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