Merge commit 'origin/citrix'
[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     struct port *port;          /* Containing port. */
75     size_t port_ifidx;          /* Index within containing port. */
76
77     char *name;                 /* Host network device name. */
78     int dp_ifidx;               /* Index within kernel datapath. */
79
80     uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN];  /* Ethernet address (all zeros if unknowns). */
81
82     tag_type tag;               /* Tag associated with this interface. */
83     bool enabled;               /* May be chosen for flows? */
84     long long delay_expires;    /* Time after which 'enabled' may change. */
85 };
86
87 #define BOND_MASK 0xff
88 struct bond_entry {
89     int iface_idx;              /* Index of assigned iface, or -1 if none. */
90     uint64_t tx_bytes;          /* Count of bytes recently transmitted. */
91     tag_type iface_tag;         /* Tag associated with iface_idx. */
92 };
93
94 #define MAX_MIRRORS 32
95 typedef uint32_t mirror_mask_t;
96 #define MIRROR_MASK_C(X) UINT32_C(X)
97 BUILD_ASSERT_DECL(sizeof(mirror_mask_t) * CHAR_BIT >= MAX_MIRRORS);
98 struct mirror {
99     struct bridge *bridge;
100     size_t idx;
101     char *name;
102
103     /* Selection criteria. */
104     struct svec src_ports;
105     struct svec dst_ports;
106     int *vlans;
107     size_t n_vlans;
108
109     /* Output. */
110     struct port *out_port;
111     int out_vlan;
112 };
113
114 #define FLOOD_PORT ((struct port *) 1) /* The 'flood' output port. */
115 struct port {
116     struct bridge *bridge;
117     size_t port_idx;
118     int vlan;                   /* -1=trunk port, else a 12-bit VLAN ID. */
119     unsigned long *trunks;      /* Bitmap of trunked VLANs, if 'vlan' == -1. */
120     char *name;
121
122     /* An ordinary bridge port has 1 interface.
123      * A bridge port for bonding has at least 2 interfaces. */
124     struct iface **ifaces;
125     size_t n_ifaces, allocated_ifaces;
126
127     /* Bonding info. */
128     struct bond_entry *bond_hash; /* An array of (BOND_MASK + 1) elements. */
129     int active_iface;           /* Ifidx on which bcasts accepted, or -1. */
130     tag_type active_iface_tag;  /* Tag for bcast flows. */
131     tag_type no_ifaces_tag;     /* Tag for flows when all ifaces disabled. */
132     int updelay, downdelay;     /* Delay before iface goes up/down, in ms. */
133
134     /* Port mirroring info. */
135     mirror_mask_t src_mirrors;  /* Mirrors triggered when packet received. */
136     mirror_mask_t dst_mirrors;  /* Mirrors triggered when packet sent. */
137     bool is_mirror_output_port; /* Does port mirroring send frames here? */
138
139     /* Spanning tree info. */
140     enum stp_state stp_state;   /* Always STP_FORWARDING if STP not in use. */
141     tag_type stp_state_tag;     /* Tag for STP state change. */
142 };
143
144 #define DP_MAX_PORTS 255
145 struct bridge {
146     struct list node;           /* Node in global list of bridges. */
147     char *name;                 /* User-specified arbitrary name. */
148     struct mac_learning *ml;    /* MAC learning table, or null not to learn. */
149     bool sent_config_request;   /* Successfully sent config request? */
150     uint8_t default_ea[ETH_ADDR_LEN]; /* Default MAC. */
151
152     /* Support for remote controllers. */
153     char *controller;           /* NULL if there is no remote controller;
154                                  * "discover" to do controller discovery;
155                                  * otherwise a vconn name. */
156
157     /* OpenFlow switch processing. */
158     struct ofproto *ofproto;    /* OpenFlow switch. */
159
160     /* Kernel datapath information. */
161     struct dpif *dpif;          /* Datapath. */
162     struct port_array ifaces;   /* Indexed by kernel datapath port number. */
163
164     /* Bridge ports. */
165     struct port **ports;
166     size_t n_ports, allocated_ports;
167
168     /* Bonding. */
169     bool has_bonded_ports;
170     long long int bond_next_rebalance;
171
172     /* Flow tracking. */
173     bool flush;
174
175     /* Flow statistics gathering. */
176     time_t next_stats_request;
177
178     /* Port mirroring. */
179     struct mirror *mirrors[MAX_MIRRORS];
180
181     /* Spanning tree. */
182     struct stp *stp;
183     long long int stp_last_tick;
184 };
185
186 /* List of all bridges. */
187 static struct list all_bridges = LIST_INITIALIZER(&all_bridges);
188
189 /* Maximum number of datapaths. */
190 enum { DP_MAX = 256 };
191
192 static struct bridge *bridge_create(const char *name);
193 static void bridge_destroy(struct bridge *);
194 static struct bridge *bridge_lookup(const char *name);
195 static int bridge_run_one(struct bridge *);
196 static void bridge_reconfigure_one(struct bridge *);
197 static void bridge_reconfigure_controller(struct bridge *);
198 static void bridge_get_all_ifaces(const struct bridge *, struct svec *ifaces);
199 static void bridge_fetch_dp_ifaces(struct bridge *);
200 static void bridge_flush(struct bridge *);
201 static void bridge_pick_local_hw_addr(struct bridge *,
202                                       uint8_t ea[ETH_ADDR_LEN],
203                                       const char **devname);
204 static uint64_t bridge_pick_datapath_id(struct bridge *,
205                                         const uint8_t bridge_ea[ETH_ADDR_LEN],
206                                         const char *devname);
207 static uint64_t dpid_from_hash(const void *, size_t nbytes);
208
209 static void bridge_unixctl_fdb_show(struct unixctl_conn *, const char *args);
210
211 static void bond_init(void);
212 static void bond_run(struct bridge *);
213 static void bond_wait(struct bridge *);
214 static void bond_rebalance_port(struct port *);
215 static void bond_send_learning_packets(struct port *);
216
217 static void port_create(struct bridge *, const char *name);
218 static void port_reconfigure(struct port *);
219 static void port_destroy(struct port *);
220 static struct port *port_lookup(const struct bridge *, const char *name);
221 static struct iface *port_lookup_iface(const struct port *, const char *name);
222 static struct port *port_from_dp_ifidx(const struct bridge *,
223                                        uint16_t dp_ifidx);
224 static void port_update_bond_compat(struct port *);
225 static void port_update_vlan_compat(struct port *);
226
227 static void mirror_create(struct bridge *, const char *name);
228 static void mirror_destroy(struct mirror *);
229 static void mirror_reconfigure(struct bridge *);
230 static void mirror_reconfigure_one(struct mirror *);
231 static bool vlan_is_mirrored(const struct mirror *, int vlan);
232
233 static void brstp_reconfigure(struct bridge *);
234 static void brstp_adjust_timers(struct bridge *);
235 static void brstp_run(struct bridge *);
236 static void brstp_wait(struct bridge *);
237
238 static void iface_create(struct port *, const char *name);
239 static void iface_destroy(struct iface *);
240 static struct iface *iface_lookup(const struct bridge *, const char *name);
241 static struct iface *iface_from_dp_ifidx(const struct bridge *,
242                                          uint16_t dp_ifidx);
243
244 /* Hooks into ofproto processing. */
245 static struct ofhooks bridge_ofhooks;
246 \f
247 /* Public functions. */
248
249 /* Adds the name of each interface used by a bridge, including local and
250  * internal ports, to 'svec'. */
251 void
252 bridge_get_ifaces(struct svec *svec) 
253 {
254     struct bridge *br, *next;
255     size_t i, j;
256
257     LIST_FOR_EACH_SAFE (br, next, struct bridge, node, &all_bridges) {
258         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
259             struct port *port = br->ports[i];
260
261             for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
262                 struct iface *iface = port->ifaces[j];
263                 if (iface->dp_ifidx < 0) {
264                     VLOG_ERR("%s interface not in datapath %s, ignoring",
265                              iface->name, dpif_name(br->dpif));
266                 } else {
267                     if (iface->dp_ifidx != ODPP_LOCAL) {
268                         svec_add(svec, iface->name);
269                     }
270                 }
271             }
272         }
273     }
274 }
275
276 /* The caller must already have called cfg_read(). */
277 void
278 bridge_init(void)
279 {
280     struct svec dpif_names;
281     size_t i;
282
283     unixctl_command_register("fdb/show", bridge_unixctl_fdb_show);
284
285     dp_enumerate(&dpif_names);
286     for (i = 0; i < dpif_names.n; i++) {
287         const char *dpif_name = dpif_names.names[i];
288         struct dpif *dpif;
289         int retval;
290
291         retval = dpif_open(dpif_name, &dpif);
292         if (!retval) {
293             struct svec all_names;
294             size_t j;
295
296             svec_init(&all_names);
297             dpif_get_all_names(dpif, &all_names);
298             for (j = 0; j < all_names.n; j++) {
299                 if (cfg_has("bridge.%s.port", all_names.names[j])) {
300                     goto found;
301                 }
302             }
303             dpif_delete(dpif);
304         found:
305             svec_destroy(&all_names);
306             dpif_close(dpif);
307         }
308     }
309
310     bond_init();
311     bridge_reconfigure();
312 }
313
314 #ifdef HAVE_OPENSSL
315 static bool
316 config_string_change(const char *key, char **valuep)
317 {
318     const char *value = cfg_get_string(0, "%s", key);
319     if (value && (!*valuep || strcmp(value, *valuep))) {
320         free(*valuep);
321         *valuep = xstrdup(value);
322         return true;
323     } else {
324         return false;
325     }
326 }
327
328 static void
329 bridge_configure_ssl(void)
330 {
331     /* XXX SSL should be configurable on a per-bridge basis.
332      * XXX should be possible to de-configure SSL. */
333     static char *private_key_file;
334     static char *certificate_file;
335     static char *cacert_file;
336     struct stat s;
337
338     if (config_string_change("ssl.private-key", &private_key_file)) {
339         vconn_ssl_set_private_key_file(private_key_file);
340     }
341
342     if (config_string_change("ssl.certificate", &certificate_file)) {
343         vconn_ssl_set_certificate_file(certificate_file);
344     }
345
346     /* We assume that even if the filename hasn't changed, if the CA cert 
347      * file has been removed, that we want to move back into
348      * boot-strapping mode.  This opens a small security hole, because
349      * the old certificate will still be trusted until vSwitch is
350      * restarted.  We may want to address this in vconn's SSL library. */
351     if (config_string_change("ssl.ca-cert", &cacert_file)
352         || (cacert_file && stat(cacert_file, &s) && errno == ENOENT)) {
353         vconn_ssl_set_ca_cert_file(cacert_file,
354                                    cfg_get_bool(0, "ssl.bootstrap-ca-cert"));
355     }
356 }
357 #endif
358
359 void
360 bridge_reconfigure(void)
361 {
362     struct svec old_br, new_br;
363     struct bridge *br, *next;
364     size_t i, j;
365
366     COVERAGE_INC(bridge_reconfigure);
367
368     /* Collect old and new bridges. */
369     svec_init(&old_br);
370     svec_init(&new_br);
371     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
372         svec_add(&old_br, br->name);
373     }
374     cfg_get_subsections(&new_br, "bridge");
375
376     /* Get rid of deleted bridges and add new bridges. */
377     svec_sort(&old_br);
378     svec_sort(&new_br);
379     assert(svec_is_unique(&old_br));
380     assert(svec_is_unique(&new_br));
381     LIST_FOR_EACH_SAFE (br, next, struct bridge, node, &all_bridges) {
382         if (!svec_contains(&new_br, br->name)) {
383             bridge_destroy(br);
384         }
385     }
386     for (i = 0; i < new_br.n; i++) {
387         const char *name = new_br.names[i];
388         if (!svec_contains(&old_br, name)) {
389             bridge_create(name);
390         }
391     }
392     svec_destroy(&old_br);
393     svec_destroy(&new_br);
394
395 #ifdef HAVE_OPENSSL
396     /* Configure SSL. */
397     bridge_configure_ssl();
398 #endif
399
400     /* Reconfigure all bridges. */
401     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
402         bridge_reconfigure_one(br);
403     }
404
405     /* Add and delete ports on all datapaths.
406      *
407      * The kernel will reject any attempt to add a given port to a datapath if
408      * that port already belongs to a different datapath, so we must do all
409      * port deletions before any port additions. */
410     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
411         struct odp_port *dpif_ports;
412         size_t n_dpif_ports;
413         struct svec want_ifaces;
414
415         dpif_port_list(br->dpif, &dpif_ports, &n_dpif_ports);
416         bridge_get_all_ifaces(br, &want_ifaces);
417         for (i = 0; i < n_dpif_ports; i++) {
418             const struct odp_port *p = &dpif_ports[i];
419             if (!svec_contains(&want_ifaces, p->devname)
420                 && strcmp(p->devname, br->name)) {
421                 int retval = dpif_port_del(br->dpif, p->port);
422                 if (retval) {
423                     VLOG_ERR("failed to remove %s interface from %s: %s",
424                              p->devname, dpif_name(br->dpif),
425                              strerror(retval));
426                 }
427             }
428         }
429         svec_destroy(&want_ifaces);
430         free(dpif_ports);
431     }
432     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
433         struct odp_port *dpif_ports;
434         size_t n_dpif_ports;
435         struct svec cur_ifaces, want_ifaces, add_ifaces;
436
437         dpif_port_list(br->dpif, &dpif_ports, &n_dpif_ports);
438         svec_init(&cur_ifaces);
439         for (i = 0; i < n_dpif_ports; i++) {
440             svec_add(&cur_ifaces, dpif_ports[i].devname);
441         }
442         free(dpif_ports);
443         svec_sort_unique(&cur_ifaces);
444         bridge_get_all_ifaces(br, &want_ifaces);
445         svec_diff(&want_ifaces, &cur_ifaces, &add_ifaces, NULL, NULL);
446
447         for (i = 0; i < add_ifaces.n; i++) {
448             const char *if_name = add_ifaces.names[i];
449             int internal = cfg_get_bool(0, "iface.%s.internal", if_name);
450             int flags = internal ? ODP_PORT_INTERNAL : 0;
451             int error = dpif_port_add(br->dpif, if_name, flags, NULL);
452             if (error == EXFULL) {
453                 VLOG_ERR("ran out of valid port numbers on %s",
454                          dpif_name(br->dpif));
455                 break;
456             } else if (error) {
457                 VLOG_ERR("failed to add %s interface to %s: %s",
458                          if_name, dpif_name(br->dpif), strerror(error));
459             }
460         }
461         svec_destroy(&cur_ifaces);
462         svec_destroy(&want_ifaces);
463         svec_destroy(&add_ifaces);
464     }
465     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
466         uint8_t ea[8];
467         uint64_t dpid;
468         struct iface *local_iface = NULL;
469         const char *devname;
470         uint8_t engine_type, engine_id;
471         bool add_id_to_iface = false;
472         struct svec nf_hosts;
473
474         bridge_fetch_dp_ifaces(br);
475         for (i = 0; i < br->n_ports; ) {
476             struct port *port = br->ports[i];
477
478             for (j = 0; j < port->n_ifaces; ) {
479                 struct iface *iface = port->ifaces[j];
480                 if (iface->dp_ifidx < 0) {
481                     VLOG_ERR("%s interface not in %s, dropping",
482                              iface->name, dpif_name(br->dpif));
483                     iface_destroy(iface);
484                 } else {
485                     if (iface->dp_ifidx == ODPP_LOCAL) {
486                         local_iface = iface;
487                     }
488                     VLOG_DBG("%s has interface %s on port %d",
489                              dpif_name(br->dpif),
490                              iface->name, iface->dp_ifidx);
491                     j++;
492                 }
493             }
494             if (!port->n_ifaces) {
495                 VLOG_ERR("%s port has no interfaces, dropping", port->name);
496                 port_destroy(port);
497                 continue;
498             }
499             i++;
500         }
501
502         /* Pick local port hardware address, datapath ID. */
503         bridge_pick_local_hw_addr(br, ea, &devname);
504         if (local_iface) {
505             int error = netdev_nodev_set_etheraddr(local_iface->name, ea);
506             if (error) {
507                 static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
508                 VLOG_ERR_RL(&rl, "bridge %s: failed to set bridge "
509                             "Ethernet address: %s",
510                             br->name, strerror(error));
511             }
512         }
513
514         dpid = bridge_pick_datapath_id(br, ea, devname);
515         ofproto_set_datapath_id(br->ofproto, dpid);
516
517         /* Set NetFlow configuration on this bridge. */
518         dpif_get_netflow_ids(br->dpif, &engine_type, &engine_id);
519         if (cfg_has("netflow.%s.engine-type", br->name)) {
520             engine_type = cfg_get_int(0, "netflow.%s.engine-type", 
521                     br->name);
522         }
523         if (cfg_has("netflow.%s.engine-id", br->name)) {
524             engine_id = cfg_get_int(0, "netflow.%s.engine-id", br->name);
525         }
526         if (cfg_has("netflow.%s.add-id-to-iface", br->name)) {
527             add_id_to_iface = cfg_get_bool(0, "netflow.%s.add-id-to-iface",
528                     br->name);
529         }
530         if (add_id_to_iface && engine_id > 0x7f) {
531             VLOG_WARN("bridge %s: netflow port mangling may conflict with "
532                     "another vswitch, choose an engine id less than 128", 
533                     br->name);
534         }
535         if (add_id_to_iface && br->n_ports > 0x1ff) {
536             VLOG_WARN("bridge %s: netflow port mangling will conflict with "
537                     "another port when 512 or more ports are used", 
538                     br->name);
539         }
540         svec_init(&nf_hosts);
541         cfg_get_all_keys(&nf_hosts, "netflow.%s.host", br->name);
542         if (ofproto_set_netflow(br->ofproto, &nf_hosts,  engine_type, 
543                     engine_id, add_id_to_iface)) {
544             VLOG_ERR("bridge %s: problem setting netflow collectors", 
545                     br->name);
546         }
547
548         /* Update the controller and related settings.  It would be more
549          * straightforward to call this from bridge_reconfigure_one(), but we
550          * can't do it there for two reasons.  First, and most importantly, at
551          * that point we don't know the dp_ifidx of any interfaces that have
552          * been added to the bridge (because we haven't actually added them to
553          * the datapath).  Second, at that point we haven't set the datapath ID
554          * yet; when a controller is configured, resetting the datapath ID will
555          * immediately disconnect from the controller, so it's better to set
556          * the datapath ID before the controller. */
557         bridge_reconfigure_controller(br);
558     }
559     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
560         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
561             struct port *port = br->ports[i];
562             port_update_vlan_compat(port);
563         }
564     }
565     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
566         brstp_reconfigure(br);
567     }
568 }
569
570 static void
571 bridge_pick_local_hw_addr(struct bridge *br, uint8_t ea[ETH_ADDR_LEN],
572                           const char **devname)
573 {
574     uint64_t requested_ea;
575     size_t i, j;
576     int error;
577
578     *devname = NULL;
579
580     /* Did the user request a particular MAC? */
581     requested_ea = cfg_get_mac(0, "bridge.%s.mac", br->name);
582     if (requested_ea) {
583         eth_addr_from_uint64(requested_ea, ea);
584         if (eth_addr_is_multicast(ea)) {
585             VLOG_ERR("bridge %s: cannot set MAC address to multicast "
586                      "address "ETH_ADDR_FMT, br->name, ETH_ADDR_ARGS(ea));
587         } else if (eth_addr_is_zero(ea)) {
588             VLOG_ERR("bridge %s: cannot set MAC address to zero", br->name);
589         } else {
590             return;
591         }
592     }
593
594     /* Otherwise choose the minimum MAC address among all of the interfaces.
595      * (Xen uses FE:FF:FF:FF:FF:FF for virtual interfaces so this will get the
596      * MAC of the physical interface in such an environment.) */
597     memset(ea, 0xff, sizeof ea);
598     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
599         struct port *port = br->ports[i];
600         if (port->is_mirror_output_port) {
601             continue;
602         }
603         for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
604             struct iface *iface = port->ifaces[j];
605             uint8_t iface_ea[ETH_ADDR_LEN];
606             if (iface->dp_ifidx == ODPP_LOCAL
607                 || cfg_get_bool(0, "iface.%s.internal", iface->name)) {
608                 continue;
609             }
610             error = netdev_nodev_get_etheraddr(iface->name, iface_ea);
611             if (!error) {
612                 if (!eth_addr_is_multicast(iface_ea) &&
613                     !eth_addr_is_reserved(iface_ea) &&
614                     !eth_addr_is_zero(iface_ea) &&
615                     memcmp(iface_ea, ea, ETH_ADDR_LEN) < 0) {
616                     memcpy(ea, iface_ea, ETH_ADDR_LEN);
617                     *devname = iface->name;
618                 }
619             } else {
620                 static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
621                 VLOG_ERR_RL(&rl, "failed to obtain Ethernet address of %s: %s",
622                             iface->name, strerror(error));
623             }
624         }
625     }
626     if (eth_addr_is_multicast(ea) || eth_addr_is_vif(ea)) {
627         memcpy(ea, br->default_ea, ETH_ADDR_LEN);
628         *devname = NULL;
629         VLOG_WARN("bridge %s: using default bridge Ethernet "
630                   "address "ETH_ADDR_FMT, br->name, ETH_ADDR_ARGS(ea));
631     } else {
632         VLOG_DBG("bridge %s: using bridge Ethernet address "ETH_ADDR_FMT,
633                  br->name, ETH_ADDR_ARGS(ea));
634     }
635 }
636
637 /* Choose and returns the datapath ID for bridge 'br' given that the bridge
638  * Ethernet address is 'bridge_ea'.  If 'bridge_ea' is the Ethernet address of
639  * a network device, then that network device's name must be passed in as
640  * 'devname'; if 'bridge_ea' was derived some other way, then 'devname' must be
641  * passed in as a null pointer. */
642 static uint64_t
643 bridge_pick_datapath_id(struct bridge *br,
644                         const uint8_t bridge_ea[ETH_ADDR_LEN],
645                         const char *devname)
646 {
647     /*
648      * The procedure for choosing a bridge MAC address will, in the most
649      * ordinary case, also choose a unique MAC that we can use as a datapath
650      * ID.  In some special cases, though, multiple bridges will end up with
651      * the same MAC address.  This is OK for the bridges, but it will confuse
652      * the OpenFlow controller, because each datapath needs a unique datapath
653      * ID.
654      *
655      * Datapath IDs must be unique.  It is also very desirable that they be
656      * stable from one run to the next, so that policy set on a datapath
657      * "sticks".
658      */
659     uint64_t dpid;
660
661     dpid = cfg_get_dpid(0, "bridge.%s.datapath-id", br->name);
662     if (dpid) {
663         return dpid;
664     }
665
666     if (devname) {
667         int vlan;
668         if (!netdev_get_vlan_vid(devname, &vlan)) {
669             /*
670              * A bridge whose MAC address is taken from a VLAN network device
671              * (that is, a network device created with vconfig(8) or similar
672              * tool) will have the same MAC address as a bridge on the VLAN
673              * device's physical network device.
674              *
675              * Handle this case by hashing the physical network device MAC
676              * along with the VLAN identifier.
677              */
678             uint8_t buf[ETH_ADDR_LEN + 2];
679             memcpy(buf, bridge_ea, ETH_ADDR_LEN);
680             buf[ETH_ADDR_LEN] = vlan >> 8;
681             buf[ETH_ADDR_LEN + 1] = vlan;
682             return dpid_from_hash(buf, sizeof buf);
683         } else {
684             /*
685              * Assume that this bridge's MAC address is unique, since it
686              * doesn't fit any of the cases we handle specially.
687              */
688         }
689     } else {
690         /*
691          * A purely internal bridge, that is, one that has no non-virtual
692          * network devices on it at all, is more difficult because it has no
693          * natural unique identifier at all.
694          *
695          * When the host is a XenServer, we handle this case by hashing the
696          * host's UUID with the name of the bridge.  Names of bridges are
697          * persistent across XenServer reboots, although they can be reused if
698          * an internal network is destroyed and then a new one is later
699          * created, so this is fairly effective.
700          *
701          * When the host is not a XenServer, we punt by using a random MAC
702          * address on each run.
703          */
704         const char *host_uuid = xenserver_get_host_uuid();
705         if (host_uuid) {
706             char *combined = xasprintf("%s,%s", host_uuid, br->name);
707             dpid = dpid_from_hash(combined, strlen(combined));
708             free(combined);
709             return dpid;
710         }
711     }
712
713     return eth_addr_to_uint64(bridge_ea);
714 }
715
716 static uint64_t
717 dpid_from_hash(const void *data, size_t n)
718 {
719     uint8_t hash[SHA1_DIGEST_SIZE];
720
721     BUILD_ASSERT_DECL(sizeof hash >= ETH_ADDR_LEN);
722     sha1_bytes(data, n, hash);
723     eth_addr_mark_random(hash);
724     return eth_addr_to_uint64(hash);
725 }
726
727 int
728 bridge_run(void)
729 {
730     struct bridge *br, *next;
731     int retval;
732
733     retval = 0;
734     LIST_FOR_EACH_SAFE (br, next, struct bridge, node, &all_bridges) {
735         int error = bridge_run_one(br);
736         if (error) {
737             static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
738             VLOG_ERR_RL(&rl, "bridge %s: datapath was destroyed externally, "
739                         "forcing reconfiguration", br->name);
740             if (!retval) {
741                 retval = error;
742             }
743         }
744     }
745     return retval;
746 }
747
748 void
749 bridge_wait(void)
750 {
751     struct bridge *br;
752
753     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
754         ofproto_wait(br->ofproto);
755         if (br->controller) {
756             continue;
757         }
758
759         if (br->ml) {
760             mac_learning_wait(br->ml);
761         }
762         bond_wait(br);
763         brstp_wait(br);
764     }
765 }
766
767 /* Forces 'br' to revalidate all of its flows.  This is appropriate when 'br''s
768  * configuration changes.  */
769 static void
770 bridge_flush(struct bridge *br)
771 {
772     COVERAGE_INC(bridge_flush);
773     br->flush = true;
774     if (br->ml) {
775         mac_learning_flush(br->ml);
776     }
777 }
778 \f
779 /* Bridge unixctl user interface functions. */
780 static void
781 bridge_unixctl_fdb_show(struct unixctl_conn *conn, const char *args)
782 {
783     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
784     const struct bridge *br;
785
786     br = bridge_lookup(args);
787     if (!br) {
788         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bridge");
789         return;
790     }
791
792     ds_put_cstr(&ds, " port  VLAN  MAC                Age\n");
793     if (br->ml) {
794         const struct mac_entry *e;
795         LIST_FOR_EACH (e, struct mac_entry, lru_node, &br->ml->lrus) {
796             if (e->port < 0 || e->port >= br->n_ports) {
797                 continue;
798             }
799             ds_put_format(&ds, "%5d  %4d  "ETH_ADDR_FMT"  %3d\n",
800                           br->ports[e->port]->ifaces[0]->dp_ifidx,
801                           e->vlan, ETH_ADDR_ARGS(e->mac), mac_entry_age(e));
802         }
803     }
804     unixctl_command_reply(conn, 200, ds_cstr(&ds));
805     ds_destroy(&ds);
806 }
807 \f
808 /* Bridge reconfiguration functions. */
809
810 static struct bridge *
811 bridge_create(const char *name)
812 {
813     struct bridge *br;
814     int error;
815
816     assert(!bridge_lookup(name));
817     br = xcalloc(1, sizeof *br);
818
819     error = dpif_create(name, &br->dpif);
820     if (error == EEXIST || error == EBUSY) {
821         error = dpif_open(name, &br->dpif);
822         if (error) {
823             VLOG_ERR("datapath %s already exists but cannot be opened: %s",
824                      name, strerror(error));
825             free(br);
826             return NULL;
827         }
828         dpif_flow_flush(br->dpif);
829     } else if (error) {
830         VLOG_ERR("failed to create datapath %s: %s", name, strerror(error));
831         free(br);
832         return NULL;
833     }
834
835     error = ofproto_create(name, &bridge_ofhooks, br, &br->ofproto);
836     if (error) {
837         VLOG_ERR("failed to create switch %s: %s", name, strerror(error));
838         dpif_delete(br->dpif);
839         dpif_close(br->dpif);
840         free(br);
841         return NULL;
842     }
843
844     br->name = xstrdup(name);
845     br->ml = mac_learning_create();
846     br->sent_config_request = false;
847     eth_addr_random(br->default_ea);
848
849     port_array_init(&br->ifaces);
850
851     br->flush = false;
852     br->bond_next_rebalance = time_msec() + 10000;
853
854     list_push_back(&all_bridges, &br->node);
855
856     VLOG_INFO("created bridge %s on %s", br->name, dpif_name(br->dpif));
857
858     return br;
859 }
860
861 static void
862 bridge_destroy(struct bridge *br)
863 {
864     if (br) {
865         int error;
866
867         while (br->n_ports > 0) {
868             port_destroy(br->ports[br->n_ports - 1]);
869         }
870         list_remove(&br->node);
871         error = dpif_delete(br->dpif);
872         if (error && error != ENOENT) {
873             VLOG_ERR("failed to delete %s: %s",
874                      dpif_name(br->dpif), strerror(error));
875         }
876         dpif_close(br->dpif);
877         ofproto_destroy(br->ofproto);
878         free(br->controller);
879         mac_learning_destroy(br->ml);
880         port_array_destroy(&br->ifaces);
881         free(br->ports);
882         free(br->name);
883         free(br);
884     }
885 }
886
887 static struct bridge *
888 bridge_lookup(const char *name)
889 {
890     struct bridge *br;
891
892     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
893         if (!strcmp(br->name, name)) {
894             return br;
895         }
896     }
897     return NULL;
898 }
899
900 bool
901 bridge_exists(const char *name)
902 {
903     return bridge_lookup(name) ? true : false;
904 }
905
906 uint64_t
907 bridge_get_datapathid(const char *name)
908 {
909     struct bridge *br = bridge_lookup(name);
910     return br ? ofproto_get_datapath_id(br->ofproto) : 0;
911 }
912
913 static int
914 bridge_run_one(struct bridge *br)
915 {
916     int error;
917
918     error = ofproto_run1(br->ofproto);
919     if (error) {
920         return error;
921     }
922
923     if (br->ml) {
924         mac_learning_run(br->ml, ofproto_get_revalidate_set(br->ofproto));
925     }
926     bond_run(br);
927     brstp_run(br);
928
929     error = ofproto_run2(br->ofproto, br->flush);
930     br->flush = false;
931
932     return error;
933 }
934
935 static const char *
936 bridge_get_controller(const struct bridge *br)
937 {
938     const char *controller;
939
940     controller = cfg_get_string(0, "bridge.%s.controller", br->name);
941     if (!controller) {
942         controller = cfg_get_string(0, "mgmt.controller");
943     }
944     return controller && controller[0] ? controller : NULL;
945 }
946
947 static void
948 bridge_reconfigure_one(struct bridge *br)
949 {
950     struct svec old_ports, new_ports, ifaces;
951     struct svec listeners, old_listeners;
952     struct svec snoops, old_snoops;
953     size_t i, j;
954
955     /* Collect old ports. */
956     svec_init(&old_ports);
957     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
958         svec_add(&old_ports, br->ports[i]->name);
959     }
960     svec_sort(&old_ports);
961     assert(svec_is_unique(&old_ports));
962
963     /* Collect new ports. */
964     svec_init(&new_ports);
965     cfg_get_all_keys(&new_ports, "bridge.%s.port", br->name);
966     svec_sort(&new_ports);
967     if (bridge_get_controller(br)) {
968         char local_name[IF_NAMESIZE];
969         int error;
970
971         error = dpif_port_get_name(br->dpif, ODPP_LOCAL,
972                                    local_name, sizeof local_name);
973         if (!error && !svec_contains(&new_ports, local_name)) {
974             svec_add(&new_ports, local_name);
975             svec_sort(&new_ports);
976         }
977     }
978     if (!svec_is_unique(&new_ports)) {
979         VLOG_WARN("bridge %s: %s specified twice as bridge port",
980                   br->name, svec_get_duplicate(&new_ports));
981         svec_unique(&new_ports);
982     }
983
984     ofproto_set_mgmt_id(br->ofproto, mgmt_id);
985
986     /* Get rid of deleted ports and add new ports. */
987     for (i = 0; i < br->n_ports; ) {
988         struct port *port = br->ports[i];
989         if (!svec_contains(&new_ports, port->name)) {
990             port_destroy(port);
991         } else {
992             i++;
993         }
994     }
995     for (i = 0; i < new_ports.n; i++) {
996         const char *name = new_ports.names[i];
997         if (!svec_contains(&old_ports, name)) {
998             port_create(br, name);
999         }
1000     }
1001     svec_destroy(&old_ports);
1002     svec_destroy(&new_ports);
1003
1004     /* Reconfigure all ports. */
1005     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1006         port_reconfigure(br->ports[i]);
1007     }
1008
1009     /* Check and delete duplicate interfaces. */
1010     svec_init(&ifaces);
1011     for (i = 0; i < br->n_ports; ) {
1012         struct port *port = br->ports[i];
1013         for (j = 0; j < port->n_ifaces; ) {
1014             struct iface *iface = port->ifaces[j];
1015             if (svec_contains(&ifaces, iface->name)) {
1016                 VLOG_ERR("bridge %s: %s interface is on multiple ports, "
1017                          "removing from %s",
1018                          br->name, iface->name, port->name);
1019                 iface_destroy(iface);
1020             } else {
1021                 svec_add(&ifaces, iface->name);
1022                 svec_sort(&ifaces);
1023                 j++;
1024             }
1025         }
1026         if (!port->n_ifaces) {
1027             VLOG_ERR("%s port has no interfaces, dropping", port->name);
1028             port_destroy(port);
1029         } else {
1030             i++;
1031         }
1032     }
1033     svec_destroy(&ifaces);
1034
1035     /* Delete all flows if we're switching from connected to standalone or vice
1036      * versa.  (XXX Should we delete all flows if we are switching from one
1037      * controller to another?) */
1038
1039     /* Configure OpenFlow management listeners. */
1040     svec_init(&listeners);
1041     cfg_get_all_strings(&listeners, "bridge.%s.openflow.listeners", br->name);
1042     if (!listeners.n) {
1043         svec_add_nocopy(&listeners, xasprintf("punix:%s/%s.mgmt",
1044                                               ovs_rundir, br->name));
1045     } else if (listeners.n == 1 && !strcmp(listeners.names[0], "none")) {
1046         svec_clear(&listeners);
1047     }
1048     svec_sort_unique(&listeners);
1049
1050     svec_init(&old_listeners);
1051     ofproto_get_listeners(br->ofproto, &old_listeners);
1052     svec_sort_unique(&old_listeners);
1053
1054     if (!svec_equal(&listeners, &old_listeners)) {
1055         ofproto_set_listeners(br->ofproto, &listeners);
1056     }
1057     svec_destroy(&listeners);
1058     svec_destroy(&old_listeners);
1059
1060     /* Configure OpenFlow controller connection snooping. */
1061     svec_init(&snoops);
1062     cfg_get_all_strings(&snoops, "bridge.%s.openflow.snoops", br->name);
1063     if (!snoops.n) {
1064         svec_add_nocopy(&snoops, xasprintf("punix:%s/%s.snoop",
1065                                            ovs_rundir, br->name));
1066     } else if (snoops.n == 1 && !strcmp(snoops.names[0], "none")) {
1067         svec_clear(&snoops);
1068     }
1069     svec_sort_unique(&snoops);
1070
1071     svec_init(&old_snoops);
1072     ofproto_get_snoops(br->ofproto, &old_snoops);
1073     svec_sort_unique(&old_snoops);
1074
1075     if (!svec_equal(&snoops, &old_snoops)) {
1076         ofproto_set_snoops(br->ofproto, &snoops);
1077     }
1078     svec_destroy(&snoops);
1079     svec_destroy(&old_snoops);
1080
1081     mirror_reconfigure(br);
1082 }
1083
1084 static void
1085 bridge_reconfigure_controller(struct bridge *br)
1086 {
1087     char *pfx = xasprintf("bridge.%s.controller", br->name);
1088     const char *controller;
1089
1090     controller = bridge_get_controller(br);
1091     if ((br->controller != NULL) != (controller != NULL)) {
1092         ofproto_flush_flows(br->ofproto);
1093     }
1094     free(br->controller);
1095     br->controller = controller ? xstrdup(controller) : NULL;
1096
1097     if (controller) {
1098         const char *fail_mode;
1099         int max_backoff, probe;
1100         int rate_limit, burst_limit;
1101
1102         if (!strcmp(controller, "discover")) {
1103             bool update_resolv_conf = true;
1104
1105             if (cfg_has("%s.update-resolv.conf", pfx)) {
1106                 update_resolv_conf = cfg_get_bool(0, "%s.update-resolv.conf",
1107                         pfx);
1108             }
1109             ofproto_set_discovery(br->ofproto, true,
1110                                   cfg_get_string(0, "%s.accept-regex", pfx),
1111                                   update_resolv_conf);
1112         } else {
1113             char local_name[IF_NAMESIZE];
1114             struct netdev *netdev;
1115             bool in_band;
1116             int error;
1117
1118             in_band = (!cfg_is_valid(CFG_BOOL | CFG_REQUIRED,
1119                                      "%s.in-band", pfx)
1120                        || cfg_get_bool(0, "%s.in-band", pfx));
1121             ofproto_set_discovery(br->ofproto, false, NULL, NULL);
1122             ofproto_set_in_band(br->ofproto, in_band);
1123
1124             error = dpif_port_get_name(br->dpif, ODPP_LOCAL,
1125                                        local_name, sizeof local_name);
1126             if (!error) {
1127                 error = netdev_open(local_name, NETDEV_ETH_TYPE_NONE, &netdev);
1128             }
1129             if (!error) {
1130                 if (cfg_is_valid(CFG_IP | CFG_REQUIRED, "%s.ip", pfx)) {
1131                     struct in_addr ip, mask, gateway;
1132                     ip.s_addr = cfg_get_ip(0, "%s.ip", pfx);
1133                     mask.s_addr = cfg_get_ip(0, "%s.netmask", pfx);
1134                     gateway.s_addr = cfg_get_ip(0, "%s.gateway", pfx);
1135
1136                     netdev_turn_flags_on(netdev, NETDEV_UP, true);
1137                     if (!mask.s_addr) {
1138                         mask.s_addr = guess_netmask(ip.s_addr);
1139                     }
1140                     if (!netdev_set_in4(netdev, ip, mask)) {
1141                         VLOG_INFO("bridge %s: configured IP address "IP_FMT", "
1142                                   "netmask "IP_FMT,
1143                                   br->name, IP_ARGS(&ip.s_addr),
1144                                   IP_ARGS(&mask.s_addr));
1145                     }
1146
1147                     if (gateway.s_addr) {
1148                         if (!netdev_add_router(gateway)) {
1149                             VLOG_INFO("bridge %s: configured gateway "IP_FMT,
1150                                       br->name, IP_ARGS(&gateway.s_addr));
1151                         }
1152                     }
1153                 }
1154                 netdev_close(netdev);
1155             }
1156         }
1157
1158         fail_mode = cfg_get_string(0, "%s.fail-mode", pfx);
1159         if (!fail_mode) {
1160             fail_mode = cfg_get_string(0, "mgmt.fail-mode");
1161         }
1162         ofproto_set_failure(br->ofproto,
1163                             (!fail_mode
1164                              || !strcmp(fail_mode, "standalone")
1165                              || !strcmp(fail_mode, "open")));
1166
1167         probe = cfg_get_int(0, "%s.inactivity-probe", pfx);
1168         if (probe < 5) {
1169             probe = cfg_get_int(0, "mgmt.inactivity-probe");
1170             if (probe < 5) {
1171                 probe = 15;
1172             }
1173         }
1174         ofproto_set_probe_interval(br->ofproto, probe);
1175
1176         max_backoff = cfg_get_int(0, "%s.max-backoff", pfx);
1177         if (!max_backoff) {
1178             max_backoff = cfg_get_int(0, "mgmt.max-backoff");
1179             if (!max_backoff) {
1180                 max_backoff = 15;
1181             }
1182         }
1183         ofproto_set_max_backoff(br->ofproto, max_backoff);
1184
1185         rate_limit = cfg_get_int(0, "%s.rate-limit", pfx);
1186         if (!rate_limit) {
1187             rate_limit = cfg_get_int(0, "mgmt.rate-limit");
1188         }
1189         burst_limit = cfg_get_int(0, "%s.burst-limit", pfx);
1190         if (!burst_limit) {
1191             burst_limit = cfg_get_int(0, "mgmt.burst-limit");
1192         }
1193         ofproto_set_rate_limit(br->ofproto, rate_limit, burst_limit);
1194
1195         ofproto_set_stp(br->ofproto, cfg_get_bool(0, "%s.stp", pfx));
1196
1197         if (cfg_has("%s.commands.acl", pfx)) {
1198             struct svec command_acls;
1199             char *command_acl;
1200
1201             svec_init(&command_acls);
1202             cfg_get_all_strings(&command_acls, "%s.commands.acl", pfx);
1203             command_acl = svec_join(&command_acls, ",", "");
1204
1205             ofproto_set_remote_execution(br->ofproto, command_acl,
1206                                          cfg_get_string(0, "%s.commands.dir",
1207                                                         pfx));
1208
1209             svec_destroy(&command_acls);
1210             free(command_acl);
1211         } else {
1212             ofproto_set_remote_execution(br->ofproto, NULL, NULL);
1213         }
1214     } else {
1215         union ofp_action action;
1216         flow_t flow;
1217
1218         /* Set up a flow that matches every packet and directs them to
1219          * OFPP_NORMAL (which goes to us). */
1220         memset(&action, 0, sizeof action);
1221         action.type = htons(OFPAT_OUTPUT);
1222         action.output.len = htons(sizeof action);
1223         action.output.port = htons(OFPP_NORMAL);
1224         memset(&flow, 0, sizeof flow);
1225         ofproto_add_flow(br->ofproto, &flow, OFPFW_ALL, 0,
1226                          &action, 1, 0);
1227
1228         ofproto_set_in_band(br->ofproto, false);
1229         ofproto_set_max_backoff(br->ofproto, 1);
1230         ofproto_set_probe_interval(br->ofproto, 5);
1231         ofproto_set_failure(br->ofproto, false);
1232         ofproto_set_stp(br->ofproto, false);
1233     }
1234     free(pfx);
1235
1236     ofproto_set_controller(br->ofproto, br->controller);
1237 }
1238
1239 static void
1240 bridge_get_all_ifaces(const struct bridge *br, struct svec *ifaces)
1241 {
1242     size_t i, j;
1243
1244     svec_init(ifaces);
1245     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1246         struct port *port = br->ports[i];
1247         for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
1248             struct iface *iface = port->ifaces[j];
1249             svec_add(ifaces, iface->name);
1250         }
1251     }
1252     svec_sort(ifaces);
1253     assert(svec_is_unique(ifaces));
1254 }
1255
1256 /* For robustness, in case the administrator moves around datapath ports behind
1257  * our back, we re-check all the datapath port numbers here.
1258  *
1259  * This function will set the 'dp_ifidx' members of interfaces that have
1260  * disappeared to -1, so only call this function from a context where those
1261  * 'struct iface's will be removed from the bridge.  Otherwise, the -1
1262  * 'dp_ifidx'es will cause trouble later when we try to send them to the
1263  * datapath, which doesn't support UINT16_MAX+1 ports. */
1264 static void
1265 bridge_fetch_dp_ifaces(struct bridge *br)
1266 {
1267     struct odp_port *dpif_ports;
1268     size_t n_dpif_ports;
1269     size_t i, j;
1270
1271     /* Reset all interface numbers. */
1272     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1273         struct port *port = br->ports[i];
1274         for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
1275             struct iface *iface = port->ifaces[j];
1276             iface->dp_ifidx = -1;
1277         }
1278     }
1279     port_array_clear(&br->ifaces);
1280
1281     dpif_port_list(br->dpif, &dpif_ports, &n_dpif_ports);
1282     for (i = 0; i < n_dpif_ports; i++) {
1283         struct odp_port *p = &dpif_ports[i];
1284         struct iface *iface = iface_lookup(br, p->devname);
1285         if (iface) {
1286             if (iface->dp_ifidx >= 0) {
1287                 VLOG_WARN("%s reported interface %s twice",
1288                           dpif_name(br->dpif), p->devname);
1289             } else if (iface_from_dp_ifidx(br, p->port)) {
1290                 VLOG_WARN("%s reported interface %"PRIu16" twice",
1291                           dpif_name(br->dpif), p->port);
1292             } else {
1293                 port_array_set(&br->ifaces, p->port, iface);
1294                 iface->dp_ifidx = p->port;
1295             }
1296         }
1297     }
1298     free(dpif_ports);
1299 }
1300 \f
1301 /* Bridge packet processing functions. */
1302
1303 static int
1304 bond_hash(const uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN])
1305 {
1306     return hash_bytes(mac, ETH_ADDR_LEN, 0) & BOND_MASK;
1307 }
1308
1309 static struct bond_entry *
1310 lookup_bond_entry(const struct port *port, const uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN])
1311 {
1312     return &port->bond_hash[bond_hash(mac)];
1313 }
1314
1315 static int
1316 bond_choose_iface(const struct port *port)
1317 {
1318     size_t i;
1319     for (i = 0; i < port->n_ifaces; i++) {
1320         if (port->ifaces[i]->enabled) {
1321             return i;
1322         }
1323     }
1324     return -1;
1325 }
1326
1327 static bool
1328 choose_output_iface(const struct port *port, const uint8_t *dl_src,
1329                     uint16_t *dp_ifidx, tag_type *tags)
1330 {
1331     struct iface *iface;
1332
1333     assert(port->n_ifaces);
1334     if (port->n_ifaces == 1) {
1335         iface = port->ifaces[0];
1336     } else {
1337         struct bond_entry *e = lookup_bond_entry(port, dl_src);
1338         if (e->iface_idx < 0 || e->iface_idx >= port->n_ifaces
1339             || !port->ifaces[e->iface_idx]->enabled) {
1340             /* XXX select interface properly.  The current interface selection
1341              * is only good for testing the rebalancing code. */
1342             e->iface_idx = bond_choose_iface(port);
1343             if (e->iface_idx < 0) {
1344                 *tags |= port->no_ifaces_tag;
1345                 return false;
1346             }
1347             e->iface_tag = tag_create_random();
1348         }
1349         *tags |= e->iface_tag;
1350         iface = port->ifaces[e->iface_idx];
1351     }
1352     *dp_ifidx = iface->dp_ifidx;
1353     *tags |= iface->tag;        /* Currently only used for bonding. */
1354     return true;
1355 }
1356
1357 static void
1358 bond_link_status_update(struct iface *iface, bool carrier)
1359 {
1360     static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 20);
1361     struct port *port = iface->port;
1362
1363     if ((carrier == iface->enabled) == (iface->delay_expires == LLONG_MAX)) {
1364         /* Nothing to do. */
1365         return;
1366     }
1367     VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: carrier %s",
1368                  iface->name, carrier ? "detected" : "dropped");
1369     if (carrier == iface->enabled) {
1370         iface->delay_expires = LLONG_MAX;
1371         VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: will not be %s",
1372                      iface->name, carrier ? "disabled" : "enabled");
1373     } else if (carrier && port->updelay && port->active_iface < 0) {
1374         iface->delay_expires = time_msec();
1375         VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: skipping %d ms updelay since no "
1376                      "other interface is up", iface->name, port->updelay);
1377     } else {
1378         int delay = carrier ? port->updelay : port->downdelay;
1379         iface->delay_expires = time_msec() + delay;
1380         if (delay) {
1381             VLOG_INFO_RL(&rl,
1382                          "interface %s: will be %s if it stays %s for %d ms",
1383                          iface->name,
1384                          carrier ? "enabled" : "disabled",
1385                          carrier ? "up" : "down",
1386                          delay);
1387         }
1388     }
1389 }
1390
1391 static void
1392 bond_choose_active_iface(struct port *port)
1393 {
1394     static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 20);
1395
1396     port->active_iface = bond_choose_iface(port);
1397     port->active_iface_tag = tag_create_random();
1398     if (port->active_iface >= 0) {
1399         VLOG_INFO_RL(&rl, "port %s: active interface is now %s",
1400                      port->name, port->ifaces[port->active_iface]->name);
1401     } else {
1402         VLOG_WARN_RL(&rl, "port %s: all ports disabled, no active interface",
1403                      port->name);
1404     }
1405 }
1406
1407 static void
1408 bond_enable_slave(struct iface *iface, bool enable)
1409 {
1410     struct port *port = iface->port;
1411     struct bridge *br = port->bridge;
1412
1413     iface->delay_expires = LLONG_MAX;
1414     if (enable == iface->enabled) {
1415         return;
1416     }
1417
1418     iface->enabled = enable;
1419     if (!iface->enabled) {
1420         VLOG_WARN("interface %s: disabled", iface->name);
1421         ofproto_revalidate(br->ofproto, iface->tag);
1422         if (iface->port_ifidx == port->active_iface) {
1423             ofproto_revalidate(br->ofproto,
1424                                port->active_iface_tag);
1425             bond_choose_active_iface(port);
1426         }
1427         bond_send_learning_packets(port);
1428     } else {
1429         VLOG_WARN("interface %s: enabled", iface->name);
1430         if (port->active_iface < 0) {
1431             ofproto_revalidate(br->ofproto, port->no_ifaces_tag);
1432             bond_choose_active_iface(port);
1433             bond_send_learning_packets(port);
1434         }
1435         iface->tag = tag_create_random();
1436     }
1437 }
1438
1439 static void
1440 bond_run(struct bridge *br)
1441 {
1442     size_t i, j;
1443
1444     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1445         struct port *port = br->ports[i];
1446         if (port->n_ifaces < 2) {
1447             continue;
1448         }
1449         for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
1450             struct iface *iface = port->ifaces[j];
1451             if (time_msec() >= iface->delay_expires) {
1452                 bond_enable_slave(iface, !iface->enabled);
1453             }
1454         }
1455     }
1456 }
1457
1458 static void
1459 bond_wait(struct bridge *br)
1460 {
1461     size_t i, j;
1462
1463     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1464         struct port *port = br->ports[i];
1465         if (port->n_ifaces < 2) {
1466             continue;
1467         }
1468         for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
1469             struct iface *iface = port->ifaces[j];
1470             if (iface->delay_expires != LLONG_MAX) {
1471                 poll_timer_wait(iface->delay_expires - time_msec());
1472             }
1473         }
1474     }
1475 }
1476
1477 static bool
1478 set_dst(struct dst *p, const flow_t *flow,
1479         const struct port *in_port, const struct port *out_port,
1480         tag_type *tags)
1481 {
1482     /* STP handling.
1483      *
1484      * XXX This uses too many tags: any broadcast flow will get one tag per
1485      * destination port, and thus a broadcast on a switch of any size is likely
1486      * to have all tag bits set.  We should figure out a way to be smarter.
1487      *
1488      * This is OK when STP is disabled, because stp_state_tag is 0 then. */
1489     *tags |= out_port->stp_state_tag;
1490     if (!(out_port->stp_state & (STP_DISABLED | STP_FORWARDING))) {
1491         return false;
1492     }
1493
1494     p->vlan = (out_port->vlan >= 0 ? OFP_VLAN_NONE
1495               : in_port->vlan >= 0 ? in_port->vlan
1496               : ntohs(flow->dl_vlan));
1497     return choose_output_iface(out_port, flow->dl_src, &p->dp_ifidx, tags);
1498 }
1499
1500 static void
1501 swap_dst(struct dst *p, struct dst *q)
1502 {
1503     struct dst tmp = *p;
1504     *p = *q;
1505     *q = tmp;
1506 }
1507
1508 /* Moves all the dsts with vlan == 'vlan' to the front of the 'n_dsts' in
1509  * 'dsts'.  (This may help performance by reducing the number of VLAN changes
1510  * that we push to the datapath.  We could in fact fully sort the array by
1511  * vlan, but in most cases there are at most two different vlan tags so that's
1512  * possibly overkill.) */
1513 static void
1514 partition_dsts(struct dst *dsts, size_t n_dsts, int vlan)
1515 {
1516     struct dst *first = dsts;
1517     struct dst *last = dsts + n_dsts;
1518
1519     while (first != last) {
1520         /* Invariants:
1521          *      - All dsts < first have vlan == 'vlan'.
1522          *      - All dsts >= last have vlan != 'vlan'.
1523          *      - first < last. */
1524         while (first->vlan == vlan) {
1525             if (++first == last) {
1526                 return;
1527             }
1528         }
1529
1530         /* Same invariants, plus one additional:
1531          *      - first->vlan != vlan.
1532          */
1533         while (last[-1].vlan != vlan) {
1534             if (--last == first) {
1535                 return;
1536             }
1537         }
1538
1539         /* Same invariants, plus one additional:
1540          *      - last[-1].vlan == vlan.*/
1541         swap_dst(first++, --last);
1542     }
1543 }
1544
1545 static int
1546 mirror_mask_ffs(mirror_mask_t mask)
1547 {
1548     BUILD_ASSERT_DECL(sizeof(unsigned int) >= sizeof(mask));
1549     return ffs(mask);
1550 }
1551
1552 static bool
1553 dst_is_duplicate(const struct dst *dsts, size_t n_dsts,
1554                  const struct dst *test)
1555 {
1556     size_t i;
1557     for (i = 0; i < n_dsts; i++) {
1558         if (dsts[i].vlan == test->vlan && dsts[i].dp_ifidx == test->dp_ifidx) {
1559             return true;
1560         }
1561     }
1562     return false;
1563 }
1564
1565 static bool
1566 port_trunks_vlan(const struct port *port, uint16_t vlan)
1567 {
1568     return port->vlan < 0 && bitmap_is_set(port->trunks, vlan);
1569 }
1570
1571 static bool
1572 port_includes_vlan(const struct port *port, uint16_t vlan)
1573 {
1574     return vlan == port->vlan || port_trunks_vlan(port, vlan);
1575 }
1576
1577 static size_t
1578 compose_dsts(const struct bridge *br, const flow_t *flow, uint16_t vlan,
1579              const struct port *in_port, const struct port *out_port,
1580              struct dst dsts[], tag_type *tags)
1581 {
1582     mirror_mask_t mirrors = in_port->src_mirrors;
1583     struct dst *dst = dsts;
1584     size_t i;
1585
1586     *tags |= in_port->stp_state_tag;
1587     if (out_port == FLOOD_PORT) {
1588         /* XXX use ODP_FLOOD if no vlans or bonding. */
1589         /* XXX even better, define each VLAN as a datapath port group */
1590         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1591             struct port *port = br->ports[i];
1592             if (port != in_port && port_includes_vlan(port, vlan)
1593                 && !port->is_mirror_output_port
1594                 && set_dst(dst, flow, in_port, port, tags)) {
1595                 mirrors |= port->dst_mirrors;
1596                 dst++;
1597             }
1598         }
1599     } else if (out_port && set_dst(dst, flow, in_port, out_port, tags)) {
1600         mirrors |= out_port->dst_mirrors;
1601         dst++;
1602     }
1603
1604     while (mirrors) {
1605         struct mirror *m = br->mirrors[mirror_mask_ffs(mirrors) - 1];
1606         if (!m->n_vlans || vlan_is_mirrored(m, vlan)) {
1607             if (m->out_port) {
1608                 if (set_dst(dst, flow, in_port, m->out_port, tags)
1609                     && !dst_is_duplicate(dsts, dst - dsts, dst)) {
1610                     dst++;
1611                 }
1612             } else {
1613                 for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1614                     struct port *port = br->ports[i];
1615                     if (port_includes_vlan(port, m->out_vlan)
1616                         && set_dst(dst, flow, in_port, port, tags)
1617                         && !dst_is_duplicate(dsts, dst - dsts, dst))
1618                     {
1619                         if (port->vlan < 0) {
1620                             dst->vlan = m->out_vlan;
1621                         }
1622                         if (dst->dp_ifidx == flow->in_port
1623                             && dst->vlan == vlan) {
1624                             /* Don't send out input port on same VLAN. */
1625                             continue;
1626                         }
1627                         dst++;
1628                     }
1629                 }
1630             }
1631         }
1632         mirrors &= mirrors - 1;
1633     }
1634
1635     partition_dsts(dsts, dst - dsts, ntohs(flow->dl_vlan));
1636     return dst - dsts;
1637 }
1638
1639 static void UNUSED
1640 print_dsts(const struct dst *dsts, size_t n)
1641 {
1642     for (; n--; dsts++) {
1643         printf(">p%"PRIu16, dsts->dp_ifidx);
1644         if (dsts->vlan != OFP_VLAN_NONE) {
1645             printf("v%"PRIu16, dsts->vlan);
1646         }
1647     }
1648 }
1649
1650 static void
1651 compose_actions(struct bridge *br, const flow_t *flow, uint16_t vlan,
1652                 const struct port *in_port, const struct port *out_port,
1653                 tag_type *tags, struct odp_actions *actions)
1654 {
1655     struct dst dsts[DP_MAX_PORTS * (MAX_MIRRORS + 1)];
1656     size_t n_dsts;
1657     const struct dst *p;
1658     uint16_t cur_vlan;
1659
1660     n_dsts = compose_dsts(br, flow, vlan, in_port, out_port, dsts, tags);
1661
1662     cur_vlan = ntohs(flow->dl_vlan);
1663     for (p = dsts; p < &dsts[n_dsts]; p++) {
1664         union odp_action *a;
1665         if (p->vlan != cur_vlan) {
1666             if (p->vlan == OFP_VLAN_NONE) {
1667                 odp_actions_add(actions, ODPAT_STRIP_VLAN);
1668             } else {
1669                 a = odp_actions_add(actions, ODPAT_SET_VLAN_VID);
1670                 a->vlan_vid.vlan_vid = htons(p->vlan);
1671             }
1672             cur_vlan = p->vlan;
1673         }
1674         a = odp_actions_add(actions, ODPAT_OUTPUT);
1675         a->output.port = p->dp_ifidx;
1676     }
1677 }
1678
1679 static bool
1680 is_bcast_arp_reply(const flow_t *flow, const struct ofpbuf *packet)
1681 {
1682     struct arp_eth_header *arp = (struct arp_eth_header *) packet->data;
1683     return (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP)
1684             && eth_addr_is_broadcast(flow->dl_dst)
1685             && packet->size >= sizeof(struct arp_eth_header)
1686             && arp->ar_op == ARP_OP_REQUEST);
1687 }
1688
1689 /* If the composed actions may be applied to any packet in the given 'flow',
1690  * returns true.  Otherwise, the actions should only be applied to 'packet', or
1691  * not at all, if 'packet' was NULL. */
1692 static bool
1693 process_flow(struct bridge *br, const flow_t *flow,
1694              const struct ofpbuf *packet, struct odp_actions *actions,
1695              tag_type *tags)
1696 {
1697     struct iface *in_iface;
1698     struct port *in_port;
1699     struct port *out_port = NULL; /* By default, drop the packet/flow. */
1700     int vlan;
1701
1702     /* Find the interface and port structure for the received packet. */
1703     in_iface = iface_from_dp_ifidx(br, flow->in_port);
1704     if (!in_iface) {
1705         /* No interface?  Something fishy... */
1706         if (packet != NULL) {
1707             /* Odd.  A few possible reasons here:
1708              *
1709              * - We deleted an interface but there are still a few packets
1710              *   queued up from it.
1711              *
1712              * - Someone externally added an interface (e.g. with "ovs-dpctl
1713              *   add-if") that we don't know about.
1714              *
1715              * - Packet arrived on the local port but the local port is not
1716              *   one of our bridge ports.
1717              */
1718             static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
1719
1720             VLOG_WARN_RL(&rl, "bridge %s: received packet on unknown "
1721                          "interface %"PRIu16, br->name, flow->in_port); 
1722         }
1723
1724         /* Return without adding any actions, to drop packets on this flow. */
1725         return true;
1726     }
1727     in_port = in_iface->port;
1728
1729     /* Figure out what VLAN this packet belongs to.
1730      *
1731      * Note that dl_vlan of 0 and of OFP_VLAN_NONE both mean that the packet
1732      * belongs to VLAN 0, so we should treat both cases identically.  (In the
1733      * former case, the packet has an 802.1Q header that specifies VLAN 0,
1734      * presumably to allow a priority to be specified.  In the latter case, the
1735      * packet does not have any 802.1Q header.) */
1736     vlan = ntohs(flow->dl_vlan);
1737     if (vlan == OFP_VLAN_NONE) {
1738         vlan = 0;
1739     }
1740     if (in_port->vlan >= 0) {
1741         if (vlan) {
1742             /* XXX support double tagging? */
1743             if (packet != NULL) {
1744                 static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
1745                 VLOG_WARN_RL(&rl, "bridge %s: dropping VLAN %"PRIu16" tagged "
1746                              "packet received on port %s configured with "
1747                              "implicit VLAN %"PRIu16,
1748                              br->name, ntohs(flow->dl_vlan),
1749                              in_port->name, in_port->vlan);
1750             }
1751             goto done;
1752         }
1753         vlan = in_port->vlan;
1754     } else {
1755         if (!port_includes_vlan(in_port, vlan)) {
1756             static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
1757             VLOG_WARN_RL(&rl, "bridge %s: dropping VLAN %d tagged "
1758                          "packet received on port %s not configured for "
1759                          "trunking VLAN %d",
1760                          br->name, vlan, in_port->name, vlan);
1761             goto done;
1762         }
1763     }
1764
1765     /* Drop frames for ports that STP wants entirely killed (both for
1766      * forwarding and for learning).  Later, after we do learning, we'll drop
1767      * the frames that STP wants to do learning but not forwarding on. */
1768     if (in_port->stp_state & (STP_LISTENING | STP_BLOCKING)) {
1769         goto done;
1770     }
1771
1772     /* Drop frames for reserved multicast addresses. */
1773     if (eth_addr_is_reserved(flow->dl_dst)) {
1774         goto done;
1775     }
1776
1777     /* Drop frames on ports reserved for mirroring. */
1778     if (in_port->is_mirror_output_port) {
1779         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
1780         VLOG_WARN_RL(&rl, "bridge %s: dropping packet received on port %s, "
1781                      "which is reserved exclusively for mirroring",
1782                      br->name, in_port->name);
1783         goto done;
1784     }
1785
1786     /* Multicast (and broadcast) packets on bonds need special attention, to
1787      * avoid receiving duplicates. */
1788     if (in_port->n_ifaces > 1 && eth_addr_is_multicast(flow->dl_dst)) {
1789         *tags |= in_port->active_iface_tag;
1790         if (in_port->active_iface != in_iface->port_ifidx) {
1791             /* Drop all multicast packets on inactive slaves. */
1792             goto done;
1793         } else {
1794             /* Drop all multicast packets for which we have learned a different
1795              * input port, because we probably sent the packet on one slaves
1796              * and got it back on the active slave.  Broadcast ARP replies are
1797              * an exception to this rule: the host has moved to another
1798              * switch. */
1799             int src_idx = mac_learning_lookup(br->ml, flow->dl_src, vlan);
1800             if (src_idx != -1 && src_idx != in_port->port_idx) {
1801                 if (packet) {
1802                     if (!is_bcast_arp_reply(flow, packet)) {
1803                         goto done;
1804                     }
1805                 } else {
1806                     /* No way to know whether it's an ARP reply, because the
1807                      * flow entry doesn't include enough information and we
1808                      * don't have a packet.  Punt. */
1809                     return false;
1810                 }
1811             }
1812         }
1813     }
1814
1815     /* MAC learning. */
1816     out_port = FLOOD_PORT;
1817     if (br->ml) {
1818         int out_port_idx;
1819
1820         /* Learn source MAC (but don't try to learn from revalidation). */
1821         if (packet) {
1822             tag_type rev_tag = mac_learning_learn(br->ml, flow->dl_src,
1823                                                   vlan, in_port->port_idx);
1824             if (rev_tag) {
1825                 /* The log messages here could actually be useful in debugging,
1826                  * so keep the rate limit relatively high. */
1827                 static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(30,
1828                                                                         300);
1829                 VLOG_DBG_RL(&rl, "bridge %s: learned that "ETH_ADDR_FMT" is "
1830                             "on port %s in VLAN %d",
1831                             br->name, ETH_ADDR_ARGS(flow->dl_src),
1832                             in_port->name, vlan);
1833                 ofproto_revalidate(br->ofproto, rev_tag);
1834             }
1835         }
1836
1837         /* Determine output port. */
1838         out_port_idx = mac_learning_lookup_tag(br->ml, flow->dl_dst, vlan,
1839                                                tags);
1840         if (out_port_idx >= 0 && out_port_idx < br->n_ports) {
1841             out_port = br->ports[out_port_idx];
1842         }
1843     }
1844
1845     /* Don't send packets out their input ports.  Don't forward frames that STP
1846      * wants us to discard. */
1847     if (in_port == out_port || in_port->stp_state == STP_LEARNING) {
1848         out_port = NULL;
1849     }
1850
1851 done:
1852     compose_actions(br, flow, vlan, in_port, out_port, tags, actions);
1853
1854     /*
1855      * We send out only a single packet, instead of setting up a flow, if the
1856      * packet is an ARP directed to broadcast that arrived on a bonded
1857      * interface.  In such a situation ARP requests and replies must be handled
1858      * differently, but OpenFlow unfortunately can't distinguish them.
1859      */
1860     return (in_port->n_ifaces < 2
1861             || flow->dl_type != htons(ETH_TYPE_ARP)
1862             || !eth_addr_is_broadcast(flow->dl_dst));
1863 }
1864
1865 /* Careful: 'opp' is in host byte order and opp->port_no is an OFP port
1866  * number. */
1867 static void
1868 bridge_port_changed_ofhook_cb(enum ofp_port_reason reason,
1869                               const struct ofp_phy_port *opp,
1870                               void *br_)
1871 {
1872     struct bridge *br = br_;
1873     struct iface *iface;
1874     struct port *port;
1875
1876     iface = iface_from_dp_ifidx(br, ofp_port_to_odp_port(opp->port_no));
1877     if (!iface) {
1878         return;
1879     }
1880     port = iface->port;
1881
1882     if (reason == OFPPR_DELETE) {
1883         VLOG_WARN("bridge %s: interface %s deleted unexpectedly",
1884                   br->name, iface->name);
1885         iface_destroy(iface);
1886         if (!port->n_ifaces) {
1887             VLOG_WARN("bridge %s: port %s has no interfaces, dropping",
1888                       br->name, port->name);
1889             port_destroy(port);
1890         }
1891
1892         bridge_flush(br);
1893     } else {
1894         memcpy(iface->mac, opp->hw_addr, ETH_ADDR_LEN);
1895         if (port->n_ifaces > 1) {
1896             bool up = !(opp->state & OFPPS_LINK_DOWN);
1897             bond_link_status_update(iface, up);
1898             port_update_bond_compat(port);
1899         }
1900     }
1901 }
1902
1903 static bool
1904 bridge_normal_ofhook_cb(const flow_t *flow, const struct ofpbuf *packet,
1905                         struct odp_actions *actions, tag_type *tags, void *br_)
1906 {
1907     struct bridge *br = br_;
1908
1909 #if 0
1910     if (flow->dl_type == htons(OFP_DL_TYPE_NOT_ETH_TYPE)
1911         && eth_addr_equals(flow->dl_dst, stp_eth_addr)) {
1912         brstp_receive(br, flow, payload);
1913         return true;
1914     }
1915 #endif
1916
1917     COVERAGE_INC(bridge_process_flow);
1918     return process_flow(br, flow, packet, actions, tags);
1919 }
1920
1921 static void
1922 bridge_account_flow_ofhook_cb(const flow_t *flow,
1923                               const union odp_action *actions,
1924                               size_t n_actions, unsigned long long int n_bytes,
1925                               void *br_)
1926 {
1927     struct bridge *br = br_;
1928     const union odp_action *a;
1929
1930     if (!br->has_bonded_ports) {
1931         return;
1932     }
1933
1934     for (a = actions; a < &actions[n_actions]; a++) {
1935         if (a->type == ODPAT_OUTPUT) {
1936             struct port *port = port_from_dp_ifidx(br, a->output.port);
1937             if (port && port->n_ifaces >= 2) {
1938                 struct bond_entry *e = lookup_bond_entry(port, flow->dl_src);
1939                 e->tx_bytes += n_bytes;
1940             }
1941         }
1942     }
1943 }
1944
1945 static void
1946 bridge_account_checkpoint_ofhook_cb(void *br_)
1947 {
1948     struct bridge *br = br_;
1949     size_t i;
1950
1951     if (!br->has_bonded_ports) {
1952         return;
1953     }
1954
1955     /* The current ofproto implementation calls this callback at least once a
1956      * second, so this timer implementation is sufficient. */
1957     if (time_msec() < br->bond_next_rebalance) {
1958         return;
1959     }
1960     br->bond_next_rebalance = time_msec() + 10000;
1961
1962     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
1963         struct port *port = br->ports[i];
1964         if (port->n_ifaces > 1) {
1965             bond_rebalance_port(port);
1966         }
1967     }
1968 }
1969
1970 static struct ofhooks bridge_ofhooks = {
1971     bridge_port_changed_ofhook_cb,
1972     bridge_normal_ofhook_cb,
1973     bridge_account_flow_ofhook_cb,
1974     bridge_account_checkpoint_ofhook_cb,
1975 };
1976 \f
1977 /* Bonding functions. */
1978
1979 /* Statistics for a single interface on a bonded port, used for load-based
1980  * bond rebalancing.  */
1981 struct slave_balance {
1982     struct iface *iface;        /* The interface. */
1983     uint64_t tx_bytes;          /* Sum of hashes[*]->tx_bytes. */
1984
1985     /* All the "bond_entry"s that are assigned to this interface, in order of
1986      * increasing tx_bytes. */
1987     struct bond_entry **hashes;
1988     size_t n_hashes;
1989 };
1990
1991 /* Sorts pointers to pointers to bond_entries in ascending order by the
1992  * interface to which they are assigned, and within a single interface in
1993  * ascending order of bytes transmitted. */
1994 static int
1995 compare_bond_entries(const void *a_, const void *b_)
1996 {
1997     const struct bond_entry *const *ap = a_;
1998     const struct bond_entry *const *bp = b_;
1999     const struct bond_entry *a = *ap;
2000     const struct bond_entry *b = *bp;
2001     if (a->iface_idx != b->iface_idx) {
2002         return a->iface_idx > b->iface_idx ? 1 : -1;
2003     } else if (a->tx_bytes != b->tx_bytes) {
2004         return a->tx_bytes > b->tx_bytes ? 1 : -1;
2005     } else {
2006         return 0;
2007     }
2008 }
2009
2010 /* Sorts slave_balances so that enabled ports come first, and otherwise in
2011  * *descending* order by number of bytes transmitted. */
2012 static int
2013 compare_slave_balance(const void *a_, const void *b_)
2014 {
2015     const struct slave_balance *a = a_;
2016     const struct slave_balance *b = b_;
2017     if (a->iface->enabled != b->iface->enabled) {
2018         return a->iface->enabled ? -1 : 1;
2019     } else if (a->tx_bytes != b->tx_bytes) {
2020         return a->tx_bytes > b->tx_bytes ? -1 : 1;
2021     } else {
2022         return 0;
2023     }
2024 }
2025
2026 static void
2027 swap_bals(struct slave_balance *a, struct slave_balance *b)
2028 {
2029     struct slave_balance tmp = *a;
2030     *a = *b;
2031     *b = tmp;
2032 }
2033
2034 /* Restores the 'n_bals' slave_balance structures in 'bals' to sorted order
2035  * given that 'p' (and only 'p') might be in the wrong location.
2036  *
2037  * This function invalidates 'p', since it might now be in a different memory
2038  * location. */
2039 static void
2040 resort_bals(struct slave_balance *p,
2041             struct slave_balance bals[], size_t n_bals)
2042 {
2043     if (n_bals > 1) {
2044         for (; p > bals && p->tx_bytes > p[-1].tx_bytes; p--) {
2045             swap_bals(p, p - 1);
2046         }
2047         for (; p < &bals[n_bals - 1] && p->tx_bytes < p[1].tx_bytes; p++) {
2048             swap_bals(p, p + 1);
2049         }
2050     }
2051 }
2052
2053 static void
2054 log_bals(const struct slave_balance *bals, size_t n_bals, struct port *port)
2055 {
2056     if (VLOG_IS_DBG_ENABLED()) {
2057         struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
2058         const struct slave_balance *b;
2059
2060         for (b = bals; b < bals + n_bals; b++) {
2061             size_t i;
2062
2063             if (b > bals) {
2064                 ds_put_char(&ds, ',');
2065             }
2066             ds_put_format(&ds, " %s %"PRIu64"kB",
2067                           b->iface->name, b->tx_bytes / 1024);
2068
2069             if (!b->iface->enabled) {
2070                 ds_put_cstr(&ds, " (disabled)");
2071             }
2072             if (b->n_hashes > 0) {
2073                 ds_put_cstr(&ds, " (");
2074                 for (i = 0; i < b->n_hashes; i++) {
2075                     const struct bond_entry *e = b->hashes[i];
2076                     if (i > 0) {
2077                         ds_put_cstr(&ds, " + ");
2078                     }
2079                     ds_put_format(&ds, "h%td: %"PRIu64"kB",
2080                                   e - port->bond_hash, e->tx_bytes / 1024);
2081                 }
2082                 ds_put_cstr(&ds, ")");
2083             }
2084         }
2085         VLOG_DBG("bond %s:%s", port->name, ds_cstr(&ds));
2086         ds_destroy(&ds);
2087     }
2088 }
2089
2090 /* Shifts 'hash' from 'from' to 'to' within 'port'. */
2091 static void
2092 bond_shift_load(struct slave_balance *from, struct slave_balance *to,
2093                 struct bond_entry *hash)
2094 {
2095     struct port *port = from->iface->port;
2096     uint64_t delta = hash->tx_bytes;
2097
2098     VLOG_INFO("bond %s: shift %"PRIu64"kB of load (with hash %td) "
2099               "from %s to %s (now carrying %"PRIu64"kB and "
2100               "%"PRIu64"kB load, respectively)",
2101               port->name, delta / 1024, hash - port->bond_hash,
2102               from->iface->name, to->iface->name,
2103               (from->tx_bytes - delta) / 1024,
2104               (to->tx_bytes + delta) / 1024);
2105
2106     /* Delete element from from->hashes.
2107      *
2108      * We don't bother to add the element to to->hashes because not only would
2109      * it require more work, the only purpose it would be to allow that hash to
2110      * be migrated to another slave in this rebalancing run, and there is no
2111      * point in doing that.  */
2112     if (from->hashes[0] == hash) {
2113         from->hashes++;
2114     } else {
2115         int i = hash - from->hashes[0];
2116         memmove(from->hashes + i, from->hashes + i + 1,
2117                 (from->n_hashes - (i + 1)) * sizeof *from->hashes);
2118     }
2119     from->n_hashes--;
2120
2121     /* Shift load away from 'from' to 'to'. */
2122     from->tx_bytes -= delta;
2123     to->tx_bytes += delta;
2124
2125     /* Arrange for flows to be revalidated. */
2126     ofproto_revalidate(port->bridge->ofproto, hash->iface_tag);
2127     hash->iface_idx = to->iface->port_ifidx;
2128     hash->iface_tag = tag_create_random();
2129 }
2130
2131 static void
2132 bond_rebalance_port(struct port *port)
2133 {
2134     struct slave_balance bals[DP_MAX_PORTS];
2135     size_t n_bals;
2136     struct bond_entry *hashes[BOND_MASK + 1];
2137     struct slave_balance *b, *from, *to;
2138     struct bond_entry *e;
2139     size_t i;
2140
2141     /* Sets up 'bals' to describe each of the port's interfaces, sorted in
2142      * descending order of tx_bytes, so that bals[0] represents the most
2143      * heavily loaded slave and bals[n_bals - 1] represents the least heavily
2144      * loaded slave.
2145      *
2146      * The code is a bit tricky: to avoid dynamically allocating a 'hashes'
2147      * array for each slave_balance structure, we sort our local array of
2148      * hashes in order by slave, so that all of the hashes for a given slave
2149      * become contiguous in memory, and then we point each 'hashes' members of
2150      * a slave_balance structure to the start of a contiguous group. */
2151     n_bals = port->n_ifaces;
2152     for (b = bals; b < &bals[n_bals]; b++) {
2153         b->iface = port->ifaces[b - bals];
2154         b->tx_bytes = 0;
2155         b->hashes = NULL;
2156         b->n_hashes = 0;
2157     }
2158     for (i = 0; i <= BOND_MASK; i++) {
2159         hashes[i] = &port->bond_hash[i];
2160     }
2161     qsort(hashes, BOND_MASK + 1, sizeof *hashes, compare_bond_entries);
2162     for (i = 0; i <= BOND_MASK; i++) {
2163         e = hashes[i];
2164         if (e->iface_idx >= 0 && e->iface_idx < port->n_ifaces) {
2165             b = &bals[e->iface_idx];
2166             b->tx_bytes += e->tx_bytes;
2167             if (!b->hashes) {
2168                 b->hashes = &hashes[i];
2169             }
2170             b->n_hashes++;
2171         }
2172     }
2173     qsort(bals, n_bals, sizeof *bals, compare_slave_balance);
2174     log_bals(bals, n_bals, port);
2175
2176     /* Discard slaves that aren't enabled (which were sorted to the back of the
2177      * array earlier). */
2178     while (!bals[n_bals - 1].iface->enabled) {
2179         n_bals--;
2180         if (!n_bals) {
2181             return;
2182         }
2183     }
2184
2185     /* Shift load from the most-loaded slaves to the least-loaded slaves. */
2186     to = &bals[n_bals - 1];
2187     for (from = bals; from < to; ) {
2188         uint64_t overload = from->tx_bytes - to->tx_bytes;
2189         if (overload < to->tx_bytes >> 5 || overload < 100000) {
2190             /* The extra load on 'from' (and all less-loaded slaves), compared
2191              * to that of 'to' (the least-loaded slave), is less than ~3%, or
2192              * it is less than ~1Mbps.  No point in rebalancing. */
2193             break;
2194         } else if (from->n_hashes == 1) {
2195             /* 'from' only carries a single MAC hash, so we can't shift any
2196              * load away from it, even though we want to. */
2197             from++;
2198         } else {
2199             /* 'from' is carrying significantly more load than 'to', and that
2200              * load is split across at least two different hashes.  Pick a hash
2201              * to migrate to 'to' (the least-loaded slave), given that doing so
2202              * must not cause 'to''s load to exceed 'from''s load.
2203              *
2204              * The sort order we use means that we prefer to shift away the
2205              * smallest hashes instead of the biggest ones.  There is little
2206              * reason behind this decision; we could use the opposite sort
2207              * order to shift away big hashes ahead of small ones. */
2208             size_t i;
2209
2210             for (i = 0; i < from->n_hashes; i++) {
2211                 uint64_t delta = from->hashes[i]->tx_bytes;
2212                 if (to->tx_bytes + delta < from->tx_bytes - delta) {
2213                     break;
2214                 }
2215             }
2216             if (i < from->n_hashes) {
2217                 bond_shift_load(from, to, from->hashes[i]);
2218
2219                 /* Re-sort 'bals'.  Note that this may make 'from' and 'to'
2220                  * point to different slave_balance structures.  It is only
2221                  * valid to do these two operations in a row at all because we
2222                  * know that 'from' will not move past 'to' and vice versa. */
2223                 resort_bals(from, bals, n_bals);
2224                 resort_bals(to, bals, n_bals);
2225             } else {
2226                 from++;
2227             }
2228         }
2229     }
2230
2231     /* Implement exponentially weighted moving average.  A weight of 1/2 causes
2232      * historical data to decay to <1% in 7 rebalancing runs.  */
2233     for (e = &port->bond_hash[0]; e <= &port->bond_hash[BOND_MASK]; e++) {
2234         e->tx_bytes /= 2;
2235     }
2236 }
2237
2238 static void
2239 bond_send_learning_packets(struct port *port)
2240 {
2241     struct bridge *br = port->bridge;
2242     struct mac_entry *e;
2243     struct ofpbuf packet;
2244     int error, n_packets, n_errors;
2245
2246     if (!port->n_ifaces || port->active_iface < 0 || !br->ml) {
2247         return;
2248     }
2249
2250     ofpbuf_init(&packet, 128);
2251     error = n_packets = n_errors = 0;
2252     LIST_FOR_EACH (e, struct mac_entry, lru_node, &br->ml->lrus) {
2253         static const char s[] = "Open vSwitch Bond Failover";
2254         union ofp_action actions[2], *a;
2255         struct eth_header *eth;
2256         struct llc_snap_header *llc_snap;
2257         uint16_t dp_ifidx;
2258         tag_type tags = 0;
2259         flow_t flow;
2260         int retval;
2261
2262         if (e->port == port->port_idx
2263             || !choose_output_iface(port, e->mac, &dp_ifidx, &tags)) {
2264             continue;
2265         }
2266
2267         /* Compose packet to send. */
2268         ofpbuf_clear(&packet);
2269         eth = ofpbuf_put_zeros(&packet, ETH_HEADER_LEN);
2270         llc_snap = ofpbuf_put_zeros(&packet, LLC_SNAP_HEADER_LEN);
2271         ofpbuf_put(&packet, s, sizeof s); /* Includes null byte. */
2272         ofpbuf_put(&packet, e->mac, ETH_ADDR_LEN);
2273
2274         memcpy(eth->eth_dst, eth_addr_broadcast, ETH_ADDR_LEN);
2275         memcpy(eth->eth_src, e->mac, ETH_ADDR_LEN);
2276         eth->eth_type = htons(packet.size - ETH_HEADER_LEN);
2277
2278         llc_snap->llc.llc_dsap = LLC_DSAP_SNAP;
2279         llc_snap->llc.llc_ssap = LLC_SSAP_SNAP;
2280         llc_snap->llc.llc_cntl = LLC_CNTL_SNAP;
2281         memcpy(llc_snap->snap.snap_org, "\x00\x23\x20", 3);
2282         llc_snap->snap.snap_type = htons(0xf177); /* Random number. */
2283
2284         /* Compose actions. */
2285         memset(actions, 0, sizeof actions);
2286         a = actions;
2287         if (e->vlan) {
2288             a->vlan_vid.type = htons(OFPAT_SET_VLAN_VID);
2289             a->vlan_vid.len = htons(sizeof *a);
2290             a->vlan_vid.vlan_vid = htons(e->vlan);
2291             a++;
2292         }
2293         a->output.type = htons(OFPAT_OUTPUT);
2294         a->output.len = htons(sizeof *a);
2295         a->output.port = htons(odp_port_to_ofp_port(dp_ifidx));
2296         a++;
2297
2298         /* Send packet. */
2299         n_packets++;
2300         flow_extract(&packet, ODPP_NONE, &flow);
2301         retval = ofproto_send_packet(br->ofproto, &flow, actions, a - actions,
2302                                      &packet);
2303         if (retval) {
2304             error = retval;
2305             n_errors++;
2306         }
2307     }
2308     ofpbuf_uninit(&packet);
2309
2310     if (n_errors) {
2311         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
2312         VLOG_WARN_RL(&rl, "bond %s: %d errors sending %d gratuitous learning "
2313                      "packets, last error was: %s",
2314                      port->name, n_errors, n_packets, strerror(error));
2315     } else {
2316         VLOG_DBG("bond %s: sent %d gratuitous learning packets",
2317                  port->name, n_packets);
2318     }
2319 }
2320 \f
2321 /* Bonding unixctl user interface functions. */
2322
2323 static void
2324 bond_unixctl_list(struct unixctl_conn *conn, const char *args UNUSED)
2325 {
2326     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
2327     const struct bridge *br;
2328
2329     ds_put_cstr(&ds, "bridge\tbond\tslaves\n");
2330
2331     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
2332         size_t i;
2333
2334         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
2335             const struct port *port = br->ports[i];
2336             if (port->n_ifaces > 1) {
2337                 size_t j;
2338
2339                 ds_put_format(&ds, "%s\t%s\t", br->name, port->name);
2340                 for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
2341                     const struct iface *iface = port->ifaces[j];
2342                     if (j) {
2343                         ds_put_cstr(&ds, ", ");
2344                     }
2345                     ds_put_cstr(&ds, iface->name);
2346                 }
2347                 ds_put_char(&ds, '\n');
2348             }
2349         }
2350     }
2351     unixctl_command_reply(conn, 200, ds_cstr(&ds));
2352     ds_destroy(&ds);
2353 }
2354
2355 static struct port *
2356 bond_find(const char *name)
2357 {
2358     const struct bridge *br;
2359
2360     LIST_FOR_EACH (br, struct bridge, node, &all_bridges) {
2361         size_t i;
2362
2363         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
2364             struct port *port = br->ports[i];
2365             if (!strcmp(port->name, name) && port->n_ifaces > 1) {
2366                 return port;
2367             }
2368         }
2369     }
2370     return NULL;
2371 }
2372
2373 static void
2374 bond_unixctl_show(struct unixctl_conn *conn, const char *args)
2375 {
2376     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
2377     const struct port *port;
2378     size_t j;
2379
2380     port = bond_find(args);
2381     if (!port) {
2382         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
2383         return;
2384     }
2385
2386     ds_put_format(&ds, "updelay: %d ms\n", port->updelay);
2387     ds_put_format(&ds, "downdelay: %d ms\n", port->downdelay);
2388     ds_put_format(&ds, "next rebalance: %lld ms\n",
2389                   port->bridge->bond_next_rebalance - time_msec());
2390     for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
2391         const struct iface *iface = port->ifaces[j];
2392         struct bond_entry *be;
2393
2394         /* Basic info. */
2395         ds_put_format(&ds, "slave %s: %s\n",
2396                       iface->name, iface->enabled ? "enabled" : "disabled");
2397         if (j == port->active_iface) {
2398             ds_put_cstr(&ds, "\tactive slave\n");
2399         }
2400         if (iface->delay_expires != LLONG_MAX) {
2401             ds_put_format(&ds, "\t%s expires in %lld ms\n",
2402                           iface->enabled ? "downdelay" : "updelay",
2403                           iface->delay_expires - time_msec());
2404         }
2405
2406         /* Hashes. */
2407         for (be = port->bond_hash; be <= &port->bond_hash[BOND_MASK]; be++) {
2408             int hash = be - port->bond_hash;
2409             struct mac_entry *me;
2410
2411             if (be->iface_idx != j) {
2412                 continue;
2413             }
2414
2415             ds_put_format(&ds, "\thash %d: %lld kB load\n",
2416                           hash, be->tx_bytes / 1024);
2417
2418             /* MACs. */
2419             if (!port->bridge->ml) {
2420                 break;
2421             }
2422
2423             LIST_FOR_EACH (me, struct mac_entry, lru_node,
2424                            &port->bridge->ml->lrus) {
2425                 uint16_t dp_ifidx;
2426                 tag_type tags = 0;
2427                 if (bond_hash(me->mac) == hash
2428                     && me->port != port->port_idx
2429                     && choose_output_iface(port, me->mac, &dp_ifidx, &tags)
2430                     && dp_ifidx == iface->dp_ifidx)
2431                 {
2432                     ds_put_format(&ds, "\t\t"ETH_ADDR_FMT"\n",
2433                                   ETH_ADDR_ARGS(me->mac));
2434                 }
2435             }
2436         }
2437     }
2438     unixctl_command_reply(conn, 200, ds_cstr(&ds));
2439     ds_destroy(&ds);
2440 }
2441
2442 static void
2443 bond_unixctl_migrate(struct unixctl_conn *conn, const char *args_)
2444 {
2445     char *args = (char *) args_;
2446     char *save_ptr = NULL;
2447     char *bond_s, *hash_s, *slave_s;
2448     uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN];
2449     struct port *port;
2450     struct iface *iface;
2451     struct bond_entry *entry;
2452     int hash;
2453
2454     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
2455     hash_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
2456     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
2457     if (!slave_s) {
2458         unixctl_command_reply(conn, 501,
2459                               "usage: bond/migrate BOND HASH SLAVE");
2460         return;
2461     }
2462
2463     port = bond_find(bond_s);
2464     if (!port) {
2465         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
2466         return;
2467     }
2468
2469     if (sscanf(hash_s, ETH_ADDR_SCAN_FMT, ETH_ADDR_SCAN_ARGS(mac))
2470         == ETH_ADDR_SCAN_COUNT) {
2471         hash = bond_hash(mac);
2472     } else if (strspn(hash_s, "0123456789") == strlen(hash_s)) {
2473         hash = atoi(hash_s) & BOND_MASK;
2474     } else {
2475         unixctl_command_reply(conn, 501, "bad hash");
2476         return;
2477     }
2478
2479     iface = port_lookup_iface(port, slave_s);
2480     if (!iface) {
2481         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
2482         return;
2483     }
2484
2485     if (!iface->enabled) {
2486         unixctl_command_reply(conn, 501, "cannot migrate to disabled slave");
2487         return;
2488     }
2489
2490     entry = &port->bond_hash[hash];
2491     ofproto_revalidate(port->bridge->ofproto, entry->iface_tag);
2492     entry->iface_idx = iface->port_ifidx;
2493     entry->iface_tag = tag_create_random();
2494     unixctl_command_reply(conn, 200, "migrated");
2495 }
2496
2497 static void
2498 bond_unixctl_set_active_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args_)
2499 {
2500     char *args = (char *) args_;
2501     char *save_ptr = NULL;
2502     char *bond_s, *slave_s;
2503     struct port *port;
2504     struct iface *iface;
2505
2506     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
2507     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
2508     if (!slave_s) {
2509         unixctl_command_reply(conn, 501,
2510                               "usage: bond/set-active-slave BOND SLAVE");
2511         return;
2512     }
2513
2514     port = bond_find(bond_s);
2515     if (!port) {
2516         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
2517         return;
2518     }
2519
2520     iface = port_lookup_iface(port, slave_s);
2521     if (!iface) {
2522         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
2523         return;
2524     }
2525
2526     if (!iface->enabled) {
2527         unixctl_command_reply(conn, 501, "cannot make disabled slave active");
2528         return;
2529     }
2530
2531     if (port->active_iface != iface->port_ifidx) {
2532         ofproto_revalidate(port->bridge->ofproto, port->active_iface_tag);
2533         port->active_iface = iface->port_ifidx;
2534         port->active_iface_tag = tag_create_random();
2535         VLOG_INFO("port %s: active interface is now %s",
2536                   port->name, iface->name);
2537         bond_send_learning_packets(port);
2538         unixctl_command_reply(conn, 200, "done");
2539     } else {
2540         unixctl_command_reply(conn, 200, "no change");
2541     }
2542 }
2543
2544 static void
2545 enable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args_, bool enable)
2546 {
2547     char *args = (char *) args_;
2548     char *save_ptr = NULL;
2549     char *bond_s, *slave_s;
2550     struct port *port;
2551     struct iface *iface;
2552
2553     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
2554     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
2555     if (!slave_s) {
2556         unixctl_command_reply(conn, 501,
2557                               "usage: bond/enable/disable-slave BOND SLAVE");
2558         return;
2559     }
2560
2561     port = bond_find(bond_s);
2562     if (!port) {
2563         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
2564         return;
2565     }
2566
2567     iface = port_lookup_iface(port, slave_s);
2568     if (!iface) {
2569         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
2570         return;
2571     }
2572
2573     bond_enable_slave(iface, enable);
2574     unixctl_command_reply(conn, 501, enable ? "enabled" : "disabled");
2575 }
2576
2577 static void
2578 bond_unixctl_enable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args)
2579 {
2580     enable_slave(conn, args, true);
2581 }
2582
2583 static void
2584 bond_unixctl_disable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args)
2585 {
2586     enable_slave(conn, args, false);
2587 }
2588
2589 static void
2590 bond_init(void)
2591 {
2592     unixctl_command_register("bond/list", bond_unixctl_list);
2593     unixctl_command_register("bond/show", bond_unixctl_show);
2594     unixctl_command_register("bond/migrate", bond_unixctl_migrate);
2595     unixctl_command_register("bond/set-active-slave",
2596                              bond_unixctl_set_active_slave);
2597     unixctl_command_register("bond/enable-slave", bond_unixctl_enable_slave);
2598     unixctl_command_register("bond/disable-slave", bond_unixctl_disable_slave);
2599 }
2600 \f
2601 /* Port functions. */
2602
2603 static void
2604 port_create(struct bridge *br, const char *name)
2605 {
2606     struct port *port;
2607
2608     port = xcalloc(1, sizeof *port);
2609     port->bridge = br;
2610     port->port_idx = br->n_ports;
2611     port->vlan = -1;
2612     port->trunks = NULL;
2613     port->name = xstrdup(name);
2614     port->active_iface = -1;
2615     port->stp_state = STP_DISABLED;
2616     port->stp_state_tag = 0;
2617
2618     if (br->n_ports >= br->allocated_ports) {
2619         br->ports = x2nrealloc(br->ports, &br->allocated_ports,
2620                                sizeof *br->ports);
2621     }
2622     br->ports[br->n_ports++] = port;
2623
2624     VLOG_INFO("created port %s on bridge %s", port->name, br->name);
2625     bridge_flush(br);
2626 }
2627
2628 static void
2629 port_reconfigure(struct port *port)
2630 {
2631     bool bonded = cfg_has_section("bonding.%s", port->name);
2632     struct svec old_ifaces, new_ifaces;
2633     unsigned long *trunks;
2634     int vlan;
2635     size_t i;
2636
2637     /* Collect old and new interfaces. */
2638     svec_init(&old_ifaces);
2639     svec_init(&new_ifaces);
2640     for (i = 0; i < port->n_ifaces; i++) {
2641         svec_add(&old_ifaces, port->ifaces[i]->name);
2642     }
2643     svec_sort(&old_ifaces);
2644     if (bonded) {
2645         cfg_get_all_keys(&new_ifaces, "bonding.%s.slave", port->name);
2646         if (!new_ifaces.n) {
2647             VLOG_ERR("port %s: no interfaces specified for bonded port",
2648                      port->name);
2649         } else if (new_ifaces.n == 1) {
2650             VLOG_WARN("port %s: only 1 interface specified for bonded port",
2651                       port->name);
2652         }
2653
2654         port->updelay = cfg_get_int(0, "bonding.%s.updelay", port->name);
2655         if (port->updelay < 0) {
2656             port->updelay = 0;
2657         }
2658         port->downdelay = cfg_get_int(0, "bonding.%s.downdelay", port->name);
2659         if (port->downdelay < 0) {
2660             port->downdelay = 0;
2661         }
2662     } else {
2663         svec_init(&new_ifaces);
2664         svec_add(&new_ifaces, port->name);
2665     }
2666
2667     /* Get rid of deleted interfaces and add new interfaces. */
2668     for (i = 0; i < port->n_ifaces; i++) {
2669         struct iface *iface = port->ifaces[i];
2670         if (!svec_contains(&new_ifaces, iface->name)) {
2671             iface_destroy(iface);
2672         } else {
2673             i++;
2674         }
2675     }
2676     for (i = 0; i < new_ifaces.n; i++) {
2677         const char *name = new_ifaces.names[i];
2678         if (!svec_contains(&old_ifaces, name)) {
2679             iface_create(port, name);
2680         }
2681     }
2682
2683     /* Get VLAN tag. */
2684     vlan = -1;
2685     if (cfg_has("vlan.%s.tag", port->name)) {
2686         if (!bonded) {
2687             vlan = cfg_get_vlan(0, "vlan.%s.tag", port->name);
2688             if (vlan >= 0 && vlan <= 4095) {
2689                 VLOG_DBG("port %s: assigning VLAN tag %d", port->name, vlan);
2690             }
2691         } else {
2692             /* It's possible that bonded, VLAN-tagged ports make sense.  Maybe
2693              * they even work as-is.  But they have not been tested. */
2694             VLOG_WARN("port %s: VLAN tags not supported on bonded ports",
2695                       port->name);
2696         }
2697     }
2698     if (port->vlan != vlan) {
2699         port->vlan = vlan;
2700         bridge_flush(port->bridge);
2701     }
2702
2703     /* Get trunked VLANs. */
2704     trunks = NULL;
2705     if (vlan < 0) {
2706         size_t n_trunks, n_errors;
2707         size_t i;
2708
2709         trunks = bitmap_allocate(4096);
2710         n_trunks = cfg_count("vlan.%s.trunks", port->name);
2711         n_errors = 0;
2712         for (i = 0; i < n_trunks; i++) {
2713             int trunk = cfg_get_vlan(i, "vlan.%s.trunks", port->name);
2714             if (trunk >= 0) {
2715                 bitmap_set1(trunks, trunk);
2716             } else {
2717                 n_errors++;
2718             }
2719         }
2720         if (n_errors) {
2721             VLOG_ERR("port %s: invalid values for %zu trunk VLANs",
2722                      port->name, n_trunks);
2723         }
2724         if (n_errors == n_trunks) {
2725             if (n_errors) {
2726                 VLOG_ERR("port %s: no valid trunks, trunking all VLANs",
2727                          port->name);
2728             }
2729             bitmap_set_multiple(trunks, 0, 4096, 1);
2730         }
2731     } else {
2732         if (cfg_has("vlan.%s.trunks", port->name)) {
2733             VLOG_ERR("ignoring vlan.%s.trunks in favor of vlan.%s.vlan",
2734                      port->name, port->name);
2735         }
2736     }
2737     if (trunks == NULL
2738         ? port->trunks != NULL
2739         : port->trunks == NULL || !bitmap_equal(trunks, port->trunks, 4096)) {
2740         bridge_flush(port->bridge);
2741     }
2742     bitmap_free(port->trunks);
2743     port->trunks = trunks;
2744
2745     svec_destroy(&old_ifaces);
2746     svec_destroy(&new_ifaces);
2747 }
2748
2749 static void
2750 port_destroy(struct port *port)
2751 {
2752     if (port) {
2753         struct bridge *br = port->bridge;
2754         struct port *del;
2755         size_t i;
2756
2757         proc_net_compat_update_vlan(port->name, NULL, 0);
2758
2759         for (i = 0; i < MAX_MIRRORS; i++) {
2760             struct mirror *m = br->mirrors[i];
2761             if (m && m->out_port == port) {
2762                 mirror_destroy(m);
2763             }
2764         }
2765
2766         while (port->n_ifaces > 0) {
2767             iface_destroy(port->ifaces[port->n_ifaces - 1]);
2768         }
2769
2770         del = br->ports[port->port_idx] = br->ports[--br->n_ports];
2771         del->port_idx = port->port_idx;
2772
2773         free(port->ifaces);
2774         bitmap_free(port->trunks);
2775         free(port->name);
2776         free(port);
2777         bridge_flush(br);
2778     }
2779 }
2780
2781 static struct port *
2782 port_from_dp_ifidx(const struct bridge *br, uint16_t dp_ifidx)
2783 {
2784     struct iface *iface = iface_from_dp_ifidx(br, dp_ifidx);
2785     return iface ? iface->port : NULL;
2786 }
2787
2788 static struct port *
2789 port_lookup(const struct bridge *br, const char *name)
2790 {
2791     size_t i;
2792
2793     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
2794         struct port *port = br->ports[i];
2795         if (!strcmp(port->name, name)) {
2796             return port;
2797         }
2798     }
2799     return NULL;
2800 }
2801
2802 static struct iface *
2803 port_lookup_iface(const struct port *port, const char *name)
2804 {
2805     size_t j;
2806
2807     for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
2808         struct iface *iface = port->ifaces[j];
2809         if (!strcmp(iface->name, name)) {
2810             return iface;
2811         }
2812     }
2813     return NULL;
2814 }
2815
2816 static void
2817 port_update_bonding(struct port *port)
2818 {
2819     if (port->n_ifaces < 2) {
2820         /* Not a bonded port. */
2821         if (port->bond_hash) {
2822             free(port->bond_hash);
2823             port->bond_hash = NULL;
2824             proc_net_compat_update_bond(port->name, NULL);
2825         }
2826     } else {
2827         if (!port->bond_hash) {
2828             size_t i;
2829
2830             port->bond_hash = xcalloc(BOND_MASK + 1, sizeof *port->bond_hash);
2831             for (i = 0; i <= BOND_MASK; i++) {
2832                 struct bond_entry *e = &port->bond_hash[i];
2833                 e->iface_idx = -1;
2834                 e->tx_bytes = 0;
2835             }
2836             port->no_ifaces_tag = tag_create_random();
2837             bond_choose_active_iface(port);
2838         }
2839         port_update_bond_compat(port);
2840     }
2841 }
2842
2843 static void
2844 port_update_bond_compat(struct port *port)
2845 {
2846     struct compat_bond bond;
2847     size_t i;
2848
2849     if (port->n_ifaces < 2) {
2850         return;
2851     }
2852
2853     bond.up = false;
2854     bond.updelay = port->updelay;
2855     bond.downdelay = port->downdelay;
2856     bond.n_slaves = port->n_ifaces;
2857     bond.slaves = xmalloc(port->n_ifaces * sizeof *bond.slaves);
2858     for (i = 0; i < port->n_ifaces; i++) {
2859         struct iface *iface = port->ifaces[i];
2860         struct compat_bond_slave *slave = &bond.slaves[i];
2861         slave->name = iface->name;
2862         slave->up = ((iface->enabled && iface->delay_expires == LLONG_MAX) ||
2863                      (!iface->enabled && iface->delay_expires != LLONG_MAX));
2864         if (slave->up) {
2865             bond.up = true;
2866         }
2867         memcpy(slave->mac, iface->mac, ETH_ADDR_LEN);
2868     }
2869     proc_net_compat_update_bond(port->name, &bond);
2870     free(bond.slaves);
2871 }
2872
2873 static void
2874 port_update_vlan_compat(struct port *port)
2875 {
2876     struct bridge *br = port->bridge;
2877     char *vlandev_name = NULL;
2878
2879     if (port->vlan > 0) {
2880         /* Figure out the name that the VLAN device should actually have, if it
2881          * existed.  This takes some work because the VLAN device would not
2882          * have port->name in its name; rather, it would have the trunk port's
2883          * name, and 'port' would be attached to a bridge that also had the
2884          * VLAN device one of its ports.  So we need to find a trunk port that
2885          * includes port->vlan.
2886          *
2887          * There might be more than one candidate.  This doesn't happen on
2888          * XenServer, so if it happens we just pick the first choice in
2889          * alphabetical order instead of creating multiple VLAN devices. */
2890         size_t i;
2891         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
2892             struct port *p = br->ports[i];
2893             if (port_trunks_vlan(p, port->vlan)
2894                 && p->n_ifaces
2895                 && (!vlandev_name || strcmp(p->name, vlandev_name) <= 0))
2896             {
2897                 const uint8_t *ea = p->ifaces[0]->mac;
2898                 if (!eth_addr_is_multicast(ea) &&
2899                     !eth_addr_is_reserved(ea) &&
2900                     !eth_addr_is_zero(ea)) {
2901                     vlandev_name = p->name;
2902                 }
2903             }
2904         }
2905     }
2906     proc_net_compat_update_vlan(port->name, vlandev_name, port->vlan);
2907 }
2908 \f
2909 /* Interface functions. */
2910
2911 static void
2912 iface_create(struct port *port, const char *name)
2913 {
2914     struct iface *iface;
2915
2916     iface = xcalloc(1, sizeof *iface);
2917     iface->port = port;
2918     iface->port_ifidx = port->n_ifaces;
2919     iface->name = xstrdup(name);
2920     iface->dp_ifidx = -1;
2921     iface->tag = tag_create_random();
2922     iface->delay_expires = LLONG_MAX;
2923
2924     netdev_nodev_get_etheraddr(name, iface->mac);
2925     netdev_nodev_get_carrier(name, &iface->enabled);
2926
2927     if (port->n_ifaces >= port->allocated_ifaces) {
2928         port->ifaces = x2nrealloc(port->ifaces, &port->allocated_ifaces,
2929                                   sizeof *port->ifaces);
2930     }
2931     port->ifaces[port->n_ifaces++] = iface;
2932     if (port->n_ifaces > 1) {
2933         port->bridge->has_bonded_ports = true;
2934     }
2935
2936     VLOG_DBG("attached network device %s to port %s", iface->name, port->name);
2937
2938     port_update_bonding(port);
2939     bridge_flush(port->bridge);
2940 }
2941
2942 static void
2943 iface_destroy(struct iface *iface)
2944 {
2945     if (iface) {
2946         struct port *port = iface->port;
2947         struct bridge *br = port->bridge;
2948         bool del_active = port->active_iface == iface->port_ifidx;
2949         struct iface *del;
2950
2951         if (iface->dp_ifidx >= 0) {
2952             port_array_set(&br->ifaces, iface->dp_ifidx, NULL);
2953         }
2954
2955         del = port->ifaces[iface->port_ifidx] = port->ifaces[--port->n_ifaces];
2956         del->port_ifidx = iface->port_ifidx;
2957
2958         free(iface->name);
2959         free(iface);
2960
2961         if (del_active) {
2962             ofproto_revalidate(port->bridge->ofproto, port->active_iface_tag);
2963             bond_choose_active_iface(port);
2964             bond_send_learning_packets(port);
2965         }
2966
2967         port_update_bonding(port);
2968         bridge_flush(port->bridge);
2969     }
2970 }
2971
2972 static struct iface *
2973 iface_lookup(const struct bridge *br, const char *name)
2974 {
2975     size_t i, j;
2976
2977     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
2978         struct port *port = br->ports[i];
2979         for (j = 0; j < port->n_ifaces; j++) {
2980             struct iface *iface = port->ifaces[j];
2981             if (!strcmp(iface->name, name)) {
2982                 return iface;
2983             }
2984         }
2985     }
2986     return NULL;
2987 }
2988
2989 static struct iface *
2990 iface_from_dp_ifidx(const struct bridge *br, uint16_t dp_ifidx)
2991 {
2992     return port_array_get(&br->ifaces, dp_ifidx);
2993 }
2994 \f
2995 /* Port mirroring. */
2996
2997 static void
2998 mirror_reconfigure(struct bridge *br)
2999 {
3000     struct svec old_mirrors, new_mirrors;
3001     size_t i;
3002
3003     /* Collect old and new mirrors. */
3004     svec_init(&old_mirrors);
3005     svec_init(&new_mirrors);
3006     cfg_get_subsections(&new_mirrors, "mirror.%s", br->name);
3007     for (i = 0; i < MAX_MIRRORS; i++) {
3008         if (br->mirrors[i]) {
3009             svec_add(&old_mirrors, br->mirrors[i]->name);
3010         }
3011     }
3012
3013     /* Get rid of deleted mirrors and add new mirrors. */
3014     svec_sort(&old_mirrors);
3015     assert(svec_is_unique(&old_mirrors));
3016     svec_sort(&new_mirrors);
3017     assert(svec_is_unique(&new_mirrors));
3018     for (i = 0; i < MAX_MIRRORS; i++) {
3019         struct mirror *m = br->mirrors[i];
3020         if (m && !svec_contains(&new_mirrors, m->name)) {
3021             mirror_destroy(m);
3022         }
3023     }
3024     for (i = 0; i < new_mirrors.n; i++) {
3025         const char *name = new_mirrors.names[i];
3026         if (!svec_contains(&old_mirrors, name)) {
3027             mirror_create(br, name);
3028         }
3029     }
3030     svec_destroy(&old_mirrors);
3031     svec_destroy(&new_mirrors);
3032
3033     /* Reconfigure all mirrors. */
3034     for (i = 0; i < MAX_MIRRORS; i++) {
3035         if (br->mirrors[i]) {
3036             mirror_reconfigure_one(br->mirrors[i]);
3037         }
3038     }
3039
3040     /* Update port reserved status. */
3041     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
3042         br->ports[i]->is_mirror_output_port = false;
3043     }
3044     for (i = 0; i < MAX_MIRRORS; i++) {
3045         struct mirror *m = br->mirrors[i];
3046         if (m && m->out_port) {
3047             m->out_port->is_mirror_output_port = true;
3048         }
3049     }
3050 }
3051
3052 static void
3053 mirror_create(struct bridge *br, const char *name)
3054 {
3055     struct mirror *m;
3056     size_t i;
3057
3058     for (i = 0; ; i++) {
3059         if (i >= MAX_MIRRORS) {
3060             VLOG_WARN("bridge %s: maximum of %d port mirrors reached, "
3061                       "cannot create %s", br->name, MAX_MIRRORS, name);
3062             return;
3063         }
3064         if (!br->mirrors[i]) {
3065             break;
3066         }
3067     }
3068
3069     VLOG_INFO("created port mirror %s on bridge %s", name, br->name);
3070     bridge_flush(br);
3071
3072     br->mirrors[i] = m = xcalloc(1, sizeof *m);
3073     m->bridge = br;
3074     m->idx = i;
3075     m->name = xstrdup(name);
3076     svec_init(&m->src_ports);
3077     svec_init(&m->dst_ports);
3078     m->vlans = NULL;
3079     m->n_vlans = 0;
3080     m->out_vlan = -1;
3081     m->out_port = NULL;
3082 }
3083
3084 static void
3085 mirror_destroy(struct mirror *m)
3086 {
3087     if (m) {
3088         struct bridge *br = m->bridge;
3089         size_t i;
3090
3091         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
3092             br->ports[i]->src_mirrors &= ~(MIRROR_MASK_C(1) << m->idx);
3093             br->ports[i]->dst_mirrors &= ~(MIRROR_MASK_C(1) << m->idx);
3094         }
3095
3096         svec_destroy(&m->src_ports);
3097         svec_destroy(&m->dst_ports);
3098         free(m->vlans);
3099
3100         m->bridge->mirrors[m->idx] = NULL;
3101         free(m);
3102
3103         bridge_flush(br);
3104     }
3105 }
3106
3107 static void
3108 prune_ports(struct mirror *m, struct svec *ports)
3109 {
3110     struct svec tmp;
3111     size_t i;
3112
3113     svec_sort_unique(ports);
3114
3115     svec_init(&tmp);
3116     for (i = 0; i < ports->n; i++) {
3117         const char *name = ports->names[i];
3118         if (port_lookup(m->bridge, name)) {
3119             svec_add(&tmp, name);
3120         } else {
3121             VLOG_WARN("mirror.%s.%s: cannot match on nonexistent port %s",
3122                       m->bridge->name, m->name, name);
3123         }
3124     }
3125     svec_swap(ports, &tmp);
3126     svec_destroy(&tmp);
3127 }
3128
3129 static size_t
3130 prune_vlans(struct mirror *m, struct svec *vlan_strings, int **vlans)
3131 {
3132     size_t n_vlans, i;
3133
3134     /* This isn't perfect: it won't combine "0" and "00", and the textual sort
3135      * order won't give us numeric sort order.  But that's good enough for what
3136      * we need right now. */
3137     svec_sort_unique(vlan_strings);
3138
3139     *vlans = xmalloc(sizeof *vlans * vlan_strings->n);
3140     n_vlans = 0;
3141     for (i = 0; i < vlan_strings->n; i++) {
3142         const char *name = vlan_strings->names[i];
3143         int vlan;
3144         if (!str_to_int(name, 10, &vlan) || vlan < 0 || vlan > 4095) {
3145             VLOG_WARN("mirror.%s.%s.select.vlan: ignoring invalid VLAN %s",
3146                       m->bridge->name, m->name, name);
3147         } else {
3148             (*vlans)[n_vlans++] = vlan;
3149         }
3150     }
3151     return n_vlans;
3152 }
3153
3154 static bool
3155 vlan_is_mirrored(const struct mirror *m, int vlan)
3156 {
3157     size_t i;
3158
3159     for (i = 0; i < m->n_vlans; i++) {
3160         if (m->vlans[i] == vlan) {
3161             return true;
3162         }
3163     }
3164     return false;
3165 }
3166
3167 static bool
3168 port_trunks_any_mirrored_vlan(const struct mirror *m, const struct port *p)
3169 {
3170     size_t i;
3171
3172     for (i = 0; i < m->n_vlans; i++) {
3173         if (port_trunks_vlan(p, m->vlans[i])) {
3174             return true;
3175         }
3176     }
3177     return false;
3178 }
3179
3180 static void
3181 mirror_reconfigure_one(struct mirror *m)
3182 {
3183     char *pfx = xasprintf("mirror.%s.%s", m->bridge->name, m->name);
3184     struct svec src_ports, dst_ports, ports;
3185     struct svec vlan_strings;
3186     mirror_mask_t mirror_bit;
3187     const char *out_port_name;
3188     struct port *out_port;
3189     int out_vlan;
3190     size_t n_vlans;
3191     int *vlans;
3192     size_t i;
3193     bool mirror_all_ports;
3194
3195     /* Get output port. */
3196     out_port_name = cfg_get_key(0, "mirror.%s.%s.output.port",
3197                                 m->bridge->name, m->name);
3198     if (out_port_name) {
3199         out_port = port_lookup(m->bridge, out_port_name);
3200         if (!out_port) {
3201             VLOG_ERR("%s.output.port: bridge %s does not have a port "
3202                       "named %s", pfx, m->bridge->name, out_port_name);
3203             mirror_destroy(m);
3204             free(pfx);
3205             return;
3206         }
3207         out_vlan = -1;
3208
3209         if (cfg_has("%s.output.vlan", pfx)) {
3210             VLOG_ERR("%s.output.port and %s.output.vlan both specified; "
3211                      "ignoring %s.output.vlan", pfx, pfx, pfx);
3212         }
3213     } else if (cfg_has("%s.output.vlan", pfx)) {
3214         out_port = NULL;
3215         out_vlan = cfg_get_vlan(0, "%s.output.vlan", pfx);
3216     } else {
3217         VLOG_ERR("%s: neither %s.output.port nor %s.output.vlan specified, "
3218                  "but exactly one is required; disabling port mirror %s",
3219                  pfx, pfx, pfx, pfx);
3220         mirror_destroy(m);
3221         free(pfx);
3222         return;
3223     }
3224
3225     /* Get all the ports, and drop duplicates and ports that don't exist. */
3226     svec_init(&src_ports);
3227     svec_init(&dst_ports);
3228     svec_init(&ports);
3229     cfg_get_all_keys(&src_ports, "%s.select.src-port", pfx);
3230     cfg_get_all_keys(&dst_ports, "%s.select.dst-port", pfx);
3231     cfg_get_all_keys(&ports, "%s.select.port", pfx);
3232     svec_append(&src_ports, &ports);
3233     svec_append(&dst_ports, &ports);
3234     svec_destroy(&ports);
3235     prune_ports(m, &src_ports);
3236     prune_ports(m, &dst_ports);
3237
3238     /* Get all the vlans, and drop duplicate and invalid vlans. */
3239     svec_init(&vlan_strings);
3240     cfg_get_all_keys(&vlan_strings, "%s.select.vlan", pfx);
3241     n_vlans = prune_vlans(m, &vlan_strings, &vlans);
3242     svec_destroy(&vlan_strings);
3243
3244     /* Update mirror data. */
3245     if (!svec_equal(&m->src_ports, &src_ports)
3246         || !svec_equal(&m->dst_ports, &dst_ports)
3247         || m->n_vlans != n_vlans
3248         || memcmp(m->vlans, vlans, sizeof *vlans * n_vlans)
3249         || m->out_port != out_port
3250         || m->out_vlan != out_vlan) {
3251         bridge_flush(m->bridge);
3252     }
3253     svec_swap(&m->src_ports, &src_ports);
3254     svec_swap(&m->dst_ports, &dst_ports);
3255     free(m->vlans);
3256     m->vlans = vlans;
3257     m->n_vlans = n_vlans;
3258     m->out_port = out_port;
3259     m->out_vlan = out_vlan;
3260
3261     /* If no selection criteria have been given, mirror for all ports. */
3262     mirror_all_ports = (!m->src_ports.n) && (!m->dst_ports.n) && (!m->n_vlans);
3263
3264     /* Update ports. */
3265     mirror_bit = MIRROR_MASK_C(1) << m->idx;
3266     for (i = 0; i < m->bridge->n_ports; i++) {
3267         struct port *port = m->bridge->ports[i];
3268
3269         if (mirror_all_ports
3270             || svec_contains(&m->src_ports, port->name)
3271             || (m->n_vlans
3272                 && (!port->vlan
3273                     ? port_trunks_any_mirrored_vlan(m, port)
3274                     : vlan_is_mirrored(m, port->vlan)))) {
3275             port->src_mirrors |= mirror_bit;
3276         } else {
3277             port->src_mirrors &= ~mirror_bit;
3278         }
3279
3280         if (mirror_all_ports || svec_contains(&m->dst_ports, port->name)) {
3281             port->dst_mirrors |= mirror_bit;
3282         } else {
3283             port->dst_mirrors &= ~mirror_bit;
3284         }
3285     }
3286
3287     /* Clean up. */
3288     svec_destroy(&src_ports);
3289     svec_destroy(&dst_ports);
3290     free(pfx);
3291 }
3292 \f
3293 /* Spanning tree protocol. */
3294
3295 static void brstp_update_port_state(struct port *);
3296
3297 static void
3298 brstp_send_bpdu(struct ofpbuf *pkt, int port_no, void *br_)
3299 {
3300     struct bridge *br = br_;
3301     static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
3302     struct iface *iface = iface_from_dp_ifidx(br, port_no);
3303     if (!iface) {
3304         VLOG_WARN_RL(&rl, "%s: cannot send BPDU on unknown port %d",
3305                      br->name, port_no);
3306     } else if (eth_addr_is_zero(iface->mac)) {
3307         VLOG_WARN_RL(&rl, "%s: cannot send BPDU on port %d with unknown MAC",
3308                      br->name, port_no);
3309     } else {
3310         union ofp_action action;
3311         struct eth_header *eth = pkt->l2;
3312         flow_t flow;
3313
3314         memcpy(eth->eth_src, iface->mac, ETH_ADDR_LEN);
3315
3316         memset(&action, 0, sizeof action);
3317         action.type = htons(OFPAT_OUTPUT);
3318         action.output.len = htons(sizeof action);
3319         action.output.port = htons(port_no);
3320
3321         flow_extract(pkt, ODPP_NONE, &flow);
3322         ofproto_send_packet(br->ofproto, &flow, &action, 1, pkt);
3323     }
3324     ofpbuf_delete(pkt);
3325 }
3326
3327 static void
3328 brstp_reconfigure(struct bridge *br)
3329 {
3330     size_t i;
3331
3332     if (!cfg_get_bool(0, "stp.%s.enabled", br->name)) {
3333         if (br->stp) {
3334             stp_destroy(br->stp);
3335             br->stp = NULL;
3336
3337             bridge_flush(br);
3338         }
3339     } else {
3340         uint64_t bridge_address, bridge_id;
3341         int bridge_priority;
3342
3343         bridge_address = cfg_get_mac(0, "stp.%s.address", br->name);
3344         if (!bridge_address) {
3345             if (br->stp) {
3346                 bridge_address = (stp_get_bridge_id(br->stp)
3347                                   & ((UINT64_C(1) << 48) - 1));
3348             } else {
3349                 uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN];
3350                 eth_addr_random(mac);
3351                 bridge_address = eth_addr_to_uint64(mac);
3352             }
3353         }
3354
3355         if (cfg_is_valid(CFG_INT | CFG_REQUIRED, "stp.%s.priority",
3356                          br->name)) {
3357             bridge_priority = cfg_get_int(0, "stp.%s.priority", br->name);
3358         } else {
3359             bridge_priority = STP_DEFAULT_BRIDGE_PRIORITY;
3360         }
3361
3362         bridge_id = bridge_address | ((uint64_t) bridge_priority << 48);
3363         if (!br->stp) {
3364             br->stp = stp_create(br->name, bridge_id, brstp_send_bpdu, br);
3365             br->stp_last_tick = time_msec();
3366             bridge_flush(br);
3367         } else {
3368             if (bridge_id != stp_get_bridge_id(br->stp)) {
3369                 stp_set_bridge_id(br->stp, bridge_id);
3370                 bridge_flush(br);
3371             }
3372         }
3373
3374         for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
3375             struct port *p = br->ports[i];
3376             int dp_ifidx;
3377             struct stp_port *sp;
3378             int path_cost, priority;
3379             bool enable;
3380
3381             if (!p->n_ifaces) {
3382                 continue;
3383             }
3384             dp_ifidx = p->ifaces[0]->dp_ifidx;
3385             if (dp_ifidx < 0 || dp_ifidx >= STP_MAX_PORTS) {
3386                 continue;
3387             }
3388
3389             sp = stp_get_port(br->stp, dp_ifidx);
3390             enable = (!cfg_is_valid(CFG_BOOL | CFG_REQUIRED,
3391                                     "stp.%s.port.%s.enabled",
3392                                     br->name, p->name)
3393                       || cfg_get_bool(0, "stp.%s.port.%s.enabled",
3394                                       br->name, p->name));
3395             if (p->is_mirror_output_port) {
3396                 enable = false;
3397             }
3398             if (enable != (stp_port_get_state(sp) != STP_DISABLED)) {
3399                 bridge_flush(br); /* Might not be necessary. */
3400                 if (enable) {
3401                     stp_port_enable(sp);
3402                 } else {
3403                     stp_port_disable(sp);
3404                 }
3405             }
3406
3407             path_cost = cfg_get_int(0, "stp.%s.port.%s.path-cost",
3408                                     br->name, p->name);
3409             stp_port_set_path_cost(sp, path_cost ? path_cost : 19 /* XXX */);
3410
3411             priority = (cfg_is_valid(CFG_INT | CFG_REQUIRED,
3412                                      "stp.%s.port.%s.priority",
3413                                      br->name, p->name)
3414                         ? cfg_get_int(0, "stp.%s.port.%s.priority",
3415                                       br->name, p->name)
3416                         : STP_DEFAULT_PORT_PRIORITY);
3417             stp_port_set_priority(sp, priority);
3418         }
3419
3420         brstp_adjust_timers(br);
3421     }
3422     for (i = 0; i < br->n_ports; i++) {
3423         brstp_update_port_state(br->ports[i]);
3424     }
3425 }
3426
3427 static void
3428 brstp_update_port_state(struct port *p)
3429 {
3430     struct bridge *br = p->bridge;
3431     enum stp_state state;
3432
3433     /* Figure out new state. */
3434     state = STP_DISABLED;
3435     if (br->stp && p->n_ifaces > 0) {
3436         int dp_ifidx = p->ifaces[0]->dp_ifidx;
3437         if (dp_ifidx >= 0 && dp_ifidx < STP_MAX_PORTS) {
3438             state = stp_port_get_state(stp_get_port(br->stp, dp_ifidx));
3439         }
3440     }
3441
3442     /* Update state. */
3443     if (p->stp_state != state) {
3444         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(10, 10);
3445         VLOG_INFO_RL(&rl, "port %s: STP state changed from %s to %s",
3446                      p->name, stp_state_name(p->stp_state),
3447                      stp_state_name(state));
3448         if (p->stp_state == STP_DISABLED) {
3449             bridge_flush(br);
3450         } else {
3451             ofproto_revalidate(p->bridge->ofproto, p->stp_state_tag);
3452         }
3453         p->stp_state = state;
3454         p->stp_state_tag = (p->stp_state == STP_DISABLED ? 0
3455                             : tag_create_random());
3456     }
3457 }
3458
3459 static void
3460 brstp_adjust_timers(struct bridge *br)
3461 {
3462     int hello_time = cfg_get_int(0, "stp.%s.hello-time", br->name);
3463     int max_age = cfg_get_int(0, "stp.%s.max-age", br->name);
3464     int forward_delay = cfg_get_int(0, "stp.%s.forward-delay", br->name);
3465
3466     stp_set_hello_time(br->stp, hello_time ? hello_time : 2000);
3467     stp_set_max_age(br->stp, max_age ? max_age : 20000);
3468     stp_set_forward_delay(br->stp, forward_delay ? forward_delay : 15000);
3469 }
3470
3471 static void
3472 brstp_run(struct bridge *br)
3473 {
3474     if (br->stp) {
3475         long long int now = time_msec();
3476         long long int elapsed = now - br->stp_last_tick;
3477         struct stp_port *sp;
3478
3479         if (elapsed > 0) {
3480             stp_tick(br->stp, MIN(INT_MAX, elapsed));
3481             br->stp_last_tick = now;
3482         }
3483         while (stp_get_changed_port(br->stp, &sp)) {
3484             struct port *p = port_from_dp_ifidx(br, stp_port_no(sp));
3485             if (p) {
3486                 brstp_update_port_state(p);
3487             }
3488         }
3489     }
3490 }
3491
3492 static void
3493 brstp_wait(struct bridge *br)
3494 {
3495     if (br->stp) {
3496         poll_timer_wait(1000);
3497     }
3498 }