ofproto-dpif-upcall: Fix a bug.
[sliver-openvswitch.git] / ofproto / ofproto-dpif-upcall.c
index ff9b2d5..717563a 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-/* Copyright (c) 2009, 2010, 2011, 2012, 2013 Nicira, Inc.
+/* Copyright (c) 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014 Nicira, Inc.
  *
  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
  * you may not use this file except in compliance with the License.
 #include <stdbool.h>
 #include <inttypes.h>
 
+#include "connmgr.h"
 #include "coverage.h"
-#include "dynamic-string.h"
 #include "dpif.h"
+#include "dynamic-string.h"
 #include "fail-open.h"
+#include "guarded-list.h"
 #include "latch.h"
-#include "seq.h"
 #include "list.h"
 #include "netlink.h"
 #include "ofpbuf.h"
-#include "ofproto-dpif.h"
+#include "ofproto-dpif-ipfix.h"
+#include "ofproto-dpif-sflow.h"
+#include "ofproto-dpif-xlate.h"
+#include "ovs-rcu.h"
 #include "packets.h"
 #include "poll-loop.h"
+#include "seq.h"
+#include "unixctl.h"
 #include "vlog.h"
 
 #define MAX_QUEUE_LENGTH 512
+#define FLOW_MISS_MAX_BATCH 50
+#define REVALIDATE_MAX_BATCH 50
 
 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(ofproto_dpif_upcall);
 
-COVERAGE_DEFINE(upcall_queue_overflow);
-COVERAGE_DEFINE(drop_queue_overflow);
-COVERAGE_DEFINE(miss_queue_overflow);
-COVERAGE_DEFINE(fmb_queue_overflow);
+COVERAGE_DEFINE(upcall_duplicate_flow);
 
-/* A thread that processes each upcall handed to it by the dispatcher thread,
- * forwards the upcall's packet, and then queues it to the main ofproto_dpif
- * to possibly set up a kernel flow as a cache. */
+/* A thread that reads upcalls from dpif, forwards each upcall's packet,
+ * and possibly sets up a kernel flow as a cache. */
 struct handler {
     struct udpif *udpif;               /* Parent udpif. */
     pthread_t thread;                  /* Thread ID. */
+    char *name;                        /* Thread name. */
+    uint32_t handler_id;               /* Handler id. */
+};
 
-    struct ovs_mutex mutex;            /* Mutex guarding the following. */
-
-    /* Atomic queue of unprocessed miss upcalls. */
-    struct list upcalls OVS_GUARDED;
-    size_t n_upcalls OVS_GUARDED;
+/* A thread that processes datapath flows, updates OpenFlow statistics, and
+ * updates or removes them if necessary. */
+struct revalidator {
+    struct udpif *udpif;               /* Parent udpif. */
+    char *name;                        /* Thread name. */
 
-    pthread_cond_t wake_cond;          /* Wakes 'thread' while holding
-                                          'mutex'. */
+    pthread_t thread;                  /* Thread ID. */
+    struct hmap *ukeys;                /* Points into udpif->ukeys for this
+                                          revalidator. Used for GC phase. */
 };
 
 /* An upcall handler for ofproto_dpif.
  *
- * udpif is implemented as a "dispatcher" thread that reads upcalls from the
- * kernel.  It processes each upcall just enough to figure out its next
- * destination.  For a "miss" upcall (MISS_UPCALL), this is one of several
- * "handler" threads (see struct handler).  Other upcalls are queued to the
- * main ofproto_dpif. */
+ * udpif keeps records of two kind of logically separate units:
+ *
+ * upcall handling
+ * ---------------
+ *
+ *    - An array of 'struct handler's for upcall handling and flow
+ *      installation.
+ *
+ * flow revalidation
+ * -----------------
+ *
+ *    - Revalidation threads which read the datapath flow table and maintains
+ *      them.
+ */
 struct udpif {
+    struct list list_node;             /* In all_udpifs list. */
+
     struct dpif *dpif;                 /* Datapath handle. */
     struct dpif_backer *backer;        /* Opaque dpif_backer pointer. */
 
     uint32_t secret;                   /* Random seed for upcall hash. */
 
-    pthread_t dispatcher;              /* Dispatcher thread ID. */
-
-    struct handler *handlers;          /* Miss handlers. */
+    struct handler *handlers;          /* Upcall handlers. */
     size_t n_handlers;
 
-    /* Atomic queue of unprocessed drop keys. */
-    struct ovs_mutex drop_key_mutex;
-    struct list drop_keys OVS_GUARDED;
-    size_t n_drop_keys OVS_GUARDED;
+    struct revalidator *revalidators;  /* Flow revalidators. */
+    size_t n_revalidators;
 
-    /* Atomic queue of special upcalls for ofproto-dpif to process. */
-    struct ovs_mutex upcall_mutex;
-    struct list upcalls OVS_GUARDED;
-    size_t n_upcalls OVS_GUARDED;
+    struct latch exit_latch;           /* Tells child threads to exit. */
 
-    /* Atomic queue of flow_miss_batches. */
-    struct ovs_mutex fmb_mutex;
-    struct list fmbs OVS_GUARDED;
-    size_t n_fmbs OVS_GUARDED;
+    /* Revalidation. */
+    struct seq *reval_seq;             /* Incremented to force revalidation. */
+    bool need_revalidate;              /* As indicated by 'reval_seq'. */
+    bool reval_exit;                   /* Set by leader on 'exit_latch. */
+    pthread_barrier_t reval_barrier;   /* Barrier used by revalidators. */
+    struct dpif_flow_dump dump;        /* DPIF flow dump state. */
+    long long int dump_duration;       /* Duration of the last flow dump. */
+    struct seq *dump_seq;              /* Increments each dump iteration. */
+
+    /* There are 'n_revalidators' ukey hmaps. Each revalidator retains a
+     * reference to one of these for garbage collection.
+     *
+     * During the flow dump phase, revalidators insert into these with a random
+     * distribution. During the garbage collection phase, each revalidator
+     * takes care of garbage collecting one of these hmaps. */
+    struct {
+        struct ovs_mutex mutex;        /* Guards the following. */
+        struct hmap hmap OVS_GUARDED;  /* Datapath flow keys. */
+    } *ukeys;
+
+    /* Datapath flow statistics. */
+    unsigned int max_n_flows;
+    unsigned int avg_n_flows;
+
+    /* Following fields are accessed and modified by different threads. */
+    atomic_uint flow_limit;            /* Datapath flow hard limit. */
+
+    /* n_flows_mutex prevents multiple threads updating these concurrently. */
+    atomic_uint64_t n_flows;           /* Number of flows in the datapath. */
+    atomic_llong n_flows_timestamp;    /* Last time n_flows was updated. */
+    struct ovs_mutex n_flows_mutex;
+};
 
-    /* Number of times udpif_revalidate() has been called. */
-    atomic_uint reval_seq;
+enum upcall_type {
+    BAD_UPCALL,                 /* Some kind of bug somewhere. */
+    MISS_UPCALL,                /* A flow miss.  */
+    SFLOW_UPCALL,               /* sFlow sample. */
+    FLOW_SAMPLE_UPCALL,         /* Per-flow sampling. */
+    IPFIX_UPCALL                /* Per-bridge sampling. */
+};
 
-    struct seq *wait_seq;
-    uint64_t last_seq;
+struct upcall {
+    struct flow_miss *flow_miss;    /* This upcall's flow_miss. */
 
-    struct latch exit_latch; /* Tells child threads to exit. */
+    /* Raw upcall plus data for keeping track of the memory backing it. */
+    struct dpif_upcall dpif_upcall; /* As returned by dpif_recv() */
+    struct ofpbuf upcall_buf;       /* Owns some data in 'dpif_upcall'. */
+    uint64_t upcall_stub[512 / 8];  /* Buffer to reduce need for malloc(). */
 };
 
-static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
+/* 'udpif_key's are responsible for tracking the little bit of state udpif
+ * needs to do flow expiration which can't be pulled directly from the
+ * datapath.  They may be created or maintained by any revalidator during
+ * the dump phase, but are owned by a single revalidator, and are destroyed
+ * by that revalidator during the garbage-collection phase.
+ *
+ * While some elements of a udpif_key are protected by a mutex, the ukey itself
+ * is not.  Therefore it is not safe to destroy a udpif_key except when all
+ * revalidators are in garbage collection phase, or they aren't running. */
+struct udpif_key {
+    struct hmap_node hmap_node;     /* In parent revalidator 'ukeys' map. */
+
+    /* These elements are read only once created, and therefore aren't
+     * protected by a mutex. */
+    const struct nlattr *key;      /* Datapath flow key. */
+    size_t key_len;                /* Length of 'key'. */
+
+    struct ovs_mutex mutex;                   /* Guards the following. */
+    struct dpif_flow_stats stats OVS_GUARDED; /* Last known stats.*/
+    long long int created OVS_GUARDED;        /* Estimate of creation time. */
+    bool mark OVS_GUARDED;                    /* For mark and sweep garbage
+                                                 collection. */
+    bool flow_exists OVS_GUARDED;             /* Ensures flows are only deleted
+                                                 once. */
+
+    struct xlate_cache *xcache OVS_GUARDED;   /* Cache for xlate entries that
+                                               * are affected by this ukey.
+                                               * Used for stats and learning.*/
+    struct odputil_keybuf key_buf;            /* Memory for 'key'. */
+};
 
-static void recv_upcalls(struct udpif *);
-static void handle_miss_upcalls(struct udpif *, struct list *upcalls);
-static void miss_destroy(struct flow_miss *);
-static void *udpif_dispatcher(void *);
-static void *udpif_miss_handler(void *);
+/* Flow miss batching.
+ *
+ * Some dpifs implement operations faster when you hand them off in a batch.
+ * To allow batching, "struct flow_miss" queues the dpif-related work needed
+ * for a given flow.  Each "struct flow_miss" corresponds to sending one or
+ * more packets, plus possibly installing the flow in the dpif. */
+struct flow_miss {
+    struct hmap_node hmap_node;
+    struct ofproto_dpif *ofproto;
+
+    struct flow flow;
+    const struct nlattr *key;
+    size_t key_len;
+    enum dpif_upcall_type upcall_type;
+    struct dpif_flow_stats stats;
+    odp_port_t odp_in_port;
+
+    uint64_t slow_path_buf[128 / 8];
+    struct odputil_keybuf mask_buf;
+
+    struct xlate_out xout;
+
+    bool put;
+};
+
+static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
+static struct list all_udpifs = LIST_INITIALIZER(&all_udpifs);
+
+static size_t read_upcalls(struct handler *,
+                           struct upcall upcalls[FLOW_MISS_MAX_BATCH],
+                           struct flow_miss miss_buf[FLOW_MISS_MAX_BATCH],
+                           struct hmap *);
+static void handle_upcalls(struct handler *, struct hmap *, struct upcall *,
+                           size_t n_upcalls);
+static void udpif_stop_threads(struct udpif *);
+static void udpif_start_threads(struct udpif *, size_t n_handlers,
+                                size_t n_revalidators);
+static void *udpif_upcall_handler(void *);
+static void *udpif_revalidator(void *);
+static uint64_t udpif_get_n_flows(struct udpif *);
+static void revalidate(struct revalidator *);
+static void revalidator_sweep(struct revalidator *);
+static void revalidator_purge(struct revalidator *);
+static void upcall_unixctl_show(struct unixctl_conn *conn, int argc,
+                                const char *argv[], void *aux);
+static void upcall_unixctl_disable_megaflows(struct unixctl_conn *, int argc,
+                                             const char *argv[], void *aux);
+static void upcall_unixctl_enable_megaflows(struct unixctl_conn *, int argc,
+                                            const char *argv[], void *aux);
+static void upcall_unixctl_set_flow_limit(struct unixctl_conn *conn, int argc,
+                                            const char *argv[], void *aux);
+
+static struct udpif_key *ukey_create(const struct nlattr *key, size_t key_len,
+                                     long long int used);
+static void ukey_delete(struct revalidator *, struct udpif_key *);
+
+static atomic_bool enable_megaflows = ATOMIC_VAR_INIT(true);
 
 struct udpif *
 udpif_create(struct dpif_backer *backer, struct dpif *dpif)
 {
+    static struct ovsthread_once once = OVSTHREAD_ONCE_INITIALIZER;
     struct udpif *udpif = xzalloc(sizeof *udpif);
 
+    if (ovsthread_once_start(&once)) {
+        unixctl_command_register("upcall/show", "", 0, 0, upcall_unixctl_show,
+                                 NULL);
+        unixctl_command_register("upcall/disable-megaflows", "", 0, 0,
+                                 upcall_unixctl_disable_megaflows, NULL);
+        unixctl_command_register("upcall/enable-megaflows", "", 0, 0,
+                                 upcall_unixctl_enable_megaflows, NULL);
+        unixctl_command_register("upcall/set-flow-limit", "", 1, 1,
+                                 upcall_unixctl_set_flow_limit, NULL);
+        ovsthread_once_done(&once);
+    }
+
     udpif->dpif = dpif;
     udpif->backer = backer;
+    atomic_init(&udpif->flow_limit, MIN(ofproto_flow_limit, 10000));
     udpif->secret = random_uint32();
-    udpif->wait_seq = seq_create();
+    udpif->reval_seq = seq_create();
+    udpif->dump_seq = seq_create();
     latch_init(&udpif->exit_latch);
-    list_init(&udpif->drop_keys);
-    list_init(&udpif->upcalls);
-    list_init(&udpif->fmbs);
-    atomic_init(&udpif->reval_seq, 0);
-    ovs_mutex_init(&udpif->drop_key_mutex, PTHREAD_MUTEX_NORMAL);
-    ovs_mutex_init(&udpif->upcall_mutex, PTHREAD_MUTEX_NORMAL);
-    ovs_mutex_init(&udpif->fmb_mutex, PTHREAD_MUTEX_NORMAL);
+    list_push_back(&all_udpifs, &udpif->list_node);
+    atomic_init(&udpif->n_flows, 0);
+    atomic_init(&udpif->n_flows_timestamp, LLONG_MIN);
+    ovs_mutex_init(&udpif->n_flows_mutex);
 
     return udpif;
 }
@@ -133,127 +274,158 @@ udpif_create(struct dpif_backer *backer, struct dpif *dpif)
 void
 udpif_destroy(struct udpif *udpif)
 {
-    struct flow_miss_batch *fmb;
-    struct drop_key *drop_key;
-    struct upcall *upcall;
-
-    udpif_recv_set(udpif, 0, false);
-
-    while ((drop_key = drop_key_next(udpif))) {
-        drop_key_destroy(drop_key);
-    }
-
-    while ((upcall = upcall_next(udpif))) {
-        upcall_destroy(upcall);
-    }
+    udpif_stop_threads(udpif);
 
-    while ((fmb = flow_miss_batch_next(udpif))) {
-        flow_miss_batch_destroy(fmb);
-    }
-
-    ovs_mutex_destroy(&udpif->drop_key_mutex);
-    ovs_mutex_destroy(&udpif->upcall_mutex);
-    ovs_mutex_destroy(&udpif->fmb_mutex);
+    list_remove(&udpif->list_node);
     latch_destroy(&udpif->exit_latch);
-    seq_destroy(udpif->wait_seq);
+    seq_destroy(udpif->reval_seq);
+    seq_destroy(udpif->dump_seq);
+    ovs_mutex_destroy(&udpif->n_flows_mutex);
     free(udpif);
 }
 
-/* Tells 'udpif' to begin or stop handling flow misses depending on the value
- * of 'enable'.  'n_handlers' is the number of miss_handler threads to create.
- * Passing 'n_handlers' as zero is equivalent to passing 'enable' as false. */
-void
-udpif_recv_set(struct udpif *udpif, size_t n_handlers, bool enable)
+/* Stops the handler and revalidator threads, must be enclosed in
+ * ovsrcu quiescent state unless when destroying udpif. */
+static void
+udpif_stop_threads(struct udpif *udpif)
 {
-    n_handlers = enable ? n_handlers : 0;
-    n_handlers = MIN(n_handlers, 64);
-
-    /* Stop the old threads (if any). */
-    if (udpif->handlers && udpif->n_handlers != n_handlers) {
+    if (udpif && (udpif->n_handlers != 0 || udpif->n_revalidators != 0)) {
         size_t i;
 
         latch_set(&udpif->exit_latch);
 
-        /* Wake the handlers so they can exit. */
         for (i = 0; i < udpif->n_handlers; i++) {
             struct handler *handler = &udpif->handlers[i];
 
-            ovs_mutex_lock(&handler->mutex);
-            xpthread_cond_signal(&handler->wake_cond);
-            ovs_mutex_unlock(&handler->mutex);
+            xpthread_join(handler->thread, NULL);
         }
 
-        xpthread_join(udpif->dispatcher, NULL);
-        for (i = 0; i < udpif->n_handlers; i++) {
-            struct handler *handler = &udpif->handlers[i];
-            struct upcall *miss, *next;
+        for (i = 0; i < udpif->n_revalidators; i++) {
+            xpthread_join(udpif->revalidators[i].thread, NULL);
+        }
 
-            xpthread_join(handler->thread, NULL);
+        for (i = 0; i < udpif->n_revalidators; i++) {
+            struct revalidator *revalidator = &udpif->revalidators[i];
 
-            ovs_mutex_lock(&handler->mutex);
-            LIST_FOR_EACH_SAFE (miss, next, list_node, &handler->upcalls) {
-                list_remove(&miss->list_node);
-                upcall_destroy(miss);
-            }
-            ovs_mutex_unlock(&handler->mutex);
-            ovs_mutex_destroy(&handler->mutex);
+            /* Delete ukeys, and delete all flows from the datapath to prevent
+             * double-counting stats. */
+            revalidator_purge(revalidator);
+            free(revalidator->name);
 
-            xpthread_cond_destroy(&handler->wake_cond);
+            hmap_destroy(&udpif->ukeys[i].hmap);
+            ovs_mutex_destroy(&udpif->ukeys[i].mutex);
+        }
+
+        for (i = 0; i < udpif->n_handlers; i++) {
+            free(udpif->handlers[i].name);
         }
         latch_poll(&udpif->exit_latch);
 
+        xpthread_barrier_destroy(&udpif->reval_barrier);
+
+        free(udpif->revalidators);
+        udpif->revalidators = NULL;
+        udpif->n_revalidators = 0;
+
         free(udpif->handlers);
         udpif->handlers = NULL;
         udpif->n_handlers = 0;
+
+        free(udpif->ukeys);
+        udpif->ukeys = NULL;
     }
+}
 
-    /* Start new threads (if necessary). */
-    if (!udpif->handlers && n_handlers) {
+/* Starts the handler and revalidator threads, must be enclosed in
+ * ovsrcu quiescent state. */
+static void
+udpif_start_threads(struct udpif *udpif, size_t n_handlers,
+                    size_t n_revalidators)
+{
+    if (udpif && n_handlers && n_revalidators) {
         size_t i;
 
         udpif->n_handlers = n_handlers;
+        udpif->n_revalidators = n_revalidators;
+
         udpif->handlers = xzalloc(udpif->n_handlers * sizeof *udpif->handlers);
         for (i = 0; i < udpif->n_handlers; i++) {
             struct handler *handler = &udpif->handlers[i];
 
             handler->udpif = udpif;
-            list_init(&handler->upcalls);
-            xpthread_cond_init(&handler->wake_cond, NULL);
-            ovs_mutex_init(&handler->mutex, PTHREAD_MUTEX_NORMAL);
-            xpthread_create(&handler->thread, NULL, udpif_miss_handler, handler);
+            handler->handler_id = i;
+            xpthread_create(&handler->thread, NULL, udpif_upcall_handler,
+                            handler);
+        }
+
+        xpthread_barrier_init(&udpif->reval_barrier, NULL,
+                              udpif->n_revalidators);
+        udpif->reval_exit = false;
+        udpif->revalidators = xzalloc(udpif->n_revalidators
+                                      * sizeof *udpif->revalidators);
+        udpif->ukeys = xmalloc(sizeof *udpif->ukeys * n_revalidators);
+        for (i = 0; i < udpif->n_revalidators; i++) {
+            struct revalidator *revalidator = &udpif->revalidators[i];
+
+            revalidator->udpif = udpif;
+            hmap_init(&udpif->ukeys[i].hmap);
+            ovs_mutex_init(&udpif->ukeys[i].mutex);
+            revalidator->ukeys = &udpif->ukeys[i].hmap;
+            xpthread_create(&revalidator->thread, NULL, udpif_revalidator,
+                            revalidator);
         }
-        xpthread_create(&udpif->dispatcher, NULL, udpif_dispatcher, udpif);
     }
 }
 
+/* Tells 'udpif' how many threads it should use to handle upcalls.
+ * 'n_handlers' and 'n_revalidators' can never be zero.  'udpif''s
+ * datapath handle must have packet reception enabled before starting
+ * threads. */
 void
-udpif_run(struct udpif *udpif)
+udpif_set_threads(struct udpif *udpif, size_t n_handlers,
+                  size_t n_revalidators)
 {
-    udpif->last_seq = seq_read(udpif->wait_seq);
-}
+    int error;
 
-void
-udpif_wait(struct udpif *udpif)
-{
-    ovs_mutex_lock(&udpif->drop_key_mutex);
-    if (udpif->n_drop_keys) {
-        poll_immediate_wake();
+    ovs_assert(udpif);
+    ovs_assert(n_handlers && n_revalidators);
+
+    ovsrcu_quiesce_start();
+    if (udpif->n_handlers != n_handlers
+        || udpif->n_revalidators != n_revalidators) {
+        udpif_stop_threads(udpif);
     }
-    ovs_mutex_unlock(&udpif->drop_key_mutex);
 
-    ovs_mutex_lock(&udpif->upcall_mutex);
-    if (udpif->n_upcalls) {
-        poll_immediate_wake();
+    error = dpif_handlers_set(udpif->dpif, n_handlers);
+    if (error) {
+        VLOG_ERR("failed to configure handlers in dpif %s: %s",
+                 dpif_name(udpif->dpif), ovs_strerror(error));
+        return;
     }
-    ovs_mutex_unlock(&udpif->upcall_mutex);
 
-    ovs_mutex_lock(&udpif->fmb_mutex);
-    if (udpif->n_fmbs) {
-        poll_immediate_wake();
+    if (!udpif->handlers && !udpif->revalidators) {
+        udpif_start_threads(udpif, n_handlers, n_revalidators);
     }
-    ovs_mutex_unlock(&udpif->fmb_mutex);
+    ovsrcu_quiesce_end();
+}
 
-    seq_wait(udpif->wait_seq, udpif->last_seq);
+/* Waits for all ongoing upcall translations to complete.  This ensures that
+ * there are no transient references to any removed ofprotos (or other
+ * objects).  In particular, this should be called after an ofproto is removed
+ * (e.g. via xlate_remove_ofproto()) but before it is destroyed. */
+void
+udpif_synchronize(struct udpif *udpif)
+{
+    /* This is stronger than necessary.  It would be sufficient to ensure
+     * (somehow) that each handler and revalidator thread had passed through
+     * its main loop once. */
+    size_t n_handlers = udpif->n_handlers;
+    size_t n_revalidators = udpif->n_revalidators;
+
+    ovsrcu_quiesce_start();
+    udpif_stop_threads(udpif);
+    udpif_start_threads(udpif, n_handlers, n_revalidators);
+    ovsrcu_quiesce_end();
 }
 
 /* Notifies 'udpif' that something changed which may render previous
@@ -261,201 +433,216 @@ udpif_wait(struct udpif *udpif)
 void
 udpif_revalidate(struct udpif *udpif)
 {
-    struct flow_miss_batch *fmb, *next_fmb;
-    unsigned int junk;
-
-    /* Since we remove each miss on revalidation, their statistics won't be
-     * accounted to the appropriate 'facet's in the upper layer.  In most
-     * cases, this is alright because we've already pushed the stats to the
-     * relevant rules.  However, NetFlow requires absolute packet counts on
-     * 'facet's which could now be incorrect. */
-    ovs_mutex_lock(&udpif->fmb_mutex);
-    atomic_add(&udpif->reval_seq, 1, &junk);
-    LIST_FOR_EACH_SAFE (fmb, next_fmb, list_node, &udpif->fmbs) {
-        list_remove(&fmb->list_node);
-        flow_miss_batch_destroy(fmb);
-        udpif->n_fmbs--;
-    }
-    ovs_mutex_unlock(&udpif->fmb_mutex);
-    udpif_drop_key_clear(udpif);
+    seq_change(udpif->reval_seq);
 }
 
-/* Retreives the next upcall which ofproto-dpif is responsible for handling.
- * The caller is responsible for destroying the returned upcall with
- * upcall_destroy(). */
-struct upcall *
-upcall_next(struct udpif *udpif)
+/* Returns a seq which increments every time 'udpif' pulls stats from the
+ * datapath.  Callers can use this to get a sense of when might be a good time
+ * to do periodic work which relies on relatively up to date statistics. */
+struct seq *
+udpif_dump_seq(struct udpif *udpif)
 {
-    struct upcall *next = NULL;
-
-    ovs_mutex_lock(&udpif->upcall_mutex);
-    if (udpif->n_upcalls) {
-        udpif->n_upcalls--;
-        next = CONTAINER_OF(list_pop_front(&udpif->upcalls), struct upcall,
-                            list_node);
-    }
-    ovs_mutex_unlock(&udpif->upcall_mutex);
-    return next;
+    return udpif->dump_seq;
 }
 
-/* Destroys and deallocates 'upcall'. */
 void
-upcall_destroy(struct upcall *upcall)
+udpif_get_memory_usage(struct udpif *udpif, struct simap *usage)
 {
-    if (upcall) {
-        ofpbuf_uninit(&upcall->upcall_buf);
-        free(upcall);
-    }
-}
+    size_t i;
 
-/* Retreives the next batch of processed flow misses for 'udpif' to install.
- * The caller is responsible for destroying it with flow_miss_batch_destroy().
- */
-struct flow_miss_batch *
-flow_miss_batch_next(struct udpif *udpif)
-{
-    struct flow_miss_batch *next = NULL;
+    simap_increase(usage, "handlers", udpif->n_handlers);
 
-    ovs_mutex_lock(&udpif->fmb_mutex);
-    if (udpif->n_fmbs) {
-        udpif->n_fmbs--;
-        next = CONTAINER_OF(list_pop_front(&udpif->fmbs),
-                            struct flow_miss_batch, list_node);
+    simap_increase(usage, "revalidators", udpif->n_revalidators);
+    for (i = 0; i < udpif->n_revalidators; i++) {
+        ovs_mutex_lock(&udpif->ukeys[i].mutex);
+        simap_increase(usage, "udpif keys", hmap_count(&udpif->ukeys[i].hmap));
+        ovs_mutex_unlock(&udpif->ukeys[i].mutex);
     }
-    ovs_mutex_unlock(&udpif->fmb_mutex);
-    return next;
 }
 
-/* Destroys and deallocates 'fmb'. */
+/* Remove flows from a single datapath. */
 void
-flow_miss_batch_destroy(struct flow_miss_batch *fmb)
+udpif_flush(struct udpif *udpif)
 {
-    struct flow_miss *miss, *next;
+    size_t n_handlers, n_revalidators;
 
-    if (!fmb) {
-        return;
-    }
+    n_handlers = udpif->n_handlers;
+    n_revalidators = udpif->n_revalidators;
 
-    HMAP_FOR_EACH_SAFE (miss, next, hmap_node, &fmb->misses) {
-        hmap_remove(&fmb->misses, &miss->hmap_node);
-        miss_destroy(miss);
-    }
+    ovsrcu_quiesce_start();
+
+    udpif_stop_threads(udpif);
+    dpif_flow_flush(udpif->dpif);
+    udpif_start_threads(udpif, n_handlers, n_revalidators);
 
-    hmap_destroy(&fmb->misses);
-    free(fmb);
+    ovsrcu_quiesce_end();
 }
 
-/* Retreives the next drop key which ofproto-dpif needs to process.  The caller
- * is responsible for destroying it with drop_key_destroy(). */
-struct drop_key *
-drop_key_next(struct udpif *udpif)
+/* Removes all flows from all datapaths. */
+static void
+udpif_flush_all_datapaths(void)
 {
-    struct drop_key *next = NULL;
+    struct udpif *udpif;
 
-    ovs_mutex_lock(&udpif->drop_key_mutex);
-    if (udpif->n_drop_keys) {
-        udpif->n_drop_keys--;
-        next = CONTAINER_OF(list_pop_front(&udpif->drop_keys), struct drop_key,
-                            list_node);
+    LIST_FOR_EACH (udpif, list_node, &all_udpifs) {
+        udpif_flush(udpif);
     }
-    ovs_mutex_unlock(&udpif->drop_key_mutex);
-    return next;
 }
 
-/* Destorys and deallocates 'drop_key'. */
-void
-drop_key_destroy(struct drop_key *drop_key)
+\f
+static uint64_t
+udpif_get_n_flows(struct udpif *udpif)
 {
-    if (drop_key) {
-        free(drop_key->key);
-        free(drop_key);
+    long long int time, now;
+    uint64_t flow_count;
+
+    now = time_msec();
+    atomic_read(&udpif->n_flows_timestamp, &time);
+    if (time < now - 100 && !ovs_mutex_trylock(&udpif->n_flows_mutex)) {
+        struct dpif_dp_stats stats;
+
+        atomic_store(&udpif->n_flows_timestamp, now);
+        dpif_get_dp_stats(udpif->dpif, &stats);
+        flow_count = stats.n_flows;
+        atomic_store(&udpif->n_flows, flow_count);
+        ovs_mutex_unlock(&udpif->n_flows_mutex);
+    } else {
+        atomic_read(&udpif->n_flows, &flow_count);
     }
+    return flow_count;
 }
 
-/* Clears all drop keys waiting to be processed by drop_key_next(). */
-void
-udpif_drop_key_clear(struct udpif *udpif)
-{
-    struct drop_key *drop_key, *next;
-
-    ovs_mutex_lock(&udpif->drop_key_mutex);
-    LIST_FOR_EACH_SAFE (drop_key, next, list_node, &udpif->drop_keys) {
-        list_remove(&drop_key->list_node);
-        drop_key_destroy(drop_key);
-        udpif->n_drop_keys--;
-    }
-    ovs_mutex_unlock(&udpif->drop_key_mutex);
-}
-\f
-/* The dispatcher thread is responsible for receving upcalls from the kernel,
- * assigning the miss upcalls to a miss_handler thread, and assigning the more
- * complex ones to ofproto-dpif directly. */
+/* The upcall handler thread tries to read a batch of FLOW_MISS_MAX_BATCH
+ * upcalls from dpif, processes the batch and installs corresponding flows
+ * in dpif. */
 static void *
-udpif_dispatcher(void *arg)
+udpif_upcall_handler(void *arg)
 {
-    struct udpif *udpif = arg;
+    struct handler *handler = arg;
+    struct udpif *udpif = handler->udpif;
+    struct hmap misses = HMAP_INITIALIZER(&misses);
+
+    handler->name = xasprintf("handler_%u", ovsthread_id_self());
+    set_subprogram_name("%s", handler->name);
+
+    while (!latch_is_set(&handler->udpif->exit_latch)) {
+        struct upcall upcalls[FLOW_MISS_MAX_BATCH];
+        struct flow_miss miss_buf[FLOW_MISS_MAX_BATCH];
+        struct flow_miss *miss;
+        size_t n_upcalls, i;
+
+        n_upcalls = read_upcalls(handler, upcalls, miss_buf, &misses);
+        if (!n_upcalls) {
+            dpif_recv_wait(udpif->dpif, handler->handler_id);
+            latch_wait(&udpif->exit_latch);
+            poll_block();
+        } else {
+            handle_upcalls(handler, &misses, upcalls, n_upcalls);
 
-    set_subprogram_name("dispatcher");
-    while (!latch_is_set(&udpif->exit_latch)) {
-        recv_upcalls(udpif);
-        dpif_recv_wait(udpif->dpif);
-        latch_wait(&udpif->exit_latch);
-        poll_block();
+            HMAP_FOR_EACH (miss, hmap_node, &misses) {
+                xlate_out_uninit(&miss->xout);
+            }
+            hmap_clear(&misses);
+            for (i = 0; i < n_upcalls; i++) {
+                ofpbuf_uninit(&upcalls[i].dpif_upcall.packet);
+                ofpbuf_uninit(&upcalls[i].upcall_buf);
+            }
+        }
+        coverage_clear();
     }
+    hmap_destroy(&misses);
 
     return NULL;
 }
 
-/* The miss handler thread is responsible for processing miss upcalls retreived
- * by the dispatcher thread.  Once finished it passes the processed miss
- * upcalls to ofproto-dpif where they're installed in the datapath. */
 static void *
-udpif_miss_handler(void *arg)
+udpif_revalidator(void *arg)
 {
-    struct list misses = LIST_INITIALIZER(&misses);
-    struct handler *handler = arg;
-
-    set_subprogram_name("miss_handler");
+    /* Used by all revalidators. */
+    struct revalidator *revalidator = arg;
+    struct udpif *udpif = revalidator->udpif;
+    bool leader = revalidator == &udpif->revalidators[0];
+
+    /* Used only by the leader. */
+    long long int start_time = 0;
+    uint64_t last_reval_seq = 0;
+    unsigned int flow_limit = 0;
+    size_t n_flows = 0;
+
+    revalidator->name = xasprintf("revalidator_%u", ovsthread_id_self());
+    set_subprogram_name("%s", revalidator->name);
     for (;;) {
-        size_t i;
+        if (leader) {
+            uint64_t reval_seq;
+
+            reval_seq = seq_read(udpif->reval_seq);
+            udpif->need_revalidate = last_reval_seq != reval_seq;
+            last_reval_seq = reval_seq;
+
+            n_flows = udpif_get_n_flows(udpif);
+            udpif->max_n_flows = MAX(n_flows, udpif->max_n_flows);
+            udpif->avg_n_flows = (udpif->avg_n_flows + n_flows) / 2;
 
-        ovs_mutex_lock(&handler->mutex);
+            /* Only the leader checks the exit latch to prevent a race where
+             * some threads think it's true and exit and others think it's
+             * false and block indefinitely on the reval_barrier */
+            udpif->reval_exit = latch_is_set(&udpif->exit_latch);
 
-        if (latch_is_set(&handler->udpif->exit_latch)) {
-            ovs_mutex_unlock(&handler->mutex);
-            return NULL;
+            start_time = time_msec();
+            if (!udpif->reval_exit) {
+                dpif_flow_dump_start(&udpif->dump, udpif->dpif);
+            }
         }
 
-        if (!handler->n_upcalls) {
-            ovs_mutex_cond_wait(&handler->wake_cond, &handler->mutex);
+        /* Wait for the leader to start the flow dump. */
+        xpthread_barrier_wait(&udpif->reval_barrier);
+        if (udpif->reval_exit) {
+            break;
         }
+        revalidate(revalidator);
+
+        /* Wait for all flows to have been dumped before we garbage collect. */
+        xpthread_barrier_wait(&udpif->reval_barrier);
+        revalidator_sweep(revalidator);
+
+        /* Wait for all revalidators to finish garbage collection. */
+        xpthread_barrier_wait(&udpif->reval_barrier);
+
+        if (leader) {
+            long long int duration;
+
+            dpif_flow_dump_done(&udpif->dump);
+            seq_change(udpif->dump_seq);
+
+            duration = MAX(time_msec() - start_time, 1);
+            atomic_read(&udpif->flow_limit, &flow_limit);
+            udpif->dump_duration = duration;
+            if (duration > 2000) {
+                flow_limit /= duration / 1000;
+            } else if (duration > 1300) {
+                flow_limit = flow_limit * 3 / 4;
+            } else if (duration < 1000 && n_flows > 2000
+                       && flow_limit < n_flows * 1000 / duration) {
+                flow_limit += 1000;
+            }
+            flow_limit = MIN(ofproto_flow_limit, MAX(flow_limit, 1000));
+            atomic_store(&udpif->flow_limit, flow_limit);
 
-        for (i = 0; i < FLOW_MISS_MAX_BATCH; i++) {
-            if (handler->n_upcalls) {
-                handler->n_upcalls--;
-                list_push_back(&misses, list_pop_front(&handler->upcalls));
-            } else {
-                break;
+            if (duration > 2000) {
+                VLOG_INFO("Spent an unreasonably long %lldms dumping flows",
+                          duration);
             }
-        }
-        ovs_mutex_unlock(&handler->mutex);
 
-        handle_miss_upcalls(handler->udpif, &misses);
+            poll_timer_wait_until(start_time + MIN(ofproto_max_idle, 500));
+            seq_wait(udpif->reval_seq, last_reval_seq);
+            latch_wait(&udpif->exit_latch);
+            poll_block();
+        }
     }
-}
-\f
-static void
-miss_destroy(struct flow_miss *miss)
-{
-    struct upcall *upcall, *next;
 
-    LIST_FOR_EACH_SAFE (upcall, next, list_node, &miss->upcalls) {
-        list_remove(&upcall->list_node);
-        upcall_destroy(upcall);
-    }
-    xlate_out_uninit(&miss->xout);
+    return NULL;
 }
-
+\f
 static enum upcall_type
 classify_upcall(const struct upcall *upcall)
 {
@@ -486,346 +673,1009 @@ classify_upcall(const struct upcall *upcall)
     userdata_len = nl_attr_get_size(dpif_upcall->userdata);
     if (userdata_len < sizeof cookie.type
         || userdata_len > sizeof cookie) {
-        VLOG_WARN_RL(&rl, "action upcall cookie has unexpected size %zu",
+        VLOG_WARN_RL(&rl, "action upcall cookie has unexpected size %"PRIuSIZE,
                      userdata_len);
         return BAD_UPCALL;
     }
     memset(&cookie, 0, sizeof cookie);
     memcpy(&cookie, nl_attr_get(dpif_upcall->userdata), userdata_len);
-    if (userdata_len == sizeof cookie.sflow
+    if (userdata_len == MAX(8, sizeof cookie.sflow)
         && cookie.type == USER_ACTION_COOKIE_SFLOW) {
         return SFLOW_UPCALL;
-    } else if (userdata_len == sizeof cookie.slow_path
+    } else if (userdata_len == MAX(8, sizeof cookie.slow_path)
                && cookie.type == USER_ACTION_COOKIE_SLOW_PATH) {
         return MISS_UPCALL;
-    } else if (userdata_len == sizeof cookie.flow_sample
+    } else if (userdata_len == MAX(8, sizeof cookie.flow_sample)
                && cookie.type == USER_ACTION_COOKIE_FLOW_SAMPLE) {
         return FLOW_SAMPLE_UPCALL;
-    } else if (userdata_len == sizeof cookie.ipfix
+    } else if (userdata_len == MAX(8, sizeof cookie.ipfix)
                && cookie.type == USER_ACTION_COOKIE_IPFIX) {
         return IPFIX_UPCALL;
     } else {
         VLOG_WARN_RL(&rl, "invalid user cookie of type %"PRIu16
-                     " and size %zu", cookie.type, userdata_len);
+                     " and size %"PRIuSIZE, cookie.type, userdata_len);
         return BAD_UPCALL;
     }
 }
 
+/* Calculates slow path actions for 'xout'.  'buf' must statically be
+ * initialized with at least 128 bytes of space. */
 static void
-recv_upcalls(struct udpif *udpif)
+compose_slow_path(struct udpif *udpif, struct xlate_out *xout,
+                  struct flow *flow, odp_port_t odp_in_port,
+                  struct ofpbuf *buf)
 {
-    static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(60, 60);
-    for (;;) {
-        struct upcall *upcall;
+    union user_action_cookie cookie;
+    odp_port_t port;
+    uint32_t pid;
+
+    cookie.type = USER_ACTION_COOKIE_SLOW_PATH;
+    cookie.slow_path.unused = 0;
+    cookie.slow_path.reason = xout->slow;
+
+    port = xout->slow & (SLOW_CFM | SLOW_BFD | SLOW_LACP | SLOW_STP)
+        ? ODPP_NONE
+        : odp_in_port;
+    pid = dpif_port_get_pid(udpif->dpif, port, flow_hash_5tuple(flow, 0));
+    odp_put_userspace_action(pid, &cookie, sizeof cookie.slow_path, buf);
+}
+
+static struct flow_miss *
+flow_miss_find(struct hmap *todo, const struct ofproto_dpif *ofproto,
+               const struct flow *flow, uint32_t hash)
+{
+    struct flow_miss *miss;
+
+    HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (miss, hmap_node, hash, todo) {
+        if (miss->ofproto == ofproto && flow_equal(&miss->flow, flow)) {
+            return miss;
+        }
+    }
+
+    return NULL;
+}
+
+/* Reads and classifies upcalls.  Returns the number of upcalls successfully
+ * read. */
+static size_t
+read_upcalls(struct handler *handler,
+             struct upcall upcalls[FLOW_MISS_MAX_BATCH],
+             struct flow_miss miss_buf[FLOW_MISS_MAX_BATCH],
+             struct hmap *misses)
+{
+    struct udpif *udpif = handler->udpif;
+    size_t i;
+    size_t n_misses = 0;
+    size_t n_upcalls = 0;
+
+    /*
+     * Try reading FLOW_MISS_MAX_BATCH upcalls from dpif.
+     *
+     * Extract the flow from each upcall.  Construct in 'misses' a hash table
+     * that maps each unique flow to a 'struct flow_miss'.
+     *
+     * Most commonly there is a single packet per flow_miss, but there are
+     * several reasons why there might be more than one, e.g.:
+     *
+     *   - The dpif packet interface does not support TSO (or UFO, etc.), so a
+     *     large packet sent to userspace is split into a sequence of smaller
+     *     ones.
+     *
+     *   - A stream of quickly arriving packets in an established "slow-pathed"
+     *     flow.
+     *
+     *   - Rarely, a stream of quickly arriving packets in a flow not yet
+     *     established.  (This is rare because most protocols do not send
+     *     multiple back-to-back packets before receiving a reply from the
+     *     other end of the connection, which gives OVS a chance to set up a
+     *     datapath flow.)
+     */
+    for (i = 0; i < FLOW_MISS_MAX_BATCH; i++) {
+        struct upcall *upcall = &upcalls[n_upcalls];
+        struct flow_miss *miss = &miss_buf[n_misses];
+        struct dpif_upcall *dupcall;
+        struct ofpbuf *packet;
+        struct flow_miss *existing_miss;
+        struct ofproto_dpif *ofproto;
+        struct dpif_sflow *sflow;
+        struct dpif_ipfix *ipfix;
+        struct flow flow;
+        enum upcall_type type;
+        odp_port_t odp_in_port;
         int error;
 
-        upcall = xmalloc(sizeof *upcall);
         ofpbuf_use_stub(&upcall->upcall_buf, upcall->upcall_stub,
                         sizeof upcall->upcall_stub);
-        error = dpif_recv(udpif->dpif, &upcall->dpif_upcall,
-                          &upcall->upcall_buf);
+        error = dpif_recv(udpif->dpif, handler->handler_id,
+                          &upcall->dpif_upcall, &upcall->upcall_buf);
         if (error) {
-            upcall_destroy(upcall);
+            ofpbuf_uninit(&upcall->upcall_buf);
             break;
         }
 
-        upcall->type = classify_upcall(upcall);
-        if (upcall->type == BAD_UPCALL) {
-            upcall_destroy(upcall);
-        } else if (upcall->type == MISS_UPCALL) {
-            struct dpif_upcall *dupcall = &upcall->dpif_upcall;
-            uint32_t hash = udpif->secret;
-            struct handler *handler;
-            struct nlattr *nla;
-            size_t n_bytes, left;
-
-            n_bytes = 0;
-            NL_ATTR_FOR_EACH (nla, left, dupcall->key, dupcall->key_len) {
-                enum ovs_key_attr type = nl_attr_type(nla);
-                if (type == OVS_KEY_ATTR_IN_PORT
-                    || type == OVS_KEY_ATTR_TCP
-                    || type == OVS_KEY_ATTR_UDP) {
-                    if (nl_attr_get_size(nla) == 4) {
-                        ovs_be32 attr = nl_attr_get_be32(nla);
-                        hash = mhash_add(hash, (OVS_FORCE uint32_t) attr);
-                        n_bytes += 4;
-                    } else {
-                        VLOG_WARN("Netlink attribute with incorrect size.");
-                    }
-                }
+        dupcall = &upcall->dpif_upcall;
+        packet = &dupcall->packet;
+        error = xlate_receive(udpif->backer, packet, dupcall->key,
+                              dupcall->key_len, &flow,
+                              &ofproto, &ipfix, &sflow, NULL, &odp_in_port);
+        if (error) {
+            if (error == ENODEV) {
+                /* Received packet on datapath port for which we couldn't
+                 * associate an ofproto.  This can happen if a port is removed
+                 * while traffic is being received.  Print a rate-limited
+                 * message in case it happens frequently.  Install a drop flow
+                 * so that future packets of the flow are inexpensively dropped
+                 * in the kernel. */
+                VLOG_INFO_RL(&rl, "received packet on unassociated datapath "
+                             "port %"PRIu32, odp_in_port);
+                dpif_flow_put(udpif->dpif, DPIF_FP_CREATE | DPIF_FP_MODIFY,
+                              dupcall->key, dupcall->key_len, NULL, 0, NULL, 0,
+                              NULL);
             }
-           hash =  mhash_finish(hash, n_bytes);
-
-           handler = &udpif->handlers[hash % udpif->n_handlers];
-
-           ovs_mutex_lock(&handler->mutex);
-           if (handler->n_upcalls < MAX_QUEUE_LENGTH) {
-               list_push_back(&handler->upcalls, &upcall->list_node);
-               handler->n_upcalls++;
-               xpthread_cond_signal(&handler->wake_cond);
-               ovs_mutex_unlock(&handler->mutex);
-               if (!VLOG_DROP_DBG(&rl)) {
-                   struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
-
-                   odp_flow_key_format(upcall->dpif_upcall.key,
-                                       upcall->dpif_upcall.key_len,
-                                       &ds);
-                   VLOG_DBG("dispatcher: miss enqueue (%s)", ds_cstr(&ds));
-                   ds_destroy(&ds);
-               }
-           } else {
-               ovs_mutex_unlock(&handler->mutex);
-               COVERAGE_INC(miss_queue_overflow);
-               upcall_destroy(upcall);
-           }
-        } else {
-            ovs_mutex_lock(&udpif->upcall_mutex);
-            if (udpif->n_upcalls < MAX_QUEUE_LENGTH) {
-                udpif->n_upcalls++;
-                list_push_back(&udpif->upcalls, &upcall->list_node);
-                ovs_mutex_unlock(&udpif->upcall_mutex);
-                seq_change(udpif->wait_seq);
+            goto destroy_upcall;
+        }
+
+        type = classify_upcall(upcall);
+        if (type == MISS_UPCALL) {
+            uint32_t hash;
+            struct pkt_metadata md = pkt_metadata_from_flow(&flow);
+
+            flow_extract(packet, &md, &miss->flow);
+            hash = flow_hash(&miss->flow, 0);
+            existing_miss = flow_miss_find(misses, ofproto, &miss->flow,
+                                           hash);
+            if (!existing_miss) {
+                hmap_insert(misses, &miss->hmap_node, hash);
+                miss->ofproto = ofproto;
+                miss->key = dupcall->key;
+                miss->key_len = dupcall->key_len;
+                miss->upcall_type = dupcall->type;
+                miss->stats.n_packets = 0;
+                miss->stats.n_bytes = 0;
+                miss->stats.used = time_msec();
+                miss->stats.tcp_flags = 0;
+                miss->odp_in_port = odp_in_port;
+                miss->put = false;
+                n_misses++;
             } else {
-                ovs_mutex_unlock(&udpif->upcall_mutex);
-                COVERAGE_INC(upcall_queue_overflow);
-                upcall_destroy(upcall);
+                miss = existing_miss;
             }
+            miss->stats.tcp_flags |= ntohs(miss->flow.tcp_flags);
+            miss->stats.n_bytes += ofpbuf_size(packet);
+            miss->stats.n_packets++;
+
+            upcall->flow_miss = miss;
+            n_upcalls++;
+            continue;
         }
+
+        switch (type) {
+        case SFLOW_UPCALL:
+            if (sflow) {
+                union user_action_cookie cookie;
+
+                memset(&cookie, 0, sizeof cookie);
+                memcpy(&cookie, nl_attr_get(dupcall->userdata),
+                       sizeof cookie.sflow);
+                dpif_sflow_received(sflow, packet, &flow, odp_in_port,
+                                    &cookie);
+            }
+            break;
+        case IPFIX_UPCALL:
+            if (ipfix) {
+                dpif_ipfix_bridge_sample(ipfix, packet, &flow);
+            }
+            break;
+        case FLOW_SAMPLE_UPCALL:
+            if (ipfix) {
+                union user_action_cookie cookie;
+
+                memset(&cookie, 0, sizeof cookie);
+                memcpy(&cookie, nl_attr_get(dupcall->userdata),
+                       sizeof cookie.flow_sample);
+
+                /* The flow reflects exactly the contents of the packet.
+                 * Sample the packet using it. */
+                dpif_ipfix_flow_sample(ipfix, packet, &flow,
+                                       cookie.flow_sample.collector_set_id,
+                                       cookie.flow_sample.probability,
+                                       cookie.flow_sample.obs_domain_id,
+                                       cookie.flow_sample.obs_point_id);
+            }
+            break;
+        case BAD_UPCALL:
+            break;
+        case MISS_UPCALL:
+            OVS_NOT_REACHED();
+        }
+
+        dpif_ipfix_unref(ipfix);
+        dpif_sflow_unref(sflow);
+
+destroy_upcall:
+        ofpbuf_uninit(&upcall->dpif_upcall.packet);
+        ofpbuf_uninit(&upcall->upcall_buf);
     }
+
+    return n_upcalls;
 }
 
-static struct flow_miss *
-flow_miss_find(struct hmap *todo, const struct ofproto_dpif *ofproto,
-               const struct flow *flow, uint32_t hash)
+static void
+handle_upcalls(struct handler *handler, struct hmap *misses,
+               struct upcall *upcalls, size_t n_upcalls)
 {
+    struct udpif *udpif = handler->udpif;
+    struct dpif_op *opsp[FLOW_MISS_MAX_BATCH * 2];
+    struct dpif_op ops[FLOW_MISS_MAX_BATCH * 2];
     struct flow_miss *miss;
+    size_t n_ops, i;
+    unsigned int flow_limit;
+    bool fail_open, may_put;
 
-    HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (miss, hmap_node, hash, todo) {
-        if (miss->ofproto == ofproto && flow_equal(&miss->flow, flow)) {
-            return miss;
+    atomic_read(&udpif->flow_limit, &flow_limit);
+    may_put = udpif_get_n_flows(udpif) < flow_limit;
+
+    /* Initialize each 'struct flow_miss's ->xout.
+     *
+     * We do this per-flow_miss rather than per-packet because, most commonly,
+     * all the packets in a flow can use the same translation.
+     *
+     * We can't do this in the previous loop because we need the TCP flags for
+     * all the packets in each miss. */
+    fail_open = false;
+    HMAP_FOR_EACH (miss, hmap_node, misses) {
+        struct xlate_in xin;
+
+        xlate_in_init(&xin, miss->ofproto, &miss->flow, NULL,
+                      miss->stats.tcp_flags, NULL);
+        xin.may_learn = true;
+
+        if (miss->upcall_type == DPIF_UC_MISS) {
+            xin.resubmit_stats = &miss->stats;
+        } else {
+            /* For non-miss upcalls, there's a flow in the datapath which this
+             * packet was accounted to.  Presumably the revalidators will deal
+             * with pushing its stats eventually. */
+        }
+
+        xlate_actions(&xin, &miss->xout);
+        fail_open = fail_open || miss->xout.fail_open;
+    }
+
+    /* Now handle the packets individually in order of arrival.  In the common
+     * case each packet of a miss can share the same actions, but slow-pathed
+     * packets need to be translated individually:
+     *
+     *   - For SLOW_CFM, SLOW_LACP, SLOW_STP, and SLOW_BFD, translation is what
+     *     processes received packets for these protocols.
+     *
+     *   - For SLOW_CONTROLLER, translation sends the packet to the OpenFlow
+     *     controller.
+     *
+     * The loop fills 'ops' with an array of operations to execute in the
+     * datapath. */
+    n_ops = 0;
+    for (i = 0; i < n_upcalls; i++) {
+        struct upcall *upcall = &upcalls[i];
+        struct flow_miss *miss = upcall->flow_miss;
+        struct ofpbuf *packet = &upcall->dpif_upcall.packet;
+        struct dpif_op *op;
+        ovs_be16 flow_vlan_tci;
+
+        /* Save a copy of flow.vlan_tci in case it is changed to
+         * generate proper mega flow masks for VLAN splinter flows. */
+        flow_vlan_tci = miss->flow.vlan_tci;
+
+        if (miss->xout.slow) {
+            struct xlate_in xin;
+
+            xlate_in_init(&xin, miss->ofproto, &miss->flow, NULL, 0, packet);
+            xlate_actions_for_side_effects(&xin);
+        }
+
+        if (miss->flow.in_port.ofp_port
+            != vsp_realdev_to_vlandev(miss->ofproto,
+                                      miss->flow.in_port.ofp_port,
+                                      miss->flow.vlan_tci)) {
+            /* This packet was received on a VLAN splinter port.  We
+             * added a VLAN to the packet to make the packet resemble
+             * the flow, but the actions were composed assuming that
+             * the packet contained no VLAN.  So, we must remove the
+             * VLAN header from the packet before trying to execute the
+             * actions. */
+            if (ofpbuf_size(&miss->xout.odp_actions)) {
+                eth_pop_vlan(packet);
+            }
+
+            /* Remove the flow vlan tags inserted by vlan splinter logic
+             * to ensure megaflow masks generated match the data path flow. */
+            miss->flow.vlan_tci = 0;
+        }
+
+        /* Do not install a flow into the datapath if:
+         *
+         *    - The datapath already has too many flows.
+         *
+         *    - An earlier iteration of this loop already put the same flow.
+         *
+         *    - We received this packet via some flow installed in the kernel
+         *      already. */
+        if (may_put
+            && !miss->put
+            && upcall->dpif_upcall.type == DPIF_UC_MISS) {
+            struct ofpbuf mask;
+            bool megaflow;
+
+            miss->put = true;
+
+            atomic_read(&enable_megaflows, &megaflow);
+            ofpbuf_use_stack(&mask, &miss->mask_buf, sizeof miss->mask_buf);
+            if (megaflow) {
+                size_t max_mpls;
+
+                max_mpls = ofproto_dpif_get_max_mpls_depth(miss->ofproto);
+                odp_flow_key_from_mask(&mask, &miss->xout.wc.masks,
+                                       &miss->flow, UINT32_MAX, max_mpls);
+            }
+
+            op = &ops[n_ops++];
+            op->type = DPIF_OP_FLOW_PUT;
+            op->u.flow_put.flags = DPIF_FP_CREATE | DPIF_FP_MODIFY;
+            op->u.flow_put.key = miss->key;
+            op->u.flow_put.key_len = miss->key_len;
+            op->u.flow_put.mask = ofpbuf_data(&mask);
+            op->u.flow_put.mask_len = ofpbuf_size(&mask);
+            op->u.flow_put.stats = NULL;
+
+            if (!miss->xout.slow) {
+                op->u.flow_put.actions = ofpbuf_data(&miss->xout.odp_actions);
+                op->u.flow_put.actions_len = ofpbuf_size(&miss->xout.odp_actions);
+            } else {
+                struct ofpbuf buf;
+
+                ofpbuf_use_stack(&buf, miss->slow_path_buf,
+                                 sizeof miss->slow_path_buf);
+                compose_slow_path(udpif, &miss->xout, &miss->flow,
+                                  miss->odp_in_port, &buf);
+                op->u.flow_put.actions = ofpbuf_data(&buf);
+                op->u.flow_put.actions_len = ofpbuf_size(&buf);
+            }
+        }
+
+        /*
+         * The 'miss' may be shared by multiple upcalls. Restore
+         * the saved flow vlan_tci field before processing the next
+         * upcall. */
+        miss->flow.vlan_tci = flow_vlan_tci;
+
+        if (ofpbuf_size(&miss->xout.odp_actions)) {
+
+            op = &ops[n_ops++];
+            op->type = DPIF_OP_EXECUTE;
+            op->u.execute.packet = packet;
+            odp_key_to_pkt_metadata(miss->key, miss->key_len,
+                                    &op->u.execute.md);
+            op->u.execute.actions = ofpbuf_data(&miss->xout.odp_actions);
+            op->u.execute.actions_len = ofpbuf_size(&miss->xout.odp_actions);
+            op->u.execute.needs_help = (miss->xout.slow & SLOW_ACTION) != 0;
+        }
+    }
+
+    /* Special case for fail-open mode.
+     *
+     * If we are in fail-open mode, but we are connected to a controller too,
+     * then we should send the packet up to the controller in the hope that it
+     * will try to set up a flow and thereby allow us to exit fail-open.
+     *
+     * See the top-level comment in fail-open.c for more information.
+     *
+     * Copy packets before they are modified by execution. */
+    if (fail_open) {
+        for (i = 0; i < n_upcalls; i++) {
+            struct upcall *upcall = &upcalls[i];
+            struct flow_miss *miss = upcall->flow_miss;
+            struct ofpbuf *packet = &upcall->dpif_upcall.packet;
+            struct ofproto_packet_in *pin;
+
+            pin = xmalloc(sizeof *pin);
+            pin->up.packet = xmemdup(ofpbuf_data(packet), ofpbuf_size(packet));
+            pin->up.packet_len = ofpbuf_size(packet);
+            pin->up.reason = OFPR_NO_MATCH;
+            pin->up.table_id = 0;
+            pin->up.cookie = OVS_BE64_MAX;
+            flow_get_metadata(&miss->flow, &pin->up.fmd);
+            pin->send_len = 0; /* Not used for flow table misses. */
+            pin->miss_type = OFPROTO_PACKET_IN_NO_MISS;
+            ofproto_dpif_send_packet_in(miss->ofproto, pin);
         }
     }
 
+    /* Execute batch. */
+    for (i = 0; i < n_ops; i++) {
+        opsp[i] = &ops[i];
+    }
+    dpif_operate(udpif->dpif, opsp, n_ops);
+}
+
+/* Must be called with udpif->ukeys[hash % udpif->n_revalidators].mutex. */
+static struct udpif_key *
+ukey_lookup__(struct udpif *udpif, const struct nlattr *key, size_t key_len,
+              uint32_t hash)
+{
+    struct udpif_key *ukey;
+    struct hmap *hmap = &udpif->ukeys[hash % udpif->n_revalidators].hmap;
+
+    HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (ukey, hmap_node, hash, hmap) {
+        if (ukey->key_len == key_len && !memcmp(ukey->key, key, key_len)) {
+            return ukey;
+        }
+    }
     return NULL;
 }
 
-/* Executes flow miss 'miss'.  May add any required datapath operations
- * to 'ops', incrementing '*n_ops' for each new op. */
+static struct udpif_key *
+ukey_lookup(struct udpif *udpif, const struct nlattr *key, size_t key_len,
+            uint32_t hash)
+{
+    struct udpif_key *ukey;
+    uint32_t idx = hash % udpif->n_revalidators;
+
+    ovs_mutex_lock(&udpif->ukeys[idx].mutex);
+    ukey = ukey_lookup__(udpif, key, key_len, hash);
+    ovs_mutex_unlock(&udpif->ukeys[idx].mutex);
+
+    return ukey;
+}
+
+static struct udpif_key *
+ukey_create(const struct nlattr *key, size_t key_len, long long int used)
+{
+    struct udpif_key *ukey = xmalloc(sizeof *ukey);
+    ovs_mutex_init(&ukey->mutex);
+
+    ukey->key = (struct nlattr *) &ukey->key_buf;
+    memcpy(&ukey->key_buf, key, key_len);
+    ukey->key_len = key_len;
+
+    ovs_mutex_lock(&ukey->mutex);
+    ukey->mark = false;
+    ukey->flow_exists = true;
+    ukey->created = used ? used : time_msec();
+    memset(&ukey->stats, 0, sizeof ukey->stats);
+    ukey->xcache = NULL;
+    ovs_mutex_unlock(&ukey->mutex);
+
+    return ukey;
+}
+
+/* Checks for a ukey in 'udpif->ukeys' with the same 'ukey->key' and 'hash',
+ * and inserts 'ukey' if it does not exist.
+ *
+ * Returns true if 'ukey' was inserted into 'udpif->ukeys', false otherwise. */
+static bool
+udpif_insert_ukey(struct udpif *udpif, struct udpif_key *ukey, uint32_t hash)
+{
+    struct udpif_key *duplicate;
+    uint32_t idx = hash % udpif->n_revalidators;
+    bool ok;
+
+    ovs_mutex_lock(&udpif->ukeys[idx].mutex);
+    duplicate = ukey_lookup__(udpif, ukey->key, ukey->key_len, hash);
+    if (duplicate) {
+        ok = false;
+    } else {
+        hmap_insert(&udpif->ukeys[idx].hmap, &ukey->hmap_node, hash);
+        ok = true;
+    }
+    ovs_mutex_unlock(&udpif->ukeys[idx].mutex);
+
+    return ok;
+}
+
 static void
-execute_flow_miss(struct flow_miss *miss, struct dpif_op *ops, size_t *n_ops)
+ukey_delete(struct revalidator *revalidator, struct udpif_key *ukey)
+    OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
+{
+    if (revalidator) {
+        hmap_remove(revalidator->ukeys, &ukey->hmap_node);
+    }
+    xlate_cache_delete(ukey->xcache);
+    ovs_mutex_destroy(&ukey->mutex);
+    free(ukey);
+}
+
+static bool
+should_revalidate(uint64_t packets, long long int used)
+{
+    long long int metric, now, duration;
+
+    /* Calculate the mean time between seeing these packets. If this
+     * exceeds the threshold, then delete the flow rather than performing
+     * costly revalidation for flows that aren't being hit frequently.
+     *
+     * This is targeted at situations where the dump_duration is high (~1s),
+     * and revalidation is triggered by a call to udpif_revalidate(). In
+     * these situations, revalidation of all flows causes fluctuations in the
+     * flow_limit due to the interaction with the dump_duration and max_idle.
+     * This tends to result in deletion of low-throughput flows anyway, so
+     * skip the revalidation and just delete those flows. */
+    packets = MAX(packets, 1);
+    now = MAX(used, time_msec());
+    duration = now - used;
+    metric = duration / packets;
+
+    if (metric > 200) {
+        return false;
+    }
+    return true;
+}
+
+static bool
+revalidate_ukey(struct udpif *udpif, struct udpif_key *ukey,
+                const struct nlattr *mask, size_t mask_len,
+                const struct nlattr *actions, size_t actions_len,
+                const struct dpif_flow_stats *stats)
 {
-    struct ofproto_dpif *ofproto = miss->ofproto;
-    struct flow_wildcards wc;
-    struct rule_dpif *rule;
-    struct ofpbuf *packet;
+    uint64_t slow_path_buf[128 / 8];
+    struct xlate_out xout, *xoutp;
+    struct netflow *netflow;
+    struct ofproto_dpif *ofproto;
+    struct dpif_flow_stats push;
+    struct ofpbuf xout_actions;
+    struct flow flow, dp_mask;
+    uint32_t *dp32, *xout32;
+    odp_port_t odp_in_port;
     struct xlate_in xin;
+    long long int last_used;
+    int error;
+    size_t i;
+    bool may_learn, ok;
+
+    ok = false;
+    xoutp = NULL;
+    netflow = NULL;
+
+    ovs_mutex_lock(&ukey->mutex);
+    last_used = ukey->stats.used;
+    push.used = stats->used;
+    push.tcp_flags = stats->tcp_flags;
+    push.n_packets = stats->n_packets > ukey->stats.n_packets
+        ? stats->n_packets - ukey->stats.n_packets
+        : 0;
+    push.n_bytes = stats->n_bytes > ukey->stats.n_bytes
+        ? stats->n_bytes - ukey->stats.n_bytes
+        : 0;
+    ukey->stats = *stats;
+
+    if (!ukey->flow_exists) {
+        /* Don't bother revalidating if the flow was already deleted. */
+        goto exit;
+    }
 
-    memset(&miss->stats, 0, sizeof miss->stats);
-    miss->stats.used = time_msec();
-    LIST_FOR_EACH (packet, list_node, &miss->packets) {
-        miss->stats.tcp_flags |= packet_get_tcp_flags(packet, &miss->flow);
-        miss->stats.n_bytes += packet->size;
-        miss->stats.n_packets++;
+    if (udpif->need_revalidate && last_used
+        && !should_revalidate(push.n_packets, last_used)) {
+        ok = false;
+        goto exit;
     }
 
-    flow_wildcards_init_catchall(&wc);
-    rule_dpif_lookup(ofproto, &miss->flow, &wc, &rule);
-    rule_credit_stats(rule, &miss->stats);
-    xlate_in_init(&xin, ofproto, &miss->flow, rule, miss->stats.tcp_flags,
-                  NULL);
-    xin.may_learn = true;
-    xin.resubmit_stats = &miss->stats;
-    xlate_actions(&xin, &miss->xout);
-    flow_wildcards_or(&miss->xout.wc, &miss->xout.wc, &wc);
+    if (!push.n_packets && !udpif->need_revalidate) {
+        ok = true;
+        goto exit;
+    }
 
-    if (rule->up.cr.priority == FAIL_OPEN_PRIORITY) {
-        struct ofputil_packet_in pin;
+    may_learn = push.n_packets > 0;
+    if (ukey->xcache && !udpif->need_revalidate) {
+        xlate_push_stats(ukey->xcache, may_learn, &push);
+        ok = true;
+        goto exit;
+    }
 
-        /* Extra-special case for fail-open mode.
-         *
-         * We are in fail-open mode and the packet matched the fail-open
-         * rule, but we are connected to a controller too.  We should send
-         * the packet up to the controller in the hope that it will try to
-         * set up a flow and thereby allow us to exit fail-open.
-         *
-         * See the top-level comment in fail-open.c for more information. */
-        pin.packet = packet->data;
-        pin.packet_len = packet->size;
-        pin.reason = OFPR_NO_MATCH;
-        pin.controller_id = 0;
-        pin.table_id = 0;
-        pin.cookie = 0;
-        pin.send_len = 0; /* Not used for flow table misses. */
-        flow_get_metadata(&miss->flow, &pin.fmd);
-        ofproto_dpif_send_packet_in(ofproto, &pin);
-    }
-
-    if (miss->xout.slow) {
-        LIST_FOR_EACH (packet, list_node, &miss->packets) {
-            struct xlate_in xin;
+    error = xlate_receive(udpif->backer, NULL, ukey->key, ukey->key_len, &flow,
+                          &ofproto, NULL, NULL, &netflow, &odp_in_port);
+    if (error) {
+        goto exit;
+    }
 
-            xlate_in_init(&xin, miss->ofproto, &miss->flow, rule, 0, packet);
-            xlate_actions_for_side_effects(&xin);
+    if (udpif->need_revalidate) {
+        xlate_cache_clear(ukey->xcache);
+    }
+    if (!ukey->xcache) {
+        ukey->xcache = xlate_cache_new();
+    }
+
+    xlate_in_init(&xin, ofproto, &flow, NULL, push.tcp_flags, NULL);
+    xin.resubmit_stats = push.n_packets ? &push : NULL;
+    xin.xcache = ukey->xcache;
+    xin.may_learn = may_learn;
+    xin.skip_wildcards = !udpif->need_revalidate;
+    xlate_actions(&xin, &xout);
+    xoutp = &xout;
+
+    if (!udpif->need_revalidate) {
+        ok = true;
+        goto exit;
+    }
+
+    if (!xout.slow) {
+        ofpbuf_use_const(&xout_actions, ofpbuf_data(&xout.odp_actions),
+                         ofpbuf_size(&xout.odp_actions));
+    } else {
+        ofpbuf_use_stack(&xout_actions, slow_path_buf, sizeof slow_path_buf);
+        compose_slow_path(udpif, &xout, &flow, odp_in_port, &xout_actions);
+    }
+
+    if (actions_len != ofpbuf_size(&xout_actions)
+        || memcmp(ofpbuf_data(&xout_actions), actions, actions_len)) {
+        goto exit;
+    }
+
+    if (odp_flow_key_to_mask(mask, mask_len, &dp_mask, &flow)
+        == ODP_FIT_ERROR) {
+        goto exit;
+    }
+
+    /* Since the kernel is free to ignore wildcarded bits in the mask, we can't
+     * directly check that the masks are the same.  Instead we check that the
+     * mask in the kernel is more specific i.e. less wildcarded, than what
+     * we've calculated here.  This guarantees we don't catch any packets we
+     * shouldn't with the megaflow. */
+    dp32 = (uint32_t *) &dp_mask;
+    xout32 = (uint32_t *) &xout.wc.masks;
+    for (i = 0; i < FLOW_U32S; i++) {
+        if ((dp32[i] | xout32[i]) != dp32[i]) {
+            goto exit;
+        }
+    }
+    ok = true;
+
+exit:
+    ovs_mutex_unlock(&ukey->mutex);
+    if (netflow) {
+        if (!ok) {
+            netflow_expire(netflow, &flow);
+            netflow_flow_clear(netflow, &flow);
         }
+        netflow_unref(netflow);
     }
-    rule_release(rule);
+    xlate_out_uninit(xoutp);
+    return ok;
+}
 
-    if (miss->xout.odp_actions.size) {
-        LIST_FOR_EACH (packet, list_node, &miss->packets) {
-            struct dpif_op *op = &ops[*n_ops];
-            struct dpif_execute *execute = &op->u.execute;
+struct dump_op {
+    struct udpif_key *ukey;
+    struct dpif_flow_stats stats; /* Stats for 'op'. */
+    struct dpif_op op;            /* Flow del operation. */
+};
 
-            if (miss->flow.in_port.ofp_port
-                != vsp_realdev_to_vlandev(miss->ofproto,
-                                          miss->flow.in_port.ofp_port,
-                                          miss->flow.vlan_tci)) {
-                /* This packet was received on a VLAN splinter port.  We
-                 * added a VLAN to the packet to make the packet resemble
-                 * the flow, but the actions were composed assuming that
-                 * the packet contained no VLAN.  So, we must remove the
-                 * VLAN header from the packet before trying to execute the
-                 * actions. */
-                eth_pop_vlan(packet);
-            }
+static void
+dump_op_init(struct dump_op *op, const struct nlattr *key, size_t key_len,
+             struct udpif_key *ukey)
+{
+    op->ukey = ukey;
+    op->op.type = DPIF_OP_FLOW_DEL;
+    op->op.u.flow_del.key = key;
+    op->op.u.flow_del.key_len = key_len;
+    op->op.u.flow_del.stats = &op->stats;
+}
 
-            op->type = DPIF_OP_EXECUTE;
-            execute->key = miss->key;
-            execute->key_len = miss->key_len;
-            execute->packet = packet;
-            execute->actions = miss->xout.odp_actions.data;
-            execute->actions_len = miss->xout.odp_actions.size;
+static void
+push_dump_ops__(struct udpif *udpif, struct dump_op *ops, size_t n_ops)
+{
+    struct dpif_op *opsp[REVALIDATE_MAX_BATCH];
+    size_t i;
 
-            (*n_ops)++;
+    ovs_assert(n_ops <= REVALIDATE_MAX_BATCH);
+    for (i = 0; i < n_ops; i++) {
+        opsp[i] = &ops[i].op;
+    }
+    dpif_operate(udpif->dpif, opsp, n_ops);
+
+    for (i = 0; i < n_ops; i++) {
+        struct dump_op *op = &ops[i];
+        struct dpif_flow_stats *push, *stats, push_buf;
+
+        stats = op->op.u.flow_del.stats;
+        if (op->ukey) {
+            push = &push_buf;
+            ovs_mutex_lock(&op->ukey->mutex);
+            push->used = MAX(stats->used, op->ukey->stats.used);
+            push->tcp_flags = stats->tcp_flags | op->ukey->stats.tcp_flags;
+            push->n_packets = stats->n_packets - op->ukey->stats.n_packets;
+            push->n_bytes = stats->n_bytes - op->ukey->stats.n_bytes;
+            ovs_mutex_unlock(&op->ukey->mutex);
+        } else {
+            push = stats;
+        }
+
+        if (push->n_packets || netflow_exists()) {
+            struct ofproto_dpif *ofproto;
+            struct netflow *netflow;
+            struct flow flow;
+            bool may_learn;
+
+            may_learn = push->n_packets > 0;
+            if (op->ukey) {
+                ovs_mutex_lock(&op->ukey->mutex);
+                if (op->ukey->xcache) {
+                    xlate_push_stats(op->ukey->xcache, may_learn, push);
+                    ovs_mutex_unlock(&op->ukey->mutex);
+                    continue;
+                }
+                ovs_mutex_unlock(&op->ukey->mutex);
+            }
+
+            if (!xlate_receive(udpif->backer, NULL, op->op.u.flow_del.key,
+                               op->op.u.flow_del.key_len, &flow, &ofproto,
+                               NULL, NULL, &netflow, NULL)) {
+                struct xlate_in xin;
+
+                xlate_in_init(&xin, ofproto, &flow, NULL, push->tcp_flags,
+                              NULL);
+                xin.resubmit_stats = push->n_packets ? push : NULL;
+                xin.may_learn = may_learn;
+                xin.skip_wildcards = true;
+                xlate_actions_for_side_effects(&xin);
+
+                if (netflow) {
+                    netflow_expire(netflow, &flow);
+                    netflow_flow_clear(netflow, &flow);
+                    netflow_unref(netflow);
+                }
+            }
         }
     }
 }
 
 static void
-handle_miss_upcalls(struct udpif *udpif, struct list *upcalls)
-{
-    struct dpif_op *opsp[FLOW_MISS_MAX_BATCH];
-    struct dpif_op ops[FLOW_MISS_MAX_BATCH];
-    unsigned int old_reval_seq, new_reval_seq;
-    struct upcall *upcall, *next;
-    struct flow_miss_batch *fmb;
-    size_t n_upcalls, n_ops, i;
-    struct flow_miss *miss;
+push_dump_ops(struct revalidator *revalidator,
+              struct dump_op *ops, size_t n_ops)
+{
+    int i;
 
-    atomic_read(&udpif->reval_seq, &old_reval_seq);
+    push_dump_ops__(revalidator->udpif, ops, n_ops);
+    for (i = 0; i < n_ops; i++) {
+        ukey_delete(revalidator, ops[i].ukey);
+    }
+}
 
-    /* Construct the to-do list.
-     *
-     * This just amounts to extracting the flow from each packet and sticking
-     * the packets that have the same flow in the same "flow_miss" structure so
-     * that we can process them together. */
-    fmb = xmalloc(sizeof *fmb);
-    hmap_init(&fmb->misses);
-    n_upcalls = 0;
-    LIST_FOR_EACH_SAFE (upcall, next, list_node, upcalls) {
-        struct dpif_upcall *dupcall = &upcall->dpif_upcall;
-        struct flow_miss *miss = &fmb->miss_buf[n_upcalls];
-        struct flow_miss *existing_miss;
-        struct ofproto_dpif *ofproto;
-        odp_port_t odp_in_port;
-        struct flow flow;
+static void
+revalidate(struct revalidator *revalidator)
+{
+    struct udpif *udpif = revalidator->udpif;
+
+    struct dump_op ops[REVALIDATE_MAX_BATCH];
+    const struct nlattr *key, *mask, *actions;
+    size_t key_len, mask_len, actions_len;
+    const struct dpif_flow_stats *stats;
+    long long int now;
+    unsigned int flow_limit;
+    size_t n_ops;
+    void *state;
+
+    n_ops = 0;
+    now = time_msec();
+    atomic_read(&udpif->flow_limit, &flow_limit);
+
+    dpif_flow_dump_state_init(udpif->dpif, &state);
+    while (dpif_flow_dump_next(&udpif->dump, state, &key, &key_len, &mask,
+                               &mask_len, &actions, &actions_len, &stats)) {
+        struct udpif_key *ukey;
+        bool mark, may_destroy;
+        long long int used, max_idle;
         uint32_t hash;
-        int error;
+        size_t n_flows;
+
+        hash = hash_bytes(key, key_len, udpif->secret);
+        ukey = ukey_lookup(udpif, key, key_len, hash);
+
+        used = stats->used;
+        if (!used && ukey) {
+            ovs_mutex_lock(&ukey->mutex);
+
+            if (ukey->mark || !ukey->flow_exists) {
+                /* The flow has already been dumped. This can occasionally
+                 * occur if the datapath is changed in the middle of a flow
+                 * dump. Rather than perform the same work twice, skip the
+                 * flow this time. */
+                ovs_mutex_unlock(&ukey->mutex);
+                COVERAGE_INC(upcall_duplicate_flow);
+                continue;
+            }
 
-        error = xlate_receive(udpif->backer, dupcall->packet, dupcall->key,
-                              dupcall->key_len, &flow, &miss->key_fitness,
-                              &ofproto, &odp_in_port);
-
-        if (error == ENODEV) {
-            struct drop_key *drop_key;
-
-            /* Received packet on datapath port for which we couldn't
-             * associate an ofproto.  This can happen if a port is removed
-             * while traffic is being received.  Print a rate-limited message
-             * in case it happens frequently.  Install a drop flow so
-             * that future packets of the flow are inexpensively dropped
-             * in the kernel. */
-            VLOG_INFO_RL(&rl, "received packet on unassociated datapath port "
-                              "%"PRIu32, odp_in_port);
-
-            drop_key = xmalloc(sizeof *drop_key);
-            drop_key->key = xmemdup(dupcall->key, dupcall->key_len);
-            drop_key->key_len = dupcall->key_len;
-
-            ovs_mutex_lock(&udpif->drop_key_mutex);
-            if (udpif->n_drop_keys < MAX_QUEUE_LENGTH) {
-                udpif->n_drop_keys++;
-                list_push_back(&udpif->drop_keys, &drop_key->list_node);
-                ovs_mutex_unlock(&udpif->drop_key_mutex);
-                seq_change(udpif->wait_seq);
-            } else {
-                ovs_mutex_unlock(&udpif->drop_key_mutex);
-                COVERAGE_INC(drop_queue_overflow);
-                drop_key_destroy(drop_key);
+            used = ukey->created;
+            ovs_mutex_unlock(&ukey->mutex);
+        }
+
+        n_flows = udpif_get_n_flows(udpif);
+        max_idle = ofproto_max_idle;
+        if (n_flows > flow_limit) {
+            max_idle = 100;
+        }
+
+        if ((used && used < now - max_idle) || n_flows > flow_limit * 2) {
+            mark = false;
+        } else {
+            if (!ukey) {
+                ukey = ukey_create(key, key_len, used);
+                if (!udpif_insert_ukey(udpif, ukey, hash)) {
+                    /* The same ukey has already been created. This means that
+                     * another revalidator is processing this flow
+                     * concurrently, so don't bother processing it. */
+                    ukey_delete(NULL, ukey);
+                    continue;
+                }
             }
-            continue;
-        } else if (error) {
-            continue;
+
+            mark = revalidate_ukey(udpif, ukey, mask, mask_len, actions,
+                                   actions_len, stats);
+        }
+
+        if (ukey) {
+            ovs_mutex_lock(&ukey->mutex);
+            ukey->mark = ukey->flow_exists = mark;
+            ovs_mutex_unlock(&ukey->mutex);
         }
 
-        flow_extract(dupcall->packet, flow.skb_priority, flow.pkt_mark,
-                     &flow.tunnel, &flow.in_port, &miss->flow);
+        if (!mark) {
+            dump_op_init(&ops[n_ops++], key, key_len, ukey);
+        }
 
-        /* Add other packets to a to-do list. */
-        hash = flow_hash(&miss->flow, 0);
-        existing_miss = flow_miss_find(&fmb->misses, ofproto, &miss->flow, hash);
-        if (!existing_miss) {
-            hmap_insert(&fmb->misses, &miss->hmap_node, hash);
-            miss->ofproto = ofproto;
-            miss->key = dupcall->key;
-            miss->key_len = dupcall->key_len;
-            miss->upcall_type = dupcall->type;
-            list_init(&miss->packets);
-            list_init(&miss->upcalls);
+        may_destroy = dpif_flow_dump_next_may_destroy_keys(&udpif->dump,
+                                                           state);
 
-            n_upcalls++;
-        } else {
-            miss = existing_miss;
+        /* Only update 'now' immediately before 'buffer' will be updated.
+         * This gives us the current time relative to the time the datapath
+         * will write into 'stats'. */
+        if (may_destroy) {
+            now = time_msec();
         }
-        list_push_back(&miss->packets, &dupcall->packet->list_node);
 
-        list_remove(&upcall->list_node);
-        list_push_back(&miss->upcalls, &upcall->list_node);
+        /* Only do a dpif_operate when we've hit our maximum batch, or when our
+         * memory is about to be clobbered by the next call to
+         * dpif_flow_dump_next(). */
+        if (n_ops == REVALIDATE_MAX_BATCH || (n_ops && may_destroy)) {
+            push_dump_ops__(udpif, ops, n_ops);
+            n_ops = 0;
+        }
     }
 
-    LIST_FOR_EACH_SAFE (upcall, next, list_node, upcalls) {
-        list_remove(&upcall->list_node);
-        upcall_destroy(upcall);
+    if (n_ops) {
+        push_dump_ops__(udpif, ops, n_ops);
     }
 
-    /* Process each element in the to-do list, constructing the set of
-     * operations to batch. */
+    dpif_flow_dump_state_uninit(udpif->dpif, state);
+}
+
+static void
+revalidator_sweep__(struct revalidator *revalidator, bool purge)
+    OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
+{
+    struct dump_op ops[REVALIDATE_MAX_BATCH];
+    struct udpif_key *ukey, *next;
+    size_t n_ops;
+
     n_ops = 0;
-    HMAP_FOR_EACH (miss, hmap_node, &fmb->misses) {
-        execute_flow_miss(miss, ops, &n_ops);
+
+    /* During garbage collection, this revalidator completely owns its ukeys
+     * map, and therefore doesn't need to do any locking. */
+    HMAP_FOR_EACH_SAFE (ukey, next, hmap_node, revalidator->ukeys) {
+        if (!purge && ukey->mark) {
+            ukey->mark = false;
+        } else if (!ukey->flow_exists) {
+            ukey_delete(revalidator, ukey);
+        } else {
+            struct dump_op *op = &ops[n_ops++];
+
+            /* If we have previously seen a flow in the datapath, but didn't
+             * see it during the most recent dump, delete it. This allows us
+             * to clean up the ukey and keep the statistics consistent. */
+            dump_op_init(op, ukey->key, ukey->key_len, ukey);
+            if (n_ops == REVALIDATE_MAX_BATCH) {
+                push_dump_ops(revalidator, ops, n_ops);
+                n_ops = 0;
+            }
+        }
     }
-    ovs_assert(n_ops <= ARRAY_SIZE(ops));
 
-    /* Execute batch. */
-    for (i = 0; i < n_ops; i++) {
-        opsp[i] = &ops[i];
+    if (n_ops) {
+        push_dump_ops(revalidator, ops, n_ops);
     }
-    dpif_operate(udpif->dpif, opsp, n_ops);
+}
 
-    ovs_mutex_lock(&udpif->fmb_mutex);
-    atomic_read(&udpif->reval_seq, &new_reval_seq);
-    if (old_reval_seq != new_reval_seq) {
-        /* udpif_revalidate() was called as we were calculating the actions.
-         * To be safe, we need to assume all the misses need revalidation. */
-        ovs_mutex_unlock(&udpif->fmb_mutex);
-        flow_miss_batch_destroy(fmb);
-    } else if (udpif->n_fmbs < MAX_QUEUE_LENGTH) {
-        udpif->n_fmbs++;
-        list_push_back(&udpif->fmbs, &fmb->list_node);
-        ovs_mutex_unlock(&udpif->fmb_mutex);
-        seq_change(udpif->wait_seq);
-    } else {
-        COVERAGE_INC(fmb_queue_overflow);
-        ovs_mutex_unlock(&udpif->fmb_mutex);
-        flow_miss_batch_destroy(fmb);
+static void
+revalidator_sweep(struct revalidator *revalidator)
+{
+    revalidator_sweep__(revalidator, false);
+}
+
+static void
+revalidator_purge(struct revalidator *revalidator)
+{
+    revalidator_sweep__(revalidator, true);
+}
+\f
+static void
+upcall_unixctl_show(struct unixctl_conn *conn, int argc OVS_UNUSED,
+                    const char *argv[] OVS_UNUSED, void *aux OVS_UNUSED)
+{
+    struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
+    struct udpif *udpif;
+
+    LIST_FOR_EACH (udpif, list_node, &all_udpifs) {
+        unsigned int flow_limit;
+        size_t i;
+
+        atomic_read(&udpif->flow_limit, &flow_limit);
+
+        ds_put_format(&ds, "%s:\n", dpif_name(udpif->dpif));
+        ds_put_format(&ds, "\tflows         : (current %"PRIu64")"
+            " (avg %u) (max %u) (limit %u)\n", udpif_get_n_flows(udpif),
+            udpif->avg_n_flows, udpif->max_n_flows, flow_limit);
+        ds_put_format(&ds, "\tdump duration : %lldms\n", udpif->dump_duration);
+
+        ds_put_char(&ds, '\n');
+        for (i = 0; i < n_revalidators; i++) {
+            struct revalidator *revalidator = &udpif->revalidators[i];
+
+            ovs_mutex_lock(&udpif->ukeys[i].mutex);
+            ds_put_format(&ds, "\t%s: (keys %"PRIuSIZE")\n", revalidator->name,
+                          hmap_count(&udpif->ukeys[i].hmap));
+            ovs_mutex_unlock(&udpif->ukeys[i].mutex);
+        }
+    }
+
+    unixctl_command_reply(conn, ds_cstr(&ds));
+    ds_destroy(&ds);
+}
+
+/* Disable using the megaflows.
+ *
+ * This command is only needed for advanced debugging, so it's not
+ * documented in the man page. */
+static void
+upcall_unixctl_disable_megaflows(struct unixctl_conn *conn,
+                                 int argc OVS_UNUSED,
+                                 const char *argv[] OVS_UNUSED,
+                                 void *aux OVS_UNUSED)
+{
+    atomic_store(&enable_megaflows, false);
+    udpif_flush_all_datapaths();
+    unixctl_command_reply(conn, "megaflows disabled");
+}
+
+/* Re-enable using megaflows.
+ *
+ * This command is only needed for advanced debugging, so it's not
+ * documented in the man page. */
+static void
+upcall_unixctl_enable_megaflows(struct unixctl_conn *conn,
+                                int argc OVS_UNUSED,
+                                const char *argv[] OVS_UNUSED,
+                                void *aux OVS_UNUSED)
+{
+    atomic_store(&enable_megaflows, true);
+    udpif_flush_all_datapaths();
+    unixctl_command_reply(conn, "megaflows enabled");
+}
+
+/* Set the flow limit.
+ *
+ * This command is only needed for advanced debugging, so it's not
+ * documented in the man page. */
+static void
+upcall_unixctl_set_flow_limit(struct unixctl_conn *conn,
+                              int argc OVS_UNUSED,
+                              const char *argv[] OVS_UNUSED,
+                              void *aux OVS_UNUSED)
+{
+    struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
+    struct udpif *udpif;
+    unsigned int flow_limit = atoi(argv[1]);
+
+    LIST_FOR_EACH (udpif, list_node, &all_udpifs) {
+        atomic_store(&udpif->flow_limit, flow_limit);
     }
+    ds_put_format(&ds, "set flow_limit to %u\n", flow_limit);
+    unixctl_command_reply(conn, ds_cstr(&ds));
+    ds_destroy(&ds);
 }