port_del' on the
925      * same 'ofproto' object.  (But it's OK for it to report them too, just
926      * slightly less efficient.)
927      *
928      * If the set of ports in 'ofproto' has not changed, returns EAGAIN.  May
929      * also return other positive errno values to indicate that something has
930      * gone wrong.
931      *
932      * If the set of ports in a datapath is fixed, or if the only way that the
933      * set of ports in a datapath can change is through ->port_add() and
934      * ->port_del(), then this function may be a null pointer.
935      */
936     int (*port_poll)(const struct ofproto *ofproto, char **devnamep);
937
938     /* Arranges for the poll loop to wake up when ->port_poll() will return a
939      * value other than EAGAIN.
940      *
941      * If the set of ports in a datapath is fixed, or if the only way that the
942      * set of ports in a datapath can change is through ->port_add() and
943      * ->port_del(), or if the poll loop will always wake up anyway when
944      * ->port_poll() will return a value other than EAGAIN, then this function
945      * may be a null pointer.
946      */
947     void (*port_poll_wait)(const struct ofproto *ofproto);
948
949     /* Checks the status of LACP negotiation for 'port'.  Returns 1 if LACP
950      * partner information for 'port' is up-to-date, 0 if LACP partner
951      * information is not current (generally indicating a connectivity
952      * problem), or -1 if LACP is not enabled on 'port'.
953      *
954      * This function may be a null pointer if the ofproto implementation does
955      * not support LACP. */
956     int (*port_is_lacp_current)(const struct ofport *port);
957
958 /* ## ----------------------- ## */
959 /* ## OpenFlow Rule Functions ## */
960 /* ## ----------------------- ## */
961
962     /* Chooses an appropriate table for 'match' within 'ofproto'.  On
963      * success, stores the table ID into '*table_idp' and returns 0.  On
964      * failure, returns an OpenFlow error code.
965      *
966      * The choice of table should be a function of 'match' and 'ofproto''s
967      * datapath capabilities.  It should not depend on the flows already in
968      * 'ofproto''s flow tables.  Failure implies that an OpenFlow rule with
969      * 'match' as its matching condition can never be inserted into 'ofproto',
970      * even starting from an empty flow table.
971      *
972      * If multiple tables are candidates for inserting the flow, the function
973      * should choose one arbitrarily (but deterministically).
974      *
975      * If this function is NULL then table 0 is always chosen. */
976     enum ofperr (*rule_choose_table)(const struct ofproto *ofproto,
977                                      const struct match *match,
978                                      uint8_t *table_idp);
979
980     /* Life-cycle functions for a "struct rule".
981      *
982      *
983      * Rule Life Cycle
984      * ===============
985      *
986      * The life cycle of a struct rule is an elaboration of the basic life
987      * cycle described above under "Life Cycle".
988      *
989      * After a rule is successfully constructed, it is then inserted.  If
990      * insertion completes successfully, then before it is later destructed, it
991      * is deleted.
992      *
993      * You can think of a rule as having the following extra steps inserted
994      * between "Life Cycle" steps 4 and 5:
995      *
996      *   4.1. The client inserts the rule into the flow table, making it
997      *        visible in flow table lookups.
998      *
999      *   4.2. The client calls "rule_insert".  Immediately or eventually, the
1000      *        implementation calls ofoperation_complete() to indicate that the
1001      *        insertion completed.  If the operation failed, skip to step 5.
1002      *
1003      *   4.3. The rule is now installed in the flow table.  Eventually it will
1004      *        be deleted.
1005      *
1006      *   4.4. The client removes the rule from the flow table.  It is no longer
1007      *        visible in flow table lookups.
1008      *
1009      *   4.5. The client calls "rule_delete".  Immediately or eventually, the
1010      *        implementation calls ofoperation_complete() to indicate that the
1011      *        deletion completed.  Deletion is not allowed to fail, so it must
1012      *        be successful.
1013      *
1014      *
1015      * Asynchronous Operation Support
1016      * ==============================
1017      *
1018      * The "insert" and "delete" life-cycle operations on rules can operate
1019      * asynchronously, meaning that ->rule_insert() and ->rule_delete() only
1020      * need to initiate their respective operations and do not need to wait for
1021      * them to complete before they return.  ->rule_modify_actions() also
1022      * operates asynchronously.
1023      *
1024      * An ofproto implementation reports the success or failure of an
1025      * asynchronous operation on a rule using the rule's 'pending' member,
1026      * which points to a opaque "struct ofoperation" that represents the
1027      * ongoing operation.  When the operation completes, the ofproto
1028      * implementation calls ofoperation_complete(), passing the ofoperation and
1029      * an error indication.
1030      *
1031      * Only the following contexts may call ofoperation_complete():
1032      *
1033      *   - The function called to initiate the operation, e.g. ->rule_insert()
1034      *     or ->rule_delete().  This is the best choice if the operation
1035      *     completes quickly.
1036      *
1037      *   - The implementation's ->run() function.
1038      *
1039      *   - The implementation's ->destruct() function.
1040      *
1041      * The ofproto base code updates the flow table optimistically, assuming
1042      * that the operation will probably succeed:
1043      *
1044      *   - ofproto adds the rule in the flow table before calling
1045      *     ->rule_insert().
1046      *
1047      *   - ofproto updates the rule's actions and other properties before
1048      *     calling ->rule_modify_actions().
1049      *
1050      *   - ofproto removes the rule before calling ->rule_delete().
1051      *
1052      * With one exception, when an asynchronous operation completes with an
1053      * error, ofoperation_complete() backs out the already applied changes:
1054      *
1055      *   - If adding a rule in the flow table fails, ofproto removes the new
1056      *     rule.
1057      *
1058      *   - If modifying a rule fails, ofproto restores the original actions
1059      *     (and other properties).
1060      *
1061      *   - Removing a rule is not allowed to fail.  It must always succeed.
1062      *
1063      * The ofproto base code serializes operations: if any operation is in
1064      * progress on a given rule, ofproto postpones initiating any new operation
1065      * on that rule until the pending operation completes.  Therefore, every
1066      * operation must eventually complete through a call to
1067      * ofoperation_complete() to avoid delaying new operations indefinitely
1068      * (including any OpenFlow request that affects the rule in question, even
1069      * just to query its statistics).
1070      *
1071      *
1072      * Construction
1073      * ============
1074      *
1075      * When ->rule_construct() is called, 'rule' is a new rule that is not yet
1076      * inserted into a flow table.  ->rule_construct() should initialize enough
1077      * of the rule's derived state for 'rule' to be suitable for inserting into
1078      * a flow table.  ->rule_construct() should not modify any base members of
1079      * struct rule.
1080      *
1081      * If ->rule_construct() fails (as indicated by returning a nonzero
1082      * OpenFlow error code), the ofproto base code will uninitialize and
1083      * deallocate 'rule'.  See "Rule Life Cycle" above for more details.
1084      *
1085      * ->rule_construct() may also:
1086      *
1087      *   - Validate that the datapath supports the matching rule in 'rule->cr'
1088      *     datapath.  For example, if the rule's table does not support
1089      *     registers, then it is an error if 'rule->cr' does not wildcard all
1090      *     registers.
1091      *
1092      *   - Validate that the datapath can correctly implement 'rule->ofpacts'.
1093      *
1094      * Some implementations might need to defer these tasks to ->rule_insert(),
1095      * which is also acceptable.
1096      *
1097      *
1098      * Insertion
1099      * =========
1100      *
1101      * Following successful construction, the ofproto base case inserts 'rule'
1102      * into its flow table, then it calls ->rule_insert().  ->rule_insert()
1103      * should set in motion adding the new rule to the datapath flow table.  It
1104      * must act as follows:
1105      *
1106      *   - If it completes insertion, either by succeeding or failing, it must
1107      *     call ofoperation_complete()
1108      *
1109      *   - If insertion is only partially complete, then it must return without
1110      *     calling ofoperation_complete().  Later, when the insertion is
1111      *     complete, the ->run() or ->destruct() function must call
1112      *     ofoperation_complete() to report success or failure.
1113      *
1114      * If ->rule_insert() fails, the ofproto base code will remove 'rule' from
1115      * the flow table, destruct, uninitialize, and deallocate 'rule'.  See
1116      * "Rule Life Cycle" above for more details.
1117      *
1118      *
1119      * Deletion
1120      * ========
1121      *
1122      * The ofproto base code removes 'rule' from its flow table before it calls
1123      * ->rule_delete().  ->rule_delete() should set in motion removing 'rule'
1124      * from the datapath flow table.  It must act as follows:
1125      *
1126      *   - If it completes deletion, it must call ofoperation_complete().
1127      *
1128      *   - If deletion is only partially complete, then it must return without
1129      *     calling ofoperation_complete().  Later, when the deletion is
1130      *     complete, the ->run() or ->destruct() function must call
1131      *     ofoperation_complete().
1132      *
1133      * Rule deletion must not fail.
1134      *
1135      *
1136      * Destruction
1137      * ===========
1138      *
1139      * ->rule_destruct() must uninitialize derived state.
1140      *
1141      * Rule destruction must not fail. */
1142     struct rule *(*rule_alloc)(void);
1143     enum ofperr (*rule_construct)(struct rule *rule);
1144     void (*rule_insert)(struct rule *rule);
1145     void (*rule_delete)(struct rule *rule);
1146     void (*rule_destruct)(struct rule *rule);
1147     void (*rule_dealloc)(struct rule *rule);
1148
1149     /* Obtains statistics for 'rule', storing the number of packets that have
1150      * matched it in '*packet_count' and the number of bytes in those packets
1151      * in '*byte_count'.  UINT64_MAX indicates that the packet count or byte
1152      * count is unknown. */
1153     void (*rule_get_stats)(struct rule *rule, uint64_t *packet_count,
1154                            uint64_t *byte_count);
1155
1156     /* Applies the actions in 'rule' to 'packet'.  (This implements sending
1157      * buffered packets for OpenFlow OFPT_FLOW_MOD commands.)
1158      *
1159      * Takes ownership of 'packet' (so it should eventually free it, with
1160      * ofpbuf_delete()).
1161      *
1162      * 'flow' reflects the flow information for 'packet'.  All of the
1163      * information in 'flow' is extracted from 'packet', except for
1164      * flow->tunnel and flow->in_port, which are assigned the correct values
1165      * for the incoming packet.  The register values are zeroed.  'packet''s
1166      * header pointers (e.g. packet->l3) are appropriately initialized.
1167      * packet->l3 is aligned on a 32-bit boundary.
1168      *
1169      * The implementation should add the statistics for 'packet' into 'rule'.
1170      *
1171      * Returns 0 if successful, otherwise an OpenFlow error code. */
1172     enum ofperr (*rule_execute)(struct rule *rule, const struct flow *flow,
1173                                 struct ofpbuf *packet);
1174
1175     /* When ->rule_modify_actions() is called, the caller has already replaced
1176      * the OpenFlow actions in 'rule' by a new set.  (The original actions are
1177      * in rule->pending->actions.)
1178      *
1179      * ->rule_modify_actions() should set the following in motion:
1180      *
1181      *   - Validate that the datapath can correctly implement the actions now
1182      *     in 'rule'.
1183      *
1184      *   - Update the datapath flow table with the new actions.
1185      *
1186      *   - Only if 'reset_counters' is true, reset any packet or byte counters
1187      *     associated with the rule to zero, so that rule_get_stats() will not
1188      *     longer count those packets or bytes.
1189      *
1190      * If the operation synchronously completes, ->rule_modify_actions() may
1191      * call ofoperation_complete() before it returns.  Otherwise, ->run()
1192      * should call ofoperation_complete() later, after the operation does
1193      * complete.
1194      *
1195      * If the operation fails, then the base ofproto code will restore the
1196      * original 'actions' and 'n_actions' of 'rule'.
1197      *
1198      * ->rule_modify_actions() should not modify any base members of struct
1199      * rule. */
1200     void (*rule_modify_actions)(struct rule *rule, bool reset_counters);
1201
1202     /* Changes the OpenFlow IP fragment handling policy to 'frag_handling',
1203      * which takes one of the following values, with the corresponding
1204      * meanings:
1205      *
1206      *  - OFPC_FRAG_NORMAL: The switch should treat IP fragments the same way
1207      *    as other packets, omitting TCP and UDP port numbers (always setting
1208      *    them to 0).
1209      *
1210      *  - OFPC_FRAG_DROP: The switch should drop all IP fragments without
1211      *    passing them through the flow table.
1212      *
1213      *  - OFPC_FRAG_REASM: The switch should reassemble IP fragments before
1214      *    passing packets through the flow table.
1215      *
1216      *  - OFPC_FRAG_NX_MATCH (a Nicira extension): Similar to OFPC_FRAG_NORMAL,
1217      *    except that TCP and UDP port numbers should be included in fragments
1218      *    with offset 0.
1219      *
1220      * Implementations are not required to support every mode.
1221      * OFPC_FRAG_NORMAL is the default mode when an ofproto is created.
1222      *
1223      * At the time of the call to ->set_frag_handling(), the current mode is
1224      * available in 'ofproto->frag_handling'.  ->set_frag_handling() returns
1225      * true if the requested mode was set, false if it is not supported.
1226      *
1227      * Upon successful return, the caller changes 'ofproto->frag_handling' to
1228      * reflect the new mode.
1229      */
1230     bool (*set_frag_handling)(struct ofproto *ofproto,
1231                               enum ofp_config_flags frag_handling);
1232
1233     /* Implements the OpenFlow OFPT_PACKET_OUT command.  The datapath should
1234      * execute the 'ofpacts_len' bytes of "struct ofpacts" in 'ofpacts'.
1235      *
1236      * The caller retains ownership of 'packet' and of 'ofpacts', so
1237      * ->packet_out() should not modify or free them.
1238      *
1239      * This function must validate that it can correctly implement 'ofpacts'.
1240      * If not, then it should return an OpenFlow error code.
1241      *
1242      * 'flow' reflects the flow information for 'packet'.  All of the
1243      * information in 'flow' is extracted from 'packet', except for
1244      * flow->in_port (see below).  flow->tunnel and its register values are
1245      * zeroed.
1246      *
1247      * flow->in_port comes from the OpenFlow OFPT_PACKET_OUT message.  The
1248      * implementation should reject invalid flow->in_port values by returning
1249      * OFPERR_OFPBRC_BAD_PORT.  (If the implementation called
1250      * ofproto_init_max_ports(), then the client will reject these ports
1251      * itself.)  For consistency, the implementation should consider valid for
1252      * flow->in_port any value that could possibly be seen in a packet that it
1253      * passes to connmgr_send_packet_in().  Ideally, even an implementation
1254      * that never generates packet-ins (e.g. due to hardware limitations)
1255      * should still allow flow->in_port values for every possible physical port
1256      * and OFPP_LOCAL.  The only virtual ports (those above OFPP_MAX) that the
1257      * caller will ever pass in as flow->in_port, other than OFPP_LOCAL, are
1258      * OFPP_NONE and OFPP_CONTROLLER.  The implementation should allow both of
1259      * these, treating each of them as packets generated by the controller as
1260      * opposed to packets originating from some switch port.
1261      *
1262      * (Ordinarily the only effect of flow->in_port is on output actions that
1263      * involve the input port, such as actions that output to OFPP_IN_PORT,
1264      * OFPP_FLOOD, or OFPP_ALL.  flow->in_port can also affect Nicira extension
1265      * "resubmit" actions.)
1266      *
1267      * 'packet' is not matched against the OpenFlow flow table, so its
1268      * statistics should not be included in OpenFlow flow statistics.
1269      *
1270      * Returns 0 if successful, otherwise an OpenFlow error code. */
1271     enum ofperr (*packet_out)(struct ofproto *ofproto, struct ofpbuf *packet,
1272                               const struct flow *flow,
1273                               const struct ofpact *ofpacts,
1274                               size_t ofpacts_len);
1275
1276 /* ## ------------------------- ## */
1277 /* ## OFPP_NORMAL configuration ## */
1278 /* ## ------------------------- ## */
1279
1280     /* Configures NetFlow on 'ofproto' according to the options in
1281      * 'netflow_options', or turns off NetFlow if 'netflow_options' is NULL.
1282      *
1283      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that 'ofproto' does not support
1284      * NetFlow, as does a null pointer. */
1285     int (*set_netflow)(struct ofproto *ofproto,
1286                        const struct netflow_options *netflow_options);
1287
1288     void (*get_netflow_ids)(const struct ofproto *ofproto,
1289                             uint8_t *engine_type, uint8_t *engine_id);
1290
1291     /* Configures sFlow on 'ofproto' according to the options in
1292      * 'sflow_options', or turns off sFlow if 'sflow_options' is NULL.
1293      *
1294      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that 'ofproto' does not support
1295      * sFlow, as does a null pointer. */
1296     int (*set_sflow)(struct ofproto *ofproto,
1297                      const struct ofproto_sflow_options *sflow_options);
1298
1299     /* Configures IPFIX on 'ofproto' according to the options in
1300      * 'bridge_exporter_options' and the 'flow_exporters_options'
1301      * array, or turns off IPFIX if 'bridge_exporter_options' and
1302      * 'flow_exporters_options' is NULL.
1303      *
1304      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that 'ofproto' does not support
1305      * IPFIX, as does a null pointer. */
1306     int (*set_ipfix)(
1307         struct ofproto *ofproto,
1308         const struct ofproto_ipfix_bridge_exporter_options
1309             *bridge_exporter_options,
1310         const struct ofproto_ipfix_flow_exporter_options
1311             *flow_exporters_options, size_t n_flow_exporters_options);
1312
1313     /* Configures connectivity fault management on 'ofport'.
1314      *
1315      * If 'cfm_settings' is nonnull, configures CFM according to its members.
1316      *
1317      * If 'cfm_settings' is null, removes any connectivity fault management
1318      * configuration from 'ofport'.
1319      *
1320      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1321      * support CFM, as does a null pointer. */
1322     int (*set_cfm)(struct ofport *ofport, const struct cfm_settings *s);
1323
1324     /* Checks the status of CFM configured on 'ofport'.  Returns true if the
1325      * port's CFM status was successfully stored into '*status'.  Returns false
1326      * if the port did not have CFM configured, in which case '*status' is
1327      * indeterminate.
1328      *
1329      * The caller must provide and owns '*status', but it does not own and must
1330      * not modify or free the array returned in 'status->rmps'. */
1331     bool (*get_cfm_status)(const struct ofport *ofport,
1332                            struct ofproto_cfm_status *status);
1333
1334     /* Configures BFD on 'ofport'.
1335      *
1336      * If 'cfg' is NULL, or 'cfg' does not contain the key value pair
1337      * "enable=true", removes BFD from 'ofport'.  Otherwise, configures BFD
1338      * according to 'cfg'.
1339      *
1340      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1341      * support BFD, as does a null pointer. */
1342     int (*set_bfd)(struct ofport *ofport, const struct smap *cfg);
1343
1344     /* Populates 'smap' with the status of BFD on 'ofport'.  Returns 0 on
1345      * success, or a positive errno.  EOPNOTSUPP as a return value indicates
1346      * that this ofproto_class does not support BFD, as does a null pointer. */
1347     int (*get_bfd_status)(struct ofport *ofport, struct smap *smap);
1348
1349     /* Configures spanning tree protocol (STP) on 'ofproto' using the
1350      * settings defined in 's'.
1351      *
1352      * If 's' is nonnull, configures STP according to its members.
1353      *
1354      * If 's' is null, removes any STP configuration from 'ofproto'.
1355      *
1356      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1357      * support STP, as does a null pointer. */
1358     int (*set_stp)(struct ofproto *ofproto,
1359                    const struct ofproto_stp_settings *s);
1360
1361     /* Retrieves state of spanning tree protocol (STP) on 'ofproto'.
1362      *
1363      * Stores STP state for 'ofproto' in 's'.  If the 'enabled' member
1364      * is false, the other member values are not meaningful.
1365      *
1366      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1367      * support STP, as does a null pointer. */
1368     int (*get_stp_status)(struct ofproto *ofproto,
1369                           struct ofproto_stp_status *s);
1370
1371     /* Configures spanning tree protocol (STP) on 'ofport' using the
1372      * settings defined in 's'.
1373      *
1374      * If 's' is nonnull, configures STP according to its members.  The
1375      * caller is responsible for assigning STP port numbers (using the
1376      * 'port_num' member in the range of 1 through 255, inclusive) and
1377      * ensuring there are no duplicates.
1378      *
1379      * If 's' is null, removes any STP configuration from 'ofport'.
1380      *
1381      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1382      * support STP, as does a null pointer. */
1383     int (*set_stp_port)(struct ofport *ofport,
1384                         const struct ofproto_port_stp_settings *s);
1385
1386     /* Retrieves spanning tree protocol (STP) port status of 'ofport'.
1387      *
1388      * Stores STP state for 'ofport' in 's'.  If the 'enabled' member is
1389      * false, the other member values are not meaningful.
1390      *
1391      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1392      * support STP, as does a null pointer. */
1393     int (*get_stp_port_status)(struct ofport *ofport,
1394                                struct ofproto_port_stp_status *s);
1395
1396     /* Registers meta-data associated with the 'n_qdscp' Qualities of Service
1397      * 'queues' attached to 'ofport'.  This data is not intended to be
1398      * sufficient to implement QoS.  Instead, providers may use this
1399      * information to implement features which require knowledge of what queues
1400      * exist on a port, and some basic information about them.
1401      *
1402      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1403      * support QoS, as does a null pointer. */
1404     int (*set_queues)(struct ofport *ofport,
1405                       const struct ofproto_port_queue *queues, size_t n_qdscp);
1406
1407     /* If 's' is nonnull, this function registers a "bundle" associated with
1408      * client data pointer 'aux' in 'ofproto'.  A bundle is the same concept as
1409      * a Port in OVSDB, that is, it consists of one or more "slave" devices
1410      * (Interfaces, in OVSDB) along with VLAN and LACP configuration and, if
1411      * there is more than one slave, a bonding configuration.  If 'aux' is
1412      * already registered then this function updates its configuration to 's'.
1413      * Otherwise, this function registers a new bundle.
1414      *
1415      * If 's' is NULL, this function unregisters the bundle registered on
1416      * 'ofproto' associated with client data pointer 'aux'.  If no such bundle
1417      * has been registered, this has no effect.
1418      *
1419      * This function affects only the behavior of the NXAST_AUTOPATH action and
1420      * output to the OFPP_NORMAL port.  An implementation that does not support
1421      * it at all may set it to NULL or return EOPNOTSUPP.  An implementation
1422      * that supports only a subset of the functionality should implement what
1423      * it can and return 0. */
1424     int (*bundle_set)(struct ofproto *ofproto, void *aux,
1425                       const struct ofproto_bundle_settings *s);
1426
1427     /* If 'port' is part of any bundle, removes it from that bundle.  If the
1428      * bundle now has no ports, deletes the bundle.  If the bundle now has only
1429      * one port, deconfigures the bundle's bonding configuration. */
1430     void (*bundle_remove)(struct ofport *ofport);
1431
1432     /* If 's' is nonnull, this function registers a mirror associated with
1433      * client data pointer 'aux' in 'ofproto'.  A mirror is the same concept as
1434      * a Mirror in OVSDB.  If 'aux' is already registered then this function
1435      * updates its configuration to 's'.  Otherwise, this function registers a
1436      * new mirror.
1437      *
1438      * If 's' is NULL, this function unregisters the mirror registered on
1439      * 'ofproto' associated with client data pointer 'aux'.  If no such mirror
1440      * has been registered, this has no effect.
1441      *
1442      * An implementation that does not support mirroring at all may set
1443      * it to NULL or return EOPNOTSUPP.  An implementation that supports
1444      * only a subset of the functionality should implement what it can
1445      * and return 0. */
1446     int (*mirror_set)(struct ofproto *ofproto, void *aux,
1447                       const struct ofproto_mirror_settings *s);
1448
1449     /* Retrieves statistics from mirror associated with client data
1450      * pointer 'aux' in 'ofproto'.  Stores packet and byte counts in
1451      * 'packets' and 'bytes', respectively.  If a particular counter is
1452      * not supported, the appropriate argument is set to UINT64_MAX.
1453      *
1454      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1455      * support retrieving mirror statistics. */
1456     int (*mirror_get_stats)(struct ofproto *ofproto, void *aux,
1457                             uint64_t *packets, uint64_t *bytes);
1458
1459     /* Configures the VLANs whose bits are set to 1 in 'flood_vlans' as VLANs
1460      * on which all packets are flooded, instead of using MAC learning.  If
1461      * 'flood_vlans' is NULL, then MAC learning applies to all VLANs.
1462      *
1463      * This function affects only the behavior of the OFPP_NORMAL action.  An
1464      * implementation that does not support it may set it to NULL or return
1465      * EOPNOTSUPP. */
1466     int (*set_flood_vlans)(struct ofproto *ofproto,
1467                            unsigned long *flood_vlans);
1468
1469     /* Returns true if 'aux' is a registered bundle that is currently in use as
1470      * the output for a mirror. */
1471     bool (*is_mirror_output_bundle)(const struct ofproto *ofproto, void *aux);
1472
1473     /* When the configuration option of forward_bpdu changes, this function
1474      * will be invoked. */
1475     void (*forward_bpdu_changed)(struct ofproto *ofproto);
1476
1477     /* Sets the MAC aging timeout for the OFPP_NORMAL action to 'idle_time', in
1478      * seconds, and the maximum number of MAC table entries to
1479      * 'max_entries'.
1480      *
1481      * An implementation that doesn't support configuring these features may
1482      * set this function to NULL or implement it as a no-op. */
1483     void (*set_mac_table_config)(struct ofproto *ofproto,
1484                                  unsigned int idle_time, size_t max_entries);
1485
1486 /* Linux VLAN device support (e.g. "eth0.10" for VLAN 10.)
1487  *
1488  * This is deprecated.  It is only for compatibility with broken device drivers
1489  * in old versions of Linux that do not properly support VLANs when VLAN
1490  * devices are not used.  When broken device drivers are no longer in
1491  * widespread use, we will delete these interfaces. */
1492
1493     /* If 'realdev_ofp_port' is nonzero, then this function configures 'ofport'
1494      * as a VLAN splinter port for VLAN 'vid', associated with the real device
1495      * that has OpenFlow port number 'realdev_ofp_port'.
1496      *
1497      * If 'realdev_ofp_port' is zero, then this function deconfigures 'ofport'
1498      * as a VLAN splinter port.
1499      *
1500      * This function should be NULL if an implementation does not support it.
1501      */
1502     int (*set_realdev)(struct ofport *ofport,
1503                        ofp_port_t realdev_ofp_port, int vid);
1504
1505 /* ## ------------------------ ## */
1506 /* ## OpenFlow meter functions ## */
1507 /* ## ------------------------ ## */
1508
1509     /* These functions should be NULL if an implementation does not support
1510      * them.  They must be all null or all non-null.. */
1511
1512     /* Initializes 'features' to describe the metering features supported by
1513      * 'ofproto'. */
1514     void (*meter_get_features)(const struct ofproto *ofproto,
1515                                struct ofputil_meter_features *features);
1516
1517     /* If '*id' is UINT32_MAX, adds a new meter with the given 'config'.  On
1518      * success the function must store a provider meter ID other than
1519      * UINT32_MAX in '*id'.  All further references to the meter will be made
1520      * with the returned provider meter id rather than the OpenFlow meter id.
1521      * The caller does not try to interpret the provider meter id, giving the
1522      * implementation the freedom to either use the OpenFlow meter_id value
1523      * provided in the meter configuration, or any other value suitable for the
1524      * implementation.
1525      *
1526      * If '*id' is a value other than UINT32_MAX, modifies the existing meter
1527      * with that meter provider ID to have configuration 'config'.  On failure,
1528      * the existing meter configuration is left intact.  Regardless of success,
1529      * any change to '*id' updates the provider meter id used for this
1530      * meter. */
1531     enum ofperr (*meter_set)(struct ofproto *ofproto, ofproto_meter_id *id,
1532                              const struct ofputil_meter_config *config);
1533
1534     /* Gets the meter and meter band packet and byte counts for maximum of
1535      * 'stats->n_bands' bands for the meter with provider ID 'id' within
1536      * 'ofproto'.  The caller fills in the other stats values.  The band stats
1537      * are copied to memory at 'stats->bands' provided by the caller.  The
1538      * number of returned band stats is returned in 'stats->n_bands'. */
1539     enum ofperr (*meter_get)(const struct ofproto *ofproto,
1540                              ofproto_meter_id id,
1541                              struct ofputil_meter_stats *stats);
1542
1543     /* Deletes a meter, making the 'ofproto_meter_id' invalid for any
1544      * further calls. */
1545     void (*meter_del)(struct ofproto *, ofproto_meter_id);
1546
1547
1548 /* ## -------------------- ## */
1549 /* ## OpenFlow 1.1+ groups ## */
1550 /* ## -------------------- ## */
1551
1552     struct ofgroup *(*group_alloc)(void);
1553     enum ofperr (*group_construct)(struct ofgroup *);
1554     void (*group_destruct)(struct ofgroup *);
1555     void (*group_dealloc)(struct ofgroup *);
1556
1557     enum ofperr (*group_modify)(struct ofgroup *, struct ofgroup *victim);
1558
1559     enum ofperr (*group_get_stats)(const struct ofgroup *,
1560                                    struct ofputil_group_stats *);
1561 };
1562
1563 extern const struct ofproto_class ofproto_dpif_class;
1564
1565 int ofproto_class_register(const struct ofproto_class *);
1566 int ofproto_class_unregister(const struct ofproto_class *);
1567
1568 /* ofproto_flow_mod() returns this value if the flow_mod could not be processed
1569  * because it overlaps with an ongoing flow table operation that has not yet
1570  * completed.  The caller should retry the operation later.
1571  *
1572  * ofproto.c also uses this value internally for additional (similar) purposes.
1573  *
1574  * This particular value is a good choice because it is large, so that it does
1575  * not collide with any errno value, but not large enough to collide with an
1576  * OFPERR_* value. */
1577 enum { OFPROTO_POSTPONE = 1 << 16 };
1578 BUILD_ASSERT_DECL(OFPROTO_POSTPONE < OFPERR_OFS);
1579
1580 int ofproto_flow_mod(struct ofproto *, struct ofputil_flow_mod *);
1581 void ofproto_add_flow(struct ofproto *, const struct match *,
1582                       unsigned int priority,
1583                       const struct ofpact *ofpacts, size_t ofpacts_len);
1584 bool ofproto_delete_flow(struct ofproto *,
1585                          const struct match *, unsigned int priority);
1586 void ofproto_flush_flows(struct ofproto *);
1587
1588 #endif /* ofproto/ofproto-provider.h */