ofproto: Eliminate 'ofproto_node' member from struct rule.
[sliver-openvswitch.git] / ofproto / ofproto-provider.h
1 /*
2  * Copyright (c) 2009, 2010, 2011, 2012, 2013 Nicira, Inc.
3  *
4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
5  * you may not use this file except in compliance with the License.
6  * You may obtain a copy of the License at:
7  *
8  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
9  *
10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
13  * See the License for the specific language governing permissions and
14  * limitations under the License.
15  */
16
17 #ifndef OFPROTO_OFPROTO_PROVIDER_H
18 #define OFPROTO_OFPROTO_PROVIDER_H 1
19
20 /* Definitions for use within ofproto. */
21
22 #include "cfm.h"
23 #include "classifier.h"
24 #include "heap.h"
25 #include "hindex.h"
26 #include "list.h"
27 #include "ofp-errors.h"
28 #include "ofp-util.h"
29 #include "ofproto/ofproto.h"
30 #include "ovs-thread.h"
31 #include "shash.h"
32 #include "simap.h"
33 #include "timeval.h"
34
35 struct match;
36 struct ofpact;
37 struct ofputil_flow_mod;
38 struct bfd_cfg;
39 struct meter;
40
41 /* An OpenFlow switch.
42  *
43  * With few exceptions, ofproto implementations may look at these fields but
44  * should not modify them. */
45 struct ofproto {
46     struct hmap_node hmap_node; /* In global 'all_ofprotos' hmap. */
47     const struct ofproto_class *ofproto_class;
48     char *type;                 /* Datapath type. */
49     char *name;                 /* Datapath name. */
50
51     /* Settings. */
52     uint64_t fallback_dpid;     /* Datapath ID if no better choice found. */
53     uint64_t datapath_id;       /* Datapath ID. */
54     bool forward_bpdu;          /* Option to allow forwarding of BPDU frames
55                                  * when NORMAL action is invoked. */
56     char *mfr_desc;             /* Manufacturer (NULL for default)b. */
57     char *hw_desc;              /* Hardware (NULL for default). */
58     char *sw_desc;              /* Software version (NULL for default). */
59     char *serial_desc;          /* Serial number (NULL for default). */
60     char *dp_desc;              /* Datapath description (NULL for default). */
61     enum ofp_config_flags frag_handling; /* One of OFPC_*.  */
62
63     /* Datapath. */
64     struct hmap ports;          /* Contains "struct ofport"s. */
65     struct shash port_by_name;
66     unsigned long *ofp_port_ids;/* Bitmap of used OpenFlow port numbers. */
67     struct simap ofp_requests;  /* OpenFlow port number requests. */
68     uint16_t alloc_port_no;     /* Last allocated OpenFlow port number. */
69     uint16_t max_ports;         /* Max possible OpenFlow port num, plus one. */
70
71     /* Flow tables. */
72     long long int eviction_group_timer; /* For rate limited reheapification. */
73     struct oftable *tables;
74     int n_tables;
75
76     struct hindex cookies;      /* Rules indexed on their cookie values. */
77
78     /* Optimisation for flow expiry.
79      * These flows should all be present in tables. */
80     struct ovs_mutex expirable_mutex;
81     struct list expirable OVS_GUARDED; /* Expirable 'struct rule"s in all
82                                           tables. */
83
84     /* Meter table.
85      * OpenFlow meters start at 1.  To avoid confusion we leave the first
86      * pointer in the array un-used, and index directly with the OpenFlow
87      * meter_id. */
88     struct ofputil_meter_features meter_features;
89     struct meter **meters; /* 'meter_features.max_meter' + 1 pointers. */
90
91     /* OpenFlow connections. */
92     struct connmgr *connmgr;
93
94     /* Flow table operation tracking. */
95     int state;                  /* Internal state. */
96     struct list pending;        /* List of "struct ofopgroup"s. */
97     unsigned int n_pending;     /* list_size(&pending). */
98     struct hmap deletions;      /* All OFOPERATION_DELETE "ofoperation"s. */
99
100     /* Flow table operation logging. */
101     int n_add, n_delete, n_modify; /* Number of unreported ops of each kind. */
102     long long int first_op, last_op; /* Range of times for unreported ops. */
103     long long int next_op_report;    /* Time to report ops, or LLONG_MAX. */
104     long long int op_backoff;        /* Earliest time to report ops again. */
105
106     /* Linux VLAN device support (e.g. "eth0.10" for VLAN 10.)
107      *
108      * This is deprecated.  It is only for compatibility with broken device
109      * drivers in old versions of Linux that do not properly support VLANs when
110      * VLAN devices are not used.  When broken device drivers are no longer in
111      * widespread use, we will delete these interfaces. */
112     unsigned long int *vlan_bitmap; /* 4096-bit bitmap of in-use VLANs. */
113     bool vlans_changed;             /* True if new VLANs are in use. */
114     int min_mtu;                    /* Current MTU of non-internal ports. */
115
116     /* Groups. */
117     struct ovs_rwlock groups_rwlock;
118     struct hmap groups OVS_GUARDED;   /* Contains "struct ofgroup"s. */
119     uint32_t n_groups[4] OVS_GUARDED; /* # of existing groups of each type. */
120     struct ofputil_group_features ogf;
121 };
122
123 void ofproto_init_tables(struct ofproto *, int n_tables);
124 void ofproto_init_max_ports(struct ofproto *, uint16_t max_ports);
125
126 struct ofproto *ofproto_lookup(const char *name);
127 struct ofport *ofproto_get_port(const struct ofproto *, ofp_port_t ofp_port);
128
129 /* An OpenFlow port within a "struct ofproto".
130  *
131  * With few exceptions, ofproto implementations may look at these fields but
132  * should not modify them. */
133 struct ofport {
134     struct hmap_node hmap_node; /* In struct ofproto's "ports" hmap. */
135     struct ofproto *ofproto;    /* The ofproto that contains this port. */
136     struct netdev *netdev;
137     struct ofputil_phy_port pp;
138     ofp_port_t ofp_port;        /* OpenFlow port number. */
139     unsigned int change_seq;
140     long long int created;      /* Time created, in msec. */
141     int mtu;
142 };
143
144 void ofproto_port_set_state(struct ofport *, enum ofputil_port_state);
145
146 /* OpenFlow table flags:
147  *
148  *   - "Hidden" tables are not included in OpenFlow operations that operate on
149  *     "all tables".  For example, a request for flow stats on all tables will
150  *     omit flows in hidden tables, table stats requests will omit the table
151  *     entirely, and the switch features reply will not count the hidden table.
152  *
153  *     However, operations that specifically name the particular table still
154  *     operate on it.  For example, flow_mods and flow stats requests on a
155  *     hidden table work.
156  *
157  *     To avoid gaps in table IDs (which have unclear validity in OpenFlow),
158  *     hidden tables must be the highest-numbered tables that a provider
159  *     implements.
160  *
161  *   - "Read-only" tables can't be changed through OpenFlow operations.  (At
162  *     the moment all flow table operations go effectively through OpenFlow, so
163  *     this means that read-only tables can't be changed at all after the
164  *     read-only flag is set.)
165  *
166  * The generic ofproto layer never sets these flags.  An ofproto provider can
167  * set them if it is appropriate.
168  */
169 enum oftable_flags {
170     OFTABLE_HIDDEN = 1 << 0,   /* Hide from most OpenFlow operations. */
171     OFTABLE_READONLY = 1 << 1  /* Don't allow OpenFlow to change this table. */
172 };
173
174 /* A flow table within a "struct ofproto". */
175 struct oftable {
176     enum oftable_flags flags;
177     struct classifier cls;      /* Contains "struct rule"s. */
178     char *name;                 /* Table name exposed via OpenFlow, or NULL. */
179
180     /* Maximum number of flows or UINT_MAX if there is no limit besides any
181      * limit imposed by resource limitations. */
182     unsigned int max_flows;
183
184     /* These members determine the handling of an attempt to add a flow that
185      * would cause the table to have more than 'max_flows' flows.
186      *
187      * If 'eviction_fields' is NULL, overflows will be rejected with an error.
188      *
189      * If 'eviction_fields' is nonnull (regardless of whether n_eviction_fields
190      * is nonzero), an overflow will cause a flow to be removed.  The flow to
191      * be removed is chosen to give fairness among groups distinguished by
192      * different values for the subfields within 'groups'. */
193     struct mf_subfield *eviction_fields;
194     size_t n_eviction_fields;
195
196     /* Eviction groups.
197      *
198      * When a flow is added that would cause the table to have more than
199      * 'max_flows' flows, and 'eviction_fields' is nonnull, these groups are
200      * used to decide which rule to evict: the rule is chosen from the eviction
201      * group that contains the greatest number of rules.*/
202     uint32_t eviction_group_id_basis;
203     struct hmap eviction_groups_by_id;
204     struct heap eviction_groups_by_size;
205 };
206
207 /* Assigns TABLE to each oftable, in turn, in OFPROTO.
208  *
209  * All parameters are evaluated multiple times. */
210 #define OFPROTO_FOR_EACH_TABLE(TABLE, OFPROTO)              \
211     for ((TABLE) = (OFPROTO)->tables;                       \
212          (TABLE) < &(OFPROTO)->tables[(OFPROTO)->n_tables]; \
213          (TABLE)++)
214
215 /* An OpenFlow flow within a "struct ofproto".
216  *
217  * With few exceptions, ofproto implementations may look at these fields but
218  * should not modify them. */
219 struct rule {
220     struct ofproto *ofproto;     /* The ofproto that contains this rule. */
221     struct cls_rule cr;          /* In owning ofproto's classifier. */
222
223     struct ofoperation *pending; /* Operation now in progress, if nonnull. */
224
225     ovs_be64 flow_cookie;        /* Controller-issued identifier. Guarded by
226                                     rwlock. */
227     struct hindex_node cookie_node; /* In owning ofproto's 'cookies' index. */
228
229     long long int created;       /* Creation time. */
230     long long int modified;      /* Time of last modification. */
231     long long int used;          /* Last use; time created if never used. */
232     uint8_t table_id;            /* Index in ofproto's 'tables' array. */
233     enum ofputil_flow_mod_flags flags;
234
235     struct ovs_mutex timeout_mutex;
236     uint16_t hard_timeout OVS_GUARDED; /* In seconds from ->modified. */
237     uint16_t idle_timeout OVS_GUARDED; /* In seconds from ->used. */
238
239     /* Eviction groups. */
240     struct heap_node evg_node;   /* In eviction_group's "rules" heap. */
241     struct eviction_group *eviction_group; /* NULL if not in any group. */
242
243     /* The rwlock is used to protect those elements in struct rule which are
244      * accessed by multiple threads.  While maintaining a pointer to struct
245      * rule, threads are required to hold a readlock.  The main ofproto code is
246      * guaranteed not to evict the rule, or change any of the elements "Guarded
247      * by rwlock" without holding the writelock.
248      *
249      * A rule will not be evicted unless both its own and its classifier's
250      * write locks are held.  Therefore, while holding a classifier readlock,
251      * one can be assured that write locked rules are safe to reference. */
252     struct ovs_rwlock rwlock;
253
254     /* Guarded by rwlock. */
255     struct ofpact *ofpacts;      /* Sequence of "struct ofpacts". */
256     unsigned int ofpacts_len;    /* Size of 'ofpacts', in bytes. */
257
258     uint32_t meter_id;           /* Non-zero OF meter_id, or zero. */
259     struct list meter_list_node; /* In owning meter's 'rules' list. */
260
261     /* Flow monitors. */
262     enum nx_flow_monitor_flags monitor_flags;
263     uint64_t add_seqno;         /* Sequence number when added. */
264     uint64_t modify_seqno;      /* Sequence number when changed. */
265
266     /* Optimisation for flow expiry. */
267     struct list expirable;      /* In ofproto's 'expirable' list if this rule
268                                  * is expirable, otherwise empty. */
269 };
270
271 /* A set of rules to which an OpenFlow operation applies. */
272 struct rule_collection {
273     struct rule **rules;        /* The rules. */
274     size_t n;                   /* Number of rules collected. */
275
276     size_t capacity;            /* Number of rules that will fit in 'rules'. */
277     struct rule *stub[64];      /* Preallocated rules to avoid malloc(). */
278 };
279
280 void rule_collection_init(struct rule_collection *);
281 void rule_collection_add(struct rule_collection *, struct rule *);
282 void rule_collection_destroy(struct rule_collection *);
283
284 /* Threshold at which to begin flow table eviction. Only affects the
285  * ofproto-dpif implementation */
286 extern unsigned flow_eviction_threshold;
287
288 /* Number of upcall handler threads. Only affects the ofproto-dpif
289  * implementation. */
290 extern unsigned n_handler_threads;
291
292 /* Determines which model to use for handling misses in the ofproto-dpif
293  * implementation */
294 extern enum ofproto_flow_miss_model flow_miss_model;
295
296 static inline struct rule *
297 rule_from_cls_rule(const struct cls_rule *cls_rule)
298 {
299     return cls_rule ? CONTAINER_OF(cls_rule, struct rule, cr) : NULL;
300 }
301
302 void ofproto_rule_expire(struct rule *rule, uint8_t reason);
303 void ofproto_rule_delete(struct ofproto *, struct classifier *cls,
304                          struct rule *) OVS_REQ_WRLOCK(cls->rwlock);
305 void ofproto_rule_reduce_timeouts(struct rule *rule, uint16_t idle_timeout,
306                                   uint16_t hard_timeout)
307     OVS_EXCLUDED(rule->ofproto->expirable_mutex, rule->timeout_mutex);
308
309 bool ofproto_rule_has_out_port(const struct rule *, ofp_port_t out_port);
310
311 void ofoperation_complete(struct ofoperation *, enum ofperr);
312
313 bool ofoperation_has_out_port(const struct ofoperation *, ofp_port_t out_port);
314 bool ofproto_rule_has_out_group(const struct rule *, uint32_t group_id);
315
316 bool ofproto_rule_is_hidden(const struct rule *);
317
318 /* A group within a "struct ofproto".
319  *
320  * With few exceptions, ofproto implementations may look at these fields but
321  * should not modify them. */
322 struct ofgroup {
323     /* The rwlock is used to prevent groups from being deleted while child
324      * threads are using them to xlate flows.  A read lock means the
325      * group is currently being used.  A write lock means the group is
326      * in the process of being deleted or updated.  Note that since
327      * a read lock on the groups container is held while searching, and
328      * a group is ever write locked only while holding a write lock
329      * on the container, the user's of groups will never face a group
330      * in the write locked state. */
331     struct ovs_rwlock rwlock;
332     struct hmap_node hmap_node; /* In struct ofproto's "groups" hmap. */
333     struct ofproto *ofproto;    /* The ofproto that contains this group. */
334     uint32_t group_id;
335     enum ofp11_group_type type; /* One of OFPGT_*. */
336
337     long long int created;      /* Creation time. */
338     long long int modified;     /* Time of last modification. */
339
340     struct list buckets;        /* Contains "struct ofputil_bucket"s. */
341     uint32_t n_buckets;
342 };
343
344 bool ofproto_group_lookup(const struct ofproto *ofproto, uint32_t group_id,
345                           struct ofgroup **group)
346     OVS_TRY_RDLOCK(true, (*group)->rwlock);
347
348 void ofproto_group_release(struct ofgroup *group)
349     OVS_RELEASES(group->rwlock);
350
351 /* ofproto class structure, to be defined by each ofproto implementation.
352  *
353  *
354  * Data Structures
355  * ===============
356  *
357  * These functions work primarily with four different kinds of data
358  * structures:
359  *
360  *   - "struct ofproto", which represents an OpenFlow switch.
361  *
362  *   - "struct ofport", which represents a port within an ofproto.
363  *
364  *   - "struct rule", which represents an OpenFlow flow within an ofproto.
365  *
366  *   - "struct ofgroup", which represents an OpenFlow 1.1+ group within an
367  *     ofproto.
368  *
369  * Each of these data structures contains all of the implementation-independent
370  * generic state for the respective concept, called the "base" state.  None of
371  * them contains any extra space for ofproto implementations to use.  Instead,
372  * each implementation is expected to declare its own data structure that
373  * contains an instance of the generic data structure plus additional
374  * implementation-specific members, called the "derived" state.  The
375  * implementation can use casts or (preferably) the CONTAINER_OF macro to
376  * obtain access to derived state given only a pointer to the embedded generic
377  * data structure.
378  *
379  *
380  * Life Cycle
381  * ==========
382  *
383  * Four stylized functions accompany each of these data structures:
384  *
385  *            "alloc"       "construct"       "destruct"       "dealloc"
386  *            ------------  ----------------  ---------------  --------------
387  *   ofproto  ->alloc       ->construct       ->destruct       ->dealloc
388  *   ofport   ->port_alloc  ->port_construct  ->port_destruct  ->port_dealloc
389  *   rule     ->rule_alloc  ->rule_construct  ->rule_destruct  ->rule_dealloc
390  *   group    ->group_alloc ->group_construct ->group_destruct ->group_dealloc
391  *
392  * "ofproto", "ofport", and "group" have this exact life cycle.  The "rule"
393  * data structure also follow this life cycle with some additional elaborations
394  * described under "Rule Life Cycle" below.
395  *
396  * Any instance of a given data structure goes through the following life
397  * cycle:
398  *
399  *   1. The client calls the "alloc" function to obtain raw memory.  If "alloc"
400  *      fails, skip all the other steps.
401  *
402  *   2. The client initializes all of the data structure's base state.  If this
403  *      fails, skip to step 7.
404  *
405  *   3. The client calls the "construct" function.  The implementation
406  *      initializes derived state.  It may refer to the already-initialized
407  *      base state.  If "construct" fails, skip to step 6.
408  *
409  *   4. The data structure is now initialized and in use.
410  *
411  *   5. When the data structure is no longer needed, the client calls the
412  *      "destruct" function.  The implementation uninitializes derived state.
413  *      The base state has not been uninitialized yet, so the implementation
414  *      may still refer to it.
415  *
416  *   6. The client uninitializes all of the data structure's base state.
417  *
418  *   7. The client calls the "dealloc" to free the raw memory.  The
419  *      implementation must not refer to base or derived state in the data
420  *      structure, because it has already been uninitialized.
421  *
422  * Each "alloc" function allocates and returns a new instance of the respective
423  * data structure.  The "alloc" function is not given any information about the
424  * use of the new data structure, so it cannot perform much initialization.
425  * Its purpose is just to ensure that the new data structure has enough room
426  * for base and derived state.  It may return a null pointer if memory is not
427  * available, in which case none of the other functions is called.
428  *
429  * Each "construct" function initializes derived state in its respective data
430  * structure.  When "construct" is called, all of the base state has already
431  * been initialized, so the "construct" function may refer to it.  The
432  * "construct" function is allowed to fail, in which case the client calls the
433  * "dealloc" function (but not the "destruct" function).
434  *
435  * Each "destruct" function uninitializes and frees derived state in its
436  * respective data structure.  When "destruct" is called, the base state has
437  * not yet been uninitialized, so the "destruct" function may refer to it.  The
438  * "destruct" function is not allowed to fail.
439  *
440  * Each "dealloc" function frees raw memory that was allocated by the the
441  * "alloc" function.  The memory's base and derived members might not have ever
442  * been initialized (but if "construct" returned successfully, then it has been
443  * "destruct"ed already).  The "dealloc" function is not allowed to fail.
444  *
445  *
446  * Conventions
447  * ===========
448  *
449  * Most of these functions return 0 if they are successful or a positive error
450  * code on failure.  Depending on the function, valid error codes are either
451  * errno values or OFPERR_* OpenFlow error codes.
452  *
453  * Most of these functions are expected to execute synchronously, that is, to
454  * block as necessary to obtain a result.  Thus, these functions may return
455  * EAGAIN (or EWOULDBLOCK or EINPROGRESS) only where the function descriptions
456  * explicitly say those errors are a possibility.  We may relax this
457  * requirement in the future if and when we encounter performance problems. */
458 struct ofproto_class {
459 /* ## ----------------- ## */
460 /* ## Factory Functions ## */
461 /* ## ----------------- ## */
462
463     /* Initializes provider.  The caller may pass in 'iface_hints',
464      * which contains an shash of "struct iface_hint" elements indexed
465      * by the interface's name.  The provider may use these hints to
466      * describe the startup configuration in order to reinitialize its
467      * state.  The caller owns the provided data, so a provider must
468      * make copies of anything required.  An ofproto provider must
469      * remove any existing state that is not described by the hint, and
470      * may choose to remove it all. */
471     void (*init)(const struct shash *iface_hints);
472
473     /* Enumerates the types of all support ofproto types into 'types'.  The
474      * caller has already initialized 'types' and other ofproto classes might
475      * already have added names to it. */
476     void (*enumerate_types)(struct sset *types);
477
478     /* Enumerates the names of all existing datapath of the specified 'type'
479      * into 'names' 'all_dps'.  The caller has already initialized 'names' as
480      * an empty sset.
481      *
482      * 'type' is one of the types enumerated by ->enumerate_types().
483      *
484      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.
485      */
486     int (*enumerate_names)(const char *type, struct sset *names);
487
488     /* Deletes the datapath with the specified 'type' and 'name'.  The caller
489      * should have closed any open ofproto with this 'type' and 'name'; this
490      * function is allowed to fail if that is not the case.
491      *
492      * 'type' is one of the types enumerated by ->enumerate_types().
493      * 'name' is one of the names enumerated by ->enumerate_names() for 'type'.
494      *
495      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.
496      */
497     int (*del)(const char *type, const char *name);
498
499     /* Returns the type to pass to netdev_open() when a datapath of type
500      * 'datapath_type' has a port of type 'port_type', for a few special
501      * cases when a netdev type differs from a port type.  For example,
502      * when using the userspace datapath, a port of type "internal"
503      * needs to be opened as "tap".
504      *
505      * Returns either 'type' itself or a string literal, which must not
506      * be freed. */
507     const char *(*port_open_type)(const char *datapath_type,
508                                   const char *port_type);
509
510 /* ## ------------------------ ## */
511 /* ## Top-Level type Functions ## */
512 /* ## ------------------------ ## */
513
514     /* Performs any periodic activity required on ofprotos of type
515      * 'type'.
516      *
517      * An ofproto provider may implement it or not, depending on whether
518      * it needs type-level maintenance.
519      *
520      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
521     int (*type_run)(const char *type);
522
523     /* Performs periodic activity required on ofprotos of type 'type'
524      * that needs to be done with the least possible latency.
525      *
526      * This is run multiple times per main loop.  An ofproto provider may
527      * implement it or not, according to whether it provides a performance
528      * boost for that ofproto implementation.
529      *
530      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
531     int (*type_run_fast)(const char *type);
532
533     /* Causes the poll loop to wake up when a type 'type''s 'run'
534      * function needs to be called, e.g. by calling the timer or fd
535      * waiting functions in poll-loop.h.
536      *
537      * An ofproto provider may implement it or not, depending on whether
538      * it needs type-level maintenance. */
539     void (*type_wait)(const char *type);
540
541 /* ## --------------------------- ## */
542 /* ## Top-Level ofproto Functions ## */
543 /* ## --------------------------- ## */
544
545     /* Life-cycle functions for an "ofproto" (see "Life Cycle" above).
546      *
547      *
548      * Construction
549      * ============
550      *
551      * ->construct() should not modify any base members of the ofproto.  The
552      * client will initialize the ofproto's 'ports' and 'tables' members after
553      * construction is complete.
554      *
555      * When ->construct() is called, the client does not yet know how many flow
556      * tables the datapath supports, so ofproto->n_tables will be 0 and
557      * ofproto->tables will be NULL.  ->construct() should call
558      * ofproto_init_tables() to allocate and initialize ofproto->n_tables and
559      * ofproto->tables.  Each flow table will be initially empty, so
560      * ->construct() should delete flows from the underlying datapath, if
561      * necessary, rather than populating the tables.
562      *
563      * If the ofproto knows the maximum port number that the datapath can have,
564      * then it can call ofproto_init_max_ports().  If it does so, then the
565      * client will ensure that the actions it allows to be used through
566      * OpenFlow do not refer to ports above that maximum number.
567      *
568      * Only one ofproto instance needs to be supported for any given datapath.
569      * If a datapath is already open as part of one "ofproto", then another
570      * attempt to "construct" the same datapath as part of another ofproto is
571      * allowed to fail with an error.
572      *
573      * ->construct() returns 0 if successful, otherwise a positive errno
574      * value.
575      *
576      *
577      * Destruction
578      * ===========
579      *
580      * If 'ofproto' has any pending asynchronous operations, ->destruct()
581      * must complete all of them by calling ofoperation_complete().
582      *
583      * ->destruct() must also destroy all remaining rules in the ofproto's
584      * tables, by passing each remaining rule to ofproto_rule_delete(), and
585      * then complete each of those deletions in turn by calling
586      * ofoperation_complete().
587      *
588      * (Thus, there is a multi-step process for any rule currently being
589      * inserted or modified at the beginning of destruction: first
590      * ofoperation_complete() that operation, then ofproto_rule_delete() the
591      * rule, then ofoperation_complete() the deletion operation.)
592      *
593      * The client will destroy the flow tables themselves after ->destruct()
594      * returns.
595      */
596     struct ofproto *(*alloc)(void);
597     int (*construct)(struct ofproto *ofproto);
598     void (*destruct)(struct ofproto *ofproto);
599     void (*dealloc)(struct ofproto *ofproto);
600
601     /* Performs any periodic activity required by 'ofproto'.  It should:
602      *
603      *   - Call connmgr_send_packet_in() for each received packet that missed
604      *     in the OpenFlow flow table or that had a OFPP_CONTROLLER output
605      *     action.
606      *
607      *   - Call ofproto_rule_expire() for each OpenFlow flow that has reached
608      *     its hard_timeout or idle_timeout, to expire the flow.
609      *
610      *     (But rules that are part of a pending operation, e.g. rules for
611      *     which ->pending is true, may not expire.)
612      *
613      * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
614     int (*run)(struct ofproto *ofproto);
615
616     /* Performs periodic activity required by 'ofproto' that needs to be done
617      * with the least possible latency.
618      *
619      * This is run multiple times per main loop.  An ofproto provider may
620      * implement it or not, according to whether it provides a performance
621      * boost for that ofproto implementation. */
622     int (*run_fast)(struct ofproto *ofproto);
623
624     /* Causes the poll loop to wake up when 'ofproto''s 'run' function needs to
625      * be called, e.g. by calling the timer or fd waiting functions in
626      * poll-loop.h.  */
627     void (*wait)(struct ofproto *ofproto);
628
629     /* Adds some memory usage statistics for the implementation of 'ofproto'
630      * into 'usage', for use with memory_report().
631      *
632      * This function is optional. */
633     void (*get_memory_usage)(const struct ofproto *ofproto,
634                              struct simap *usage);
635
636     /* Every "struct rule" in 'ofproto' is about to be deleted, one by one.
637      * This function may prepare for that, for example by clearing state in
638      * advance.  It should *not* actually delete any "struct rule"s from
639      * 'ofproto', only prepare for it.
640      *
641      * This function is optional; it's really just for optimization in case
642      * it's cheaper to delete all the flows from your hardware in a single pass
643      * than to do it one by one. */
644     void (*flush)(struct ofproto *ofproto);
645
646     /* Helper for the OpenFlow OFPT_FEATURES_REQUEST request.
647      *
648      * The implementation should store true in '*arp_match_ip' if the switch
649      * supports matching IP addresses inside ARP requests and replies, false
650      * otherwise.
651      *
652      * The implementation should store in '*actions' a bitmap of the supported
653      * OpenFlow actions.  Vendor actions are not included in '*actions'. */
654     void (*get_features)(struct ofproto *ofproto,
655                          bool *arp_match_ip,
656                          enum ofputil_action_bitmap *actions);
657
658     /* Helper for the OpenFlow OFPST_TABLE statistics request.
659      *
660      * The 'ots' array contains 'ofproto->n_tables' elements.  Each element is
661      * initialized as:
662      *
663      *   - 'table_id' to the array index.
664      *
665      *   - 'name' to "table#" where # is the table ID.
666      *
667      *   - 'match' and 'wildcards' to OFPXMT12_MASK.
668      *
669      *   - 'write_actions' and 'apply_actions' to OFPAT12_OUTPUT.
670      *
671      *   - 'write_setfields' and 'apply_setfields' to OFPXMT12_MASK.
672      *
673      *   - 'metadata_match' and 'metadata_write' to UINT64_MAX.
674      *
675      *   - 'instructions' to OFPIT11_ALL.
676      *
677      *   - 'config' to OFPTC11_TABLE_MISS_MASK.
678      *
679      *   - 'max_entries' to 1,000,000.
680      *
681      *   - 'active_count' to the classifier_count() for the table.
682      *
683      *   - 'lookup_count' and 'matched_count' to 0.
684      *
685      * The implementation should update any members in each element for which
686      * it has better values:
687      *
688      *   - 'name' to a more meaningful name.
689      *
690      *   - 'wildcards' to the set of wildcards actually supported by the table
691      *     (if it doesn't support all OpenFlow wildcards).
692      *
693      *   - 'instructions' to set the instructions actually supported by
694      *     the table.
695      *
696      *   - 'write_actions' to set the write actions actually supported by
697      *     the table (if it doesn't support all OpenFlow actions).
698      *
699      *   - 'apply_actions' to set the apply actions actually supported by
700      *     the table (if it doesn't support all OpenFlow actions).
701      *
702      *   - 'write_setfields' to set the write setfields actually supported by
703      *     the table.
704      *
705      *   - 'apply_setfields' to set the apply setfields actually supported by
706      *     the table.
707      *
708      *   - 'max_entries' to the maximum number of flows actually supported by
709      *     the hardware.
710      *
711      *   - 'lookup_count' to the number of packets looked up in this flow table
712      *     so far.
713      *
714      *   - 'matched_count' to the number of packets looked up in this flow
715      *     table so far that matched one of the flow entries.
716      *
717      * All of the members of struct ofp12_table_stats are in network byte
718      * order.
719      */
720     void (*get_tables)(struct ofproto *ofproto, struct ofp12_table_stats *ots);
721
722 /* ## ---------------- ## */
723 /* ## ofport Functions ## */
724 /* ## ---------------- ## */
725
726     /* Life-cycle functions for a "struct ofport" (see "Life Cycle" above).
727      *
728      * ->port_construct() should not modify any base members of the ofport.
729      * An ofproto implementation should use the 'ofp_port' member of
730      * "struct ofport" as the OpenFlow port number.
731      *
732      * ofports are managed by the base ofproto code.  The ofproto
733      * implementation should only create and destroy them in response to calls
734      * to these functions.  The base ofproto code will create and destroy
735      * ofports in the following situations:
736      *
737      *   - Just after the ->construct() function is called, the base ofproto
738      *     iterates over all of the implementation's ports, using
739      *     ->port_dump_start() and related functions, and constructs an ofport
740      *     for each dumped port.
741      *
742      *   - If ->port_poll() reports that a specific port has changed, then the
743      *     base ofproto will query that port with ->port_query_by_name() and
744      *     construct or destruct ofports as necessary to reflect the updated
745      *     set of ports.
746      *
747      *   - If ->port_poll() returns ENOBUFS to report an unspecified port set
748      *     change, then the base ofproto will iterate over all of the
749      *     implementation's ports, in the same way as at ofproto
750      *     initialization, and construct and destruct ofports to reflect all of
751      *     the changes.
752      *
753      * ->port_construct() returns 0 if successful, otherwise a positive errno
754      * value.
755      */
756     struct ofport *(*port_alloc)(void);
757     int (*port_construct)(struct ofport *ofport);
758     void (*port_destruct)(struct ofport *ofport);
759     void (*port_dealloc)(struct ofport *ofport);
760
761     /* Called after 'ofport->netdev' is replaced by a new netdev object.  If
762      * the ofproto implementation uses the ofport's netdev internally, then it
763      * should switch to using the new one.  The old one has been closed.
764      *
765      * An ofproto implementation that doesn't need to do anything in this
766      * function may use a null pointer. */
767     void (*port_modified)(struct ofport *ofport);
768
769     /* Called after an OpenFlow request changes a port's configuration.
770      * 'ofport->pp.config' contains the new configuration.  'old_config'
771      * contains the previous configuration.
772      *
773      * The caller implements OFPUTIL_PC_PORT_DOWN using netdev functions to
774      * turn NETDEV_UP on and off, so this function doesn't have to do anything
775      * for that bit (and it won't be called if that is the only bit that
776      * changes). */
777     void (*port_reconfigured)(struct ofport *ofport,
778                               enum ofputil_port_config old_config);
779
780     /* Looks up a port named 'devname' in 'ofproto'.  On success, initializes
781      * '*port' appropriately.
782      *
783      * The caller owns the data in 'port' and must free it with
784      * ofproto_port_destroy() when it is no longer needed. */
785     int (*port_query_by_name)(const struct ofproto *ofproto,
786                               const char *devname, struct ofproto_port *port);
787
788     /* Attempts to add 'netdev' as a port on 'ofproto'.  Returns 0 if
789      * successful, otherwise a positive errno value.  The caller should
790      * inform the implementation of the OpenFlow port through the
791      * ->port_construct() method.
792      *
793      * It doesn't matter whether the new port will be returned by a later call
794      * to ->port_poll(); the implementation may do whatever is more
795      * convenient. */
796     int (*port_add)(struct ofproto *ofproto, struct netdev *netdev);
797
798     /* Deletes port number 'ofp_port' from the datapath for 'ofproto'.  Returns
799      * 0 if successful, otherwise a positive errno value.
800      *
801      * It doesn't matter whether the new port will be returned by a later call
802      * to ->port_poll(); the implementation may do whatever is more
803      * convenient. */
804     int (*port_del)(struct ofproto *ofproto, ofp_port_t ofp_port);
805
806     /* Get port stats */
807     int (*port_get_stats)(const struct ofport *port,
808                           struct netdev_stats *stats);
809
810     /* Port iteration functions.
811      *
812      * The client might not be entirely in control of the ports within an
813      * ofproto.  Some hardware implementations, for example, might have a fixed
814      * set of ports in a datapath.  For this reason, the client needs a way to
815      * iterate through all the ports that are actually in a datapath.  These
816      * functions provide that functionality.
817      *
818      * The 'state' pointer provides the implementation a place to
819      * keep track of its position.  Its format is opaque to the caller.
820      *
821      * The ofproto provider retains ownership of the data that it stores into
822      * ->port_dump_next()'s 'port' argument.  The data must remain valid until
823      * at least the next call to ->port_dump_next() or ->port_dump_done() for
824      * 'state'.  The caller will not modify or free it.
825      *
826      * Details
827      * =======
828      *
829      * ->port_dump_start() attempts to begin dumping the ports in 'ofproto'.
830      * On success, it should return 0 and initialize '*statep' with any data
831      * needed for iteration.  On failure, returns a positive errno value, and
832      * the client will not call ->port_dump_next() or ->port_dump_done().
833      *
834      * ->port_dump_next() attempts to retrieve another port from 'ofproto' for
835      * 'state'.  If there is another port, it should store the port's
836      * information into 'port' and return 0.  It should return EOF if all ports
837      * have already been iterated.  Otherwise, on error, it should return a
838      * positive errno value.  This function will not be called again once it
839      * returns nonzero once for a given iteration (but the 'port_dump_done'
840      * function will be called afterward).
841      *
842      * ->port_dump_done() allows the implementation to release resources used
843      * for iteration.  The caller might decide to stop iteration in the middle
844      * by calling this function before ->port_dump_next() returns nonzero.
845      *
846      * Usage Example
847      * =============
848      *
849      * int error;
850      * void *state;
851      *
852      * error = ofproto->ofproto_class->port_dump_start(ofproto, &state);
853      * if (!error) {
854      *     for (;;) {
855      *         struct ofproto_port port;
856      *
857      *         error = ofproto->ofproto_class->port_dump_next(
858      *                     ofproto, state, &port);
859      *         if (error) {
860      *             break;
861      *         }
862      *         // Do something with 'port' here (without modifying or freeing
863      *         // any of its data).
864      *     }
865      *     ofproto->ofproto_class->port_dump_done(ofproto, state);
866      * }
867      * // 'error' is now EOF (success) or a positive errno value (failure).
868      */
869     int (*port_dump_start)(const struct ofproto *ofproto, void **statep);
870     int (*port_dump_next)(const struct ofproto *ofproto, void *state,
871                           struct ofproto_port *port);
872     int (*port_dump_done)(const struct ofproto *ofproto, void *state);
873
874     /* Polls for changes in the set of ports in 'ofproto'.  If the set of ports
875      * in 'ofproto' has changed, then this function should do one of the
876      * following:
877      *
878      * - Preferably: store the name of the device that was added to or deleted
879      *   from 'ofproto' in '*devnamep' and return 0.  The caller is responsible
880      *   for freeing '*devnamep' (with free()) when it no longer needs it.
881      *
882      * - Alternatively: return ENOBUFS, without indicating the device that was
883      *   added or deleted.
884      *
885      * Occasional 'false positives', in which the function returns 0 while
886      * indicating a device that was not actually added or deleted or returns
887      * ENOBUFS without any change, are acceptable.
888      *
889      * The purpose of 'port_poll' is to let 'ofproto' know about changes made
890      * externally to the 'ofproto' object, e.g. by a system administrator via
891      * ovs-dpctl.  Therefore, it's OK, and even preferable, for port_poll() to
892      * not report changes made through calls to 'port_add' or 'port_del' on the
893      * same 'ofproto' object.  (But it's OK for it to report them too, just
894      * slightly less efficient.)
895      *
896      * If the set of ports in 'ofproto' has not changed, returns EAGAIN.  May
897      * also return other positive errno values to indicate that something has
898      * gone wrong.
899      *
900      * If the set of ports in a datapath is fixed, or if the only way that the
901      * set of ports in a datapath can change is through ->port_add() and
902      * ->port_del(), then this function may be a null pointer.
903      */
904     int (*port_poll)(const struct ofproto *ofproto, char **devnamep);
905
906     /* Arranges for the poll loop to wake up when ->port_poll() will return a
907      * value other than EAGAIN.
908      *
909      * If the set of ports in a datapath is fixed, or if the only way that the
910      * set of ports in a datapath can change is through ->port_add() and
911      * ->port_del(), or if the poll loop will always wake up anyway when
912      * ->port_poll() will return a value other than EAGAIN, then this function
913      * may be a null pointer.
914      */
915     void (*port_poll_wait)(const struct ofproto *ofproto);
916
917     /* Checks the status of LACP negotiation for 'port'.  Returns 1 if LACP
918      * partner information for 'port' is up-to-date, 0 if LACP partner
919      * information is not current (generally indicating a connectivity
920      * problem), or -1 if LACP is not enabled on 'port'.
921      *
922      * This function may be a null pointer if the ofproto implementation does
923      * not support LACP. */
924     int (*port_is_lacp_current)(const struct ofport *port);
925
926 /* ## ----------------------- ## */
927 /* ## OpenFlow Rule Functions ## */
928 /* ## ----------------------- ## */
929
930     /* Chooses an appropriate table for 'match' within 'ofproto'.  On
931      * success, stores the table ID into '*table_idp' and returns 0.  On
932      * failure, returns an OpenFlow error code.
933      *
934      * The choice of table should be a function of 'match' and 'ofproto''s
935      * datapath capabilities.  It should not depend on the flows already in
936      * 'ofproto''s flow tables.  Failure implies that an OpenFlow rule with
937      * 'match' as its matching condition can never be inserted into 'ofproto',
938      * even starting from an empty flow table.
939      *
940      * If multiple tables are candidates for inserting the flow, the function
941      * should choose one arbitrarily (but deterministically).
942      *
943      * If this function is NULL then table 0 is always chosen. */
944     enum ofperr (*rule_choose_table)(const struct ofproto *ofproto,
945                                      const struct match *match,
946                                      uint8_t *table_idp);
947
948     /* Life-cycle functions for a "struct rule".
949      *
950      *
951      * Rule Life Cycle
952      * ===============
953      *
954      * The life cycle of a struct rule is an elaboration of the basic life
955      * cycle described above under "Life Cycle".
956      *
957      * After a rule is successfully constructed, it is then inserted.  If
958      * insertion completes successfully, then before it is later destructed, it
959      * is deleted.
960      *
961      * You can think of a rule as having the following extra steps inserted
962      * between "Life Cycle" steps 4 and 5:
963      *
964      *   4.1. The client inserts the rule into the flow table, making it
965      *        visible in flow table lookups.
966      *
967      *   4.2. The client calls "rule_insert".  Immediately or eventually, the
968      *        implementation calls ofoperation_complete() to indicate that the
969      *        insertion completed.  If the operation failed, skip to step 5.
970      *
971      *   4.3. The rule is now installed in the flow table.  Eventually it will
972      *        be deleted.
973      *
974      *   4.4. The client removes the rule from the flow table.  It is no longer
975      *        visible in flow table lookups.
976      *
977      *   4.5. The client calls "rule_delete".  Immediately or eventually, the
978      *        implementation calls ofoperation_complete() to indicate that the
979      *        deletion completed.  Deletion is not allowed to fail, so it must
980      *        be successful.
981      *
982      *
983      * Asynchronous Operation Support
984      * ==============================
985      *
986      * The "insert" and "delete" life-cycle operations on rules can operate
987      * asynchronously, meaning that ->rule_insert() and ->rule_delete() only
988      * need to initiate their respective operations and do not need to wait for
989      * them to complete before they return.  ->rule_modify_actions() also
990      * operates asynchronously.
991      *
992      * An ofproto implementation reports the success or failure of an
993      * asynchronous operation on a rule using the rule's 'pending' member,
994      * which points to a opaque "struct ofoperation" that represents the
995      * ongoing operation.  When the operation completes, the ofproto
996      * implementation calls ofoperation_complete(), passing the ofoperation and
997      * an error indication.
998      *
999      * Only the following contexts may call ofoperation_complete():
1000      *
1001      *   - The function called to initiate the operation, e.g. ->rule_insert()
1002      *     or ->rule_delete().  This is the best choice if the operation
1003      *     completes quickly.
1004      *
1005      *   - The implementation's ->run() function.
1006      *
1007      *   - The implementation's ->destruct() function.
1008      *
1009      * The ofproto base code updates the flow table optimistically, assuming
1010      * that the operation will probably succeed:
1011      *
1012      *   - ofproto adds the rule in the flow table before calling
1013      *     ->rule_insert().
1014      *
1015      *   - ofproto updates the rule's actions and other properties before
1016      *     calling ->rule_modify_actions().
1017      *
1018      *   - ofproto removes the rule before calling ->rule_delete().
1019      *
1020      * With one exception, when an asynchronous operation completes with an
1021      * error, ofoperation_complete() backs out the already applied changes:
1022      *
1023      *   - If adding a rule in the flow table fails, ofproto removes the new
1024      *     rule.
1025      *
1026      *   - If modifying a rule fails, ofproto restores the original actions
1027      *     (and other properties).
1028      *
1029      *   - Removing a rule is not allowed to fail.  It must always succeed.
1030      *
1031      * The ofproto base code serializes operations: if any operation is in
1032      * progress on a given rule, ofproto postpones initiating any new operation
1033      * on that rule until the pending operation completes.  Therefore, every
1034      * operation must eventually complete through a call to
1035      * ofoperation_complete() to avoid delaying new operations indefinitely
1036      * (including any OpenFlow request that affects the rule in question, even
1037      * just to query its statistics).
1038      *
1039      *
1040      * Construction
1041      * ============
1042      *
1043      * When ->rule_construct() is called, 'rule' is a new rule that is not yet
1044      * inserted into a flow table.  ->rule_construct() should initialize enough
1045      * of the rule's derived state for 'rule' to be suitable for inserting into
1046      * a flow table.  ->rule_construct() should not modify any base members of
1047      * struct rule.
1048      *
1049      * If ->rule_construct() fails (as indicated by returning a nonzero
1050      * OpenFlow error code), the ofproto base code will uninitialize and
1051      * deallocate 'rule'.  See "Rule Life Cycle" above for more details.
1052      *
1053      * ->rule_construct() may also:
1054      *
1055      *   - Validate that the datapath supports the matching rule in 'rule->cr'
1056      *     datapath.  For example, if the rule's table does not support
1057      *     registers, then it is an error if 'rule->cr' does not wildcard all
1058      *     registers.
1059      *
1060      *   - Validate that the datapath can correctly implement 'rule->ofpacts'.
1061      *
1062      * Some implementations might need to defer these tasks to ->rule_insert(),
1063      * which is also acceptable.
1064      *
1065      *
1066      * Insertion
1067      * =========
1068      *
1069      * Following successful construction, the ofproto base case inserts 'rule'
1070      * into its flow table, then it calls ->rule_insert().  ->rule_insert()
1071      * should set in motion adding the new rule to the datapath flow table.  It
1072      * must act as follows:
1073      *
1074      *   - If it completes insertion, either by succeeding or failing, it must
1075      *     call ofoperation_complete()
1076      *
1077      *   - If insertion is only partially complete, then it must return without
1078      *     calling ofoperation_complete().  Later, when the insertion is
1079      *     complete, the ->run() or ->destruct() function must call
1080      *     ofoperation_complete() to report success or failure.
1081      *
1082      * If ->rule_insert() fails, the ofproto base code will remove 'rule' from
1083      * the flow table, destruct, uninitialize, and deallocate 'rule'.  See
1084      * "Rule Life Cycle" above for more details.
1085      *
1086      *
1087      * Deletion
1088      * ========
1089      *
1090      * The ofproto base code removes 'rule' from its flow table before it calls
1091      * ->rule_delete().  ->rule_delete() should set in motion removing 'rule'
1092      * from the datapath flow table.  It must act as follows:
1093      *
1094      *   - If it completes deletion, it must call ofoperation_complete().
1095      *
1096      *   - If deletion is only partially complete, then it must return without
1097      *     calling ofoperation_complete().  Later, when the deletion is
1098      *     complete, the ->run() or ->destruct() function must call
1099      *     ofoperation_complete().
1100      *
1101      * Rule deletion must not fail.
1102      *
1103      *
1104      * Destruction
1105      * ===========
1106      *
1107      * ->rule_destruct() must uninitialize derived state.
1108      *
1109      * Rule destruction must not fail. */
1110     struct rule *(*rule_alloc)(void);
1111     enum ofperr (*rule_construct)(struct rule *rule);
1112     void (*rule_insert)(struct rule *rule);
1113     void (*rule_delete)(struct rule *rule);
1114     void (*rule_destruct)(struct rule *rule);
1115     void (*rule_dealloc)(struct rule *rule);
1116
1117     /* Obtains statistics for 'rule', storing the number of packets that have
1118      * matched it in '*packet_count' and the number of bytes in those packets
1119      * in '*byte_count'.  UINT64_MAX indicates that the packet count or byte
1120      * count is unknown. */
1121     void (*rule_get_stats)(struct rule *rule, uint64_t *packet_count,
1122                            uint64_t *byte_count);
1123
1124     /* Applies the actions in 'rule' to 'packet'.  (This implements sending
1125      * buffered packets for OpenFlow OFPT_FLOW_MOD commands.)
1126      *
1127      * Takes ownership of 'packet' (so it should eventually free it, with
1128      * ofpbuf_delete()).
1129      *
1130      * 'flow' reflects the flow information for 'packet'.  All of the
1131      * information in 'flow' is extracted from 'packet', except for
1132      * flow->tunnel and flow->in_port, which are assigned the correct values
1133      * for the incoming packet.  The register values are zeroed.  'packet''s
1134      * header pointers (e.g. packet->l3) are appropriately initialized.
1135      * packet->l3 is aligned on a 32-bit boundary.
1136      *
1137      * The implementation should add the statistics for 'packet' into 'rule'.
1138      *
1139      * Returns 0 if successful, otherwise an OpenFlow error code. */
1140     enum ofperr (*rule_execute)(struct rule *rule, const struct flow *flow,
1141                                 struct ofpbuf *packet);
1142
1143     /* When ->rule_modify_actions() is called, the caller has already replaced
1144      * the OpenFlow actions in 'rule' by a new set.  (The original actions are
1145      * in rule->pending->actions.)
1146      *
1147      * ->rule_modify_actions() should set the following in motion:
1148      *
1149      *   - Validate that the datapath can correctly implement the actions now
1150      *     in 'rule'.
1151      *
1152      *   - Update the datapath flow table with the new actions.
1153      *
1154      *   - Only if 'reset_counters' is true, reset any packet or byte counters
1155      *     associated with the rule to zero, so that rule_get_stats() will not
1156      *     longer count those packets or bytes.
1157      *
1158      * If the operation synchronously completes, ->rule_modify_actions() may
1159      * call ofoperation_complete() before it returns.  Otherwise, ->run()
1160      * should call ofoperation_complete() later, after the operation does
1161      * complete.
1162      *
1163      * If the operation fails, then the base ofproto code will restore the
1164      * original 'actions' and 'n_actions' of 'rule'.
1165      *
1166      * ->rule_modify_actions() should not modify any base members of struct
1167      * rule. */
1168     void (*rule_modify_actions)(struct rule *rule, bool reset_counters);
1169
1170     /* Changes the OpenFlow IP fragment handling policy to 'frag_handling',
1171      * which takes one of the following values, with the corresponding
1172      * meanings:
1173      *
1174      *  - OFPC_FRAG_NORMAL: The switch should treat IP fragments the same way
1175      *    as other packets, omitting TCP and UDP port numbers (always setting
1176      *    them to 0).
1177      *
1178      *  - OFPC_FRAG_DROP: The switch should drop all IP fragments without
1179      *    passing them through the flow table.
1180      *
1181      *  - OFPC_FRAG_REASM: The switch should reassemble IP fragments before
1182      *    passing packets through the flow table.
1183      *
1184      *  - OFPC_FRAG_NX_MATCH (a Nicira extension): Similar to OFPC_FRAG_NORMAL,
1185      *    except that TCP and UDP port numbers should be included in fragments
1186      *    with offset 0.
1187      *
1188      * Implementations are not required to support every mode.
1189      * OFPC_FRAG_NORMAL is the default mode when an ofproto is created.
1190      *
1191      * At the time of the call to ->set_frag_handling(), the current mode is
1192      * available in 'ofproto->frag_handling'.  ->set_frag_handling() returns
1193      * true if the requested mode was set, false if it is not supported.
1194      *
1195      * Upon successful return, the caller changes 'ofproto->frag_handling' to
1196      * reflect the new mode.
1197      */
1198     bool (*set_frag_handling)(struct ofproto *ofproto,
1199                               enum ofp_config_flags frag_handling);
1200
1201     /* Implements the OpenFlow OFPT_PACKET_OUT command.  The datapath should
1202      * execute the 'ofpacts_len' bytes of "struct ofpacts" in 'ofpacts'.
1203      *
1204      * The caller retains ownership of 'packet' and of 'ofpacts', so
1205      * ->packet_out() should not modify or free them.
1206      *
1207      * This function must validate that it can correctly implement 'ofpacts'.
1208      * If not, then it should return an OpenFlow error code.
1209      *
1210      * 'flow' reflects the flow information for 'packet'.  All of the
1211      * information in 'flow' is extracted from 'packet', except for
1212      * flow->in_port (see below).  flow->tunnel and its register values are
1213      * zeroed.
1214      *
1215      * flow->in_port comes from the OpenFlow OFPT_PACKET_OUT message.  The
1216      * implementation should reject invalid flow->in_port values by returning
1217      * OFPERR_OFPBRC_BAD_PORT.  (If the implementation called
1218      * ofproto_init_max_ports(), then the client will reject these ports
1219      * itself.)  For consistency, the implementation should consider valid for
1220      * flow->in_port any value that could possibly be seen in a packet that it
1221      * passes to connmgr_send_packet_in().  Ideally, even an implementation
1222      * that never generates packet-ins (e.g. due to hardware limitations)
1223      * should still allow flow->in_port values for every possible physical port
1224      * and OFPP_LOCAL.  The only virtual ports (those above OFPP_MAX) that the
1225      * caller will ever pass in as flow->in_port, other than OFPP_LOCAL, are
1226      * OFPP_NONE and OFPP_CONTROLLER.  The implementation should allow both of
1227      * these, treating each of them as packets generated by the controller as
1228      * opposed to packets originating from some switch port.
1229      *
1230      * (Ordinarily the only effect of flow->in_port is on output actions that
1231      * involve the input port, such as actions that output to OFPP_IN_PORT,
1232      * OFPP_FLOOD, or OFPP_ALL.  flow->in_port can also affect Nicira extension
1233      * "resubmit" actions.)
1234      *
1235      * 'packet' is not matched against the OpenFlow flow table, so its
1236      * statistics should not be included in OpenFlow flow statistics.
1237      *
1238      * Returns 0 if successful, otherwise an OpenFlow error code. */
1239     enum ofperr (*packet_out)(struct ofproto *ofproto, struct ofpbuf *packet,
1240                               const struct flow *flow,
1241                               const struct ofpact *ofpacts,
1242                               size_t ofpacts_len);
1243
1244 /* ## ------------------------- ## */
1245 /* ## OFPP_NORMAL configuration ## */
1246 /* ## ------------------------- ## */
1247
1248     /* Configures NetFlow on 'ofproto' according to the options in
1249      * 'netflow_options', or turns off NetFlow if 'netflow_options' is NULL.
1250      *
1251      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that 'ofproto' does not support
1252      * NetFlow, as does a null pointer. */
1253     int (*set_netflow)(struct ofproto *ofproto,
1254                        const struct netflow_options *netflow_options);
1255
1256     void (*get_netflow_ids)(const struct ofproto *ofproto,
1257                             uint8_t *engine_type, uint8_t *engine_id);
1258
1259     /* Configures sFlow on 'ofproto' according to the options in
1260      * 'sflow_options', or turns off sFlow if 'sflow_options' is NULL.
1261      *
1262      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that 'ofproto' does not support
1263      * sFlow, as does a null pointer. */
1264     int (*set_sflow)(struct ofproto *ofproto,
1265                      const struct ofproto_sflow_options *sflow_options);
1266
1267     /* Configures IPFIX on 'ofproto' according to the options in
1268      * 'bridge_exporter_options' and the 'flow_exporters_options'
1269      * array, or turns off IPFIX if 'bridge_exporter_options' and
1270      * 'flow_exporters_options' is NULL.
1271      *
1272      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that 'ofproto' does not support
1273      * IPFIX, as does a null pointer. */
1274     int (*set_ipfix)(
1275         struct ofproto *ofproto,
1276         const struct ofproto_ipfix_bridge_exporter_options
1277             *bridge_exporter_options,
1278         const struct ofproto_ipfix_flow_exporter_options
1279             *flow_exporters_options, size_t n_flow_exporters_options);
1280
1281     /* Configures connectivity fault management on 'ofport'.
1282      *
1283      * If 'cfm_settings' is nonnull, configures CFM according to its members.
1284      *
1285      * If 'cfm_settings' is null, removes any connectivity fault management
1286      * configuration from 'ofport'.
1287      *
1288      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1289      * support CFM, as does a null pointer. */
1290     int (*set_cfm)(struct ofport *ofport, const struct cfm_settings *s);
1291
1292     /* Checks the status of CFM configured on 'ofport'.  Returns true if the
1293      * port's CFM status was successfully stored into '*status'.  Returns false
1294      * if the port did not have CFM configured, in which case '*status' is
1295      * indeterminate.
1296      *
1297      * The caller must provide and owns '*status', but it does not own and must
1298      * not modify or free the array returned in 'status->rmps'. */
1299     bool (*get_cfm_status)(const struct ofport *ofport,
1300                            struct ofproto_cfm_status *status);
1301
1302     /* Configures BFD on 'ofport'.
1303      *
1304      * If 'cfg' is NULL, or 'cfg' does not contain the key value pair
1305      * "enable=true", removes BFD from 'ofport'.  Otherwise, configures BFD
1306      * according to 'cfg'.
1307      *
1308      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1309      * support BFD, as does a null pointer. */
1310     int (*set_bfd)(struct ofport *ofport, const struct smap *cfg);
1311
1312     /* Populates 'smap' with the status of BFD on 'ofport'.  Returns 0 on
1313      * success, or a positive errno.  EOPNOTSUPP as a return value indicates
1314      * that this ofproto_class does not support BFD, as does a null pointer. */
1315     int (*get_bfd_status)(struct ofport *ofport, struct smap *smap);
1316
1317     /* Configures spanning tree protocol (STP) on 'ofproto' using the
1318      * settings defined in 's'.
1319      *
1320      * If 's' is nonnull, configures STP according to its members.
1321      *
1322      * If 's' is null, removes any STP configuration from 'ofproto'.
1323      *
1324      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1325      * support STP, as does a null pointer. */
1326     int (*set_stp)(struct ofproto *ofproto,
1327                    const struct ofproto_stp_settings *s);
1328
1329     /* Retrieves state of spanning tree protocol (STP) on 'ofproto'.
1330      *
1331      * Stores STP state for 'ofproto' in 's'.  If the 'enabled' member
1332      * is false, the other member values are not meaningful.
1333      *
1334      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1335      * support STP, as does a null pointer. */
1336     int (*get_stp_status)(struct ofproto *ofproto,
1337                           struct ofproto_stp_status *s);
1338
1339     /* Configures spanning tree protocol (STP) on 'ofport' using the
1340      * settings defined in 's'.
1341      *
1342      * If 's' is nonnull, configures STP according to its members.  The
1343      * caller is responsible for assigning STP port numbers (using the
1344      * 'port_num' member in the range of 1 through 255, inclusive) and
1345      * ensuring there are no duplicates.
1346      *
1347      * If 's' is null, removes any STP configuration from 'ofport'.
1348      *
1349      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1350      * support STP, as does a null pointer. */
1351     int (*set_stp_port)(struct ofport *ofport,
1352                         const struct ofproto_port_stp_settings *s);
1353
1354     /* Retrieves spanning tree protocol (STP) port status of 'ofport'.
1355      *
1356      * Stores STP state for 'ofport' in 's'.  If the 'enabled' member is
1357      * false, the other member values are not meaningful.
1358      *
1359      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1360      * support STP, as does a null pointer. */
1361     int (*get_stp_port_status)(struct ofport *ofport,
1362                                struct ofproto_port_stp_status *s);
1363
1364     /* Registers meta-data associated with the 'n_qdscp' Qualities of Service
1365      * 'queues' attached to 'ofport'.  This data is not intended to be
1366      * sufficient to implement QoS.  Instead, providers may use this
1367      * information to implement features which require knowledge of what queues
1368      * exist on a port, and some basic information about them.
1369      *
1370      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1371      * support QoS, as does a null pointer. */
1372     int (*set_queues)(struct ofport *ofport,
1373                       const struct ofproto_port_queue *queues, size_t n_qdscp);
1374
1375     /* If 's' is nonnull, this function registers a "bundle" associated with
1376      * client data pointer 'aux' in 'ofproto'.  A bundle is the same concept as
1377      * a Port in OVSDB, that is, it consists of one or more "slave" devices
1378      * (Interfaces, in OVSDB) along with VLAN and LACP configuration and, if
1379      * there is more than one slave, a bonding configuration.  If 'aux' is
1380      * already registered then this function updates its configuration to 's'.
1381      * Otherwise, this function registers a new bundle.
1382      *
1383      * If 's' is NULL, this function unregisters the bundle registered on
1384      * 'ofproto' associated with client data pointer 'aux'.  If no such bundle
1385      * has been registered, this has no effect.
1386      *
1387      * This function affects only the behavior of the NXAST_AUTOPATH action and
1388      * output to the OFPP_NORMAL port.  An implementation that does not support
1389      * it at all may set it to NULL or return EOPNOTSUPP.  An implementation
1390      * that supports only a subset of the functionality should implement what
1391      * it can and return 0. */
1392     int (*bundle_set)(struct ofproto *ofproto, void *aux,
1393                       const struct ofproto_bundle_settings *s);
1394
1395     /* If 'port' is part of any bundle, removes it from that bundle.  If the
1396      * bundle now has no ports, deletes the bundle.  If the bundle now has only
1397      * one port, deconfigures the bundle's bonding configuration. */
1398     void (*bundle_remove)(struct ofport *ofport);
1399
1400     /* If 's' is nonnull, this function registers a mirror associated with
1401      * client data pointer 'aux' in 'ofproto'.  A mirror is the same concept as
1402      * a Mirror in OVSDB.  If 'aux' is already registered then this function
1403      * updates its configuration to 's'.  Otherwise, this function registers a
1404      * new mirror.
1405      *
1406      * If 's' is NULL, this function unregisters the mirror registered on
1407      * 'ofproto' associated with client data pointer 'aux'.  If no such mirror
1408      * has been registered, this has no effect.
1409      *
1410      * An implementation that does not support mirroring at all may set
1411      * it to NULL or return EOPNOTSUPP.  An implementation that supports
1412      * only a subset of the functionality should implement what it can
1413      * and return 0. */
1414     int (*mirror_set)(struct ofproto *ofproto, void *aux,
1415                       const struct ofproto_mirror_settings *s);
1416
1417     /* Retrieves statistics from mirror associated with client data
1418      * pointer 'aux' in 'ofproto'.  Stores packet and byte counts in
1419      * 'packets' and 'bytes', respectively.  If a particular counter is
1420      * not supported, the appropriate argument is set to UINT64_MAX.
1421      *
1422      * EOPNOTSUPP as a return value indicates that this ofproto_class does not
1423      * support retrieving mirror statistics. */
1424     int (*mirror_get_stats)(struct ofproto *ofproto, void *aux,
1425                             uint64_t *packets, uint64_t *bytes);
1426
1427     /* Configures the VLANs whose bits are set to 1 in 'flood_vlans' as VLANs
1428      * on which all packets are flooded, instead of using MAC learning.  If
1429      * 'flood_vlans' is NULL, then MAC learning applies to all VLANs.
1430      *
1431      * This function affects only the behavior of the OFPP_NORMAL action.  An
1432      * implementation that does not support it may set it to NULL or return
1433      * EOPNOTSUPP. */
1434     int (*set_flood_vlans)(struct ofproto *ofproto,
1435                            unsigned long *flood_vlans);
1436
1437     /* Returns true if 'aux' is a registered bundle that is currently in use as
1438      * the output for a mirror. */
1439     bool (*is_mirror_output_bundle)(const struct ofproto *ofproto, void *aux);
1440
1441     /* When the configuration option of forward_bpdu changes, this function
1442      * will be invoked. */
1443     void (*forward_bpdu_changed)(struct ofproto *ofproto);
1444
1445     /* Sets the MAC aging timeout for the OFPP_NORMAL action to 'idle_time', in
1446      * seconds, and the maximum number of MAC table entries to
1447      * 'max_entries'.
1448      *
1449      * An implementation that doesn't support configuring these features may
1450      * set this function to NULL or implement it as a no-op. */
1451     void (*set_mac_table_config)(struct ofproto *ofproto,
1452                                  unsigned int idle_time, size_t max_entries);
1453
1454 /* Linux VLAN device support (e.g. "eth0.10" for VLAN 10.)
1455  *
1456  * This is deprecated.  It is only for compatibility with broken device drivers
1457  * in old versions of Linux that do not properly support VLANs when VLAN
1458  * devices are not used.  When broken device drivers are no longer in
1459  * widespread use, we will delete these interfaces. */
1460
1461     /* If 'realdev_ofp_port' is nonzero, then this function configures 'ofport'
1462      * as a VLAN splinter port for VLAN 'vid', associated with the real device
1463      * that has OpenFlow port number 'realdev_ofp_port'.
1464      *
1465      * If 'realdev_ofp_port' is zero, then this function deconfigures 'ofport'
1466      * as a VLAN splinter port.
1467      *
1468      * This function should be NULL if an implementation does not support it.
1469      */
1470     int (*set_realdev)(struct ofport *ofport,
1471                        ofp_port_t realdev_ofp_port, int vid);
1472
1473 /* ## ------------------------ ## */
1474 /* ## OpenFlow meter functions ## */
1475 /* ## ------------------------ ## */
1476
1477     /* These functions should be NULL if an implementation does not support
1478      * them.  They must be all null or all non-null.. */
1479
1480     /* Initializes 'features' to describe the metering features supported by
1481      * 'ofproto'. */
1482     void (*meter_get_features)(const struct ofproto *ofproto,
1483                                struct ofputil_meter_features *features);
1484
1485     /* If '*id' is UINT32_MAX, adds a new meter with the given 'config'.  On
1486      * success the function must store a provider meter ID other than
1487      * UINT32_MAX in '*id'.  All further references to the meter will be made
1488      * with the returned provider meter id rather than the OpenFlow meter id.
1489      * The caller does not try to interpret the provider meter id, giving the
1490      * implementation the freedom to either use the OpenFlow meter_id value
1491      * provided in the meter configuration, or any other value suitable for the
1492      * implementation.
1493      *
1494      * If '*id' is a value other than UINT32_MAX, modifies the existing meter
1495      * with that meter provider ID to have configuration 'config'.  On failure,
1496      * the existing meter configuration is left intact.  Regardless of success,
1497      * any change to '*id' updates the provider meter id used for this
1498      * meter. */
1499     enum ofperr (*meter_set)(struct ofproto *ofproto, ofproto_meter_id *id,
1500                              const struct ofputil_meter_config *config);
1501
1502     /* Gets the meter and meter band packet and byte counts for maximum of
1503      * 'stats->n_bands' bands for the meter with provider ID 'id' within
1504      * 'ofproto'.  The caller fills in the other stats values.  The band stats
1505      * are copied to memory at 'stats->bands' provided by the caller.  The
1506      * number of returned band stats is returned in 'stats->n_bands'. */
1507     enum ofperr (*meter_get)(const struct ofproto *ofproto,
1508                              ofproto_meter_id id,
1509                              struct ofputil_meter_stats *stats);
1510
1511     /* Deletes a meter, making the 'ofproto_meter_id' invalid for any
1512      * further calls. */
1513     void (*meter_del)(struct ofproto *, ofproto_meter_id);
1514
1515
1516 /* ## -------------------- ## */
1517 /* ## OpenFlow 1.1+ groups ## */
1518 /* ## -------------------- ## */
1519
1520     struct ofgroup *(*group_alloc)(void);
1521     enum ofperr (*group_construct)(struct ofgroup *);
1522     void (*group_destruct)(struct ofgroup *);
1523     void (*group_dealloc)(struct ofgroup *);
1524
1525     enum ofperr (*group_modify)(struct ofgroup *, struct ofgroup *victim);
1526
1527     enum ofperr (*group_get_stats)(const struct ofgroup *,
1528                                    struct ofputil_group_stats *);
1529 };
1530
1531 extern const struct ofproto_class ofproto_dpif_class;
1532
1533 int ofproto_class_register(const struct ofproto_class *);
1534 int ofproto_class_unregister(const struct ofproto_class *);
1535
1536 /* ofproto_flow_mod() returns this value if the flow_mod could not be processed
1537  * because it overlaps with an ongoing flow table operation that has not yet
1538  * completed.  The caller should retry the operation later.
1539  *
1540  * ofproto.c also uses this value internally for additional (similar) purposes.
1541  *
1542  * This particular value is a good choice because it is large, so that it does
1543  * not collide with any errno value, but not large enough to collide with an
1544  * OFPERR_* value. */
1545 enum { OFPROTO_POSTPONE = 1 << 16 };
1546 BUILD_ASSERT_DECL(OFPROTO_POSTPONE < OFPERR_OFS);
1547
1548 int ofproto_flow_mod(struct ofproto *, struct ofputil_flow_mod *);
1549 void ofproto_add_flow(struct ofproto *, const struct match *,
1550                       unsigned int priority,
1551                       const struct ofpact *ofpacts, size_t ofpacts_len);
1552 bool ofproto_delete_flow(struct ofproto *,
1553                          const struct match *, unsigned int priority);
1554 void ofproto_flush_flows(struct ofproto *);
1555
1556 #endif /* ofproto/ofproto-provider.h */