b1e4e165f39cf91c6ccc212f05a89afae2d262af
[sliver-openvswitch.git] / vswitchd / bridge.c
1 /* Copyright (c) 2008, 2009 Nicira Networks
2  *
3  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
4  * you may not use this file except in compliance with the License.
5  * You may obtain a copy of the License at:
6  *
7  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
8  *
9  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
10  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
11  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
12  * See the License for the specific language governing permissions and
13  * limitations under the License.
14  */
15
16 #include <config.h>
17 #include "bridge.h"
18 #include <assert.h>
19 #include <errno.h>
20 #include <arpa/inet.h>
21 #include <ctype.h>
22 #include <inttypes.h>
23 #include <net/if.h>
24 #include <openflow/openflow.h>
25 #include <signal.h>
26 #include <stdlib.h>
27 #include <strings.h>
28 #include <sys/stat.h>
29 #include <sys/socket.h>
30 #include <sys/types.h>
31 #include <unistd.h>
32 #include "bitmap.h"
33 #include "cfg.h"
34 #include "coverage.h"
35 #include "dirs.h"
36 #include "dpif.h"
37 #include "dynamic-string.h"
38 #include "flow.h"
39 #include "hash.h"
40 #include "list.h"
41 #include "mac-learning.h"
42 #include "netdev.h"
43 #include "odp-util.h"
44 #include "ofp-print.h"
45 #include "ofpbuf.h"
46 #include "ofproto/ofproto.h"
47 #include "packets.h"
48 #include "poll-loop.h"
49 #include "port-array.h"
50 #include "proc-net-compat.h"
51 #include "process.h"
52 #include "socket-util.h"
53 #include "stp.h"
54 #include "svec.h"
55 #include "timeval.h"
56 #include "util.h"
57 #include "unixctl.h"
58 #include "vconn.h"
59 #include "vconn-ssl.h"
60 #include "xenserver.h"
61 #include "xtoxll.h"
62
63 #define THIS_MODULE VLM_bridge
64 #include "vlog.h"
65
66 struct dst {
67     uint16_t vlan;
68     uint16_t dp_ifidx;
69 };
70
71 extern uint64_t mgmt_id;
72
73 struct iface {
74     /* These members are always valid. */
75     struct port *port;          /* Containing port. */
76     size_t port_ifidx;          /* Index within containing port. */
77     char *name;                 /* Host network device name. */
78     tag_type tag;               /* Tag associated with this interface. */
79     long long delay_expires;    /* Time after which 'enabled' may change. */
80
81     /* These members are valid only after bridge_reconfigure() causes them to
82      * be initialized.*/
83     int dp_ifidx;               /* Index within kernel datapath. */
84     struct netdev *netdev;      /* Network device. */
85     bool enabled;               /* May be chosen for flows? */
86 };
87
88 #define BOND_MASK 0xff
89 struct bond_entry {
90     int iface_idx;              /* Index of assigned iface, or -1 if none. */
91     uint64_t tx_bytes;          /* Count of bytes recently transmitted. */
92     tag_type iface_tag;         /* Tag associated with iface_idx. */
93 };
94
95 #define MAX_MIRRORS 32
96 typedef uint32_t mirror_mask_t;
97 #define MIRROR_MASK_C(X) UINT32_C(X)
98 BUILD_ASSERT_DECL(sizeof(mirror_mask_t) * CHAR_BIT >= MAX_MIRRORS);
99 struct mirror {
100     struct bridge *bridge;
101     size_t idx;
102     char *name;
103
104     /* Selection criteria. */
105     struct svec src_ports;
106     struct svec dst_ports;
107     int *vlans;
108     size_t n_vlans;
109
110     /* Output. */
111     struct port *out_port;
112     int out_vlan;
113 };
114
115 #define FLOOD_PORT ((struct port *) 1) /* The 'flood' output port. */
116 struct port {
117     struct bridge *bridge;
118     size_t port_idx;
119     int vlan;                   /* -1=trunk port, else a 12-bit VLAN ID. */
120     unsigned long *trunks;      /* Bitmap of trunked VLANs, if 'vlan' == -1. */
121     char *name;
122
123     /* An ordinary bridge port has 1 interface.
124      * A bridge port for bonding has at least 2 interfaces. */
125     struct iface **ifaces;
126     size_t n_ifaces, allocated_ifaces;
127
128     /* Bonding info. */
129     struct bond_entry *bond_hash; /* An array of (BOND_MASK + 1) elements. */
130     int active_iface;           /* Ifidx on which bcasts accepted, or -1. */
131     tag_type active_iface_tag;  /* Tag for bcast flows. */
132     tag_type no_ifaces_tag;     /* Tag for flows when all ifaces disabled. */
133     int updelay, downdelay;     /* Delay before iface goes up/down, in ms. */
134     bool bond_compat_is_stale;  /* Need to call port_update_bond_compat()? */
135
136     /* Port mirroring info. */
137     mirror_mask_t src_mirrors;  /* Mirrors triggered when packet received. */
138     mirror_mask_t dst_mirrors;  /* Mirrors triggered when packet sent. */
139     bool is_mirror_output_port; /* Does port mirroring send frames here? */
140
141     /* Spanning tree info. */
142     enum stp_state stp_state;   /* Always STP_FORWARDING if STP not in use. */
143     tag_type stp_state_tag;     /* Tag for STP state change. */
144 };
145
146 #define DP_MAX_PORTS 255
147 struct bridge {
148     struct list node;           /* Node in global list of bridges. */
149     char *name;                 /* User-specified arbitrary name. */
150     struct mac_learning *ml;    /* MAC learning table, or null not to learn. */
151     bool sent_config_request;   /* Successfully sent config request? */
152     uint8_t default_ea[ETH_ADDR_LEN]; /* Default MAC. */
153
154     /* Support for remote controllers. */
155     char *controller;           /* NULL if there is no remote controller;
156                                  * "discover" to do controller discovery;
157                                  * otherwise a vconn name. */
158
159     /* OpenFlow switch processing. */
160     struct ofproto *ofproto;    /* OpenFlow switch. */
161
162     /* Kernel datapath information. */
163     struct dpif *dpif;          /* Datapath. */
164     struct port_array ifaces;   /* Indexed by kernel datapath port number. */
165
166     /* Bridge ports. */
167     struct port **ports;
168     size_t n_ports, allocated_ports;
169
170     /* Bonding. */
171     bool has_bonded_ports;
172     long long int bond_next_rebalance;
173
174     /* Flow tracking. */
175     bool flush;
176
177     /* Flow statistics gathering. */
178     time_t next_stats_request;
179
180     /* Port mirroring. */
181     struct mirror *mirrors[MAX_MIRRORS];
182
183     /* Spanning tree. */
184     struct stp *stp;
185     long long int stp_last_tick;
186 };
187
188 /* List of all bridges. */
189 static struct list all_bridges = LIST_INITIALIZER(&all_bridges);
190
191 /* Maximum number of datapaths. */
192 enum { DP_MAX = 256 };
193
194 static struct bridge *bridge_create(const char *name);
195 static void bridge_destroy(struct bridge *);
196 static struct bridge *bridge_lookup(const char *name);
197 static unixctl_cb_func bridge_unixctl_dump_flows;
198 static int bridge_run_one(struct bridge *);
199 static void bridge_reconfigure_one(struct bridge *);
200 static void bridge_reconfigure_controller(struct bridge *);
201 static void bridge_get_all_ifaces(const struct bridge *, struct svec *ifaces);
202 static void bridge_fetch_dp_ifaces(struct bridge *);
203 static void bridge_flush(struct bridge *);
204 static void bridge_pick_local_hw_addr(struct bridge *,
205                                       uint8_t ea[ETH_ADDR_LEN],
206                                       struct iface **hw_addr_iface);
207 static uint64_t bridge_pick_datapath_id(struct bridge *,
208                                         const uint8_t bridge_ea[ETH_ADDR_LEN],
209                                         struct iface *hw_addr_iface);
210 static struct iface *bridge_get_local_iface(struct bridge *);
211 static uint64_t dpid_from_hash(const void *, size_t nbytes);
212
213 static unixctl_cb_func bridge_unixctl_fdb_show;
214
215 static void bond_init(void);
216 static void bond_run(struct bridge *);
217 static void bond_wait(struct bridge *);
218 static void bond_rebalance_port(struct port *);
219 static void bond_send_learning_packets(struct port *);
220
221 static void port_create(struct bridge *, const char *name);
222 static void port_reconfigure(struct port *);
223 static void port_destroy(struct port *);
224 static struct port *port_lookup(const struct bridge *, const char *name);
225 static struct iface *port_lookup_iface(const struct port *, const char *name);
226 static struct port *port_from_dp_ifidx(const struct bridge *,
227                                        uint16_t dp_ifidx);
228 static void port_update_bond_compat(struct port *);
229 static void port_update_vlan_compat(struct port *);
230 static void port_update_bonding(struct port *);
231
232 static void mirror_create(struct bridge *, const char *name);
233 static void mirror_destroy(struct mirror *);
234 static void mirror_reconfigure(struct bridge *);
235 static void mirror_reconfigure_one(struct mirror *);
236 static bool vlan_is_mirrored(const struct mirror *, int vlan);
237
238 static void brstp_reconfigure(struct bridge *);
239 static void brstp_adjust_timers(struct bridge *);
240 static void brstp_run(struct bridge *);
241 static void brstp_wait(struct bridge *);
242
243 static void iface_create(struct port *, const char *name);
244 static void iface_destroy(struct iface *);
245 static struct iface *iface_lookup(const struct bridge *, const char *name);
246 static struct iface *iface_from_dp_ifidx(const struct bridge *,
247                                          uint16_t dp_ifidx);
248 static bool iface_is_internal(const struct bridge *, const char *name);
249 static void iface_set_mac(struct iface *);
250
251 /* Hooks into ofproto processing. */
252 static struct ofhooks bridge_ofhooks;
253 \f
254 /* Public functions. */
255
256 /* Adds the name of each interface used by a bridge, including local and
257  * internal ports, to 'svec'. */
258 void
259 bridge_get_ifaces(struct svec *svec) 
260 {
261     struct bridge *br, *next;
262     size_t i, j;
263
264     LIST_FOR_EACH_SAFE (br, next, struct bridge, node, &all_bridges) {
265         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
266             struct port *port = br->ports[i];
267
268             for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
269                 struct iface *iface = port->ifaces[j];
270                 if (iface->dp_ifidx < 0) {
271                     VLOG_ERR("%s interface not in datapath %s, ignoring",
272                              iface->name, dpif_name(br->dpif));
273                 } else {
274                     if (iface->dp_ifidx != ODPP_LOCAL) {
275                         svec_add(svec, iface->name);
276                     }
277                 }
278             }
279         }
280     }
281 }
282
283 /* The caller must already have called cfg_read(). */
284 void
285 bridge_init(void)
286 {
287     struct svec dpif_names;
288     size_t i;
289
290     unixctl_command_register("fdb/show", bridge_unixctl_fdb_show, NULL);
291
292     svec_init(&dpif_names);
293     dp_enumerate(&dpif_names);
294     for (i = 0; i < dpif_names.n; i++) {
295         const char *dpif_name = dpif_names.names[i];
296         struct dpif *dpif;
297         int retval;
298
299         retval = dpif_open(dpif_name, &dpif);
300         if (!retval) {
301             struct svec all_names;
302             size_t j;
303
304             svec_init(&all_names);
305             dpif_get_all_names(dpif, &all_names);
306             for (j = 0; j < all_names.n; j++) {
307                 if (cfg_has("bridge.%s.port", all_names.names[j])) {
308                     goto found;
309                 }
310             }
311             dpif_delete(dpif);
312         found:
313             svec_destroy(&all_names);
314             dpif_close(dpif);
315         }
316     }
317     svec_destroy(&dpif_names);
318
319     unixctl_command_register("bridge/dump-flows", bridge_unixctl_dump_flows,
320                              NULL);
321
322     bond_init();
323     bridge_reconfigure();
324 }
325
326 #ifdef HAVE_OPENSSL
327 static bool
328 config_string_change(const char *key, char **valuep)
329 {
330     const char *value = cfg_get_string(0, "%s", key);
331     if (value && (!*valuep || strcmp(value, *valuep))) {
332         free(*valuep);
333         *valuep = xstrdup(value);
334         return true;
335     } else {
336         return false;
337     }
338 }
339
340 static void
341 bridge_configure_ssl(void)
342 {
343     /* XXX SSL should be configurable on a per-bridge basis.
344      * XXX should be possible to de-configure SSL. */
345     static char *private_key_file;
346     static char *certificate_file;
347     static char *cacert_file;
348     struct stat s;
349
350     if (config_string_change("ssl.private-key", &private_key_file)) {
351         vconn_ssl_set_private_key_file(private_key_file);
352     }
353
354     if (config_string_change("ssl.certificate", &certificate_file)) {
355         vconn_ssl_set_certificate_file(certificate_file);
356     }
357
358     /* We assume that even if the filename hasn't changed, if the CA cert 
359      * file has been removed, that we want to move back into
360      * boot-strapping mode.  This opens a small security hole, because
361      * the old certificate will still be trusted until vSwitch is
362      * restarted.  We may want to address this in vconn's SSL library. */
363     if (config_string_change("ssl.ca-cert", &cacert_file)
364         || (cacert_file && stat(cacert_file, &s) && errno == ENOENT)) {
365         vconn_ssl_set_ca_cert_file(cacert_file,
366                                    cfg_get_bool(0, "ssl.bootstrap-ca-cert"));
367     }
368 }
369 #endif
370
371 /* iterate_and_prune_ifaces() callback function that opens the network device
372  * for 'iface', if it is not already open, and retrieves the interface's MAC
373  * address and carrier status. */
374 static bool
375 init_iface_netdev(struct bridge *br UNUSED, struct iface *iface,
376                   void *aux UNUSED)
377 {
378     if (iface->netdev) {
379         return true;
380     } else if (!netdev_open(iface->name, NETDEV_ETH_TYPE_NONE,
381                             &iface->netdev)) {
382         netdev_get_carrier(iface->netdev, &iface->enabled);
383         return true;
384     } else {
385         /* If the network device can't be opened, then we're not going to try
386          * to do anything with this interface. */
387         return false;
388     }
389 }
390
391 static bool
392 check_iface_dp_ifidx(struct bridge *br, struct iface *iface, void *aux UNUSED)
393 {
394     if (iface->dp_ifidx >= 0) {
395         VLOG_DBG("%s has interface %s on port %d",
396                  dpif_name(br->dpif),
397                  iface->name, iface->dp_ifidx);
398         return true;
399     } else {
400         VLOG_ERR("%s interface not in %s, dropping",
401                  iface->name, dpif_name(br->dpif));
402         return false;
403     }
404 }
405
406 static bool
407 set_iface_properties(struct bridge *br UNUSED, struct iface *iface,
408                    void *aux UNUSED)
409 {
410     int rate, burst;
411
412     /* Set policing attributes. */
413     rate = cfg_get_int(0, "port.%s.ingress.policing-rate", iface->name);
414     burst = cfg_get_int(0, "port.%s.ingress.policing-burst", iface->name);
415     netdev_set_policing(iface->netdev, rate, burst);
416
417     /* Set MAC address of internal interfaces other than the local
418      * interface. */
419     if (iface->dp_ifidx != ODPP_LOCAL
420         && iface_is_internal(br, iface->name)) {
421         iface_set_mac(iface);
422     }
423
424     return true;
425 }
426
427 /* Calls 'cb' for each interfaces in 'br', passing along the 'aux' argument.
428  * Deletes from 'br' all the interfaces for which 'cb' returns false, and then
429  * deletes from 'br' any ports that no longer have any interfaces. */
430 static void
431 iterate_and_prune_ifaces(struct bridge *br,
432                          bool (*cb)(struct bridge *, struct iface *,
433                                     void *aux),
434                          void *aux)
435 {
436     size_t i, j;
437
438     for (i = 0; i < br->n_ports; ) {
439         struct port *port = br->ports[i];
440         for (j = 0; j < port->n_ifaces; ) {
441             struct iface *iface = port->ifaces[j];
442             if (cb(br, iface, aux)) {
443                 j++;
444             } else {
445                 iface_destroy(iface);
446             }
447         }
448
449         if (port->n_ifaces) {
450             i++;
451         } else  {
452             VLOG_ERR("%s port has no interfaces, dropping", port->name);
453             port_destroy(port);
454         }
455     }
456 }
457
458 void
459 bridge_reconfigure(void)
460 {
461     struct svec old_br, new_br;
462     struct bridge *br, *next;
463     size_t i;
464
465     COVERAGE_INC(bridge_reconfigure);
466
467     /* Collect old and new bridges. */
468     svec_init(&old_br);
469     svec_init(&new_br);
470     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
471         svec_add(&old_br, br->name);
472     }
473     cfg_get_subsections(&new_br, "bridge");
474
475     /* Get rid of deleted bridges and add new bridges. */
476     svec_sort(&old_br);
477     svec_sort(&new_br);
478     assert(svec_is_unique(&old_br));
479     assert(svec_is_unique(&new_br));
480     LIST_FOR_EACH_SAFE (br, next, struct bridge, node, &all_bridges) {
481         if (!svec_contains(&new_br, br->name)) {
482             bridge_destroy(br);
483         }
484     }
485     for (i = 0; i < new_br.n; i++) {
486         const char *name = new_br.names[i];
487         if (!svec_contains(&old_br, name)) {
488             bridge_create(name);
489         }
490     }
491     svec_destroy(&old_br);
492     svec_destroy(&new_br);
493
494 #ifdef HAVE_OPENSSL
495     /* Configure SSL. */
496     bridge_configure_ssl();
497 #endif
498
499     /* Reconfigure all bridges. */
500     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
501         bridge_reconfigure_one(br);
502     }
503
504     /* Add and delete ports on all datapaths.
505      *
506      * The kernel will reject any attempt to add a given port to a datapath if
507      * that port already belongs to a different datapath, so we must do all
508      * port deletions before any port additions. */
509     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
510         struct odp_port *dpif_ports;
511         size_t n_dpif_ports;
512         struct svec want_ifaces;
513
514         dpif_port_list(br->dpif, &dpif_ports, &n_dpif_ports);
515         bridge_get_all_ifaces(br, &want_ifaces);
516         for (i = 0; i < n_dpif_ports; i++) {
517             const struct odp_port *p = &dpif_ports[i];
518             if (!svec_contains(&want_ifaces, p->devname)
519                 && strcmp(p->devname, br->name)) {
520                 int retval = dpif_port_del(br->dpif, p->port);
521                 if (retval) {
522                     VLOG_ERR("failed to remove %s interface from %s: %s",
523                              p->devname, dpif_name(br->dpif),
524                              strerror(retval));
525                 }
526             }
527         }
528         svec_destroy(&want_ifaces);
529         free(dpif_ports);
530     }
531     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
532         struct odp_port *dpif_ports;
533         size_t n_dpif_ports;
534         struct svec cur_ifaces, want_ifaces, add_ifaces;
535
536         dpif_port_list(br->dpif, &dpif_ports, &n_dpif_ports);
537         svec_init(&cur_ifaces);
538         for (i = 0; i < n_dpif_ports; i++) {
539             svec_add(&cur_ifaces, dpif_ports[i].devname);
540         }
541         free(dpif_ports);
542         svec_sort_unique(&cur_ifaces);
543         bridge_get_all_ifaces(br, &want_ifaces);
544         svec_diff(&want_ifaces, &cur_ifaces, &add_ifaces, NULL, NULL);
545
546         for (i = 0; i < add_ifaces.n; i++) {
547             const char *if_name = add_ifaces.names[i];
548             bool internal;
549             int error;
550
551             /* Add to datapath. */
552             internal = iface_is_internal(br, if_name);
553             error = dpif_port_add(br->dpif, if_name,
554                                   internal ? ODP_PORT_INTERNAL : 0, NULL);
555             if (error == EFBIG) {
556                 VLOG_ERR("ran out of valid port numbers on %s",
557                          dpif_name(br->dpif));
558                 break;
559             } else if (error) {
560                 VLOG_ERR("failed to add %s interface to %s: %s",
561                          if_name, dpif_name(br->dpif), strerror(error));
562             }
563         }
564         svec_destroy(&cur_ifaces);
565         svec_destroy(&want_ifaces);
566         svec_destroy(&add_ifaces);
567     }
568     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
569         uint8_t ea[8];
570         uint64_t dpid;
571         struct iface *local_iface;
572         struct iface *hw_addr_iface;
573         uint8_t engine_type, engine_id;
574         bool add_id_to_iface = false;
575         struct svec nf_hosts;
576
577         bridge_fetch_dp_ifaces(br);
578         iterate_and_prune_ifaces(br, init_iface_netdev, NULL);
579
580         iterate_and_prune_ifaces(br, check_iface_dp_ifidx, NULL);
581
582         /* Pick local port hardware address, datapath ID. */
583         bridge_pick_local_hw_addr(br, ea, &hw_addr_iface);
584         local_iface = bridge_get_local_iface(br);
585         if (local_iface) {
586             int error = netdev_set_etheraddr(local_iface->netdev, ea);
587             if (error) {
588                 static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
589                 VLOG_ERR_RL(&rl, "bridge %s: failed to set bridge "
590                             "Ethernet address: %s",
591                             br->name, strerror(error));
592             }
593         }
594
595         dpid = bridge_pick_datapath_id(br, ea, hw_addr_iface);
596         ofproto_set_datapath_id(br->ofproto, dpid);
597
598         /* Set NetFlow configuration on this bridge. */
599         dpif_get_netflow_ids(br->dpif, &engine_type, &engine_id);
600         if (cfg_has("netflow.%s.engine-type", br->name)) {
601             engine_type = cfg_get_int(0, "netflow.%s.engine-type", 
602                     br->name);
603         }
604         if (cfg_has("netflow.%s.engine-id", br->name)) {
605             engine_id = cfg_get_int(0, "netflow.%s.engine-id", br->name);
606         }
607         if (cfg_has("netflow.%s.add-id-to-iface", br->name)) {
608             add_id_to_iface = cfg_get_bool(0, "netflow.%s.add-id-to-iface",
609                     br->name);
610         }
611         if (add_id_to_iface && engine_id > 0x7f) {
612             VLOG_WARN("bridge %s: netflow port mangling may conflict with "
613                     "another vswitch, choose an engine id less than 128", 
614                     br->name);
615         }
616         if (add_id_to_iface && br->n_ports > 0x1ff) {
617             VLOG_WARN("bridge %s: netflow port mangling will conflict with "
618                     "another port when 512 or more ports are used", 
619                     br->name);
620         }
621         svec_init(&nf_hosts);
622         cfg_get_all_keys(&nf_hosts, "netflow.%s.host", br->name);
623         if (ofproto_set_netflow(br->ofproto, &nf_hosts,  engine_type, 
624                     engine_id, add_id_to_iface)) {
625             VLOG_ERR("bridge %s: problem setting netflow collectors", 
626                     br->name);
627         }
628         svec_destroy(&nf_hosts);
629
630         /* Update the controller and related settings.  It would be more
631          * straightforward to call this from bridge_reconfigure_one(), but we
632          * can't do it there for two reasons.  First, and most importantly, at
633          * that point we don't know the dp_ifidx of any interfaces that have
634          * been added to the bridge (because we haven't actually added them to
635          * the datapath).  Second, at that point we haven't set the datapath ID
636          * yet; when a controller is configured, resetting the datapath ID will
637          * immediately disconnect from the controller, so it's better to set
638          * the datapath ID before the controller. */
639         bridge_reconfigure_controller(br);
640     }
641     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
642         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
643             struct port *port = br->ports[i];
644
645             port_update_vlan_compat(port);
646             port_update_bonding(port);
647         }
648     }
649     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
650         brstp_reconfigure(br);
651         iterate_and_prune_ifaces(br, set_iface_properties, NULL);
652     }
653 }
654
655 static void
656 bridge_pick_local_hw_addr(struct bridge *br, uint8_t ea[ETH_ADDR_LEN],
657                           struct iface **hw_addr_iface)
658 {
659     uint64_t requested_ea;
660     size_t i, j;
661     int error;
662
663     *hw_addr_iface = NULL;
664
665     /* Did the user request a particular MAC? */
666     requested_ea = cfg_get_mac(0, "bridge.%s.mac", br->name);
667     if (requested_ea) {
668         eth_addr_from_uint64(requested_ea, ea);
669         if (eth_addr_is_multicast(ea)) {
670             VLOG_ERR("bridge %s: cannot set MAC address to multicast "
671                      "address "ETH_ADDR_FMT, br->name, ETH_ADDR_ARGS(ea));
672         } else if (eth_addr_is_zero(ea)) {
673             VLOG_ERR("bridge %s: cannot set MAC address to zero", br->name);
674         } else {
675             return;
676         }
677     }
678
679     /* Otherwise choose the minimum MAC address among all of the interfaces.
680      * (Xen uses FE:FF:FF:FF:FF:FF for virtual interfaces so this will get the
681      * MAC of the physical interface in such an environment.) */
682     memset(ea, 0xff, sizeof ea);
683     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
684         struct port *port = br->ports[i];
685         uint8_t iface_ea[ETH_ADDR_LEN];
686         uint64_t iface_ea_u64;
687         struct iface *iface;
688
689         /* Mirror output ports don't participate. */
690         if (port->is_mirror_output_port) {
691             continue;
692         }
693
694         /* Choose the MAC address to represent the port. */
695         iface_ea_u64 = cfg_get_mac(0, "port.%s.mac", port->name);
696         if (iface_ea_u64) {
697             /* User specified explicitly. */
698             eth_addr_from_uint64(iface_ea_u64, iface_ea);
699
700             /* Find the interface with this Ethernet address (if any) so that
701              * we can provide the correct devname to the caller. */
702             iface = NULL;
703             for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
704                 struct iface *candidate = port->ifaces[j];
705                 uint8_t candidate_ea[ETH_ADDR_LEN];
706                 if (!netdev_get_etheraddr(candidate->netdev, candidate_ea)
707                     && eth_addr_equals(iface_ea, candidate_ea)) {
708                     iface = candidate;
709                 }
710             }
711         } else {
712             /* Choose the interface whose MAC address will represent the port.
713              * The Linux kernel bonding code always chooses the MAC address of
714              * the first slave added to a bond, and the Fedora networking
715              * scripts always add slaves to a bond in alphabetical order, so
716              * for compatibility we choose the interface with the name that is
717              * first in alphabetical order. */
718             iface = port->ifaces[0];
719             for (j = 1; j < port->n_ifaces; j++) {
720                 struct iface *candidate = port->ifaces[j];
721                 if (strcmp(candidate->name, iface->name) < 0) {
722                     iface = candidate;
723                 }
724             }
725
726             /* The local port doesn't count (since we're trying to choose its
727              * MAC address anyway).  Other internal ports don't count because
728              * we really want a physical MAC if we can get it, and internal
729              * ports typically have randomly generated MACs. */
730             if (iface->dp_ifidx == ODPP_LOCAL
731                 || cfg_get_bool(0, "iface.%s.internal", iface->name)) {
732                 continue;
733             }
734
735             /* Grab MAC. */
736             error = netdev_get_etheraddr(iface->netdev, iface_ea);
737             if (error) {
738                 static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
739                 VLOG_ERR_RL(&rl, "failed to obtain Ethernet address of %s: %s",
740                             iface->name, strerror(error));
741                 continue;
742             }
743         }
744
745         /* Compare against our current choice. */
746         if (!eth_addr_is_multicast(iface_ea) &&
747             !eth_addr_is_reserved(iface_ea) &&
748             !eth_addr_is_zero(iface_ea) &&
749             memcmp(iface_ea, ea, ETH_ADDR_LEN) < 0)
750         {
751             memcpy(ea, iface_ea, ETH_ADDR_LEN);
752             *hw_addr_iface = iface;
753         }
754     }
755     if (eth_addr_is_multicast(ea) || eth_addr_is_vif(ea)) {
756         memcpy(ea, br->default_ea, ETH_ADDR_LEN);
757         *hw_addr_iface = NULL;
758         VLOG_WARN("bridge %s: using default bridge Ethernet "
759                   "address "ETH_ADDR_FMT, br->name, ETH_ADDR_ARGS(ea));
760     } else {
761         VLOG_DBG("bridge %s: using bridge Ethernet address "ETH_ADDR_FMT,
762                  br->name, ETH_ADDR_ARGS(ea));
763     }
764 }
765
766 /* Choose and returns the datapath ID for bridge 'br' given that the bridge
767  * Ethernet address is 'bridge_ea'.  If 'bridge_ea' is the Ethernet address of
768  * an interface on 'br', then that interface must be passed in as
769  * 'hw_addr_iface'; if 'bridge_ea' was derived some other way, then
770  * 'hw_addr_iface' must be passed in as a null pointer. */
771 static uint64_t
772 bridge_pick_datapath_id(struct bridge *br,
773                         const uint8_t bridge_ea[ETH_ADDR_LEN],
774                         struct iface *hw_addr_iface)
775 {
776     /*
777      * The procedure for choosing a bridge MAC address will, in the most
778      * ordinary case, also choose a unique MAC that we can use as a datapath
779      * ID.  In some special cases, though, multiple bridges will end up with
780      * the same MAC address.  This is OK for the bridges, but it will confuse
781      * the OpenFlow controller, because each datapath needs a unique datapath
782      * ID.
783      *
784      * Datapath IDs must be unique.  It is also very desirable that they be
785      * stable from one run to the next, so that policy set on a datapath
786      * "sticks".
787      */
788     uint64_t dpid;
789
790     dpid = cfg_get_dpid(0, "bridge.%s.datapath-id", br->name);
791     if (dpid) {
792         return dpid;
793     }
794
795     if (hw_addr_iface) {
796         int vlan;
797         if (!netdev_get_vlan_vid(hw_addr_iface->netdev, &vlan)) {
798             /*
799              * A bridge whose MAC address is taken from a VLAN network device
800              * (that is, a network device created with vconfig(8) or similar
801              * tool) will have the same MAC address as a bridge on the VLAN
802              * device's physical network device.
803              *
804              * Handle this case by hashing the physical network device MAC
805              * along with the VLAN identifier.
806              */
807             uint8_t buf[ETH_ADDR_LEN + 2];
808             memcpy(buf, bridge_ea, ETH_ADDR_LEN);
809             buf[ETH_ADDR_LEN] = vlan >> 8;
810             buf[ETH_ADDR_LEN + 1] = vlan;
811             return dpid_from_hash(buf, sizeof buf);
812         } else {
813             /*
814              * Assume that this bridge's MAC address is unique, since it
815              * doesn't fit any of the cases we handle specially.
816              */
817         }
818     } else {
819         /*
820          * A purely internal bridge, that is, one that has no non-virtual
821          * network devices on it at all, is more difficult because it has no
822          * natural unique identifier at all.
823          *
824          * When the host is a XenServer, we handle this case by hashing the
825          * host's UUID with the name of the bridge.  Names of bridges are
826          * persistent across XenServer reboots, although they can be reused if
827          * an internal network is destroyed and then a new one is later
828          * created, so this is fairly effective.
829          *
830          * When the host is not a XenServer, we punt by using a random MAC
831          * address on each run.
832          */
833         const char *host_uuid = xenserver_get_host_uuid();
834         if (host_uuid) {
835             char *combined = xasprintf("%s,%s", host_uuid, br->name);
836             dpid = dpid_from_hash(combined, strlen(combined));
837             free(combined);
838             return dpid;
839         }
840     }
841
842     return eth_addr_to_uint64(bridge_ea);
843 }
844
845 static uint64_t
846 dpid_from_hash(const void *data, size_t n)
847 {
848     uint8_t hash[SHA1_DIGEST_SIZE];
849
850     BUILD_ASSERT_DECL(sizeof hash >= ETH_ADDR_LEN);
851     sha1_bytes(data, n, hash);
852     eth_addr_mark_random(hash);
853     return eth_addr_to_uint64(hash);
854 }
855
856 int
857 bridge_run(void)
858 {
859     struct bridge *br, *next;
860     int retval;
861
862     retval = 0;
863     LIST_FOR_EACH_SAFE (br, next, struct bridge, node, &all_bridges) {
864         int error = bridge_run_one(br);
865         if (error) {
866             static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
867             VLOG_ERR_RL(&rl, "bridge %s: datapath was destroyed externally, "
868                         "forcing reconfiguration", br->name);
869             if (!retval) {
870                 retval = error;
871             }
872         }
873     }
874     return retval;
875 }
876
877 void
878 bridge_wait(void)
879 {
880     struct bridge *br;
881
882     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
883         ofproto_wait(br->ofproto);
884         if (br->controller) {
885             continue;
886         }
887
888         if (br->ml) {
889             mac_learning_wait(br->ml);
890         }
891         bond_wait(br);
892         brstp_wait(br);
893     }
894 }
895
896 /* Forces 'br' to revalidate all of its flows.  This is appropriate when 'br''s
897  * configuration changes.  */
898 static void
899 bridge_flush(struct bridge *br)
900 {
901     COVERAGE_INC(bridge_flush);
902     br->flush = true;
903     if (br->ml) {
904         mac_learning_flush(br->ml);
905     }
906 }
907
908 /* Returns the 'br' interface for the ODPP_LOCAL port, or null if 'br' has no
909  * such interface. */
910 static struct iface *
911 bridge_get_local_iface(struct bridge *br)
912 {
913     size_t i, j;
914
915     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
916         struct port *port = br->ports[i];
917         for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
918             struct iface *iface = port->ifaces[j];
919             if (iface->dp_ifidx == ODPP_LOCAL) {
920                 return iface;
921             }
922         }
923     }
924
925     return NULL;
926 }
927 \f
928 /* Bridge unixctl user interface functions. */
929 static void
930 bridge_unixctl_fdb_show(struct unixctl_conn *conn,
931                         const char *args, void *aux UNUSED)
932 {
933     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
934     const struct bridge *br;
935
936     br = bridge_lookup(args);
937     if (!br) {
938         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bridge");
939         return;
940     }
941
942     ds_put_cstr(&ds, " port  VLAN  MAC                Age\n");
943     if (br->ml) {
944         const struct mac_entry *e;
945         LIST_FOR_EACH (e, struct mac_entry, lru_node, &br->ml->lrus) {
946             if (e->port < 0 || e->port >= br->n_ports) {
947                 continue;
948             }
949             ds_put_format(&ds, "%5d  %4d  "ETH_ADDR_FMT"  %3d\n",
950                           br->ports[e->port]->ifaces[0]->dp_ifidx,
951                           e->vlan, ETH_ADDR_ARGS(e->mac), mac_entry_age(e));
952         }
953     }
954     unixctl_command_reply(conn, 200, ds_cstr(&ds));
955     ds_destroy(&ds);
956 }
957 \f
958 /* Bridge reconfiguration functions. */
959
960 static struct bridge *
961 bridge_create(const char *name)
962 {
963     struct bridge *br;
964     int error;
965
966     assert(!bridge_lookup(name));
967     br = xzalloc(sizeof *br);
968
969     error = dpif_create(name, &br->dpif);
970     if (error == EEXIST || error == EBUSY) {
971         error = dpif_open(name, &br->dpif);
972         if (error) {
973             VLOG_ERR("datapath %s already exists but cannot be opened: %s",
974                      name, strerror(error));
975             free(br);
976             return NULL;
977         }
978         dpif_flow_flush(br->dpif);
979     } else if (error) {
980         VLOG_ERR("failed to create datapath %s: %s", name, strerror(error));
981         free(br);
982         return NULL;
983     }
984
985     error = ofproto_create(name, &bridge_ofhooks, br, &br->ofproto);
986     if (error) {
987         VLOG_ERR("failed to create switch %s: %s", name, strerror(error));
988         dpif_delete(br->dpif);
989         dpif_close(br->dpif);
990         free(br);
991         return NULL;
992     }
993
994     br->name = xstrdup(name);
995     br->ml = mac_learning_create();
996     br->sent_config_request = false;
997     eth_addr_random(br->default_ea);
998
999     port_array_init(&br->ifaces);
1000
1001     br->flush = false;
1002     br->bond_next_rebalance = time_msec() + 10000;
1003
1004     list_push_back(&all_bridges, &br->node);
1005
1006     VLOG_INFO("created bridge %s on %s", br->name, dpif_name(br->dpif));
1007
1008     return br;
1009 }
1010
1011 static void
1012 bridge_destroy(struct bridge *br)
1013 {
1014     if (br) {
1015         int error;
1016
1017         while (br->n_ports > 0) {
1018             port_destroy(br->ports[br->n_ports - 1]);
1019         }
1020         list_remove(&br->node);
1021         error = dpif_delete(br->dpif);
1022         if (error && error != ENOENT) {
1023             VLOG_ERR("failed to delete %s: %s",
1024                      dpif_name(br->dpif), strerror(error));
1025         }
1026         dpif_close(br->dpif);
1027         ofproto_destroy(br->ofproto);
1028         free(br->controller);
1029         mac_learning_destroy(br->ml);
1030         port_array_destroy(&br->ifaces);
1031         free(br->ports);
1032         free(br->name);
1033         free(br);
1034     }
1035 }
1036
1037 static struct bridge *
1038 bridge_lookup(const char *name)
1039 {
1040     struct bridge *br;
1041
1042     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
1043         if (!strcmp(br->name, name)) {
1044             return br;
1045         }
1046     }
1047     return NULL;
1048 }
1049
1050 bool
1051 bridge_exists(const char *name)
1052 {
1053     return bridge_lookup(name) ? true : false;
1054 }
1055
1056 uint64_t
1057 bridge_get_datapathid(const char *name)
1058 {
1059     struct bridge *br = bridge_lookup(name);
1060     return br ? ofproto_get_datapath_id(br->ofproto) : 0;
1061 }
1062
1063 /* Handle requests for a listing of all flows known by the OpenFlow
1064  * stack, including those normally hidden. */
1065 static void
1066 bridge_unixctl_dump_flows(struct unixctl_conn *conn,
1067                           const char *args, void *aux UNUSED)
1068 {
1069     struct bridge *br;
1070     struct ds results;
1071     
1072     br = bridge_lookup(args);
1073     if (!br) {
1074         unixctl_command_reply(conn, 501, "Unknown bridge");
1075         return;
1076     }
1077
1078     ds_init(&results);
1079     ofproto_get_all_flows(br->ofproto, &results);
1080
1081     unixctl_command_reply(conn, 200, ds_cstr(&results));
1082     ds_destroy(&results);
1083 }
1084
1085 static int
1086 bridge_run_one(struct bridge *br)
1087 {
1088     int error;
1089
1090     error = ofproto_run1(br->ofproto);
1091     if (error) {
1092         return error;
1093     }
1094
1095     if (br->ml) {
1096         mac_learning_run(br->ml, ofproto_get_revalidate_set(br->ofproto));
1097     }
1098     bond_run(br);
1099     brstp_run(br);
1100
1101     error = ofproto_run2(br->ofproto, br->flush);
1102     br->flush = false;
1103
1104     return error;
1105 }
1106
1107 static const char *
1108 bridge_get_controller(const struct bridge *br)
1109 {
1110     const char *controller;
1111
1112     controller = cfg_get_string(0, "bridge.%s.controller", br->name);
1113     if (!controller) {
1114         controller = cfg_get_string(0, "mgmt.controller");
1115     }
1116     return controller && controller[0] ? controller : NULL;
1117 }
1118
1119 static bool
1120 check_duplicate_ifaces(struct bridge *br, struct iface *iface, void *ifaces_)
1121 {
1122     struct svec *ifaces = ifaces_;
1123     if (!svec_contains(ifaces, iface->name)) {
1124         svec_add(ifaces, iface->name);
1125         svec_sort(ifaces);
1126         return true;
1127     } else {
1128         VLOG_ERR("bridge %s: %s interface is on multiple ports, "
1129                  "removing from %s",
1130                  br->name, iface->name, iface->port->name);
1131         return false;
1132     }
1133 }
1134
1135 static void
1136 bridge_reconfigure_one(struct bridge *br)
1137 {
1138     struct svec old_ports, new_ports, ifaces;
1139     struct svec listeners, old_listeners;
1140     struct svec snoops, old_snoops;
1141     size_t i;
1142
1143     /* Collect old ports. */
1144     svec_init(&old_ports);
1145     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1146         svec_add(&old_ports, br->ports[i]->name);
1147     }
1148     svec_sort(&old_ports);
1149     assert(svec_is_unique(&old_ports));
1150
1151     /* Collect new ports. */
1152     svec_init(&new_ports);
1153     cfg_get_all_keys(&new_ports, "bridge.%s.port", br->name);
1154     svec_sort(&new_ports);
1155     if (bridge_get_controller(br)) {
1156         char local_name[IF_NAMESIZE];
1157         int error;
1158
1159         error = dpif_port_get_name(br->dpif, ODPP_LOCAL,
1160                                    local_name, sizeof local_name);
1161         if (!error && !svec_contains(&new_ports, local_name)) {
1162             svec_add(&new_ports, local_name);
1163             svec_sort(&new_ports);
1164         }
1165     }
1166     if (!svec_is_unique(&new_ports)) {
1167         VLOG_WARN("bridge %s: %s specified twice as bridge port",
1168                   br->name, svec_get_duplicate(&new_ports));
1169         svec_unique(&new_ports);
1170     }
1171
1172     ofproto_set_mgmt_id(br->ofproto, mgmt_id);
1173
1174     /* Get rid of deleted ports and add new ports. */
1175     for (i = 0; i < br->n_ports; ) {
1176         struct port *port = br->ports[i];
1177         if (!svec_contains(&new_ports, port->name)) {
1178             port_destroy(port);
1179         } else {
1180             i++;
1181         }
1182     }
1183     for (i = 0; i < new_ports.n; i++) {
1184         const char *name = new_ports.names[i];
1185         if (!svec_contains(&old_ports, name)) {
1186             port_create(br, name);
1187         }
1188     }
1189     svec_destroy(&old_ports);
1190     svec_destroy(&new_ports);
1191
1192     /* Reconfigure all ports. */
1193     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1194         port_reconfigure(br->ports[i]);
1195     }
1196
1197     /* Check and delete duplicate interfaces. */
1198     svec_init(&ifaces);
1199     iterate_and_prune_ifaces(br, check_duplicate_ifaces, &ifaces);
1200     svec_destroy(&ifaces);
1201
1202     /* Delete all flows if we're switching from connected to standalone or vice
1203      * versa.  (XXX Should we delete all flows if we are switching from one
1204      * controller to another?) */
1205
1206     /* Configure OpenFlow management listeners. */
1207     svec_init(&listeners);
1208     cfg_get_all_strings(&listeners, "bridge.%s.openflow.listeners", br->name);
1209     if (!listeners.n) {
1210         svec_add_nocopy(&listeners, xasprintf("punix:%s/%s.mgmt",
1211                                               ovs_rundir, br->name));
1212     } else if (listeners.n == 1 && !strcmp(listeners.names[0], "none")) {
1213         svec_clear(&listeners);
1214     }
1215     svec_sort_unique(&listeners);
1216
1217     svec_init(&old_listeners);
1218     ofproto_get_listeners(br->ofproto, &old_listeners);
1219     svec_sort_unique(&old_listeners);
1220
1221     if (!svec_equal(&listeners, &old_listeners)) {
1222         ofproto_set_listeners(br->ofproto, &listeners);
1223     }
1224     svec_destroy(&listeners);
1225     svec_destroy(&old_listeners);
1226
1227     /* Configure OpenFlow controller connection snooping. */
1228     svec_init(&snoops);
1229     cfg_get_all_strings(&snoops, "bridge.%s.openflow.snoops", br->name);
1230     if (!snoops.n) {
1231         svec_add_nocopy(&snoops, xasprintf("punix:%s/%s.snoop",
1232                                            ovs_rundir, br->name));
1233     } else if (snoops.n == 1 && !strcmp(snoops.names[0], "none")) {
1234         svec_clear(&snoops);
1235     }
1236     svec_sort_unique(&snoops);
1237
1238     svec_init(&old_snoops);
1239     ofproto_get_snoops(br->ofproto, &old_snoops);
1240     svec_sort_unique(&old_snoops);
1241
1242     if (!svec_equal(&snoops, &old_snoops)) {
1243         ofproto_set_snoops(br->ofproto, &snoops);
1244     }
1245     svec_destroy(&snoops);
1246     svec_destroy(&old_snoops);
1247
1248     mirror_reconfigure(br);
1249 }
1250
1251 static void
1252 bridge_reconfigure_controller(struct bridge *br)
1253 {
1254     char *pfx = xasprintf("bridge.%s.controller", br->name);
1255     const char *controller;
1256
1257     controller = bridge_get_controller(br);
1258     if ((br->controller != NULL) != (controller != NULL)) {
1259         ofproto_flush_flows(br->ofproto);
1260     }
1261     free(br->controller);
1262     br->controller = controller ? xstrdup(controller) : NULL;
1263
1264     if (controller) {
1265         const char *fail_mode;
1266         int max_backoff, probe;
1267         int rate_limit, burst_limit;
1268
1269         if (!strcmp(controller, "discover")) {
1270             bool update_resolv_conf = true;
1271
1272             if (cfg_has("%s.update-resolv.conf", pfx)) {
1273                 update_resolv_conf = cfg_get_bool(0, "%s.update-resolv.conf",
1274                         pfx);
1275             }
1276             ofproto_set_discovery(br->ofproto, true,
1277                                   cfg_get_string(0, "%s.accept-regex", pfx),
1278                                   update_resolv_conf);
1279         } else {
1280             struct iface *local_iface;
1281             bool in_band;
1282
1283             in_band = (!cfg_is_valid(CFG_BOOL | CFG_REQUIRED,
1284                                      "%s.in-band", pfx)
1285                        || cfg_get_bool(0, "%s.in-band", pfx));
1286             ofproto_set_discovery(br->ofproto, false, NULL, NULL);
1287             ofproto_set_in_band(br->ofproto, in_band);
1288
1289             local_iface = bridge_get_local_iface(br);
1290             if (local_iface
1291                 && cfg_is_valid(CFG_IP | CFG_REQUIRED, "%s.ip", pfx)) {
1292                 struct netdev *netdev = local_iface->netdev;
1293                 struct in_addr ip, mask, gateway;
1294                 ip.s_addr = cfg_get_ip(0, "%s.ip", pfx);
1295                 mask.s_addr = cfg_get_ip(0, "%s.netmask", pfx);
1296                 gateway.s_addr = cfg_get_ip(0, "%s.gateway", pfx);
1297
1298                 netdev_turn_flags_on(netdev, NETDEV_UP, true);
1299                 if (!mask.s_addr) {
1300                     mask.s_addr = guess_netmask(ip.s_addr);
1301                 }
1302                 if (!netdev_set_in4(netdev, ip, mask)) {
1303                     VLOG_INFO("bridge %s: configured IP address "IP_FMT", "
1304                               "netmask "IP_FMT,
1305                               br->name, IP_ARGS(&ip.s_addr),
1306                               IP_ARGS(&mask.s_addr));
1307                 }
1308
1309                 if (gateway.s_addr) {
1310                     if (!netdev_add_router(netdev, gateway)) {
1311                         VLOG_INFO("bridge %s: configured gateway "IP_FMT,
1312                                   br->name, IP_ARGS(&gateway.s_addr));
1313                     }
1314                 }
1315             }
1316         }
1317
1318         fail_mode = cfg_get_string(0, "%s.fail-mode", pfx);
1319         if (!fail_mode) {
1320             fail_mode = cfg_get_string(0, "mgmt.fail-mode");
1321         }
1322         ofproto_set_failure(br->ofproto,
1323                             (!fail_mode
1324                              || !strcmp(fail_mode, "standalone")
1325                              || !strcmp(fail_mode, "open")));
1326
1327         probe = cfg_get_int(0, "%s.inactivity-probe", pfx);
1328         if (probe < 5) {
1329             probe = cfg_get_int(0, "mgmt.inactivity-probe");
1330             if (probe < 5) {
1331                 probe = 5;
1332             }
1333         }
1334         ofproto_set_probe_interval(br->ofproto, probe);
1335
1336         max_backoff = cfg_get_int(0, "%s.max-backoff", pfx);
1337         if (!max_backoff) {
1338             max_backoff = cfg_get_int(0, "mgmt.max-backoff");
1339             if (!max_backoff) {
1340                 max_backoff = 8;
1341             }
1342         }
1343         ofproto_set_max_backoff(br->ofproto, max_backoff);
1344
1345         rate_limit = cfg_get_int(0, "%s.rate-limit", pfx);
1346         if (!rate_limit) {
1347             rate_limit = cfg_get_int(0, "mgmt.rate-limit");
1348         }
1349         burst_limit = cfg_get_int(0, "%s.burst-limit", pfx);
1350         if (!burst_limit) {
1351             burst_limit = cfg_get_int(0, "mgmt.burst-limit");
1352         }
1353         ofproto_set_rate_limit(br->ofproto, rate_limit, burst_limit);
1354
1355         ofproto_set_stp(br->ofproto, cfg_get_bool(0, "%s.stp", pfx));
1356
1357         if (cfg_has("%s.commands.acl", pfx)) {
1358             struct svec command_acls;
1359             char *command_acl;
1360
1361             svec_init(&command_acls);
1362             cfg_get_all_strings(&command_acls, "%s.commands.acl", pfx);
1363             command_acl = svec_join(&command_acls, ",", "");
1364
1365             ofproto_set_remote_execution(br->ofproto, command_acl,
1366                                          cfg_get_string(0, "%s.commands.dir",
1367                                                         pfx));
1368
1369             svec_destroy(&command_acls);
1370             free(command_acl);
1371         } else {
1372             ofproto_set_remote_execution(br->ofproto, NULL, NULL);
1373         }
1374     } else {
1375         union ofp_action action;
1376         flow_t flow;
1377
1378         /* Set up a flow that matches every packet and directs them to
1379          * OFPP_NORMAL (which goes to us). */
1380         memset(&action, 0, sizeof action);
1381         action.type = htons(OFPAT_OUTPUT);
1382         action.output.len = htons(sizeof action);
1383         action.output.port = htons(OFPP_NORMAL);
1384         memset(&flow, 0, sizeof flow);
1385         ofproto_add_flow(br->ofproto, &flow, OFPFW_ALL, 0,
1386                          &action, 1, 0);
1387
1388         ofproto_set_in_band(br->ofproto, false);
1389         ofproto_set_max_backoff(br->ofproto, 1);
1390         ofproto_set_probe_interval(br->ofproto, 5);
1391         ofproto_set_failure(br->ofproto, false);
1392         ofproto_set_stp(br->ofproto, false);
1393     }
1394     free(pfx);
1395
1396     ofproto_set_controller(br->ofproto, br->controller);
1397 }
1398
1399 static void
1400 bridge_get_all_ifaces(const struct bridge *br, struct svec *ifaces)
1401 {
1402     size_t i, j;
1403
1404     svec_init(ifaces);
1405     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1406         struct port *port = br->ports[i];
1407         for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
1408             struct iface *iface = port->ifaces[j];
1409             svec_add(ifaces, iface->name);
1410         }
1411         if (port->n_ifaces > 1
1412             && cfg_get_bool(0, "bonding.%s.fake-iface", port->name)) {
1413             svec_add(ifaces, port->name);
1414         }
1415     }
1416     svec_sort_unique(ifaces);
1417 }
1418
1419 /* For robustness, in case the administrator moves around datapath ports behind
1420  * our back, we re-check all the datapath port numbers here.
1421  *
1422  * This function will set the 'dp_ifidx' members of interfaces that have
1423  * disappeared to -1, so only call this function from a context where those
1424  * 'struct iface's will be removed from the bridge.  Otherwise, the -1
1425  * 'dp_ifidx'es will cause trouble later when we try to send them to the
1426  * datapath, which doesn't support UINT16_MAX+1 ports. */
1427 static void
1428 bridge_fetch_dp_ifaces(struct bridge *br)
1429 {
1430     struct odp_port *dpif_ports;
1431     size_t n_dpif_ports;
1432     size_t i, j;
1433
1434     /* Reset all interface numbers. */
1435     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1436         struct port *port = br->ports[i];
1437         for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
1438             struct iface *iface = port->ifaces[j];
1439             iface->dp_ifidx = -1;
1440         }
1441     }
1442     port_array_clear(&br->ifaces);
1443
1444     dpif_port_list(br->dpif, &dpif_ports, &n_dpif_ports);
1445     for (i = 0; i < n_dpif_ports; i++) {
1446         struct odp_port *p = &dpif_ports[i];
1447         struct iface *iface = iface_lookup(br, p->devname);
1448         if (iface) {
1449             if (iface->dp_ifidx >= 0) {
1450                 VLOG_WARN("%s reported interface %s twice",
1451                           dpif_name(br->dpif), p->devname);
1452             } else if (iface_from_dp_ifidx(br, p->port)) {
1453                 VLOG_WARN("%s reported interface %"PRIu16" twice",
1454                           dpif_name(br->dpif), p->port);
1455             } else {
1456                 port_array_set(&br->ifaces, p->port, iface);
1457                 iface->dp_ifidx = p->port;
1458             }
1459         }
1460     }
1461     free(dpif_ports);
1462 }
1463 \f
1464 /* Bridge packet processing functions. */
1465
1466 static int
1467 bond_hash(const uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN])
1468 {
1469     return hash_bytes(mac, ETH_ADDR_LEN, 0) & BOND_MASK;
1470 }
1471
1472 static struct bond_entry *
1473 lookup_bond_entry(const struct port *port, const uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN])
1474 {
1475     return &port->bond_hash[bond_hash(mac)];
1476 }
1477
1478 static int
1479 bond_choose_iface(const struct port *port)
1480 {
1481     size_t i;
1482     for (i = 0; i < port->n_ifaces; i++) {
1483         if (port->ifaces[i]->enabled) {
1484             return i;
1485         }
1486     }
1487     return -1;
1488 }
1489
1490 static bool
1491 choose_output_iface(const struct port *port, const uint8_t *dl_src,
1492                     uint16_t *dp_ifidx, tag_type *tags)
1493 {
1494     struct iface *iface;
1495
1496     assert(port->n_ifaces);
1497     if (port->n_ifaces == 1) {
1498         iface = port->ifaces[0];
1499     } else {
1500         struct bond_entry *e = lookup_bond_entry(port, dl_src);
1501         if (e->iface_idx < 0 || e->iface_idx >= port->n_ifaces
1502             || !port->ifaces[e->iface_idx]->enabled) {
1503             /* XXX select interface properly.  The current interface selection
1504              * is only good for testing the rebalancing code. */
1505             e->iface_idx = bond_choose_iface(port);
1506             if (e->iface_idx < 0) {
1507                 *tags |= port->no_ifaces_tag;
1508                 return false;
1509             }
1510             e->iface_tag = tag_create_random();
1511             ((struct port *) port)->bond_compat_is_stale = true;
1512         }
1513         *tags |= e->iface_tag;
1514         iface = port->ifaces[e->iface_idx];
1515     }
1516     *dp_ifidx = iface->dp_ifidx;
1517     *tags |= iface->tag;        /* Currently only used for bonding. */
1518     return true;
1519 }
1520
1521 static void
1522 bond_link_status_update(struct iface *iface, bool carrier)
1523 {
1524     static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 20);
1525     struct port *port = iface->port;
1526
1527     if ((carrier == iface->enabled) == (iface->delay_expires == LLONG_MAX)) {
1528         /* Nothing to do. */
1529         return;
1530     }
1531     VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: carrier %s",
1532                  iface->name, carrier ? "detected" : "dropped");
1533     if (carrier == iface->enabled) {
1534         iface->delay_expires = LLONG_MAX;
1535         VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: will not be %s",
1536                      iface->name, carrier ? "disabled" : "enabled");
1537     } else if (carrier && port->updelay && port->active_iface < 0) {
1538         iface->delay_expires = time_msec();
1539         VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: skipping %d ms updelay since no "
1540                      "other interface is up", iface->name, port->updelay);
1541     } else {
1542         int delay = carrier ? port->updelay : port->downdelay;
1543         iface->delay_expires = time_msec() + delay;
1544         if (delay) {
1545             VLOG_INFO_RL(&rl,
1546                          "interface %s: will be %s if it stays %s for %d ms",
1547                          iface->name,
1548                          carrier ? "enabled" : "disabled",
1549                          carrier ? "up" : "down",
1550                          delay);
1551         }
1552     }
1553 }
1554
1555 static void
1556 bond_choose_active_iface(struct port *port)
1557 {
1558     static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 20);
1559
1560     port->active_iface = bond_choose_iface(port);
1561     port->active_iface_tag = tag_create_random();
1562     if (port->active_iface >= 0) {
1563         VLOG_INFO_RL(&rl, "port %s: active interface is now %s",
1564                      port->name, port->ifaces[port->active_iface]->name);
1565     } else {
1566         VLOG_WARN_RL(&rl, "port %s: all ports disabled, no active interface",
1567                      port->name);
1568     }
1569 }
1570
1571 static void
1572 bond_enable_slave(struct iface *iface, bool enable)
1573 {
1574     struct port *port = iface->port;
1575     struct bridge *br = port->bridge;
1576
1577     iface->delay_expires = LLONG_MAX;
1578     if (enable == iface->enabled) {
1579         return;
1580     }
1581
1582     iface->enabled = enable;
1583     if (!iface->enabled) {
1584         VLOG_WARN("interface %s: disabled", iface->name);
1585         ofproto_revalidate(br->ofproto, iface->tag);
1586         if (iface->port_ifidx == port->active_iface) {
1587             ofproto_revalidate(br->ofproto,
1588                                port->active_iface_tag);
1589             bond_choose_active_iface(port);
1590         }
1591         bond_send_learning_packets(port);
1592     } else {
1593         VLOG_WARN("interface %s: enabled", iface->name);
1594         if (port->active_iface < 0) {
1595             ofproto_revalidate(br->ofproto, port->no_ifaces_tag);
1596             bond_choose_active_iface(port);
1597             bond_send_learning_packets(port);
1598         }
1599         iface->tag = tag_create_random();
1600     }
1601     port_update_bond_compat(port);
1602 }
1603
1604 static void
1605 bond_run(struct bridge *br)
1606 {
1607     size_t i, j;
1608
1609     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1610         struct port *port = br->ports[i];
1611
1612         if (port->bond_compat_is_stale) {
1613             port->bond_compat_is_stale = false;
1614             port_update_bond_compat(port);
1615         }
1616
1617         if (port->n_ifaces < 2) {
1618             continue;
1619         }
1620         for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
1621             struct iface *iface = port->ifaces[j];
1622             if (time_msec() >= iface->delay_expires) {
1623                 bond_enable_slave(iface, !iface->enabled);
1624             }
1625         }
1626     }
1627 }
1628
1629 static void
1630 bond_wait(struct bridge *br)
1631 {
1632     size_t i, j;
1633
1634     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1635         struct port *port = br->ports[i];
1636         if (port->n_ifaces < 2) {
1637             continue;
1638         }
1639         for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
1640             struct iface *iface = port->ifaces[j];
1641             if (iface->delay_expires != LLONG_MAX) {
1642                 poll_timer_wait(iface->delay_expires - time_msec());
1643             }
1644         }
1645     }
1646 }
1647
1648 static bool
1649 set_dst(struct dst *p, const flow_t *flow,
1650         const struct port *in_port, const struct port *out_port,
1651         tag_type *tags)
1652 {
1653     /* STP handling.
1654      *
1655      * XXX This uses too many tags: any broadcast flow will get one tag per
1656      * destination port, and thus a broadcast on a switch of any size is likely
1657      * to have all tag bits set.  We should figure out a way to be smarter.
1658      *
1659      * This is OK when STP is disabled, because stp_state_tag is 0 then. */
1660     *tags |= out_port->stp_state_tag;
1661     if (!(out_port->stp_state & (STP_DISABLED | STP_FORWARDING))) {
1662         return false;
1663     }
1664
1665     p->vlan = (out_port->vlan >= 0 ? OFP_VLAN_NONE
1666               : in_port->vlan >= 0 ? in_port->vlan
1667               : ntohs(flow->dl_vlan));
1668     return choose_output_iface(out_port, flow->dl_src, &p->dp_ifidx, tags);
1669 }
1670
1671 static void
1672 swap_dst(struct dst *p, struct dst *q)
1673 {
1674     struct dst tmp = *p;
1675     *p = *q;
1676     *q = tmp;
1677 }
1678
1679 /* Moves all the dsts with vlan == 'vlan' to the front of the 'n_dsts' in
1680  * 'dsts'.  (This may help performance by reducing the number of VLAN changes
1681  * that we push to the datapath.  We could in fact fully sort the array by
1682  * vlan, but in most cases there are at most two different vlan tags so that's
1683  * possibly overkill.) */
1684 static void
1685 partition_dsts(struct dst *dsts, size_t n_dsts, int vlan)
1686 {
1687     struct dst *first = dsts;
1688     struct dst *last = dsts + n_dsts;
1689
1690     while (first != last) {
1691         /* Invariants:
1692          *      - All dsts < first have vlan == 'vlan'.
1693          *      - All dsts >= last have vlan != 'vlan'.
1694          *      - first < last. */
1695         while (first->vlan == vlan) {
1696             if (++first == last) {
1697                 return;
1698             }
1699         }
1700
1701         /* Same invariants, plus one additional:
1702          *      - first->vlan != vlan.
1703          */
1704         while (last[-1].vlan != vlan) {
1705             if (--last == first) {
1706                 return;
1707             }
1708         }
1709
1710         /* Same invariants, plus one additional:
1711          *      - last[-1].vlan == vlan.*/
1712         swap_dst(first++, --last);
1713     }
1714 }
1715
1716 static int
1717 mirror_mask_ffs(mirror_mask_t mask)
1718 {
1719     BUILD_ASSERT_DECL(sizeof(unsigned int) >= sizeof(mask));
1720     return ffs(mask);
1721 }
1722
1723 static bool
1724 dst_is_duplicate(const struct dst *dsts, size_t n_dsts,
1725                  const struct dst *test)
1726 {
1727     size_t i;
1728     for (i = 0; i < n_dsts; i++) {
1729         if (dsts[i].vlan == test->vlan && dsts[i].dp_ifidx == test->dp_ifidx) {
1730             return true;
1731         }
1732     }
1733     return false;
1734 }
1735
1736 static bool
1737 port_trunks_vlan(const struct port *port, uint16_t vlan)
1738 {
1739     return port->vlan < 0 && bitmap_is_set(port->trunks, vlan);
1740 }
1741
1742 static bool
1743 port_includes_vlan(const struct port *port, uint16_t vlan)
1744 {
1745     return vlan == port->vlan || port_trunks_vlan(port, vlan);
1746 }
1747
1748 static size_t
1749 compose_dsts(const struct bridge *br, const flow_t *flow, uint16_t vlan,
1750              const struct port *in_port, const struct port *out_port,
1751              struct dst dsts[], tag_type *tags)
1752 {
1753     mirror_mask_t mirrors = in_port->src_mirrors;
1754     struct dst *dst = dsts;
1755     size_t i;
1756
1757     *tags |= in_port->stp_state_tag;
1758     if (out_port == FLOOD_PORT) {
1759         /* XXX use ODP_FLOOD if no vlans or bonding. */
1760         /* XXX even better, define each VLAN as a datapath port group */
1761         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1762             struct port *port = br->ports[i];
1763             if (port != in_port && port_includes_vlan(port, vlan)
1764                 && !port->is_mirror_output_port
1765                 && set_dst(dst, flow, in_port, port, tags)) {
1766                 mirrors |= port->dst_mirrors;
1767                 dst++;
1768             }
1769         }
1770     } else if (out_port && set_dst(dst, flow, in_port, out_port, tags)) {
1771         mirrors |= out_port->dst_mirrors;
1772         dst++;
1773     }
1774
1775     while (mirrors) {
1776         struct mirror *m = br->mirrors[mirror_mask_ffs(mirrors) - 1];
1777         if (!m->n_vlans || vlan_is_mirrored(m, vlan)) {
1778             if (m->out_port) {
1779                 if (set_dst(dst, flow, in_port, m->out_port, tags)
1780                     && !dst_is_duplicate(dsts, dst - dsts, dst)) {
1781                     dst++;
1782                 }
1783             } else {
1784                 for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1785                     struct port *port = br->ports[i];
1786                     if (port_includes_vlan(port, m->out_vlan)
1787                         && set_dst(dst, flow, in_port, port, tags))
1788                     {
1789                         int flow_vlan;
1790
1791                         if (port->vlan < 0) {
1792                             dst->vlan = m->out_vlan;
1793                         }
1794                         if (dst_is_duplicate(dsts, dst - dsts, dst)) {
1795                             continue;
1796                         }
1797
1798                         /* Use the vlan tag on the original flow instead of
1799                          * the one passed in the vlan parameter.  This ensures
1800                          * that we compare the vlan from before any implicit
1801                          * tagging tags place. This is necessary because
1802                          * dst->vlan is the final vlan, after removing implicit
1803                          * tags. */
1804                         flow_vlan = ntohs(flow->dl_vlan);
1805                         if (flow_vlan == 0) {
1806                             flow_vlan = OFP_VLAN_NONE;
1807                         }
1808                         if (port == in_port && dst->vlan == flow_vlan) {
1809                             /* Don't send out input port on same VLAN. */
1810                             continue;
1811                         }
1812                         dst++;
1813                     }
1814                 }
1815             }
1816         }
1817         mirrors &= mirrors - 1;
1818     }
1819
1820     partition_dsts(dsts, dst - dsts, ntohs(flow->dl_vlan));
1821     return dst - dsts;
1822 }
1823
1824 static void UNUSED
1825 print_dsts(const struct dst *dsts, size_t n)
1826 {
1827     for (; n--; dsts++) {
1828         printf(">p%"PRIu16, dsts->dp_ifidx);
1829         if (dsts->vlan != OFP_VLAN_NONE) {
1830             printf("v%"PRIu16, dsts->vlan);
1831         }
1832     }
1833 }
1834
1835 static void
1836 compose_actions(struct bridge *br, const flow_t *flow, uint16_t vlan,
1837                 const struct port *in_port, const struct port *out_port,
1838                 tag_type *tags, struct odp_actions *actions)
1839 {
1840     struct dst dsts[DP_MAX_PORTS * (MAX_MIRRORS + 1)];
1841     size_t n_dsts;
1842     const struct dst *p;
1843     uint16_t cur_vlan;
1844
1845     n_dsts = compose_dsts(br, flow, vlan, in_port, out_port, dsts, tags);
1846
1847     cur_vlan = ntohs(flow->dl_vlan);
1848     for (p = dsts; p < &dsts[n_dsts]; p++) {
1849         union odp_action *a;
1850         if (p->vlan != cur_vlan) {
1851             if (p->vlan == OFP_VLAN_NONE) {
1852                 odp_actions_add(actions, ODPAT_STRIP_VLAN);
1853             } else {
1854                 a = odp_actions_add(actions, ODPAT_SET_VLAN_VID);
1855                 a->vlan_vid.vlan_vid = htons(p->vlan);
1856             }
1857             cur_vlan = p->vlan;
1858         }
1859         a = odp_actions_add(actions, ODPAT_OUTPUT);
1860         a->output.port = p->dp_ifidx;
1861     }
1862 }
1863
1864 static bool
1865 is_bcast_arp_reply(const flow_t *flow, const struct ofpbuf *packet)
1866 {
1867     struct arp_eth_header *arp = (struct arp_eth_header *) packet->data;
1868     return (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP)
1869             && eth_addr_is_broadcast(flow->dl_dst)
1870             && packet->size >= sizeof(struct arp_eth_header)
1871             && arp->ar_op == ARP_OP_REQUEST);
1872 }
1873
1874 /* If the composed actions may be applied to any packet in the given 'flow',
1875  * returns true.  Otherwise, the actions should only be applied to 'packet', or
1876  * not at all, if 'packet' was NULL. */
1877 static bool
1878 process_flow(struct bridge *br, const flow_t *flow,
1879              const struct ofpbuf *packet, struct odp_actions *actions,
1880              tag_type *tags)
1881 {
1882     struct iface *in_iface;
1883     struct port *in_port;
1884     struct port *out_port = NULL; /* By default, drop the packet/flow. */
1885     int vlan;
1886
1887     /* Find the interface and port structure for the received packet. */
1888     in_iface = iface_from_dp_ifidx(br, flow->in_port);
1889     if (!in_iface) {
1890         /* No interface?  Something fishy... */
1891         if (packet != NULL) {
1892             /* Odd.  A few possible reasons here:
1893              *
1894              * - We deleted an interface but there are still a few packets
1895              *   queued up from it.
1896              *
1897              * - Someone externally added an interface (e.g. with "ovs-dpctl
1898              *   add-if") that we don't know about.
1899              *
1900              * - Packet arrived on the local port but the local port is not
1901              *   one of our bridge ports.
1902              */
1903             static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
1904
1905             VLOG_WARN_RL(&rl, "bridge %s: received packet on unknown "
1906                          "interface %"PRIu16, br->name, flow->in_port); 
1907         }
1908
1909         /* Return without adding any actions, to drop packets on this flow. */
1910         return true;
1911     }
1912     in_port = in_iface->port;
1913
1914     /* Figure out what VLAN this packet belongs to.
1915      *
1916      * Note that dl_vlan of 0 and of OFP_VLAN_NONE both mean that the packet
1917      * belongs to VLAN 0, so we should treat both cases identically.  (In the
1918      * former case, the packet has an 802.1Q header that specifies VLAN 0,
1919      * presumably to allow a priority to be specified.  In the latter case, the
1920      * packet does not have any 802.1Q header.) */
1921     vlan = ntohs(flow->dl_vlan);
1922     if (vlan == OFP_VLAN_NONE) {
1923         vlan = 0;
1924     }
1925     if (in_port->vlan >= 0) {
1926         if (vlan) {
1927             /* XXX support double tagging? */
1928             if (packet != NULL) {
1929                 static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
1930                 VLOG_WARN_RL(&rl, "bridge %s: dropping VLAN %"PRIu16" tagged "
1931                              "packet received on port %s configured with "
1932                              "implicit VLAN %"PRIu16,
1933                              br->name, ntohs(flow->dl_vlan),
1934                              in_port->name, in_port->vlan);
1935             }
1936             goto done;
1937         }
1938         vlan = in_port->vlan;
1939     } else {
1940         if (!port_includes_vlan(in_port, vlan)) {
1941             static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
1942             VLOG_WARN_RL(&rl, "bridge %s: dropping VLAN %d tagged "
1943                          "packet received on port %s not configured for "
1944                          "trunking VLAN %d",
1945                          br->name, vlan, in_port->name, vlan);
1946             goto done;
1947         }
1948     }
1949
1950     /* Drop frames for ports that STP wants entirely killed (both for
1951      * forwarding and for learning).  Later, after we do learning, we'll drop
1952      * the frames that STP wants to do learning but not forwarding on. */
1953     if (in_port->stp_state & (STP_LISTENING | STP_BLOCKING)) {
1954         goto done;
1955     }
1956
1957     /* Drop frames for reserved multicast addresses. */
1958     if (eth_addr_is_reserved(flow->dl_dst)) {
1959         goto done;
1960     }
1961
1962     /* Drop frames on ports reserved for mirroring. */
1963     if (in_port->is_mirror_output_port) {
1964         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
1965         VLOG_WARN_RL(&rl, "bridge %s: dropping packet received on port %s, "
1966                      "which is reserved exclusively for mirroring",
1967                      br->name, in_port->name);
1968         goto done;
1969     }
1970
1971     /* Packets received on bonds need special attention to avoid duplicates. */
1972     if (in_port->n_ifaces > 1) {
1973         int src_idx;
1974
1975         if (eth_addr_is_multicast(flow->dl_dst)) {
1976             *tags |= in_port->active_iface_tag;
1977             if (in_port->active_iface != in_iface->port_ifidx) {
1978                 /* Drop all multicast packets on inactive slaves. */
1979                 goto done;
1980             }
1981         }
1982
1983         /* Drop all packets for which we have learned a different input
1984          * port, because we probably sent the packet on one slave and got
1985          * it back on the other.  Broadcast ARP replies are an exception
1986          * to this rule: the host has moved to another switch. */
1987         src_idx = mac_learning_lookup(br->ml, flow->dl_src, vlan);
1988         if (src_idx != -1 && src_idx != in_port->port_idx &&
1989             (!packet || !is_bcast_arp_reply(flow, packet))) {
1990                 goto done;
1991         }
1992     }
1993
1994     /* MAC learning. */
1995     out_port = FLOOD_PORT;
1996     if (br->ml) {
1997         int out_port_idx;
1998
1999         /* Learn source MAC (but don't try to learn from revalidation). */
2000         if (packet) {
2001             tag_type rev_tag = mac_learning_learn(br->ml, flow->dl_src,
2002                                                   vlan, in_port->port_idx);
2003             if (rev_tag) {
2004                 /* The log messages here could actually be useful in debugging,
2005                  * so keep the rate limit relatively high. */
2006                 static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(30,
2007                                                                         300);
2008                 VLOG_DBG_RL(&rl, "bridge %s: learned that "ETH_ADDR_FMT" is "
2009                             "on port %s in VLAN %d",
2010                             br->name, ETH_ADDR_ARGS(flow->dl_src),
2011                             in_port->name, vlan);
2012                 ofproto_revalidate(br->ofproto, rev_tag);
2013             }
2014         }
2015
2016         /* Determine output port. */
2017         out_port_idx = mac_learning_lookup_tag(br->ml, flow->dl_dst, vlan,
2018                                                tags);
2019         if (out_port_idx >= 0 && out_port_idx < br->n_ports) {
2020             out_port = br->ports[out_port_idx];
2021         } else if (!packet) {
2022             /* If we are revalidating but don't have a learning entry then
2023              * eject the flow.  Installing a flow that floods packets will
2024              * prevent us from seeing future packets and learning properly. */
2025             return false;
2026         }
2027     }
2028
2029     /* Don't send packets out their input ports.  Don't forward frames that STP
2030      * wants us to discard. */
2031     if (in_port == out_port || in_port->stp_state == STP_LEARNING) {
2032         out_port = NULL;
2033     }
2034
2035 done:
2036     compose_actions(br, flow, vlan, in_port, out_port, tags, actions);
2037
2038     /*
2039      * We send out only a single packet, instead of setting up a flow, if the
2040      * packet is an ARP directed to broadcast that arrived on a bonded
2041      * interface.  In such a situation ARP requests and replies must be handled
2042      * differently, but OpenFlow unfortunately can't distinguish them.
2043      */
2044     return (in_port->n_ifaces < 2
2045             || flow->dl_type != htons(ETH_TYPE_ARP)
2046             || !eth_addr_is_broadcast(flow->dl_dst));
2047 }
2048
2049 /* Careful: 'opp' is in host byte order and opp->port_no is an OFP port
2050  * number. */
2051 static void
2052 bridge_port_changed_ofhook_cb(enum ofp_port_reason reason,
2053                               const struct ofp_phy_port *opp,
2054                               void *br_)
2055 {
2056     struct bridge *br = br_;
2057     struct iface *iface;
2058     struct port *port;
2059
2060     iface = iface_from_dp_ifidx(br, ofp_port_to_odp_port(opp->port_no));
2061     if (!iface) {
2062         return;
2063     }
2064     port = iface->port;
2065
2066     if (reason == OFPPR_DELETE) {
2067         VLOG_WARN("bridge %s: interface %s deleted unexpectedly",
2068                   br->name, iface->name);
2069         iface_destroy(iface);
2070         if (!port->n_ifaces) {
2071             VLOG_WARN("bridge %s: port %s has no interfaces, dropping",
2072                       br->name, port->name);
2073             port_destroy(port);
2074         }
2075
2076         bridge_flush(br);
2077     } else {
2078         if (port->n_ifaces > 1) {
2079             bool up = !(opp->state & OFPPS_LINK_DOWN);
2080             bond_link_status_update(iface, up);
2081             port_update_bond_compat(port);
2082         }
2083     }
2084 }
2085
2086 static bool
2087 bridge_normal_ofhook_cb(const flow_t *flow, const struct ofpbuf *packet,
2088                         struct odp_actions *actions, tag_type *tags, void *br_)
2089 {
2090     struct bridge *br = br_;
2091
2092 #if 0
2093     if (flow->dl_type == htons(OFP_DL_TYPE_NOT_ETH_TYPE)
2094         && eth_addr_equals(flow->dl_dst, stp_eth_addr)) {
2095         brstp_receive(br, flow, payload);
2096         return true;
2097     }
2098 #endif
2099
2100     COVERAGE_INC(bridge_process_flow);
2101     return process_flow(br, flow, packet, actions, tags);
2102 }
2103
2104 static void
2105 bridge_account_flow_ofhook_cb(const flow_t *flow,
2106                               const union odp_action *actions,
2107                               size_t n_actions, unsigned long long int n_bytes,
2108                               void *br_)
2109 {
2110     struct bridge *br = br_;
2111     const union odp_action *a;
2112
2113     if (!br->has_bonded_ports) {
2114         return;
2115     }
2116
2117     for (a = actions; a < &actions[n_actions]; a++) {
2118         if (a->type == ODPAT_OUTPUT) {
2119             struct port *port = port_from_dp_ifidx(br, a->output.port);
2120             if (port && port->n_ifaces >= 2) {
2121                 struct bond_entry *e = lookup_bond_entry(port, flow->dl_src);
2122                 e->tx_bytes += n_bytes;
2123             }
2124         }
2125     }
2126 }
2127
2128 static void
2129 bridge_account_checkpoint_ofhook_cb(void *br_)
2130 {
2131     struct bridge *br = br_;
2132     size_t i;
2133
2134     if (!br->has_bonded_ports) {
2135         return;
2136     }
2137
2138     /* The current ofproto implementation calls this callback at least once a
2139      * second, so this timer implementation is sufficient. */
2140     if (time_msec() < br->bond_next_rebalance) {
2141         return;
2142     }
2143     br->bond_next_rebalance = time_msec() + 10000;
2144
2145     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
2146         struct port *port = br->ports[i];
2147         if (port->n_ifaces > 1) {
2148             bond_rebalance_port(port);
2149         }
2150     }
2151 }
2152
2153 static struct ofhooks bridge_ofhooks = {
2154     bridge_port_changed_ofhook_cb,
2155     bridge_normal_ofhook_cb,
2156     bridge_account_flow_ofhook_cb,
2157     bridge_account_checkpoint_ofhook_cb,
2158 };
2159 \f
2160 /* Bonding functions. */
2161
2162 /* Statistics for a single interface on a bonded port, used for load-based
2163  * bond rebalancing.  */
2164 struct slave_balance {
2165     struct iface *iface;        /* The interface. */
2166     uint64_t tx_bytes;          /* Sum of hashes[*]->tx_bytes. */
2167
2168     /* All the "bond_entry"s that are assigned to this interface, in order of
2169      * increasing tx_bytes. */
2170     struct bond_entry **hashes;
2171     size_t n_hashes;
2172 };
2173
2174 /* Sorts pointers to pointers to bond_entries in ascending order by the
2175  * interface to which they are assigned, and within a single interface in
2176  * ascending order of bytes transmitted. */
2177 static int
2178 compare_bond_entries(const void *a_, const void *b_)
2179 {
2180     const struct bond_entry *const *ap = a_;
2181     const struct bond_entry *const *bp = b_;
2182     const struct bond_entry *a = *ap;
2183     const struct bond_entry *b = *bp;
2184     if (a->iface_idx != b->iface_idx) {
2185         return a->iface_idx > b->iface_idx ? 1 : -1;
2186     } else if (a->tx_bytes != b->tx_bytes) {
2187         return a->tx_bytes > b->tx_bytes ? 1 : -1;
2188     } else {
2189         return 0;
2190     }
2191 }
2192
2193 /* Sorts slave_balances so that enabled ports come first, and otherwise in
2194  * *descending* order by number of bytes transmitted. */
2195 static int
2196 compare_slave_balance(const void *a_, const void *b_)
2197 {
2198     const struct slave_balance *a = a_;
2199     const struct slave_balance *b = b_;
2200     if (a->iface->enabled != b->iface->enabled) {
2201         return a->iface->enabled ? -1 : 1;
2202     } else if (a->tx_bytes != b->tx_bytes) {
2203         return a->tx_bytes > b->tx_bytes ? -1 : 1;
2204     } else {
2205         return 0;
2206     }
2207 }
2208
2209 static void
2210 swap_bals(struct slave_balance *a, struct slave_balance *b)
2211 {
2212     struct slave_balance tmp = *a;
2213     *a = *b;
2214     *b = tmp;
2215 }
2216
2217 /* Restores the 'n_bals' slave_balance structures in 'bals' to sorted order
2218  * given that 'p' (and only 'p') might be in the wrong location.
2219  *
2220  * This function invalidates 'p', since it might now be in a different memory
2221  * location. */
2222 static void
2223 resort_bals(struct slave_balance *p,
2224             struct slave_balance bals[], size_t n_bals)
2225 {
2226     if (n_bals > 1) {
2227         for (; p > bals && p->tx_bytes > p[-1].tx_bytes; p--) {
2228             swap_bals(p, p - 1);
2229         }
2230         for (; p < &bals[n_bals - 1] && p->tx_bytes < p[1].tx_bytes; p++) {
2231             swap_bals(p, p + 1);
2232         }
2233     }
2234 }
2235
2236 static void
2237 log_bals(const struct slave_balance *bals, size_t n_bals, struct port *port)
2238 {
2239     if (VLOG_IS_DBG_ENABLED()) {
2240         struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
2241         const struct slave_balance *b;
2242
2243         for (b = bals; b < bals + n_bals; b++) {
2244             size_t i;
2245
2246             if (b > bals) {
2247                 ds_put_char(&ds, ',');
2248             }
2249             ds_put_format(&ds, " %s %"PRIu64"kB",
2250                           b->iface->name, b->tx_bytes / 1024);
2251
2252             if (!b->iface->enabled) {
2253                 ds_put_cstr(&ds, " (disabled)");
2254             }
2255             if (b->n_hashes > 0) {
2256                 ds_put_cstr(&ds, " (");
2257                 for (i = 0; i < b->n_hashes; i++) {
2258                     const struct bond_entry *e = b->hashes[i];
2259                     if (i > 0) {
2260                         ds_put_cstr(&ds, " + ");
2261                     }
2262                     ds_put_format(&ds, "h%td: %"PRIu64"kB",
2263                                   e - port->bond_hash, e->tx_bytes / 1024);
2264                 }
2265                 ds_put_cstr(&ds, ")");
2266             }
2267         }
2268         VLOG_DBG("bond %s:%s", port->name, ds_cstr(&ds));
2269         ds_destroy(&ds);
2270     }
2271 }
2272
2273 /* Shifts 'hash' from 'from' to 'to' within 'port'. */
2274 static void
2275 bond_shift_load(struct slave_balance *from, struct slave_balance *to,
2276                 int hash_idx)
2277 {
2278     struct bond_entry *hash = from->hashes[hash_idx];
2279     struct port *port = from->iface->port;
2280     uint64_t delta = hash->tx_bytes;
2281
2282     VLOG_INFO("bond %s: shift %"PRIu64"kB of load (with hash %td) "
2283               "from %s to %s (now carrying %"PRIu64"kB and "
2284               "%"PRIu64"kB load, respectively)",
2285               port->name, delta / 1024, hash - port->bond_hash,
2286               from->iface->name, to->iface->name,
2287               (from->tx_bytes - delta) / 1024,
2288               (to->tx_bytes + delta) / 1024);
2289
2290     /* Delete element from from->hashes.
2291      *
2292      * We don't bother to add the element to to->hashes because not only would
2293      * it require more work, the only purpose it would be to allow that hash to
2294      * be migrated to another slave in this rebalancing run, and there is no
2295      * point in doing that.  */
2296     if (hash_idx == 0) {
2297         from->hashes++;
2298     } else {
2299         memmove(from->hashes + hash_idx, from->hashes + hash_idx + 1,
2300                 (from->n_hashes - (hash_idx + 1)) * sizeof *from->hashes);
2301     }
2302     from->n_hashes--;
2303
2304     /* Shift load away from 'from' to 'to'. */
2305     from->tx_bytes -= delta;
2306     to->tx_bytes += delta;
2307
2308     /* Arrange for flows to be revalidated. */
2309     ofproto_revalidate(port->bridge->ofproto, hash->iface_tag);
2310     hash->iface_idx = to->iface->port_ifidx;
2311     hash->iface_tag = tag_create_random();
2312 }
2313
2314 static void
2315 bond_rebalance_port(struct port *port)
2316 {
2317     struct slave_balance bals[DP_MAX_PORTS];
2318     size_t n_bals;
2319     struct bond_entry *hashes[BOND_MASK + 1];
2320     struct slave_balance *b, *from, *to;
2321     struct bond_entry *e;
2322     size_t i;
2323
2324     /* Sets up 'bals' to describe each of the port's interfaces, sorted in
2325      * descending order of tx_bytes, so that bals[0] represents the most
2326      * heavily loaded slave and bals[n_bals - 1] represents the least heavily
2327      * loaded slave.
2328      *
2329      * The code is a bit tricky: to avoid dynamically allocating a 'hashes'
2330      * array for each slave_balance structure, we sort our local array of
2331      * hashes in order by slave, so that all of the hashes for a given slave
2332      * become contiguous in memory, and then we point each 'hashes' members of
2333      * a slave_balance structure to the start of a contiguous group. */
2334     n_bals = port->n_ifaces;
2335     for (b = bals; b < &bals[n_bals]; b++) {
2336         b->iface = port->ifaces[b - bals];
2337         b->tx_bytes = 0;
2338         b->hashes = NULL;
2339         b->n_hashes = 0;
2340     }
2341     for (i = 0; i <= BOND_MASK; i++) {
2342         hashes[i] = &port->bond_hash[i];
2343     }
2344     qsort(hashes, BOND_MASK + 1, sizeof *hashes, compare_bond_entries);
2345     for (i = 0; i <= BOND_MASK; i++) {
2346         e = hashes[i];
2347         if (e->iface_idx >= 0 && e->iface_idx < port->n_ifaces) {
2348             b = &bals[e->iface_idx];
2349             b->tx_bytes += e->tx_bytes;
2350             if (!b->hashes) {
2351                 b->hashes = &hashes[i];
2352             }
2353             b->n_hashes++;
2354         }
2355     }
2356     qsort(bals, n_bals, sizeof *bals, compare_slave_balance);
2357     log_bals(bals, n_bals, port);
2358
2359     /* Discard slaves that aren't enabled (which were sorted to the back of the
2360      * array earlier). */
2361     while (!bals[n_bals - 1].iface->enabled) {
2362         n_bals--;
2363         if (!n_bals) {
2364             return;
2365         }
2366     }
2367
2368     /* Shift load from the most-loaded slaves to the least-loaded slaves. */
2369     to = &bals[n_bals - 1];
2370     for (from = bals; from < to; ) {
2371         uint64_t overload = from->tx_bytes - to->tx_bytes;
2372         if (overload < to->tx_bytes >> 5 || overload < 100000) {
2373             /* The extra load on 'from' (and all less-loaded slaves), compared
2374              * to that of 'to' (the least-loaded slave), is less than ~3%, or
2375              * it is less than ~1Mbps.  No point in rebalancing. */
2376             break;
2377         } else if (from->n_hashes == 1) {
2378             /* 'from' only carries a single MAC hash, so we can't shift any
2379              * load away from it, even though we want to. */
2380             from++;
2381         } else {
2382             /* 'from' is carrying significantly more load than 'to', and that
2383              * load is split across at least two different hashes.  Pick a hash
2384              * to migrate to 'to' (the least-loaded slave), given that doing so
2385              * must decrease the ratio of the load on the two slaves by at
2386              * least 0.1.
2387              *
2388              * The sort order we use means that we prefer to shift away the
2389              * smallest hashes instead of the biggest ones.  There is little
2390              * reason behind this decision; we could use the opposite sort
2391              * order to shift away big hashes ahead of small ones. */
2392             size_t i;
2393             bool order_swapped;
2394
2395             for (i = 0; i < from->n_hashes; i++) {
2396                 double old_ratio, new_ratio;
2397                 uint64_t delta = from->hashes[i]->tx_bytes;
2398
2399                 if (delta == 0 || from->tx_bytes - delta == 0) {
2400                     /* Pointless move. */
2401                     continue;
2402                 }
2403
2404                 order_swapped = from->tx_bytes - delta < to->tx_bytes + delta;
2405
2406                 if (to->tx_bytes == 0) {
2407                     /* Nothing on the new slave, move it. */
2408                     break;
2409                 }
2410
2411                 old_ratio = (double)from->tx_bytes / to->tx_bytes;
2412                 new_ratio = (double)(from->tx_bytes - delta) /
2413                             (to->tx_bytes + delta);
2414
2415                 if (new_ratio == 0) {
2416                     /* Should already be covered but check to prevent division
2417                      * by zero. */
2418                     continue;
2419                 }
2420
2421                 if (new_ratio < 1) {
2422                     new_ratio = 1 / new_ratio;
2423                 }
2424
2425                 if (old_ratio - new_ratio > 0.1) {
2426                     /* Would decrease the ratio, move it. */
2427                     break;
2428                 }
2429             }
2430             if (i < from->n_hashes) {
2431                 bond_shift_load(from, to, i);
2432                 port->bond_compat_is_stale = true;
2433
2434                 /* If the result of the migration changed the relative order of
2435                  * 'from' and 'to' swap them back to maintain invariants. */
2436                 if (order_swapped) {
2437                     swap_bals(from, to);
2438                 }
2439
2440                 /* Re-sort 'bals'.  Note that this may make 'from' and 'to'
2441                  * point to different slave_balance structures.  It is only
2442                  * valid to do these two operations in a row at all because we
2443                  * know that 'from' will not move past 'to' and vice versa. */
2444                 resort_bals(from, bals, n_bals);
2445                 resort_bals(to, bals, n_bals);
2446             } else {
2447                 from++;
2448             }
2449         }
2450     }
2451
2452     /* Implement exponentially weighted moving average.  A weight of 1/2 causes
2453      * historical data to decay to <1% in 7 rebalancing runs.  */
2454     for (e = &port->bond_hash[0]; e <= &port->bond_hash[BOND_MASK]; e++) {
2455         e->tx_bytes /= 2;
2456     }
2457 }
2458
2459 static void
2460 bond_send_learning_packets(struct port *port)
2461 {
2462     struct bridge *br = port->bridge;
2463     struct mac_entry *e;
2464     struct ofpbuf packet;
2465     int error, n_packets, n_errors;
2466
2467     if (!port->n_ifaces || port->active_iface < 0 || !br->ml) {
2468         return;
2469     }
2470
2471     ofpbuf_init(&packet, 128);
2472     error = n_packets = n_errors = 0;
2473     LIST_FOR_EACH (e, struct mac_entry, lru_node, &br->ml->lrus) {
2474         union ofp_action actions[2], *a;
2475         uint16_t dp_ifidx;
2476         tag_type tags = 0;
2477         flow_t flow;
2478         int retval;
2479
2480         if (e->port == port->port_idx
2481             || !choose_output_iface(port, e->mac, &dp_ifidx, &tags)) {
2482             continue;
2483         }
2484
2485         /* Compose actions. */
2486         memset(actions, 0, sizeof actions);
2487         a = actions;
2488         if (e->vlan) {
2489             a->vlan_vid.type = htons(OFPAT_SET_VLAN_VID);
2490             a->vlan_vid.len = htons(sizeof *a);
2491             a->vlan_vid.vlan_vid = htons(e->vlan);
2492             a++;
2493         }
2494         a->output.type = htons(OFPAT_OUTPUT);
2495         a->output.len = htons(sizeof *a);
2496         a->output.port = htons(odp_port_to_ofp_port(dp_ifidx));
2497         a++;
2498
2499         /* Send packet. */
2500         n_packets++;
2501         compose_benign_packet(&packet, "Open vSwitch Bond Failover", 0xf177,
2502                               e->mac);
2503         flow_extract(&packet, ODPP_NONE, &flow);
2504         retval = ofproto_send_packet(br->ofproto, &flow, actions, a - actions,
2505                                      &packet);
2506         if (retval) {
2507             error = retval;
2508             n_errors++;
2509         }
2510     }
2511     ofpbuf_uninit(&packet);
2512
2513     if (n_errors) {
2514         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
2515         VLOG_WARN_RL(&rl, "bond %s: %d errors sending %d gratuitous learning "
2516                      "packets, last error was: %s",
2517                      port->name, n_errors, n_packets, strerror(error));
2518     } else {
2519         VLOG_DBG("bond %s: sent %d gratuitous learning packets",
2520                  port->name, n_packets);
2521     }
2522 }
2523 \f
2524 /* Bonding unixctl user interface functions. */
2525
2526 static void
2527 bond_unixctl_list(struct unixctl_conn *conn,
2528                   const char *args UNUSED, void *aux UNUSED)
2529 {
2530     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
2531     const struct bridge *br;
2532
2533     ds_put_cstr(&ds, "bridge\tbond\tslaves\n");
2534
2535     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
2536         size_t i;
2537
2538         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
2539             const struct port *port = br->ports[i];
2540             if (port->n_ifaces > 1) {
2541                 size_t j;
2542
2543                 ds_put_format(&ds, "%s\t%s\t", br->name, port->name);
2544                 for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
2545                     const struct iface *iface = port->ifaces[j];
2546                     if (j) {
2547                         ds_put_cstr(&ds, ", ");
2548                     }
2549                     ds_put_cstr(&ds, iface->name);
2550                 }
2551                 ds_put_char(&ds, '\n');
2552             }
2553         }
2554     }
2555     unixctl_command_reply(conn, 200, ds_cstr(&ds));
2556     ds_destroy(&ds);
2557 }
2558
2559 static struct port *
2560 bond_find(const char *name)
2561 {
2562     const struct bridge *br;
2563
2564     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
2565         size_t i;
2566
2567         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
2568             struct port *port = br->ports[i];
2569             if (!strcmp(port->name, name) && port->n_ifaces > 1) {
2570                 return port;
2571             }
2572         }
2573     }
2574     return NULL;
2575 }
2576
2577 static void
2578 bond_unixctl_show(struct unixctl_conn *conn,
2579                   const char *args, void *aux UNUSED)
2580 {
2581     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
2582     const struct port *port;
2583     size_t j;
2584
2585     port = bond_find(args);
2586     if (!port) {
2587         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
2588         return;
2589     }
2590
2591     ds_put_format(&ds, "updelay: %d ms\n", port->updelay);
2592     ds_put_format(&ds, "downdelay: %d ms\n", port->downdelay);
2593     ds_put_format(&ds, "next rebalance: %lld ms\n",
2594                   port->bridge->bond_next_rebalance - time_msec());
2595     for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
2596         const struct iface *iface = port->ifaces[j];
2597         struct bond_entry *be;
2598
2599         /* Basic info. */
2600         ds_put_format(&ds, "slave %s: %s\n",
2601                       iface->name, iface->enabled ? "enabled" : "disabled");
2602         if (j == port->active_iface) {
2603             ds_put_cstr(&ds, "\tactive slave\n");
2604         }
2605         if (iface->delay_expires != LLONG_MAX) {
2606             ds_put_format(&ds, "\t%s expires in %lld ms\n",
2607                           iface->enabled ? "downdelay" : "updelay",
2608                           iface->delay_expires - time_msec());
2609         }
2610
2611         /* Hashes. */
2612         for (be = port->bond_hash; be <= &port->bond_hash[BOND_MASK]; be++) {
2613             int hash = be - port->bond_hash;
2614             struct mac_entry *me;
2615
2616             if (be->iface_idx != j) {
2617                 continue;
2618             }
2619
2620             ds_put_format(&ds, "\thash %d: %lld kB load\n",
2621                           hash, be->tx_bytes / 1024);
2622
2623             /* MACs. */
2624             if (!port->bridge->ml) {
2625                 break;
2626             }
2627
2628             LIST_FOR_EACH (me, struct mac_entry, lru_node,
2629                            &port->bridge->ml->lrus) {
2630                 uint16_t dp_ifidx;
2631                 tag_type tags = 0;
2632                 if (bond_hash(me->mac) == hash
2633                     && me->port != port->port_idx
2634                     && choose_output_iface(port, me->mac, &dp_ifidx, &tags)
2635                     && dp_ifidx == iface->dp_ifidx)
2636                 {
2637                     ds_put_format(&ds, "\t\t"ETH_ADDR_FMT"\n",
2638                                   ETH_ADDR_ARGS(me->mac));
2639                 }
2640             }
2641         }
2642     }
2643     unixctl_command_reply(conn, 200, ds_cstr(&ds));
2644     ds_destroy(&ds);
2645 }
2646
2647 static void
2648 bond_unixctl_migrate(struct unixctl_conn *conn, const char *args_,
2649                      void *aux UNUSED)
2650 {
2651     char *args = (char *) args_;
2652     char *save_ptr = NULL;
2653     char *bond_s, *hash_s, *slave_s;
2654     uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN];
2655     struct port *port;
2656     struct iface *iface;
2657     struct bond_entry *entry;
2658     int hash;
2659
2660     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
2661     hash_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
2662     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
2663     if (!slave_s) {
2664         unixctl_command_reply(conn, 501,
2665                               "usage: bond/migrate BOND HASH SLAVE");
2666         return;
2667     }
2668
2669     port = bond_find(bond_s);
2670     if (!port) {
2671         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
2672         return;
2673     }
2674
2675     if (sscanf(hash_s, ETH_ADDR_SCAN_FMT, ETH_ADDR_SCAN_ARGS(mac))
2676         == ETH_ADDR_SCAN_COUNT) {
2677         hash = bond_hash(mac);
2678     } else if (strspn(hash_s, "0123456789") == strlen(hash_s)) {
2679         hash = atoi(hash_s) & BOND_MASK;
2680     } else {
2681         unixctl_command_reply(conn, 501, "bad hash");
2682         return;
2683     }
2684
2685     iface = port_lookup_iface(port, slave_s);
2686     if (!iface) {
2687         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
2688         return;
2689     }
2690
2691     if (!iface->enabled) {
2692         unixctl_command_reply(conn, 501, "cannot migrate to disabled slave");
2693         return;
2694     }
2695
2696     entry = &port->bond_hash[hash];
2697     ofproto_revalidate(port->bridge->ofproto, entry->iface_tag);
2698     entry->iface_idx = iface->port_ifidx;
2699     entry->iface_tag = tag_create_random();
2700     port->bond_compat_is_stale = true;
2701     unixctl_command_reply(conn, 200, "migrated");
2702 }
2703
2704 static void
2705 bond_unixctl_set_active_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args_,
2706                               void *aux UNUSED)
2707 {
2708     char *args = (char *) args_;
2709     char *save_ptr = NULL;
2710     char *bond_s, *slave_s;
2711     struct port *port;
2712     struct iface *iface;
2713
2714     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
2715     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
2716     if (!slave_s) {
2717         unixctl_command_reply(conn, 501,
2718                               "usage: bond/set-active-slave BOND SLAVE");
2719         return;
2720     }
2721
2722     port = bond_find(bond_s);
2723     if (!port) {
2724         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
2725         return;
2726     }
2727
2728     iface = port_lookup_iface(port, slave_s);
2729     if (!iface) {
2730         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
2731         return;
2732     }
2733
2734     if (!iface->enabled) {
2735         unixctl_command_reply(conn, 501, "cannot make disabled slave active");
2736         return;
2737     }
2738
2739     if (port->active_iface != iface->port_ifidx) {
2740         ofproto_revalidate(port->bridge->ofproto, port->active_iface_tag);
2741         port->active_iface = iface->port_ifidx;
2742         port->active_iface_tag = tag_create_random();
2743         VLOG_INFO("port %s: active interface is now %s",
2744                   port->name, iface->name);
2745         bond_send_learning_packets(port);
2746         unixctl_command_reply(conn, 200, "done");
2747     } else {
2748         unixctl_command_reply(conn, 200, "no change");
2749     }
2750 }
2751
2752 static void
2753 enable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args_, bool enable)
2754 {
2755     char *args = (char *) args_;
2756     char *save_ptr = NULL;
2757     char *bond_s, *slave_s;
2758     struct port *port;
2759     struct iface *iface;
2760
2761     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
2762     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
2763     if (!slave_s) {
2764         unixctl_command_reply(conn, 501,
2765                               "usage: bond/enable/disable-slave BOND SLAVE");
2766         return;
2767     }
2768
2769     port = bond_find(bond_s);
2770     if (!port) {
2771         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
2772         return;
2773     }
2774
2775     iface = port_lookup_iface(port, slave_s);
2776     if (!iface) {
2777         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
2778         return;
2779     }
2780
2781     bond_enable_slave(iface, enable);
2782     unixctl_command_reply(conn, 501, enable ? "enabled" : "disabled");
2783 }
2784
2785 static void
2786 bond_unixctl_enable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args,
2787                           void *aux UNUSED)
2788 {
2789     enable_slave(conn, args, true);
2790 }
2791
2792 static void
2793 bond_unixctl_disable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args,
2794                            void *aux UNUSED)
2795 {
2796     enable_slave(conn, args, false);
2797 }
2798
2799 static void
2800 bond_unixctl_hash(struct unixctl_conn *conn, const char *args,
2801                   void *aux UNUSED)
2802 {
2803         uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN];
2804         uint8_t hash;
2805         char *hash_cstr;
2806
2807         if (sscanf(args, ETH_ADDR_SCAN_FMT, ETH_ADDR_SCAN_ARGS(mac))
2808             == ETH_ADDR_SCAN_COUNT) {
2809                 hash = bond_hash(mac);
2810
2811                 hash_cstr = xasprintf("%u", hash);
2812                 unixctl_command_reply(conn, 200, hash_cstr);
2813                 free(hash_cstr);
2814         } else {
2815                 unixctl_command_reply(conn, 501, "invalid mac");
2816         }
2817 }
2818
2819 static void
2820 bond_init(void)
2821 {
2822     unixctl_command_register("bond/list", bond_unixctl_list, NULL);
2823     unixctl_command_register("bond/show", bond_unixctl_show, NULL);
2824     unixctl_command_register("bond/migrate", bond_unixctl_migrate, NULL);
2825     unixctl_command_register("bond/set-active-slave",
2826                              bond_unixctl_set_active_slave, NULL);
2827     unixctl_command_register("bond/enable-slave", bond_unixctl_enable_slave,
2828                              NULL);
2829     unixctl_command_register("bond/disable-slave", bond_unixctl_disable_slave,
2830                              NULL);
2831     unixctl_command_register("bond/hash", bond_unixctl_hash, NULL);
2832 }
2833 \f
2834 /* Port functions. */
2835
2836 static void
2837 port_create(struct bridge *br, const char *name)
2838 {
2839     struct port *port;
2840
2841     port = xzalloc(sizeof *port);
2842     port->bridge = br;
2843     port->port_idx = br->n_ports;
2844     port->vlan = -1;
2845     port->trunks = NULL;
2846     port->name = xstrdup(name);
2847     port->active_iface = -1;
2848     port->stp_state = STP_DISABLED;
2849     port->stp_state_tag = 0;
2850
2851     if (br->n_ports >= br->allocated_ports) {
2852         br->ports = x2nrealloc(br->ports, &br->allocated_ports,
2853                                sizeof *br->ports);
2854     }
2855     br->ports[br->n_ports++] = port;
2856
2857     VLOG_INFO("created port %s on bridge %s", port->name, br->name);
2858     bridge_flush(br);
2859 }
2860
2861 static void
2862 port_reconfigure(struct port *port)
2863 {
2864     bool bonded = cfg_has_section("bonding.%s", port->name);
2865     struct svec old_ifaces, new_ifaces;
2866     unsigned long *trunks;
2867     int vlan;
2868     size_t i;
2869
2870     /* Collect old and new interfaces. */
2871     svec_init(&old_ifaces);
2872     svec_init(&new_ifaces);
2873     for (i = 0; i < port->n_ifaces; i++) {
2874         svec_add(&old_ifaces, port->ifaces[i]->name);
2875     }
2876     svec_sort(&old_ifaces);
2877     if (bonded) {
2878         cfg_get_all_keys(&new_ifaces, "bonding.%s.slave", port->name);
2879         if (!new_ifaces.n) {
2880             VLOG_ERR("port %s: no interfaces specified for bonded port",
2881                      port->name);
2882         } else if (new_ifaces.n == 1) {
2883             VLOG_WARN("port %s: only 1 interface specified for bonded port",
2884                       port->name);
2885         }
2886
2887         port->updelay = cfg_get_int(0, "bonding.%s.updelay", port->name);
2888         if (port->updelay < 0) {
2889             port->updelay = 0;
2890         }
2891         port->downdelay = cfg_get_int(0, "bonding.%s.downdelay", port->name);
2892         if (port->downdelay < 0) {
2893             port->downdelay = 0;
2894         }
2895     } else {
2896         svec_init(&new_ifaces);
2897         svec_add(&new_ifaces, port->name);
2898     }
2899
2900     /* Get rid of deleted interfaces and add new interfaces. */
2901     for (i = 0; i < port->n_ifaces; i++) {
2902         struct iface *iface = port->ifaces[i];
2903         if (!svec_contains(&new_ifaces, iface->name)) {
2904             iface_destroy(iface);
2905         } else {
2906             i++;
2907         }
2908     }
2909     for (i = 0; i < new_ifaces.n; i++) {
2910         const char *name = new_ifaces.names[i];
2911         if (!svec_contains(&old_ifaces, name)) {
2912             iface_create(port, name);
2913         }
2914     }
2915
2916     /* Get VLAN tag. */
2917     vlan = -1;
2918     if (cfg_has("vlan.%s.tag", port->name)) {
2919         if (!bonded) {
2920             vlan = cfg_get_vlan(0, "vlan.%s.tag", port->name);
2921             if (vlan >= 0 && vlan <= 4095) {
2922                 VLOG_DBG("port %s: assigning VLAN tag %d", port->name, vlan);
2923             }
2924         } else {
2925             /* It's possible that bonded, VLAN-tagged ports make sense.  Maybe
2926              * they even work as-is.  But they have not been tested. */
2927             VLOG_WARN("port %s: VLAN tags not supported on bonded ports",
2928                       port->name);
2929         }
2930     }
2931     if (port->vlan != vlan) {
2932         port->vlan = vlan;
2933         bridge_flush(port->bridge);
2934     }
2935
2936     /* Get trunked VLANs. */
2937     trunks = NULL;
2938     if (vlan < 0) {
2939         size_t n_trunks, n_errors;
2940         size_t i;
2941
2942         trunks = bitmap_allocate(4096);
2943         n_trunks = cfg_count("vlan.%s.trunks", port->name);
2944         n_errors = 0;
2945         for (i = 0; i < n_trunks; i++) {
2946             int trunk = cfg_get_vlan(i, "vlan.%s.trunks", port->name);
2947             if (trunk >= 0) {
2948                 bitmap_set1(trunks, trunk);
2949             } else {
2950                 n_errors++;
2951             }
2952         }
2953         if (n_errors) {
2954             VLOG_ERR("port %s: invalid values for %zu trunk VLANs",
2955                      port->name, n_trunks);
2956         }
2957         if (n_errors == n_trunks) {
2958             if (n_errors) {
2959                 VLOG_ERR("port %s: no valid trunks, trunking all VLANs",
2960                          port->name);
2961             }
2962             bitmap_set_multiple(trunks, 0, 4096, 1);
2963         }
2964     } else {
2965         if (cfg_has("vlan.%s.trunks", port->name)) {
2966             VLOG_ERR("ignoring vlan.%s.trunks in favor of vlan.%s.vlan",
2967                      port->name, port->name);
2968         }
2969     }
2970     if (trunks == NULL
2971         ? port->trunks != NULL
2972         : port->trunks == NULL || !bitmap_equal(trunks, port->trunks, 4096)) {
2973         bridge_flush(port->bridge);
2974     }
2975     bitmap_free(port->trunks);
2976     port->trunks = trunks;
2977
2978     svec_destroy(&old_ifaces);
2979     svec_destroy(&new_ifaces);
2980 }
2981
2982 static void
2983 port_destroy(struct port *port)
2984 {
2985     if (port) {
2986         struct bridge *br = port->bridge;
2987         struct port *del;
2988         size_t i;
2989
2990         proc_net_compat_update_vlan(port->name, NULL, 0);
2991         proc_net_compat_update_bond(port->name, NULL);
2992
2993         for (i = 0; i < MAX_MIRRORS; i++) {
2994             struct mirror *m = br->mirrors[i];
2995             if (m && m->out_port == port) {
2996                 mirror_destroy(m);
2997             }
2998         }
2999
3000         while (port->n_ifaces > 0) {
3001             iface_destroy(port->ifaces[port->n_ifaces - 1]);
3002         }
3003
3004         del = br->ports[port->port_idx] = br->ports[--br->n_ports];
3005         del->port_idx = port->port_idx;
3006
3007         free(port->ifaces);
3008         bitmap_free(port->trunks);
3009         free(port->name);
3010         free(port);
3011         bridge_flush(br);
3012     }
3013 }
3014
3015 static struct port *
3016 port_from_dp_ifidx(const struct bridge *br, uint16_t dp_ifidx)
3017 {
3018     struct iface *iface = iface_from_dp_ifidx(br, dp_ifidx);
3019     return iface ? iface->port : NULL;
3020 }
3021
3022 static struct port *
3023 port_lookup(const struct bridge *br, const char *name)
3024 {
3025     size_t i;
3026
3027     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
3028         struct port *port = br->ports[i];
3029         if (!strcmp(port->name, name)) {
3030             return port;
3031         }
3032     }
3033     return NULL;
3034 }
3035
3036 static struct iface *
3037 port_lookup_iface(const struct port *port, const char *name)
3038 {
3039     size_t j;
3040
3041     for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
3042         struct iface *iface = port->ifaces[j];
3043         if (!strcmp(iface->name, name)) {
3044             return iface;
3045         }
3046     }
3047     return NULL;
3048 }
3049
3050 static void
3051 port_update_bonding(struct port *port)
3052 {
3053     if (port->n_ifaces < 2) {
3054         /* Not a bonded port. */
3055         if (port->bond_hash) {
3056             free(port->bond_hash);
3057             port->bond_hash = NULL;
3058             port->bond_compat_is_stale = true;
3059         }
3060     } else {
3061         if (!port->bond_hash) {
3062             size_t i;
3063
3064             port->bond_hash = xcalloc(BOND_MASK + 1, sizeof *port->bond_hash);
3065             for (i = 0; i <= BOND_MASK; i++) {
3066                 struct bond_entry *e = &port->bond_hash[i];
3067                 e->iface_idx = -1;
3068                 e->tx_bytes = 0;
3069             }
3070             port->no_ifaces_tag = tag_create_random();
3071             bond_choose_active_iface(port);
3072         }
3073         port->bond_compat_is_stale = true;
3074     }
3075 }
3076
3077 static void
3078 port_update_bond_compat(struct port *port)
3079 {
3080     struct compat_bond_hash compat_hashes[BOND_MASK + 1];
3081     struct compat_bond bond;
3082     size_t i;
3083
3084     if (port->n_ifaces < 2) {
3085         proc_net_compat_update_bond(port->name, NULL);
3086         return;
3087     }
3088
3089     bond.up = false;
3090     bond.updelay = port->updelay;
3091     bond.downdelay = port->downdelay;
3092
3093     bond.n_hashes = 0;
3094     bond.hashes = compat_hashes;
3095     if (port->bond_hash) {
3096         const struct bond_entry *e;
3097         for (e = port->bond_hash; e <= &port->bond_hash[BOND_MASK]; e++) {
3098             if (e->iface_idx >= 0 && e->iface_idx < port->n_ifaces) {
3099                 struct compat_bond_hash *cbh = &bond.hashes[bond.n_hashes++];
3100                 cbh->hash = e - port->bond_hash;
3101                 cbh->netdev_name = port->ifaces[e->iface_idx]->name;
3102             }
3103         }
3104     }
3105
3106     bond.n_slaves = port->n_ifaces;
3107     bond.slaves = xmalloc(port->n_ifaces * sizeof *bond.slaves);
3108     for (i = 0; i < port->n_ifaces; i++) {
3109         struct iface *iface = port->ifaces[i];
3110         struct compat_bond_slave *slave = &bond.slaves[i];
3111         slave->name = iface->name;
3112
3113         /* We need to make the same determination as the Linux bonding
3114          * code to determine whether a slave should be consider "up".
3115          * The Linux function bond_miimon_inspect() supports four 
3116          * BOND_LINK_* states:
3117          *      
3118          *    - BOND_LINK_UP: carrier detected, updelay has passed.
3119          *    - BOND_LINK_FAIL: carrier lost, downdelay in progress.
3120          *    - BOND_LINK_DOWN: carrier lost, downdelay has passed.
3121          *    - BOND_LINK_BACK: carrier detected, updelay in progress.
3122          *
3123          * The function bond_info_show_slave() only considers BOND_LINK_UP 
3124          * to be "up" and anything else to be "down".
3125          */
3126         slave->up = iface->enabled && iface->delay_expires == LLONG_MAX;
3127         if (slave->up) {
3128             bond.up = true;
3129         }
3130         netdev_get_etheraddr(iface->netdev, slave->mac);
3131     }
3132
3133     if (cfg_get_bool(0, "bonding.%s.fake-iface", port->name)) {
3134         struct netdev *bond_netdev;
3135
3136         if (!netdev_open(port->name, NETDEV_ETH_TYPE_NONE, &bond_netdev)) {
3137             if (bond.up) {
3138                 netdev_turn_flags_on(bond_netdev, NETDEV_UP, true);
3139             } else {
3140                 netdev_turn_flags_off(bond_netdev, NETDEV_UP, true);
3141             }
3142             netdev_close(bond_netdev);
3143         }
3144     }
3145
3146     proc_net_compat_update_bond(port->name, &bond);
3147     free(bond.slaves);
3148 }
3149
3150 static void
3151 port_update_vlan_compat(struct port *port)
3152 {
3153     struct bridge *br = port->bridge;
3154     char *vlandev_name = NULL;
3155
3156     if (port->vlan > 0) {
3157         /* Figure out the name that the VLAN device should actually have, if it
3158          * existed.  This takes some work because the VLAN device would not
3159          * have port->name in its name; rather, it would have the trunk port's
3160          * name, and 'port' would be attached to a bridge that also had the
3161          * VLAN device one of its ports.  So we need to find a trunk port that
3162          * includes port->vlan.
3163          *
3164          * There might be more than one candidate.  This doesn't happen on
3165          * XenServer, so if it happens we just pick the first choice in
3166          * alphabetical order instead of creating multiple VLAN devices. */
3167         size_t i;
3168         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
3169             struct port *p = br->ports[i];
3170             if (port_trunks_vlan(p, port->vlan)
3171                 && p->n_ifaces
3172                 && (!vlandev_name || strcmp(p->name, vlandev_name) <= 0))
3173             {
3174                 uint8_t ea[ETH_ADDR_LEN];
3175                 netdev_get_etheraddr(p->ifaces[0]->netdev, ea);
3176                 if (!eth_addr_is_multicast(ea) &&
3177                     !eth_addr_is_reserved(ea) &&
3178                     !eth_addr_is_zero(ea)) {
3179                     vlandev_name = p->name;
3180                 }
3181             }
3182         }
3183     }
3184     proc_net_compat_update_vlan(port->name, vlandev_name, port->vlan);
3185 }
3186 \f
3187 /* Interface functions. */
3188
3189 static void
3190 iface_create(struct port *port, const char *name)
3191 {
3192     struct iface *iface;
3193
3194     iface = xzalloc(sizeof *iface);
3195     iface->port = port;
3196     iface->port_ifidx = port->n_ifaces;
3197     iface->name = xstrdup(name);
3198     iface->dp_ifidx = -1;
3199     iface->tag = tag_create_random();
3200     iface->delay_expires = LLONG_MAX;
3201     iface->netdev = NULL;
3202
3203     if (port->n_ifaces >= port->allocated_ifaces) {
3204         port->ifaces = x2nrealloc(port->ifaces, &port->allocated_ifaces,
3205                                   sizeof *port->ifaces);
3206     }
3207     port->ifaces[port->n_ifaces++] = iface;
3208     if (port->n_ifaces > 1) {
3209         port->bridge->has_bonded_ports = true;
3210     }
3211
3212     VLOG_DBG("attached network device %s to port %s", iface->name, port->name);
3213
3214     bridge_flush(port->bridge);
3215 }
3216
3217 static void
3218 iface_destroy(struct iface *iface)
3219 {
3220     if (iface) {
3221         struct port *port = iface->port;
3222         struct bridge *br = port->bridge;
3223         bool del_active = port->active_iface == iface->port_ifidx;
3224         struct iface *del;
3225
3226         if (iface->dp_ifidx >= 0) {
3227             port_array_set(&br->ifaces, iface->dp_ifidx, NULL);
3228         }
3229
3230         del = port->ifaces[iface->port_ifidx] = port->ifaces[--port->n_ifaces];
3231         del->port_ifidx = iface->port_ifidx;
3232
3233         netdev_close(iface->netdev);
3234         free(iface->name);
3235         free(iface);
3236
3237         if (del_active) {
3238             ofproto_revalidate(port->bridge->ofproto, port->active_iface_tag);
3239             bond_choose_active_iface(port);
3240             bond_send_learning_packets(port);
3241         }
3242
3243         bridge_flush(port->bridge);
3244     }
3245 }
3246
3247 static struct iface *
3248 iface_lookup(const struct bridge *br, const char *name)
3249 {
3250     size_t i, j;
3251
3252     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
3253         struct port *port = br->ports[i];
3254         for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
3255             struct iface *iface = port->ifaces[j];
3256             if (!strcmp(iface->name, name)) {
3257                 return iface;
3258             }
3259         }
3260     }
3261     return NULL;
3262 }
3263
3264 static struct iface *
3265 iface_from_dp_ifidx(const struct bridge *br, uint16_t dp_ifidx)
3266 {
3267     return port_array_get(&br->ifaces, dp_ifidx);
3268 }
3269
3270 /* Returns true if 'iface' is the name of an "internal" interface on bridge
3271  * 'br', that is, an interface that is entirely simulated within the datapath.
3272  * The local port (ODPP_LOCAL) is always an internal interface.  Other local
3273  * interfaces are created by setting "iface.<iface>.internal = true".
3274  *
3275  * In addition, we have a kluge-y feature that creates an internal port with
3276  * the name of a bonded port if "bonding.<bondname>.fake-iface = true" is set.
3277  * This feature needs to go away in the long term.  Until then, this is one
3278  * reason why this function takes a name instead of a struct iface: the fake
3279  * interfaces created this way do not have a struct iface. */
3280 static bool
3281 iface_is_internal(const struct bridge *br, const char *iface)
3282 {
3283     if (!strcmp(iface, br->name)
3284         || cfg_get_bool(0, "iface.%s.internal", iface)) {
3285         return true;
3286     }
3287
3288     if (cfg_get_bool(0, "bonding.%s.fake-iface", iface)) {
3289         struct port *port = port_lookup(br, iface);
3290         if (port && port->n_ifaces > 1) {
3291             return true;
3292         }
3293     }
3294
3295     return false;
3296 }
3297
3298 /* Set Ethernet address of 'iface', if one is specified in the configuration
3299  * file. */
3300 static void
3301 iface_set_mac(struct iface *iface)
3302 {
3303     uint64_t mac = cfg_get_mac(0, "iface.%s.mac", iface->name);
3304     if (mac) {
3305         static uint8_t ea[ETH_ADDR_LEN];
3306
3307         eth_addr_from_uint64(mac, ea);
3308         if (eth_addr_is_multicast(ea)) {
3309             VLOG_ERR("interface %s: cannot set MAC to multicast address",
3310                      iface->name);
3311         } else if (iface->dp_ifidx == ODPP_LOCAL) {
3312             VLOG_ERR("ignoring iface.%s.mac; use bridge.%s.mac instead",
3313                      iface->name, iface->name);
3314         } else {
3315             int error = netdev_set_etheraddr(iface->netdev, ea);
3316             if (error) {
3317                 VLOG_ERR("interface %s: setting MAC failed (%s)",
3318                          iface->name, strerror(error));
3319             }
3320         }
3321     }
3322 }
3323 \f
3324 /* Port mirroring. */
3325
3326 static void
3327 mirror_reconfigure(struct bridge *br)
3328 {
3329     struct svec old_mirrors, new_mirrors;
3330     size_t i;
3331
3332     /* Collect old and new mirrors. */
3333     svec_init(&old_mirrors);
3334     svec_init(&new_mirrors);
3335     cfg_get_subsections(&new_mirrors, "mirror.%s", br->name);
3336     for (i = 0; i < MAX_MIRRORS; i++) {
3337         if (br->mirrors[i]) {
3338             svec_add(&old_mirrors, br->mirrors[i]->name);
3339         }
3340     }
3341
3342     /* Get rid of deleted mirrors and add new mirrors. */
3343     svec_sort(&old_mirrors);
3344     assert(svec_is_unique(&old_mirrors));
3345     svec_sort(&new_mirrors);
3346     assert(svec_is_unique(&new_mirrors));
3347     for (i = 0; i < MAX_MIRRORS; i++) {
3348         struct mirror *m = br->mirrors[i];
3349         if (m && !svec_contains(&new_mirrors, m->name)) {
3350             mirror_destroy(m);
3351         }
3352     }
3353     for (i = 0; i < new_mirrors.n; i++) {
3354         const char *name = new_mirrors.names[i];
3355         if (!svec_contains(&old_mirrors, name)) {
3356             mirror_create(br, name);
3357         }
3358     }
3359     svec_destroy(&old_mirrors);
3360     svec_destroy(&new_mirrors);
3361
3362     /* Reconfigure all mirrors. */
3363     for (i = 0; i < MAX_MIRRORS; i++) {
3364         if (br->mirrors[i]) {
3365             mirror_reconfigure_one(br->mirrors[i]);
3366         }
3367     }
3368
3369     /* Update port reserved status. */
3370     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
3371         br->ports[i]->is_mirror_output_port = false;
3372     }
3373     for (i = 0; i < MAX_MIRRORS; i++) {
3374         struct mirror *m = br->mirrors[i];
3375         if (m && m->out_port) {
3376             m->out_port->is_mirror_output_port = true;
3377         }
3378     }
3379 }
3380
3381 static void
3382 mirror_create(struct bridge *br, const char *name)
3383 {
3384     struct mirror *m;
3385     size_t i;
3386
3387     for (i = 0; ; i++) {
3388         if (i >= MAX_MIRRORS) {
3389             VLOG_WARN("bridge %s: maximum of %d port mirrors reached, "
3390                       "cannot create %s", br->name, MAX_MIRRORS, name);
3391             return;
3392         }
3393         if (!br->mirrors[i]) {
3394             break;
3395         }
3396     }
3397
3398     VLOG_INFO("created port mirror %s on bridge %s", name, br->name);
3399     bridge_flush(br);
3400
3401     br->mirrors[i] = m = xzalloc(sizeof *m);
3402     m->bridge = br;
3403     m->idx = i;
3404     m->name = xstrdup(name);
3405     svec_init(&m->src_ports);
3406     svec_init(&m->dst_ports);
3407     m->vlans = NULL;
3408     m->n_vlans = 0;
3409     m->out_vlan = -1;
3410     m->out_port = NULL;
3411 }
3412
3413 static void
3414 mirror_destroy(struct mirror *m)
3415 {
3416     if (m) {
3417         struct bridge *br = m->bridge;
3418         size_t i;
3419
3420         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
3421             br->ports[i]->src_mirrors &= ~(MIRROR_MASK_C(1) << m->idx);
3422             br->ports[i]->dst_mirrors &= ~(MIRROR_MASK_C(1) << m->idx);
3423         }
3424
3425         svec_destroy(&m->src_ports);
3426         svec_destroy(&m->dst_ports);
3427         free(m->vlans);
3428
3429         m->bridge->mirrors[m->idx] = NULL;
3430         free(m);
3431
3432         bridge_flush(br);
3433     }
3434 }
3435
3436 static void
3437 prune_ports(struct mirror *m, struct svec *ports)
3438 {
3439     struct svec tmp;
3440     size_t i;
3441
3442     svec_sort_unique(ports);
3443
3444     svec_init(&tmp);
3445     for (i = 0; i < ports->n; i++) {
3446         const char *name = ports->names[i];
3447         if (port_lookup(m->bridge, name)) {
3448             svec_add(&tmp, name);
3449         } else {
3450             VLOG_WARN("mirror.%s.%s: cannot match on nonexistent port %s",
3451                       m->bridge->name, m->name, name);
3452         }
3453     }
3454     svec_swap(ports, &tmp);
3455     svec_destroy(&tmp);
3456 }
3457
3458 static size_t
3459 prune_vlans(struct mirror *m, struct svec *vlan_strings, int **vlans)
3460 {
3461     size_t n_vlans, i;
3462
3463     /* This isn't perfect: it won't combine "0" and "00", and the textual sort
3464      * order won't give us numeric sort order.  But that's good enough for what
3465      * we need right now. */
3466     svec_sort_unique(vlan_strings);
3467
3468     *vlans = xmalloc(sizeof *vlans * vlan_strings->n);
3469     n_vlans = 0;
3470     for (i = 0; i < vlan_strings->n; i++) {
3471         const char *name = vlan_strings->names[i];
3472         int vlan;
3473         if (!str_to_int(name, 10, &vlan) || vlan < 0 || vlan > 4095) {
3474             VLOG_WARN("mirror.%s.%s.select.vlan: ignoring invalid VLAN %s",
3475                       m->bridge->name, m->name, name);
3476         } else {
3477             (*vlans)[n_vlans++] = vlan;
3478         }
3479     }
3480     return n_vlans;
3481 }
3482
3483 static bool
3484 vlan_is_mirrored(const struct mirror *m, int vlan)
3485 {
3486     size_t i;
3487
3488     for (i = 0; i < m->n_vlans; i++) {
3489         if (m->vlans[i] == vlan) {
3490             return true;
3491         }
3492     }
3493     return false;
3494 }
3495
3496 static bool
3497 port_trunks_any_mirrored_vlan(const struct mirror *m, const struct port *p)
3498 {
3499     size_t i;
3500
3501     for (i = 0; i < m->n_vlans; i++) {
3502         if (port_trunks_vlan(p, m->vlans[i])) {
3503             return true;
3504         }
3505     }
3506     return false;
3507 }
3508
3509 static void
3510 mirror_reconfigure_one(struct mirror *m)
3511 {
3512     char *pfx = xasprintf("mirror.%s.%s", m->bridge->name, m->name);
3513     struct svec src_ports, dst_ports, ports;
3514     struct svec vlan_strings;
3515     mirror_mask_t mirror_bit;
3516     const char *out_port_name;
3517     struct port *out_port;
3518     int out_vlan;
3519     size_t n_vlans;
3520     int *vlans;
3521     size_t i;
3522     bool mirror_all_ports;
3523     bool any_ports_specified;
3524
3525     /* Get output port. */
3526     out_port_name = cfg_get_key(0, "mirror.%s.%s.output.port",
3527                                 m->bridge->name, m->name);
3528     if (out_port_name) {
3529         out_port = port_lookup(m->bridge, out_port_name);
3530         if (!out_port) {
3531             VLOG_ERR("%s.output.port: bridge %s does not have a port "
3532                       "named %s", pfx, m->bridge->name, out_port_name);
3533             mirror_destroy(m);
3534             free(pfx);
3535             return;
3536         }
3537         out_vlan = -1;
3538
3539         if (cfg_has("%s.output.vlan", pfx)) {
3540             VLOG_ERR("%s.output.port and %s.output.vlan both specified; "
3541                      "ignoring %s.output.vlan", pfx, pfx, pfx);
3542         }
3543     } else if (cfg_has("%s.output.vlan", pfx)) {
3544         out_port = NULL;
3545         out_vlan = cfg_get_vlan(0, "%s.output.vlan", pfx);
3546     } else {
3547         VLOG_ERR("%s: neither %s.output.port nor %s.output.vlan specified, "
3548                  "but exactly one is required; disabling port mirror %s",
3549                  pfx, pfx, pfx, pfx);
3550         mirror_destroy(m);
3551         free(pfx);
3552         return;
3553     }
3554
3555     /* Get all the ports, and drop duplicates and ports that don't exist. */
3556     svec_init(&src_ports);
3557     svec_init(&dst_ports);
3558     svec_init(&ports);
3559     cfg_get_all_keys(&src_ports, "%s.select.src-port", pfx);
3560     cfg_get_all_keys(&dst_ports, "%s.select.dst-port", pfx);
3561     cfg_get_all_keys(&ports, "%s.select.port", pfx);
3562     any_ports_specified = src_ports.n || dst_ports.n || ports.n;
3563     svec_append(&src_ports, &ports);
3564     svec_append(&dst_ports, &ports);
3565     svec_destroy(&ports);
3566     prune_ports(m, &src_ports);
3567     prune_ports(m, &dst_ports);
3568     if (any_ports_specified && !src_ports.n && !dst_ports.n) {
3569         VLOG_ERR("%s: none of the specified ports exist; "
3570                  "disabling port mirror %s", pfx, pfx);
3571         mirror_destroy(m);
3572         goto exit;
3573     }
3574
3575     /* Get all the vlans, and drop duplicate and invalid vlans. */
3576     svec_init(&vlan_strings);
3577     cfg_get_all_keys(&vlan_strings, "%s.select.vlan", pfx);
3578     n_vlans = prune_vlans(m, &vlan_strings, &vlans);
3579     svec_destroy(&vlan_strings);
3580
3581     /* Update mirror data. */
3582     if (!svec_equal(&m->src_ports, &src_ports)
3583         || !svec_equal(&m->dst_ports, &dst_ports)
3584         || m->n_vlans != n_vlans
3585         || memcmp(m->vlans, vlans, sizeof *vlans * n_vlans)
3586         || m->out_port != out_port
3587         || m->out_vlan != out_vlan) {
3588         bridge_flush(m->bridge);
3589     }
3590     svec_swap(&m->src_ports, &src_ports);
3591     svec_swap(&m->dst_ports, &dst_ports);
3592     free(m->vlans);
3593     m->vlans = vlans;
3594     m->n_vlans = n_vlans;
3595     m->out_port = out_port;
3596     m->out_vlan = out_vlan;
3597
3598     /* If no selection criteria have been given, mirror for all ports. */
3599     mirror_all_ports = (!m->src_ports.n) && (!m->dst_ports.n) && (!m->n_vlans);
3600
3601     /* Update ports. */
3602     mirror_bit = MIRROR_MASK_C(1) << m->idx;
3603     for (i = 0; i < m->bridge->n_ports; i++) {
3604         struct port *port = m->bridge->ports[i];
3605
3606         if (mirror_all_ports
3607             || svec_contains(&m->src_ports, port->name)
3608             || (m->n_vlans
3609                 && (!port->vlan
3610                     ? port_trunks_any_mirrored_vlan(m, port)
3611                     : vlan_is_mirrored(m, port->vlan)))) {
3612             port->src_mirrors |= mirror_bit;
3613         } else {
3614             port->src_mirrors &= ~mirror_bit;
3615         }
3616
3617         if (mirror_all_ports || svec_contains(&m->dst_ports, port->name)) {
3618             port->dst_mirrors |= mirror_bit;
3619         } else {
3620             port->dst_mirrors &= ~mirror_bit;
3621         }
3622     }
3623
3624     /* Clean up. */
3625 exit:
3626     svec_destroy(&src_ports);
3627     svec_destroy(&dst_ports);
3628     free(pfx);
3629 }
3630 \f
3631 /* Spanning tree protocol. */
3632
3633 static void brstp_update_port_state(struct port *);
3634
3635 static void
3636 brstp_send_bpdu(struct ofpbuf *pkt, int port_no, void *br_)
3637 {
3638     struct bridge *br = br_;
3639     static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
3640     struct iface *iface = iface_from_dp_ifidx(br, port_no);
3641     if (!iface) {
3642         VLOG_WARN_RL(&rl, "%s: cannot send BPDU on unknown port %d",
3643                      br->name, port_no);
3644     } else {
3645         struct eth_header *eth = pkt->l2;
3646
3647         netdev_get_etheraddr(iface->netdev, eth->eth_src);
3648         if (eth_addr_is_zero(eth->eth_src)) {
3649             VLOG_WARN_RL(&rl, "%s: cannot send BPDU on port %d "
3650                          "with unknown MAC", br->name, port_no);
3651         } else {
3652             union ofp_action action;
3653             flow_t flow;
3654
3655             memset(&action, 0, sizeof action);
3656             action.type = htons(OFPAT_OUTPUT);
3657             action.output.len = htons(sizeof action);
3658             action.output.port = htons(port_no);
3659
3660             flow_extract(pkt, ODPP_NONE, &flow);
3661             ofproto_send_packet(br->ofproto, &flow, &action, 1, pkt);
3662         }
3663     }
3664     ofpbuf_delete(pkt);
3665 }
3666
3667 static void
3668 brstp_reconfigure(struct bridge *br)
3669 {
3670     size_t i;
3671
3672     if (!cfg_get_bool(0, "stp.%s.enabled", br->name)) {
3673         if (br->stp) {
3674             stp_destroy(br->stp);
3675             br->stp = NULL;
3676
3677             bridge_flush(br);
3678         }
3679     } else {
3680         uint64_t bridge_address, bridge_id;
3681         int bridge_priority;
3682
3683         bridge_address = cfg_get_mac(0, "stp.%s.address", br->name);
3684         if (!bridge_address) {
3685             if (br->stp) {
3686                 bridge_address = (stp_get_bridge_id(br->stp)
3687                                   & ((UINT64_C(1) << 48) - 1));
3688             } else {
3689                 uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN];
3690                 eth_addr_random(mac);
3691                 bridge_address = eth_addr_to_uint64(mac);
3692             }
3693         }
3694
3695         if (cfg_is_valid(CFG_INT | CFG_REQUIRED, "stp.%s.priority",
3696                          br->name)) {
3697             bridge_priority = cfg_get_int(0, "stp.%s.priority", br->name);
3698         } else {
3699             bridge_priority = STP_DEFAULT_BRIDGE_PRIORITY;
3700         }
3701
3702         bridge_id = bridge_address | ((uint64_t) bridge_priority << 48);
3703         if (!br->stp) {
3704             br->stp = stp_create(br->name, bridge_id, brstp_send_bpdu, br);
3705             br->stp_last_tick = time_msec();
3706             bridge_flush(br);
3707         } else {
3708             if (bridge_id != stp_get_bridge_id(br->stp)) {
3709                 stp_set_bridge_id(br->stp, bridge_id);
3710                 bridge_flush(br);
3711             }
3712         }
3713
3714         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
3715             struct port *p = br->ports[i];
3716             int dp_ifidx;
3717             struct stp_port *sp;
3718             int path_cost, priority;
3719             bool enable;
3720
3721             if (!p->n_ifaces) {
3722                 continue;
3723             }
3724             dp_ifidx = p->ifaces[0]->dp_ifidx;
3725             if (dp_ifidx < 0 || dp_ifidx >= STP_MAX_PORTS) {
3726                 continue;
3727             }
3728
3729             sp = stp_get_port(br->stp, dp_ifidx);
3730             enable = (!cfg_is_valid(CFG_BOOL | CFG_REQUIRED,
3731                                     "stp.%s.port.%s.enabled",
3732                                     br->name, p->name)
3733                       || cfg_get_bool(0, "stp.%s.port.%s.enabled",
3734                                       br->name, p->name));
3735             if (p->is_mirror_output_port) {
3736                 enable = false;
3737             }
3738             if (enable != (stp_port_get_state(sp) != STP_DISABLED)) {
3739                 bridge_flush(br); /* Might not be necessary. */
3740                 if (enable) {
3741                     stp_port_enable(sp);
3742                 } else {
3743                     stp_port_disable(sp);
3744                 }
3745             }
3746
3747             path_cost = cfg_get_int(0, "stp.%s.port.%s.path-cost",
3748                                     br->name, p->name);
3749             stp_port_set_path_cost(sp, path_cost ? path_cost : 19 /* XXX */);
3750
3751             priority = (cfg_is_valid(CFG_INT | CFG_REQUIRED,
3752                                      "stp.%s.port.%s.priority",
3753                                      br->name, p->name)
3754                         ? cfg_get_int(0, "stp.%s.port.%s.priority",
3755                                       br->name, p->name)
3756                         : STP_DEFAULT_PORT_PRIORITY);
3757             stp_port_set_priority(sp, priority);
3758         }
3759
3760         brstp_adjust_timers(br);
3761     }
3762     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
3763         brstp_update_port_state(br->ports[i]);
3764     }
3765 }
3766
3767 static void
3768 brstp_update_port_state(struct port *p)
3769 {
3770     struct bridge *br = p->bridge;
3771     enum stp_state state;
3772
3773     /* Figure out new state. */
3774     state = STP_DISABLED;
3775     if (br->stp && p->n_ifaces > 0) {
3776         int dp_ifidx = p->ifaces[0]->dp_ifidx;
3777         if (dp_ifidx >= 0 && dp_ifidx < STP_MAX_PORTS) {
3778             state = stp_port_get_state(stp_get_port(br->stp, dp_ifidx));
3779         }
3780     }
3781
3782     /* Update state. */
3783     if (p->stp_state != state) {
3784         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(10, 10);
3785         VLOG_INFO_RL(&rl, "port %s: STP state changed from %s to %s",
3786                      p->name, stp_state_name(p->stp_state),
3787                      stp_state_name(state));
3788         if (p->stp_state == STP_DISABLED) {
3789             bridge_flush(br);
3790         } else {
3791             ofproto_revalidate(p->bridge->ofproto, p->stp_state_tag);
3792         }
3793         p->stp_state = state;
3794         p->stp_state_tag = (p->stp_state == STP_DISABLED ? 0
3795                             : tag_create_random());
3796     }
3797 }
3798
3799 static void
3800 brstp_adjust_timers(struct bridge *br)
3801 {
3802     int hello_time = cfg_get_int(0, "stp.%s.hello-time", br->name);
3803     int max_age = cfg_get_int(0, "stp.%s.max-age", br->name);
3804     int forward_delay = cfg_get_int(0, "stp.%s.forward-delay", br->name);
3805
3806     stp_set_hello_time(br->stp, hello_time ? hello_time : 2000);
3807     stp_set_max_age(br->stp, max_age ? max_age : 20000);
3808     stp_set_forward_delay(br->stp, forward_delay ? forward_delay : 15000);
3809 }
3810
3811 static void
3812 brstp_run(struct bridge *br)
3813 {
3814     if (br->stp) {
3815         long long int now = time_msec();
3816         long long int elapsed = now - br->stp_last_tick;
3817         struct stp_port *sp;
3818
3819         if (elapsed > 0) {
3820             stp_tick(br->stp, MIN(INT_MAX, elapsed));
3821             br->stp_last_tick = now;
3822         }
3823         while (stp_get_changed_port(br->stp, &sp)) {
3824             struct port *p = port_from_dp_ifidx(br, stp_port_no(sp));
3825             if (p) {
3826                 brstp_update_port_state(p);
3827             }
3828         }
3829     }
3830 }
3831
3832 static void
3833 brstp_wait(struct bridge *br)
3834 {
3835     if (br->stp) {
3836         poll_timer_wait(1000);
3837     }
3838 }