lib/dpif-netdev.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014, 2016 Nicira, Inc.
   3  *
   4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   5  * you may not use this file except in compliance with the License.
   6  * You may obtain a copy of the License at:
   7  *
   8  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   9  *
  10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  13  * See the License for the specific language governing permissions and
  14  * limitations under the License.
  15  */
  16
  17 #include <config.h>
  18 #include "dpif-netdev.h"
  19
  20 #include <ctype.h>
  21 #include <errno.h>
  22 #include <fcntl.h>
  23 #include <inttypes.h>
  24 #include <netinet/in.h>
  25 #include <sys/socket.h>
  26 #include <net/if.h>
  27 #include <stdint.h>
  28 #include <stdlib.h>
  29 #include <string.h>
  30 #include <sys/ioctl.h>
  31 #include <sys/stat.h>
  32 #include <unistd.h>
  33
  34 #include "bitmap.h"
  35 #include "cmap.h"
  36 #include "csum.h"
  37 #include "dp-packet.h"
  38 #include "dpif.h"
  39 #include "dpif-provider.h"
  40 #include "dummy.h"
  41 #include "dynamic-string.h"
  42 #include "fat-rwlock.h"
  43 #include "flow.h"
  44 #include "cmap.h"
  45 #include "coverage.h"
  46 #include "latch.h"
  47 #include "list.h"
  48 #include "match.h"
  49 #include "netdev.h"
  50 #include "netdev-dpdk.h"
  51 #include "netdev-vport.h"
  52 #include "netlink.h"
  53 #include "odp-execute.h"
  54 #include "odp-util.h"
  55 #include "ofp-print.h"
  56 #include "ofpbuf.h"
  57 #include "ovs-numa.h"
  58 #include "ovs-rcu.h"
  59 #include "packets.h"
  60 #include "poll-loop.h"
  61 #include "pvector.h"
  62 #include "random.h"
  63 #include "seq.h"
  64 #include "shash.h"
  65 #include "sset.h"
  66 #include "timeval.h"
  67 #include "tnl-neigh-cache.h"
  68 #include "tnl-ports.h"
  69 #include "unixctl.h"
  70 #include "util.h"
  71 #include "openvswitch/vlog.h"
  72
  73 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(dpif_netdev);
  74
  75 #define FLOW_DUMP_MAX_BATCH 50
  76 /* Use per thread recirc_depth to prevent recirculation loop. */
  77 #define MAX_RECIRC_DEPTH 5
  78 DEFINE_STATIC_PER_THREAD_DATA(uint32_t, recirc_depth, 0)
  79
  80 /* Configuration parameters. */
  81 enum { MAX_FLOWS = 65536 };     /* Maximum number of flows in flow table. */
  82
  83 /* Protects against changes to 'dp_netdevs'. */
  84 static struct ovs_mutex dp_netdev_mutex = OVS_MUTEX_INITIALIZER;
  85
  86 /* Contains all 'struct dp_netdev's. */
  87 static struct shash dp_netdevs OVS_GUARDED_BY(dp_netdev_mutex)
  88     = SHASH_INITIALIZER(&dp_netdevs);
  89
  90 static struct vlog_rate_limit upcall_rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(600, 600);
  91
  92 static struct odp_support dp_netdev_support = {
  93     .max_mpls_depth = SIZE_MAX,
  94     .recirc = true,
  95 };
  96
  97 /* Stores a miniflow with inline values */
  98
  99 struct netdev_flow_key {
 100     uint32_t hash;       /* Hash function differs for different users. */
 101     uint32_t len;        /* Length of the following miniflow (incl. map). */
 102     struct miniflow mf;
 103     uint64_t buf[FLOW_MAX_PACKET_U64S];
 104 };
 105
 106 /* Exact match cache for frequently used flows
 107  *
 108  * The cache uses a 32-bit hash of the packet (which can be the RSS hash) to
 109  * search its entries for a miniflow that matches exactly the miniflow of the
 110  * packet. It stores the 'dpcls_rule' (rule) that matches the miniflow.
 111  *
 112  * A cache entry holds a reference to its 'dp_netdev_flow'.
 113  *
 114  * A miniflow with a given hash can be in one of EM_FLOW_HASH_SEGS different
 115  * entries. The 32-bit hash is split into EM_FLOW_HASH_SEGS values (each of
 116  * them is EM_FLOW_HASH_SHIFT bits wide and the remainder is thrown away). Each
 117  * value is the index of a cache entry where the miniflow could be.
 118  *
 119  *
 120  * Thread-safety
 121  * =============
 122  *
 123  * Each pmd_thread has its own private exact match cache.
 124  * If dp_netdev_input is not called from a pmd thread, a mutex is used.
 125  */
 126
 127 #define EM_FLOW_HASH_SHIFT 13
 128 #define EM_FLOW_HASH_ENTRIES (1u << EM_FLOW_HASH_SHIFT)
 129 #define EM_FLOW_HASH_MASK (EM_FLOW_HASH_ENTRIES - 1)
 130 #define EM_FLOW_HASH_SEGS 2
 131
 132 struct emc_entry {
 133     struct dp_netdev_flow *flow;
 134     struct netdev_flow_key key;   /* key.hash used for emc hash value. */
 135 };
 136
 137 struct emc_cache {
 138     struct emc_entry entries[EM_FLOW_HASH_ENTRIES];
 139     int sweep_idx;                /* For emc_cache_slow_sweep(). */
 140 };
 141
 142 /* Iterate in the exact match cache through every entry that might contain a
 143  * miniflow with hash 'HASH'. */
 144 #define EMC_FOR_EACH_POS_WITH_HASH(EMC, CURRENT_ENTRY, HASH)                 \
 145     for (uint32_t i__ = 0, srch_hash__ = (HASH);                             \
 146          (CURRENT_ENTRY) = &(EMC)->entries[srch_hash__ & EM_FLOW_HASH_MASK], \
 147          i__ < EM_FLOW_HASH_SEGS;                                            \
 148          i__++, srch_hash__ >>= EM_FLOW_HASH_SHIFT)
 149 \f
 150 /* Simple non-wildcarding single-priority classifier. */
 151
 152 struct dpcls {
 153     struct cmap subtables_map;
 154     struct pvector subtables;
 155 };
 156
 157 /* A rule to be inserted to the classifier. */
 158 struct dpcls_rule {
 159     struct cmap_node cmap_node;   /* Within struct dpcls_subtable 'rules'. */
 160     struct netdev_flow_key *mask; /* Subtable's mask. */
 161     struct netdev_flow_key flow;  /* Matching key. */
 162     /* 'flow' must be the last field, additional space is allocated here. */
 163 };
 164
 165 static void dpcls_init(struct dpcls *);
 166 static void dpcls_destroy(struct dpcls *);
 167 static void dpcls_insert(struct dpcls *, struct dpcls_rule *,
 168                          const struct netdev_flow_key *mask);
 169 static void dpcls_remove(struct dpcls *, struct dpcls_rule *);
 170 static bool dpcls_lookup(const struct dpcls *cls,
 171                          const struct netdev_flow_key keys[],
 172                          struct dpcls_rule **rules, size_t cnt);
 173 \f
 174 /* Datapath based on the network device interface from netdev.h.
 175  *
 176  *
 177  * Thread-safety
 178  * =============
 179  *
 180  * Some members, marked 'const', are immutable.  Accessing other members
 181  * requires synchronization, as noted in more detail below.
 182  *
 183  * Acquisition order is, from outermost to innermost:
 184  *
 185  *    dp_netdev_mutex (global)
 186  *    port_mutex
 187  */
 188 struct dp_netdev {
 189     const struct dpif_class *const class;
 190     const char *const name;
 191     struct dpif *dpif;
 192     struct ovs_refcount ref_cnt;
 193     atomic_flag destroyed;
 194
 195     /* Ports.
 196      *
 197      * Protected by RCU.  Take the mutex to add or remove ports. */
 198     struct ovs_mutex port_mutex;
 199     struct cmap ports;
 200     struct seq *port_seq;       /* Incremented whenever a port changes. */
 201
 202     /* Protects access to ofproto-dpif-upcall interface during revalidator
 203      * thread synchronization. */
 204     struct fat_rwlock upcall_rwlock;
 205     upcall_callback *upcall_cb;  /* Callback function for executing upcalls. */
 206     void *upcall_aux;
 207
 208     /* Callback function for notifying the purging of dp flows (during
 209      * reseting pmd deletion). */
 210     dp_purge_callback *dp_purge_cb;
 211     void *dp_purge_aux;
 212
 213     /* Stores all 'struct dp_netdev_pmd_thread's. */
 214     struct cmap poll_threads;
 215
 216     /* Protects the access of the 'struct dp_netdev_pmd_thread'
 217      * instance for non-pmd thread. */
 218     struct ovs_mutex non_pmd_mutex;
 219
 220     /* Each pmd thread will store its pointer to
 221      * 'struct dp_netdev_pmd_thread' in 'per_pmd_key'. */
 222     ovsthread_key_t per_pmd_key;
 223
 224     /* Cpu mask for pin of pmd threads. */
 225     char *pmd_cmask;
 226     uint64_t last_tnl_conf_seq;
 227 };
 228
 229 static struct dp_netdev_port *dp_netdev_lookup_port(const struct dp_netdev *dp,
 230                                                     odp_port_t);
 231
 232 enum dp_stat_type {
 233     DP_STAT_EXACT_HIT,          /* Packets that had an exact match (emc). */
 234     DP_STAT_MASKED_HIT,         /* Packets that matched in the flow table. */
 235     DP_STAT_MISS,               /* Packets that did not match. */
 236     DP_STAT_LOST,               /* Packets not passed up to the client. */
 237     DP_N_STATS
 238 };
 239
 240 enum pmd_cycles_counter_type {
 241     PMD_CYCLES_POLLING,         /* Cycles spent polling NICs. */
 242     PMD_CYCLES_PROCESSING,      /* Cycles spent processing packets */
 243     PMD_N_CYCLES
 244 };
 245
 246 /* A port in a netdev-based datapath. */
 247 struct dp_netdev_port {
 248     odp_port_t port_no;
 249     struct netdev *netdev;
 250     struct cmap_node node;      /* Node in dp_netdev's 'ports'. */
 251     struct netdev_saved_flags *sf;
 252     struct netdev_rxq **rxq;
 253     struct ovs_refcount ref_cnt;
 254     char *type;                 /* Port type as requested by user. */
 255     int latest_requested_n_rxq; /* Latest requested from netdev number
 256                                    of rx queues. */
 257 };
 258
 259 /* Contained by struct dp_netdev_flow's 'stats' member.  */
 260 struct dp_netdev_flow_stats {
 261     atomic_llong used;             /* Last used time, in monotonic msecs. */
 262     atomic_ullong packet_count;    /* Number of packets matched. */
 263     atomic_ullong byte_count;      /* Number of bytes matched. */
 264     atomic_uint16_t tcp_flags;     /* Bitwise-OR of seen tcp_flags values. */
 265 };
 266
 267 /* A flow in 'dp_netdev_pmd_thread's 'flow_table'.
 268  *
 269  *
 270  * Thread-safety
 271  * =============
 272  *
 273  * Except near the beginning or ending of its lifespan, rule 'rule' belongs to
 274  * its pmd thread's classifier.  The text below calls this classifier 'cls'.
 275  *
 276  * Motivation
 277  * ----------
 278  *
 279  * The thread safety rules described here for "struct dp_netdev_flow" are
 280  * motivated by two goals:
 281  *
 282  *    - Prevent threads that read members of "struct dp_netdev_flow" from
 283  *      reading bad data due to changes by some thread concurrently modifying
 284  *      those members.
 285  *
 286  *    - Prevent two threads making changes to members of a given "struct
 287  *      dp_netdev_flow" from interfering with each other.
 288  *
 289  *
 290  * Rules
 291  * -----
 292  *
 293  * A flow 'flow' may be accessed without a risk of being freed during an RCU
 294  * grace period.  Code that needs to hold onto a flow for a while
 295  * should try incrementing 'flow->ref_cnt' with dp_netdev_flow_ref().
 296  *
 297  * 'flow->ref_cnt' protects 'flow' from being freed.  It doesn't protect the
 298  * flow from being deleted from 'cls' and it doesn't protect members of 'flow'
 299  * from modification.
 300  *
 301  * Some members, marked 'const', are immutable.  Accessing other members
 302  * requires synchronization, as noted in more detail below.
 303  */
 304 struct dp_netdev_flow {
 305     const struct flow flow;      /* Unmasked flow that created this entry. */
 306     /* Hash table index by unmasked flow. */
 307     const struct cmap_node node; /* In owning dp_netdev_pmd_thread's */
 308                                  /* 'flow_table'. */
 309     const ovs_u128 ufid;         /* Unique flow identifier. */
 310     const unsigned pmd_id;       /* The 'core_id' of pmd thread owning this */
 311                                  /* flow. */
 312
 313     /* Number of references.
 314      * The classifier owns one reference.
 315      * Any thread trying to keep a rule from being freed should hold its own
 316      * reference. */
 317     struct ovs_refcount ref_cnt;
 318
 319     bool dead;
 320
 321     /* Statistics. */
 322     struct dp_netdev_flow_stats stats;
 323
 324     /* Actions. */
 325     OVSRCU_TYPE(struct dp_netdev_actions *) actions;
 326
 327     /* While processing a group of input packets, the datapath uses the next
 328      * member to store a pointer to the output batch for the flow.  It is
 329      * reset after the batch has been sent out (See dp_netdev_queue_batches(),
 330      * packet_batch_init() and packet_batch_execute()). */
 331     struct packet_batch *batch;
 332
 333     /* Packet classification. */
 334     struct dpcls_rule cr;        /* In owning dp_netdev's 'cls'. */
 335     /* 'cr' must be the last member. */
 336 };
 337
 338 static void dp_netdev_flow_unref(struct dp_netdev_flow *);
 339 static bool dp_netdev_flow_ref(struct dp_netdev_flow *);
 340 static int dpif_netdev_flow_from_nlattrs(const struct nlattr *, uint32_t,
 341                                          struct flow *);
 342
 343 /* A set of datapath actions within a "struct dp_netdev_flow".
 344  *
 345  *
 346  * Thread-safety
 347  * =============
 348  *
 349  * A struct dp_netdev_actions 'actions' is protected with RCU. */
 350 struct dp_netdev_actions {
 351     /* These members are immutable: they do not change during the struct's
 352      * lifetime.  */
 353     unsigned int size;          /* Size of 'actions', in bytes. */
 354     struct nlattr actions[];    /* Sequence of OVS_ACTION_ATTR_* attributes. */
 355 };
 356
 357 struct dp_netdev_actions *dp_netdev_actions_create(const struct nlattr *,
 358                                                    size_t);
 359 struct dp_netdev_actions *dp_netdev_flow_get_actions(
 360     const struct dp_netdev_flow *);
 361 static void dp_netdev_actions_free(struct dp_netdev_actions *);
 362
 363 /* Contained by struct dp_netdev_pmd_thread's 'stats' member.  */
 364 struct dp_netdev_pmd_stats {
 365     /* Indexed by DP_STAT_*. */
 366     atomic_ullong n[DP_N_STATS];
 367 };
 368
 369 /* Contained by struct dp_netdev_pmd_thread's 'cycle' member.  */
 370 struct dp_netdev_pmd_cycles {
 371     /* Indexed by PMD_CYCLES_*. */
 372     atomic_ullong n[PMD_N_CYCLES];
 373 };
 374
 375 /* Contained by struct dp_netdev_pmd_thread's 'poll_list' member. */
 376 struct rxq_poll {
 377     struct dp_netdev_port *port;
 378     struct netdev_rxq *rx;
 379     struct ovs_list node;
 380 };
 381
 382 /* PMD: Poll modes drivers.  PMD accesses devices via polling to eliminate
 383  * the performance overhead of interrupt processing.  Therefore netdev can
 384  * not implement rx-wait for these devices.  dpif-netdev needs to poll
 385  * these device to check for recv buffer.  pmd-thread does polling for
 386  * devices assigned to itself.
 387  *
 388  * DPDK used PMD for accessing NIC.
 389  *
 390  * Note, instance with cpu core id NON_PMD_CORE_ID will be reserved for
 391  * I/O of all non-pmd threads.  There will be no actual thread created
 392  * for the instance.
 393  *
 394  * Each struct has its own flow table and classifier.  Packets received
 395  * from managed ports are looked up in the corresponding pmd thread's
 396  * flow table, and are executed with the found actions.
 397  * */
 398 struct dp_netdev_pmd_thread {
 399     struct dp_netdev *dp;
 400     struct ovs_refcount ref_cnt;    /* Every reference must be refcount'ed. */
 401     struct cmap_node node;          /* In 'dp->poll_threads'. */
 402
 403     pthread_cond_t cond;            /* For synchronizing pmd thread reload. */
 404     struct ovs_mutex cond_mutex;    /* Mutex for condition variable. */
 405
 406     /* Per thread exact-match cache.  Note, the instance for cpu core
 407      * NON_PMD_CORE_ID can be accessed by multiple threads, and thusly
 408      * need to be protected (e.g. by 'dp_netdev_mutex').  All other
 409      * instances will only be accessed by its own pmd thread. */
 410     struct emc_cache flow_cache;
 411
 412     /* Classifier and Flow-Table.
 413      *
 414      * Writers of 'flow_table' must take the 'flow_mutex'.  Corresponding
 415      * changes to 'cls' must be made while still holding the 'flow_mutex'.
 416      */
 417     struct ovs_mutex flow_mutex;
 418     struct dpcls cls;
 419     struct cmap flow_table OVS_GUARDED; /* Flow table. */
 420
 421     /* Statistics. */
 422     struct dp_netdev_pmd_stats stats;
 423
 424     /* Cycles counters */
 425     struct dp_netdev_pmd_cycles cycles;
 426
 427     /* Used to count cicles. See 'cycles_counter_end()' */
 428     unsigned long long last_cycles;
 429
 430     struct latch exit_latch;        /* For terminating the pmd thread. */
 431     atomic_uint change_seq;         /* For reloading pmd ports. */
 432     pthread_t thread;
 433     int index;                      /* Idx of this pmd thread among pmd*/
 434                                     /* threads on same numa node. */
 435     unsigned core_id;               /* CPU core id of this pmd thread. */
 436     int numa_id;                    /* numa node id of this pmd thread. */
 437     atomic_int tx_qid;              /* Queue id used by this pmd thread to
 438                                      * send packets on all netdevs */
 439
 440     struct ovs_mutex poll_mutex;    /* Mutex for poll_list. */
 441     /* List of rx queues to poll. */
 442     struct ovs_list poll_list OVS_GUARDED;
 443     int poll_cnt;                   /* Number of elemints in poll_list. */
 444
 445     /* Only a pmd thread can write on its own 'cycles' and 'stats'.
 446      * The main thread keeps 'stats_zero' and 'cycles_zero' as base
 447      * values and subtracts them from 'stats' and 'cycles' before
 448      * reporting to the user */
 449     unsigned long long stats_zero[DP_N_STATS];
 450     uint64_t cycles_zero[PMD_N_CYCLES];
 451 };
 452
 453 #define PMD_INITIAL_SEQ 1
 454
 455 /* Interface to netdev-based datapath. */
 456 struct dpif_netdev {
 457     struct dpif dpif;
 458     struct dp_netdev *dp;
 459     uint64_t last_port_seq;
 460 };
 461
 462 static int get_port_by_number(struct dp_netdev *dp, odp_port_t port_no,
 463                               struct dp_netdev_port **portp);
 464 static int get_port_by_name(struct dp_netdev *dp, const char *devname,
 465                             struct dp_netdev_port **portp);
 466 static void dp_netdev_free(struct dp_netdev *)
 467     OVS_REQUIRES(dp_netdev_mutex);
 468 static int do_add_port(struct dp_netdev *dp, const char *devname,
 469                        const char *type, odp_port_t port_no)
 470     OVS_REQUIRES(dp->port_mutex);
 471 static void do_del_port(struct dp_netdev *dp, struct dp_netdev_port *)
 472     OVS_REQUIRES(dp->port_mutex);
 473 static int dpif_netdev_open(const struct dpif_class *, const char *name,
 474                             bool create, struct dpif **);
 475 static void dp_netdev_execute_actions(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
 476                                       struct dp_packet **, int c,
 477                                       bool may_steal,
 478                                       const struct nlattr *actions,
 479                                       size_t actions_len);
 480 static void dp_netdev_input(struct dp_netdev_pmd_thread *,
 481                             struct dp_packet **, int cnt, odp_port_t port_no);
 482 static void dp_netdev_recirculate(struct dp_netdev_pmd_thread *,
 483                                   struct dp_packet **, int cnt);
 484
 485 static void dp_netdev_disable_upcall(struct dp_netdev *);
 486 static void dp_netdev_pmd_reload_done(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd);
 487 static void dp_netdev_configure_pmd(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
 488                                     struct dp_netdev *dp, int index,
 489                                     unsigned core_id, int numa_id);
 490 static void dp_netdev_destroy_pmd(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd);
 491 static void dp_netdev_set_nonpmd(struct dp_netdev *dp);
 492 static struct dp_netdev_pmd_thread *dp_netdev_get_pmd(struct dp_netdev *dp,
 493                                                       unsigned core_id);
 494 static struct dp_netdev_pmd_thread *
 495 dp_netdev_pmd_get_next(struct dp_netdev *dp, struct cmap_position *pos);
 496 static void dp_netdev_destroy_all_pmds(struct dp_netdev *dp);
 497 static void dp_netdev_del_pmds_on_numa(struct dp_netdev *dp, int numa_id);
 498 static void dp_netdev_set_pmds_on_numa(struct dp_netdev *dp, int numa_id);
 499 static void
 500 dp_netdev_add_rxq_to_pmd(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
 501                          struct dp_netdev_port *port, struct netdev_rxq *rx);
 502 static struct dp_netdev_pmd_thread *
 503 dp_netdev_less_loaded_pmd_on_numa(struct dp_netdev *dp, int numa_id);
 504 static void dp_netdev_reset_pmd_threads(struct dp_netdev *dp);
 505 static bool dp_netdev_pmd_try_ref(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd);
 506 static void dp_netdev_pmd_unref(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd);
 507 static void dp_netdev_pmd_flow_flush(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd);
 508
 509 static inline bool emc_entry_alive(struct emc_entry *ce);
 510 static void emc_clear_entry(struct emc_entry *ce);
 511
 512 static void
 513 emc_cache_init(struct emc_cache *flow_cache)
 514 {
 515     int i;
 516
 517     flow_cache->sweep_idx = 0;
 518     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flow_cache->entries); i++) {
 519         flow_cache->entries[i].flow = NULL;
 520         flow_cache->entries[i].key.hash = 0;
 521         flow_cache->entries[i].key.len = sizeof(struct miniflow);
 522         flowmap_init(&flow_cache->entries[i].key.mf.map);
 523     }
 524 }
 525
 526 static void
 527 emc_cache_uninit(struct emc_cache *flow_cache)
 528 {
 529     int i;
 530
 531     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flow_cache->entries); i++) {
 532         emc_clear_entry(&flow_cache->entries[i]);
 533     }
 534 }
 535
 536 /* Check and clear dead flow references slowly (one entry at each
 537  * invocation).  */
 538 static void
 539 emc_cache_slow_sweep(struct emc_cache *flow_cache)
 540 {
 541     struct emc_entry *entry = &flow_cache->entries[flow_cache->sweep_idx];
 542
 543     if (!emc_entry_alive(entry)) {
 544         emc_clear_entry(entry);
 545     }
 546     flow_cache->sweep_idx = (flow_cache->sweep_idx + 1) & EM_FLOW_HASH_MASK;
 547 }
 548
 549 /* Returns true if 'dpif' is a netdev or dummy dpif, false otherwise. */
 550 bool
 551 dpif_is_netdev(const struct dpif *dpif)
 552 {
 553     return dpif->dpif_class->open == dpif_netdev_open;
 554 }
 555
 556 static struct dpif_netdev *
 557 dpif_netdev_cast(const struct dpif *dpif)
 558 {
 559     ovs_assert(dpif_is_netdev(dpif));
 560     return CONTAINER_OF(dpif, struct dpif_netdev, dpif);
 561 }
 562
 563 static struct dp_netdev *
 564 get_dp_netdev(const struct dpif *dpif)
 565 {
 566     return dpif_netdev_cast(dpif)->dp;
 567 }
 568 \f
 569 enum pmd_info_type {
 570     PMD_INFO_SHOW_STATS,  /* show how cpu cycles are spent */
 571     PMD_INFO_CLEAR_STATS  /* set the cycles count to 0 */
 572 };
 573
 574 static void
 575 pmd_info_show_stats(struct ds *reply,
 576                     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
 577                     unsigned long long stats[DP_N_STATS],
 578                     uint64_t cycles[PMD_N_CYCLES])
 579 {
 580     unsigned long long total_packets = 0;
 581     uint64_t total_cycles = 0;
 582     int i;
 583
 584     /* These loops subtracts reference values ('*_zero') from the counters.
 585      * Since loads and stores are relaxed, it might be possible for a '*_zero'
 586      * value to be more recent than the current value we're reading from the
 587      * counter.  This is not a big problem, since these numbers are not
 588      * supposed to be too accurate, but we should at least make sure that
 589      * the result is not negative. */
 590     for (i = 0; i < DP_N_STATS; i++) {
 591         if (stats[i] > pmd->stats_zero[i]) {
 592             stats[i] -= pmd->stats_zero[i];
 593         } else {
 594             stats[i] = 0;
 595         }
 596
 597         if (i != DP_STAT_LOST) {
 598             /* Lost packets are already included in DP_STAT_MISS */
 599             total_packets += stats[i];
 600         }
 601     }
 602
 603     for (i = 0; i < PMD_N_CYCLES; i++) {
 604         if (cycles[i] > pmd->cycles_zero[i]) {
 605            cycles[i] -= pmd->cycles_zero[i];
 606         } else {
 607             cycles[i] = 0;
 608         }
 609
 610         total_cycles += cycles[i];
 611     }
 612
 613     ds_put_cstr(reply, (pmd->core_id == NON_PMD_CORE_ID)
 614                         ? "main thread" : "pmd thread");
 615
 616     if (pmd->numa_id != OVS_NUMA_UNSPEC) {
 617         ds_put_format(reply, " numa_id %d", pmd->numa_id);
 618     }
 619     if (pmd->core_id != OVS_CORE_UNSPEC && pmd->core_id != NON_PMD_CORE_ID) {
 620         ds_put_format(reply, " core_id %u", pmd->core_id);
 621     }
 622     ds_put_cstr(reply, ":\n");
 623
 624     ds_put_format(reply,
 625                   "\temc hits:%llu\n\tmegaflow hits:%llu\n"
 626                   "\tmiss:%llu\n\tlost:%llu\n",
 627                   stats[DP_STAT_EXACT_HIT], stats[DP_STAT_MASKED_HIT],
 628                   stats[DP_STAT_MISS], stats[DP_STAT_LOST]);
 629
 630     if (total_cycles == 0) {
 631         return;
 632     }
 633
 634     ds_put_format(reply,
 635                   "\tpolling cycles:%"PRIu64" (%.02f%%)\n"
 636                   "\tprocessing cycles:%"PRIu64" (%.02f%%)\n",
 637                   cycles[PMD_CYCLES_POLLING],
 638                   cycles[PMD_CYCLES_POLLING] / (double)total_cycles * 100,
 639                   cycles[PMD_CYCLES_PROCESSING],
 640                   cycles[PMD_CYCLES_PROCESSING] / (double)total_cycles * 100);
 641
 642     if (total_packets == 0) {
 643         return;
 644     }
 645
 646     ds_put_format(reply,
 647                   "\tavg cycles per packet: %.02f (%"PRIu64"/%llu)\n",
 648                   total_cycles / (double)total_packets,
 649                   total_cycles, total_packets);
 650
 651     ds_put_format(reply,
 652                   "\tavg processing cycles per packet: "
 653                   "%.02f (%"PRIu64"/%llu)\n",
 654                   cycles[PMD_CYCLES_PROCESSING] / (double)total_packets,
 655                   cycles[PMD_CYCLES_PROCESSING], total_packets);
 656 }
 657
 658 static void
 659 pmd_info_clear_stats(struct ds *reply OVS_UNUSED,
 660                     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
 661                     unsigned long long stats[DP_N_STATS],
 662                     uint64_t cycles[PMD_N_CYCLES])
 663 {
 664     int i;
 665
 666     /* We cannot write 'stats' and 'cycles' (because they're written by other
 667      * threads) and we shouldn't change 'stats' (because they're used to count
 668      * datapath stats, which must not be cleared here).  Instead, we save the
 669      * current values and subtract them from the values to be displayed in the
 670      * future */
 671     for (i = 0; i < DP_N_STATS; i++) {
 672         pmd->stats_zero[i] = stats[i];
 673     }
 674     for (i = 0; i < PMD_N_CYCLES; i++) {
 675         pmd->cycles_zero[i] = cycles[i];
 676     }
 677 }
 678
 679 static void
 680 dpif_netdev_pmd_info(struct unixctl_conn *conn, int argc, const char *argv[],
 681                      void *aux)
 682 {
 683     struct ds reply = DS_EMPTY_INITIALIZER;
 684     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
 685     struct dp_netdev *dp = NULL;
 686     enum pmd_info_type type = *(enum pmd_info_type *) aux;
 687
 688     ovs_mutex_lock(&dp_netdev_mutex);
 689
 690     if (argc == 2) {
 691         dp = shash_find_data(&dp_netdevs, argv[1]);
 692     } else if (shash_count(&dp_netdevs) == 1) {
 693         /* There's only one datapath */
 694         dp = shash_first(&dp_netdevs)->data;
 695     }
 696
 697     if (!dp) {
 698         ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
 699         unixctl_command_reply_error(conn,
 700                                     "please specify an existing datapath");
 701         return;
 702     }
 703
 704     CMAP_FOR_EACH (pmd, node, &dp->poll_threads) {
 705         unsigned long long stats[DP_N_STATS];
 706         uint64_t cycles[PMD_N_CYCLES];
 707         int i;
 708
 709         /* Read current stats and cycle counters */
 710         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(stats); i++) {
 711             atomic_read_relaxed(&pmd->stats.n[i], &stats[i]);
 712         }
 713         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(cycles); i++) {
 714             atomic_read_relaxed(&pmd->cycles.n[i], &cycles[i]);
 715         }
 716
 717         if (type == PMD_INFO_CLEAR_STATS) {
 718             pmd_info_clear_stats(&reply, pmd, stats, cycles);
 719         } else if (type == PMD_INFO_SHOW_STATS) {
 720             pmd_info_show_stats(&reply, pmd, stats, cycles);
 721         }
 722     }
 723
 724     ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
 725
 726     unixctl_command_reply(conn, ds_cstr(&reply));
 727     ds_destroy(&reply);
 728 }
 729 \f
 730 static int
 731 dpif_netdev_init(void)
 732 {
 733     static enum pmd_info_type show_aux = PMD_INFO_SHOW_STATS,
 734                               clear_aux = PMD_INFO_CLEAR_STATS;
 735
 736     unixctl_command_register("dpif-netdev/pmd-stats-show", "[dp]",
 737                              0, 1, dpif_netdev_pmd_info,
 738                              (void *)&show_aux);
 739     unixctl_command_register("dpif-netdev/pmd-stats-clear", "[dp]",
 740                              0, 1, dpif_netdev_pmd_info,
 741                              (void *)&clear_aux);
 742     return 0;
 743 }
 744
 745 static int
 746 dpif_netdev_enumerate(struct sset *all_dps,
 747                       const struct dpif_class *dpif_class)
 748 {
 749     struct shash_node *node;
 750
 751     ovs_mutex_lock(&dp_netdev_mutex);
 752     SHASH_FOR_EACH(node, &dp_netdevs) {
 753         struct dp_netdev *dp = node->data;
 754         if (dpif_class != dp->class) {
 755             /* 'dp_netdevs' contains both "netdev" and "dummy" dpifs.
 756              * If the class doesn't match, skip this dpif. */
 757              continue;
 758         }
 759         sset_add(all_dps, node->name);
 760     }
 761     ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
 762
 763     return 0;
 764 }
 765
 766 static bool
 767 dpif_netdev_class_is_dummy(const struct dpif_class *class)
 768 {
 769     return class != &dpif_netdev_class;
 770 }
 771
 772 static const char *
 773 dpif_netdev_port_open_type(const struct dpif_class *class, const char *type)
 774 {
 775     return strcmp(type, "internal") ? type
 776                   : dpif_netdev_class_is_dummy(class) ? "dummy"
 777                   : "tap";
 778 }
 779
 780 static struct dpif *
 781 create_dpif_netdev(struct dp_netdev *dp)
 782 {
 783     uint16_t netflow_id = hash_string(dp->name, 0);
 784     struct dpif_netdev *dpif;
 785
 786     ovs_refcount_ref(&dp->ref_cnt);
 787
 788     dpif = xmalloc(sizeof *dpif);
 789     dpif_init(&dpif->dpif, dp->class, dp->name, netflow_id >> 8, netflow_id);
 790     dpif->dp = dp;
 791     dpif->last_port_seq = seq_read(dp->port_seq);
 792
 793     return &dpif->dpif;
 794 }
 795
 796 /* Choose an unused, non-zero port number and return it on success.
 797  * Return ODPP_NONE on failure. */
 798 static odp_port_t
 799 choose_port(struct dp_netdev *dp, const char *name)
 800     OVS_REQUIRES(dp->port_mutex)
 801 {
 802     uint32_t port_no;
 803
 804     if (dp->class != &dpif_netdev_class) {
 805         const char *p;
 806         int start_no = 0;
 807
 808         /* If the port name begins with "br", start the number search at
 809          * 100 to make writing tests easier. */
 810         if (!strncmp(name, "br", 2)) {
 811             start_no = 100;
 812         }
 813
 814         /* If the port name contains a number, try to assign that port number.
 815          * This can make writing unit tests easier because port numbers are
 816          * predictable. */
 817         for (p = name; *p != '\0'; p++) {
 818             if (isdigit((unsigned char) *p)) {
 819                 port_no = start_no + strtol(p, NULL, 10);
 820                 if (port_no > 0 && port_no != odp_to_u32(ODPP_NONE)
 821                     && !dp_netdev_lookup_port(dp, u32_to_odp(port_no))) {
 822                     return u32_to_odp(port_no);
 823                 }
 824                 break;
 825             }
 826         }
 827     }
 828
 829     for (port_no = 1; port_no <= UINT16_MAX; port_no++) {
 830         if (!dp_netdev_lookup_port(dp, u32_to_odp(port_no))) {
 831             return u32_to_odp(port_no);
 832         }
 833     }
 834
 835     return ODPP_NONE;
 836 }
 837
 838 static int
 839 create_dp_netdev(const char *name, const struct dpif_class *class,
 840                  struct dp_netdev **dpp)
 841     OVS_REQUIRES(dp_netdev_mutex)
 842 {
 843     struct dp_netdev *dp;
 844     int error;
 845
 846     dp = xzalloc(sizeof *dp);
 847     shash_add(&dp_netdevs, name, dp);
 848
 849     *CONST_CAST(const struct dpif_class **, &dp->class) = class;
 850     *CONST_CAST(const char **, &dp->name) = xstrdup(name);
 851     ovs_refcount_init(&dp->ref_cnt);
 852     atomic_flag_clear(&dp->destroyed);
 853
 854     ovs_mutex_init(&dp->port_mutex);
 855     cmap_init(&dp->ports);
 856     dp->port_seq = seq_create();
 857     fat_rwlock_init(&dp->upcall_rwlock);
 858
 859     /* Disable upcalls by default. */
 860     dp_netdev_disable_upcall(dp);
 861     dp->upcall_aux = NULL;
 862     dp->upcall_cb = NULL;
 863
 864     cmap_init(&dp->poll_threads);
 865     ovs_mutex_init_recursive(&dp->non_pmd_mutex);
 866     ovsthread_key_create(&dp->per_pmd_key, NULL);
 867
 868     dp_netdev_set_nonpmd(dp);
 869
 870     ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
 871     error = do_add_port(dp, name, "internal", ODPP_LOCAL);
 872     ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
 873     if (error) {
 874         dp_netdev_free(dp);
 875         return error;
 876     }
 877
 878     dp->last_tnl_conf_seq = seq_read(tnl_conf_seq);
 879     *dpp = dp;
 880     return 0;
 881 }
 882
 883 static int
 884 dpif_netdev_open(const struct dpif_class *class, const char *name,
 885                  bool create, struct dpif **dpifp)
 886 {
 887     struct dp_netdev *dp;
 888     int error;
 889
 890     ovs_mutex_lock(&dp_netdev_mutex);
 891     dp = shash_find_data(&dp_netdevs, name);
 892     if (!dp) {
 893         error = create ? create_dp_netdev(name, class, &dp) : ENODEV;
 894     } else {
 895         error = (dp->class != class ? EINVAL
 896                  : create ? EEXIST
 897                  : 0);
 898     }
 899     if (!error) {
 900         *dpifp = create_dpif_netdev(dp);
 901         dp->dpif = *dpifp;
 902     }
 903     ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
 904
 905     return error;
 906 }
 907
 908 static void
 909 dp_netdev_destroy_upcall_lock(struct dp_netdev *dp)
 910     OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
 911 {
 912     /* Check that upcalls are disabled, i.e. that the rwlock is taken */
 913     ovs_assert(fat_rwlock_tryrdlock(&dp->upcall_rwlock));
 914
 915     /* Before freeing a lock we should release it */
 916     fat_rwlock_unlock(&dp->upcall_rwlock);
 917     fat_rwlock_destroy(&dp->upcall_rwlock);
 918 }
 919
 920 /* Requires dp_netdev_mutex so that we can't get a new reference to 'dp'
 921  * through the 'dp_netdevs' shash while freeing 'dp'. */
 922 static void
 923 dp_netdev_free(struct dp_netdev *dp)
 924     OVS_REQUIRES(dp_netdev_mutex)
 925 {
 926     struct dp_netdev_port *port;
 927
 928     shash_find_and_delete(&dp_netdevs, dp->name);
 929
 930     dp_netdev_destroy_all_pmds(dp);
 931     ovs_mutex_destroy(&dp->non_pmd_mutex);
 932     ovsthread_key_delete(dp->per_pmd_key);
 933
 934     ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
 935     CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
 936         /* PMD threads are destroyed here. do_del_port() cannot quiesce */
 937         do_del_port(dp, port);
 938     }
 939     ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
 940     cmap_destroy(&dp->poll_threads);
 941
 942     seq_destroy(dp->port_seq);
 943     cmap_destroy(&dp->ports);
 944
 945     /* Upcalls must be disabled at this point */
 946     dp_netdev_destroy_upcall_lock(dp);
 947
 948     free(dp->pmd_cmask);
 949     free(CONST_CAST(char *, dp->name));
 950     free(dp);
 951 }
 952
 953 static void
 954 dp_netdev_unref(struct dp_netdev *dp)
 955 {
 956     if (dp) {
 957         /* Take dp_netdev_mutex so that, if dp->ref_cnt falls to zero, we can't
 958          * get a new reference to 'dp' through the 'dp_netdevs' shash. */
 959         ovs_mutex_lock(&dp_netdev_mutex);
 960         if (ovs_refcount_unref_relaxed(&dp->ref_cnt) == 1) {
 961             dp_netdev_free(dp);
 962         }
 963         ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
 964     }
 965 }
 966
 967 static void
 968 dpif_netdev_close(struct dpif *dpif)
 969 {
 970     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 971
 972     dp_netdev_unref(dp);
 973     free(dpif);
 974 }
 975
 976 static int
 977 dpif_netdev_destroy(struct dpif *dpif)
 978 {
 979     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
 980
 981     if (!atomic_flag_test_and_set(&dp->destroyed)) {
 982         if (ovs_refcount_unref_relaxed(&dp->ref_cnt) == 1) {
 983             /* Can't happen: 'dpif' still owns a reference to 'dp'. */
 984             OVS_NOT_REACHED();
 985         }
 986     }
 987
 988     return 0;
 989 }
 990
 991 /* Add 'n' to the atomic variable 'var' non-atomically and using relaxed
 992  * load/store semantics.  While the increment is not atomic, the load and
 993  * store operations are, making it impossible to read inconsistent values.
 994  *
 995  * This is used to update thread local stats counters. */
 996 static void
 997 non_atomic_ullong_add(atomic_ullong *var, unsigned long long n)
 998 {
 999     unsigned long long tmp;
1000
1001     atomic_read_relaxed(var, &tmp);
1002     tmp += n;
1003     atomic_store_relaxed(var, tmp);
1004 }
1005
1006 static int
1007 dpif_netdev_get_stats(const struct dpif *dpif, struct dpif_dp_stats *stats)
1008 {
1009     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
1010     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
1011
1012     stats->n_flows = stats->n_hit = stats->n_missed = stats->n_lost = 0;
1013     CMAP_FOR_EACH (pmd, node, &dp->poll_threads) {
1014         unsigned long long n;
1015         stats->n_flows += cmap_count(&pmd->flow_table);
1016
1017         atomic_read_relaxed(&pmd->stats.n[DP_STAT_MASKED_HIT], &n);
1018         stats->n_hit += n;
1019         atomic_read_relaxed(&pmd->stats.n[DP_STAT_EXACT_HIT], &n);
1020         stats->n_hit += n;
1021         atomic_read_relaxed(&pmd->stats.n[DP_STAT_MISS], &n);
1022         stats->n_missed += n;
1023         atomic_read_relaxed(&pmd->stats.n[DP_STAT_LOST], &n);
1024         stats->n_lost += n;
1025     }
1026     stats->n_masks = UINT32_MAX;
1027     stats->n_mask_hit = UINT64_MAX;
1028
1029     return 0;
1030 }
1031
1032 static void
1033 dp_netdev_reload_pmd__(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
1034 {
1035     int old_seq;
1036
1037     if (pmd->core_id == NON_PMD_CORE_ID) {
1038         return;
1039     }
1040
1041     ovs_mutex_lock(&pmd->cond_mutex);
1042     atomic_add_relaxed(&pmd->change_seq, 1, &old_seq);
1043     ovs_mutex_cond_wait(&pmd->cond, &pmd->cond_mutex);
1044     ovs_mutex_unlock(&pmd->cond_mutex);
1045 }
1046
1047 static uint32_t
1048 hash_port_no(odp_port_t port_no)
1049 {
1050     return hash_int(odp_to_u32(port_no), 0);
1051 }
1052
1053 static int
1054 do_add_port(struct dp_netdev *dp, const char *devname, const char *type,
1055             odp_port_t port_no)
1056     OVS_REQUIRES(dp->port_mutex)
1057 {
1058     struct netdev_saved_flags *sf;
1059     struct dp_netdev_port *port;
1060     struct netdev *netdev;
1061     enum netdev_flags flags;
1062     const char *open_type;
1063     int error;
1064     int i;
1065
1066     /* Reject devices already in 'dp'. */
1067     if (!get_port_by_name(dp, devname, &port)) {
1068         return EEXIST;
1069     }
1070
1071     /* Open and validate network device. */
1072     open_type = dpif_netdev_port_open_type(dp->class, type);
1073     error = netdev_open(devname, open_type, &netdev);
1074     if (error) {
1075         return error;
1076     }
1077     /* XXX reject non-Ethernet devices */
1078
1079     netdev_get_flags(netdev, &flags);
1080     if (flags & NETDEV_LOOPBACK) {
1081         VLOG_ERR("%s: cannot add a loopback device", devname);
1082         netdev_close(netdev);
1083         return EINVAL;
1084     }
1085
1086     if (netdev_is_pmd(netdev)) {
1087         int n_cores = ovs_numa_get_n_cores();
1088
1089         if (n_cores == OVS_CORE_UNSPEC) {
1090             VLOG_ERR("%s, cannot get cpu core info", devname);
1091             return ENOENT;
1092         }
1093         /* There can only be ovs_numa_get_n_cores() pmd threads,
1094          * so creates a txq for each, and one extra for the non
1095          * pmd threads. */
1096         error = netdev_set_multiq(netdev, n_cores + 1,
1097                                   netdev_requested_n_rxq(netdev));
1098         if (error && (error != EOPNOTSUPP)) {
1099             VLOG_ERR("%s, cannot set multiq", devname);
1100             return errno;
1101         }
1102     }
1103     port = xzalloc(sizeof *port);
1104     port->port_no = port_no;
1105     port->netdev = netdev;
1106     port->rxq = xmalloc(sizeof *port->rxq * netdev_n_rxq(netdev));
1107     port->type = xstrdup(type);
1108     port->latest_requested_n_rxq = netdev_requested_n_rxq(netdev);
1109     for (i = 0; i < netdev_n_rxq(netdev); i++) {
1110         error = netdev_rxq_open(netdev, &port->rxq[i], i);
1111         if (error
1112             && !(error == EOPNOTSUPP && dpif_netdev_class_is_dummy(dp->class))) {
1113             VLOG_ERR("%s: cannot receive packets on this network device (%s)",
1114                      devname, ovs_strerror(errno));
1115             netdev_close(netdev);
1116             free(port->type);
1117             free(port->rxq);
1118             free(port);
1119             return error;
1120         }
1121     }
1122
1123     error = netdev_turn_flags_on(netdev, NETDEV_PROMISC, &sf);
1124     if (error) {
1125         for (i = 0; i < netdev_n_rxq(netdev); i++) {
1126             netdev_rxq_close(port->rxq[i]);
1127         }
1128         netdev_close(netdev);
1129         free(port->type);
1130         free(port->rxq);
1131         free(port);
1132         return error;
1133     }
1134     port->sf = sf;
1135
1136     ovs_refcount_init(&port->ref_cnt);
1137     cmap_insert(&dp->ports, &port->node, hash_port_no(port_no));
1138
1139     if (netdev_is_pmd(netdev)) {
1140         int numa_id = netdev_get_numa_id(netdev);
1141         struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
1142
1143         /* Cannot create pmd threads for invalid numa node. */
1144         ovs_assert(ovs_numa_numa_id_is_valid(numa_id));
1145
1146         for (i = 0; i < netdev_n_rxq(netdev); i++) {
1147             pmd = dp_netdev_less_loaded_pmd_on_numa(dp, numa_id);
1148             if (!pmd) {
1149                 /* There is no pmd threads on this numa node. */
1150                 dp_netdev_set_pmds_on_numa(dp, numa_id);
1151                 /* Assigning of rx queues done. */
1152                 break;
1153             }
1154
1155             ovs_mutex_lock(&pmd->poll_mutex);
1156             dp_netdev_add_rxq_to_pmd(pmd, port, port->rxq[i]);
1157             ovs_mutex_unlock(&pmd->poll_mutex);
1158             dp_netdev_reload_pmd__(pmd);
1159         }
1160     }
1161     seq_change(dp->port_seq);
1162
1163     return 0;
1164 }
1165
1166 static int
1167 dpif_netdev_port_add(struct dpif *dpif, struct netdev *netdev,
1168                      odp_port_t *port_nop)
1169 {
1170     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
1171     char namebuf[NETDEV_VPORT_NAME_BUFSIZE];
1172     const char *dpif_port;
1173     odp_port_t port_no;
1174     int error;
1175
1176     ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
1177     dpif_port = netdev_vport_get_dpif_port(netdev, namebuf, sizeof namebuf);
1178     if (*port_nop != ODPP_NONE) {
1179         port_no = *port_nop;
1180         error = dp_netdev_lookup_port(dp, *port_nop) ? EBUSY : 0;
1181     } else {
1182         port_no = choose_port(dp, dpif_port);
1183         error = port_no == ODPP_NONE ? EFBIG : 0;
1184     }
1185     if (!error) {
1186         *port_nop = port_no;
1187         error = do_add_port(dp, dpif_port, netdev_get_type(netdev), port_no);
1188     }
1189     ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
1190
1191     return error;
1192 }
1193
1194 static int
1195 dpif_netdev_port_del(struct dpif *dpif, odp_port_t port_no)
1196 {
1197     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
1198     int error;
1199
1200     ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
1201     if (port_no == ODPP_LOCAL) {
1202         error = EINVAL;
1203     } else {
1204         struct dp_netdev_port *port;
1205
1206         error = get_port_by_number(dp, port_no, &port);
1207         if (!error) {
1208             do_del_port(dp, port);
1209         }
1210     }
1211     ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
1212
1213     return error;
1214 }
1215
1216 static bool
1217 is_valid_port_number(odp_port_t port_no)
1218 {
1219     return port_no != ODPP_NONE;
1220 }
1221
1222 static struct dp_netdev_port *
1223 dp_netdev_lookup_port(const struct dp_netdev *dp, odp_port_t port_no)
1224 {
1225     struct dp_netdev_port *port;
1226
1227     CMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (port, node, hash_port_no(port_no), &dp->ports) {
1228         if (port->port_no == port_no) {
1229             return port;
1230         }
1231     }
1232     return NULL;
1233 }
1234
1235 static int
1236 get_port_by_number(struct dp_netdev *dp,
1237                    odp_port_t port_no, struct dp_netdev_port **portp)
1238 {
1239     if (!is_valid_port_number(port_no)) {
1240         *portp = NULL;
1241         return EINVAL;
1242     } else {
1243         *portp = dp_netdev_lookup_port(dp, port_no);
1244         return *portp ? 0 : ENOENT;
1245     }
1246 }
1247
1248 static void
1249 port_ref(struct dp_netdev_port *port)
1250 {
1251     if (port) {
1252         ovs_refcount_ref(&port->ref_cnt);
1253     }
1254 }
1255
1256 static void
1257 port_unref(struct dp_netdev_port *port)
1258 {
1259     if (port && ovs_refcount_unref_relaxed(&port->ref_cnt) == 1) {
1260         int n_rxq = netdev_n_rxq(port->netdev);
1261         int i;
1262
1263         netdev_close(port->netdev);
1264         netdev_restore_flags(port->sf);
1265
1266         for (i = 0; i < n_rxq; i++) {
1267             netdev_rxq_close(port->rxq[i]);
1268         }
1269         free(port->rxq);
1270         free(port->type);
1271         free(port);
1272     }
1273 }
1274
1275 static int
1276 get_port_by_name(struct dp_netdev *dp,
1277                  const char *devname, struct dp_netdev_port **portp)
1278     OVS_REQUIRES(dp->port_mutex)
1279 {
1280     struct dp_netdev_port *port;
1281
1282     CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
1283         if (!strcmp(netdev_get_name(port->netdev), devname)) {
1284             *portp = port;
1285             return 0;
1286         }
1287     }
1288     return ENOENT;
1289 }
1290
1291 static int
1292 get_n_pmd_threads(struct dp_netdev *dp)
1293 {
1294     /* There is one non pmd thread in dp->poll_threads */
1295     return cmap_count(&dp->poll_threads) - 1;
1296 }
1297
1298 static int
1299 get_n_pmd_threads_on_numa(struct dp_netdev *dp, int numa_id)
1300 {
1301     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
1302     int n_pmds = 0;
1303
1304     CMAP_FOR_EACH (pmd, node, &dp->poll_threads) {
1305         if (pmd->numa_id == numa_id) {
1306             n_pmds++;
1307         }
1308     }
1309
1310     return n_pmds;
1311 }
1312
1313 /* Returns 'true' if there is a port with pmd netdev and the netdev
1314  * is on numa node 'numa_id'. */
1315 static bool
1316 has_pmd_port_for_numa(struct dp_netdev *dp, int numa_id)
1317 {
1318     struct dp_netdev_port *port;
1319
1320     CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
1321         if (netdev_is_pmd(port->netdev)
1322             && netdev_get_numa_id(port->netdev) == numa_id) {
1323             return true;
1324         }
1325     }
1326
1327     return false;
1328 }
1329
1330
1331 static void
1332 do_del_port(struct dp_netdev *dp, struct dp_netdev_port *port)
1333     OVS_REQUIRES(dp->port_mutex)
1334 {
1335     cmap_remove(&dp->ports, &port->node, hash_odp_port(port->port_no));
1336     seq_change(dp->port_seq);
1337     if (netdev_is_pmd(port->netdev)) {
1338         int numa_id = netdev_get_numa_id(port->netdev);
1339
1340         /* PMD threads can not be on invalid numa node. */
1341         ovs_assert(ovs_numa_numa_id_is_valid(numa_id));
1342         /* If there is no netdev on the numa node, deletes the pmd threads
1343          * for that numa.  Else, deletes the queues from polling lists. */
1344         if (!has_pmd_port_for_numa(dp, numa_id)) {
1345             dp_netdev_del_pmds_on_numa(dp, numa_id);
1346         } else {
1347             struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
1348             struct rxq_poll *poll, *next;
1349
1350             CMAP_FOR_EACH (pmd, node, &dp->poll_threads) {
1351                 if (pmd->numa_id == numa_id) {
1352                     bool found = false;
1353
1354                     ovs_mutex_lock(&pmd->poll_mutex);
1355                     LIST_FOR_EACH_SAFE (poll, next, node, &pmd->poll_list) {
1356                         if (poll->port == port) {
1357                             found = true;
1358                             port_unref(poll->port);
1359                             list_remove(&poll->node);
1360                             pmd->poll_cnt--;
1361                             free(poll);
1362                         }
1363                     }
1364                     ovs_mutex_unlock(&pmd->poll_mutex);
1365                     if (found) {
1366                         dp_netdev_reload_pmd__(pmd);
1367                     }
1368                 }
1369             }
1370         }
1371     }
1372
1373     port_unref(port);
1374 }
1375
1376 static void
1377 answer_port_query(const struct dp_netdev_port *port,
1378                   struct dpif_port *dpif_port)
1379 {
1380     dpif_port->name = xstrdup(netdev_get_name(port->netdev));
1381     dpif_port->type = xstrdup(port->type);
1382     dpif_port->port_no = port->port_no;
1383 }
1384
1385 static int
1386 dpif_netdev_port_query_by_number(const struct dpif *dpif, odp_port_t port_no,
1387                                  struct dpif_port *dpif_port)
1388 {
1389     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
1390     struct dp_netdev_port *port;
1391     int error;
1392
1393     error = get_port_by_number(dp, port_no, &port);
1394     if (!error && dpif_port) {
1395         answer_port_query(port, dpif_port);
1396     }
1397
1398     return error;
1399 }
1400
1401 static int
1402 dpif_netdev_port_query_by_name(const struct dpif *dpif, const char *devname,
1403                                struct dpif_port *dpif_port)
1404 {
1405     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
1406     struct dp_netdev_port *port;
1407     int error;
1408
1409     ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
1410     error = get_port_by_name(dp, devname, &port);
1411     if (!error && dpif_port) {
1412         answer_port_query(port, dpif_port);
1413     }
1414     ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
1415
1416     return error;
1417 }
1418
1419 static void
1420 dp_netdev_flow_free(struct dp_netdev_flow *flow)
1421 {
1422     dp_netdev_actions_free(dp_netdev_flow_get_actions(flow));
1423     free(flow);
1424 }
1425
1426 static void dp_netdev_flow_unref(struct dp_netdev_flow *flow)
1427 {
1428     if (ovs_refcount_unref_relaxed(&flow->ref_cnt) == 1) {
1429         ovsrcu_postpone(dp_netdev_flow_free, flow);
1430     }
1431 }
1432
1433 static uint32_t
1434 dp_netdev_flow_hash(const ovs_u128 *ufid)
1435 {
1436     return ufid->u32[0];
1437 }
1438
1439 static void
1440 dp_netdev_pmd_remove_flow(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
1441                           struct dp_netdev_flow *flow)
1442     OVS_REQUIRES(pmd->flow_mutex)
1443 {
1444     struct cmap_node *node = CONST_CAST(struct cmap_node *, &flow->node);
1445
1446     dpcls_remove(&pmd->cls, &flow->cr);
1447     flow->cr.mask = NULL;   /* Accessing rule's mask after this is not safe. */
1448
1449     cmap_remove(&pmd->flow_table, node, dp_netdev_flow_hash(&flow->ufid));
1450     flow->dead = true;
1451
1452     dp_netdev_flow_unref(flow);
1453 }
1454
1455 static void
1456 dp_netdev_pmd_flow_flush(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
1457 {
1458     struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
1459
1460     ovs_mutex_lock(&pmd->flow_mutex);
1461     CMAP_FOR_EACH (netdev_flow, node, &pmd->flow_table) {
1462         dp_netdev_pmd_remove_flow(pmd, netdev_flow);
1463     }
1464     ovs_mutex_unlock(&pmd->flow_mutex);
1465 }
1466
1467 static int
1468 dpif_netdev_flow_flush(struct dpif *dpif)
1469 {
1470     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
1471     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
1472
1473     CMAP_FOR_EACH (pmd, node, &dp->poll_threads) {
1474         dp_netdev_pmd_flow_flush(pmd);
1475     }
1476
1477     return 0;
1478 }
1479
1480 struct dp_netdev_port_state {
1481     struct cmap_position position;
1482     char *name;
1483 };
1484
1485 static int
1486 dpif_netdev_port_dump_start(const struct dpif *dpif OVS_UNUSED, void **statep)
1487 {
1488     *statep = xzalloc(sizeof(struct dp_netdev_port_state));
1489     return 0;
1490 }
1491
1492 static int
1493 dpif_netdev_port_dump_next(const struct dpif *dpif, void *state_,
1494                            struct dpif_port *dpif_port)
1495 {
1496     struct dp_netdev_port_state *state = state_;
1497     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
1498     struct cmap_node *node;
1499     int retval;
1500
1501     node = cmap_next_position(&dp->ports, &state->position);
1502     if (node) {
1503         struct dp_netdev_port *port;
1504
1505         port = CONTAINER_OF(node, struct dp_netdev_port, node);
1506
1507         free(state->name);
1508         state->name = xstrdup(netdev_get_name(port->netdev));
1509         dpif_port->name = state->name;
1510         dpif_port->type = port->type;
1511         dpif_port->port_no = port->port_no;
1512
1513         retval = 0;
1514     } else {
1515         retval = EOF;
1516     }
1517
1518     return retval;
1519 }
1520
1521 static int
1522 dpif_netdev_port_dump_done(const struct dpif *dpif OVS_UNUSED, void *state_)
1523 {
1524     struct dp_netdev_port_state *state = state_;
1525     free(state->name);
1526     free(state);
1527     return 0;
1528 }
1529
1530 static int
1531 dpif_netdev_port_poll(const struct dpif *dpif_, char **devnamep OVS_UNUSED)
1532 {
1533     struct dpif_netdev *dpif = dpif_netdev_cast(dpif_);
1534     uint64_t new_port_seq;
1535     int error;
1536
1537     new_port_seq = seq_read(dpif->dp->port_seq);
1538     if (dpif->last_port_seq != new_port_seq) {
1539         dpif->last_port_seq = new_port_seq;
1540         error = ENOBUFS;
1541     } else {
1542         error = EAGAIN;
1543     }
1544
1545     return error;
1546 }
1547
1548 static void
1549 dpif_netdev_port_poll_wait(const struct dpif *dpif_)
1550 {
1551     struct dpif_netdev *dpif = dpif_netdev_cast(dpif_);
1552
1553     seq_wait(dpif->dp->port_seq, dpif->last_port_seq);
1554 }
1555
1556 static struct dp_netdev_flow *
1557 dp_netdev_flow_cast(const struct dpcls_rule *cr)
1558 {
1559     return cr ? CONTAINER_OF(cr, struct dp_netdev_flow, cr) : NULL;
1560 }
1561
1562 static bool dp_netdev_flow_ref(struct dp_netdev_flow *flow)
1563 {
1564     return ovs_refcount_try_ref_rcu(&flow->ref_cnt);
1565 }
1566
1567 /* netdev_flow_key utilities.
1568  *
1569  * netdev_flow_key is basically a miniflow.  We use these functions
1570  * (netdev_flow_key_clone, netdev_flow_key_equal, ...) instead of the miniflow
1571  * functions (miniflow_clone_inline, miniflow_equal, ...), because:
1572  *
1573  * - Since we are dealing exclusively with miniflows created by
1574  *   miniflow_extract(), if the map is different the miniflow is different.
1575  *   Therefore we can be faster by comparing the map and the miniflow in a
1576  *   single memcmp().
1577  * - These functions can be inlined by the compiler. */
1578
1579 /* Given the number of bits set in miniflow's maps, returns the size of the
1580  * 'netdev_flow_key.mf' */
1581 static inline size_t
1582 netdev_flow_key_size(size_t flow_u64s)
1583 {
1584     return sizeof(struct miniflow) + MINIFLOW_VALUES_SIZE(flow_u64s);
1585 }
1586
1587 static inline bool
1588 netdev_flow_key_equal(const struct netdev_flow_key *a,
1589                       const struct netdev_flow_key *b)
1590 {
1591     /* 'b->len' may be not set yet. */
1592     return a->hash == b->hash && !memcmp(&a->mf, &b->mf, a->len);
1593 }
1594
1595 /* Used to compare 'netdev_flow_key' in the exact match cache to a miniflow.
1596  * The maps are compared bitwise, so both 'key->mf' 'mf' must have been
1597  * generated by miniflow_extract. */
1598 static inline bool
1599 netdev_flow_key_equal_mf(const struct netdev_flow_key *key,
1600                          const struct miniflow *mf)
1601 {
1602     return !memcmp(&key->mf, mf, key->len);
1603 }
1604
1605 static inline void
1606 netdev_flow_key_clone(struct netdev_flow_key *dst,
1607                       const struct netdev_flow_key *src)
1608 {
1609     memcpy(dst, src,
1610            offsetof(struct netdev_flow_key, mf) + src->len);
1611 }
1612
1613 /* Slow. */
1614 static void
1615 netdev_flow_key_from_flow(struct netdev_flow_key *dst,
1616                           const struct flow *src)
1617 {
1618     struct dp_packet packet;
1619     uint64_t buf_stub[512 / 8];
1620
1621     dp_packet_use_stub(&packet, buf_stub, sizeof buf_stub);
1622     pkt_metadata_from_flow(&packet.md, src);
1623     flow_compose(&packet, src);
1624     miniflow_extract(&packet, &dst->mf);
1625     dp_packet_uninit(&packet);
1626
1627     dst->len = netdev_flow_key_size(miniflow_n_values(&dst->mf));
1628     dst->hash = 0; /* Not computed yet. */
1629 }
1630
1631 /* Initialize a netdev_flow_key 'mask' from 'match'. */
1632 static inline void
1633 netdev_flow_mask_init(struct netdev_flow_key *mask,
1634                       const struct match *match)
1635 {
1636     uint64_t *dst = miniflow_values(&mask->mf);
1637     struct flowmap fmap;
1638     uint32_t hash = 0;
1639     size_t idx;
1640
1641     /* Only check masks that make sense for the flow. */
1642     flow_wc_map(&match->flow, &fmap);
1643     flowmap_init(&mask->mf.map);
1644
1645     FLOWMAP_FOR_EACH_INDEX(idx, fmap) {
1646         uint64_t mask_u64 = flow_u64_value(&match->wc.masks, idx);
1647
1648         if (mask_u64) {
1649             flowmap_set(&mask->mf.map, idx, 1);
1650             *dst++ = mask_u64;
1651             hash = hash_add64(hash, mask_u64);
1652         }
1653     }
1654
1655     map_t map;
1656
1657     FLOWMAP_FOR_EACH_MAP (map, mask->mf.map) {
1658         hash = hash_add64(hash, map);
1659     }
1660
1661     size_t n = dst - miniflow_get_values(&mask->mf);
1662
1663     mask->hash = hash_finish(hash, n * 8);
1664     mask->len = netdev_flow_key_size(n);
1665 }
1666
1667 /* Initializes 'dst' as a copy of 'flow' masked with 'mask'. */
1668 static inline void
1669 netdev_flow_key_init_masked(struct netdev_flow_key *dst,
1670                             const struct flow *flow,
1671                             const struct netdev_flow_key *mask)
1672 {
1673     uint64_t *dst_u64 = miniflow_values(&dst->mf);
1674     const uint64_t *mask_u64 = miniflow_get_values(&mask->mf);
1675     uint32_t hash = 0;
1676     uint64_t value;
1677
1678     dst->len = mask->len;
1679     dst->mf = mask->mf;   /* Copy maps. */
1680
1681     FLOW_FOR_EACH_IN_MAPS(value, flow, mask->mf.map) {
1682         *dst_u64 = value & *mask_u64++;
1683         hash = hash_add64(hash, *dst_u64++);
1684     }
1685     dst->hash = hash_finish(hash,
1686                             (dst_u64 - miniflow_get_values(&dst->mf)) * 8);
1687 }
1688
1689 /* Iterate through netdev_flow_key TNL u64 values specified by 'FLOWMAP'. */
1690 #define NETDEV_FLOW_KEY_FOR_EACH_IN_FLOWMAP(VALUE, KEY, FLOWMAP)   \
1691     MINIFLOW_FOR_EACH_IN_FLOWMAP(VALUE, &(KEY)->mf, FLOWMAP)
1692
1693 /* Returns a hash value for the bits of 'key' where there are 1-bits in
1694  * 'mask'. */
1695 static inline uint32_t
1696 netdev_flow_key_hash_in_mask(const struct netdev_flow_key *key,
1697                              const struct netdev_flow_key *mask)
1698 {
1699     const uint64_t *p = miniflow_get_values(&mask->mf);
1700     uint32_t hash = 0;
1701     uint64_t value;
1702
1703     NETDEV_FLOW_KEY_FOR_EACH_IN_FLOWMAP(value, key, mask->mf.map) {
1704         hash = hash_add64(hash, value & *p++);
1705     }
1706
1707     return hash_finish(hash, (p - miniflow_get_values(&mask->mf)) * 8);
1708 }
1709
1710 static inline bool
1711 emc_entry_alive(struct emc_entry *ce)
1712 {
1713     return ce->flow && !ce->flow->dead;
1714 }
1715
1716 static void
1717 emc_clear_entry(struct emc_entry *ce)
1718 {
1719     if (ce->flow) {
1720         dp_netdev_flow_unref(ce->flow);
1721         ce->flow = NULL;
1722     }
1723 }
1724
1725 static inline void
1726 emc_change_entry(struct emc_entry *ce, struct dp_netdev_flow *flow,
1727                  const struct netdev_flow_key *key)
1728 {
1729     if (ce->flow != flow) {
1730         if (ce->flow) {
1731             dp_netdev_flow_unref(ce->flow);
1732         }
1733
1734         if (dp_netdev_flow_ref(flow)) {
1735             ce->flow = flow;
1736         } else {
1737             ce->flow = NULL;
1738         }
1739     }
1740     if (key) {
1741         netdev_flow_key_clone(&ce->key, key);
1742     }
1743 }
1744
1745 static inline void
1746 emc_insert(struct emc_cache *cache, const struct netdev_flow_key *key,
1747            struct dp_netdev_flow *flow)
1748 {
1749     struct emc_entry *to_be_replaced = NULL;
1750     struct emc_entry *current_entry;
1751
1752     EMC_FOR_EACH_POS_WITH_HASH(cache, current_entry, key->hash) {
1753         if (netdev_flow_key_equal(&current_entry->key, key)) {
1754             /* We found the entry with the 'mf' miniflow */
1755             emc_change_entry(current_entry, flow, NULL);
1756             return;
1757         }
1758
1759         /* Replacement policy: put the flow in an empty (not alive) entry, or
1760          * in the first entry where it can be */
1761         if (!to_be_replaced
1762             || (emc_entry_alive(to_be_replaced)
1763                 && !emc_entry_alive(current_entry))
1764             || current_entry->key.hash < to_be_replaced->key.hash) {
1765             to_be_replaced = current_entry;
1766         }
1767     }
1768     /* We didn't find the miniflow in the cache.
1769      * The 'to_be_replaced' entry is where the new flow will be stored */
1770
1771     emc_change_entry(to_be_replaced, flow, key);
1772 }
1773
1774 static inline struct dp_netdev_flow *
1775 emc_lookup(struct emc_cache *cache, const struct netdev_flow_key *key)
1776 {
1777     struct emc_entry *current_entry;
1778
1779     EMC_FOR_EACH_POS_WITH_HASH(cache, current_entry, key->hash) {
1780         if (current_entry->key.hash == key->hash
1781             && emc_entry_alive(current_entry)
1782             && netdev_flow_key_equal_mf(&current_entry->key, &key->mf)) {
1783
1784             /* We found the entry with the 'key->mf' miniflow */
1785             return current_entry->flow;
1786         }
1787     }
1788
1789     return NULL;
1790 }
1791
1792 static struct dp_netdev_flow *
1793 dp_netdev_pmd_lookup_flow(const struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
1794                           const struct netdev_flow_key *key)
1795 {
1796     struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
1797     struct dpcls_rule *rule;
1798
1799     dpcls_lookup(&pmd->cls, key, &rule, 1);
1800     netdev_flow = dp_netdev_flow_cast(rule);
1801
1802     return netdev_flow;
1803 }
1804
1805 static struct dp_netdev_flow *
1806 dp_netdev_pmd_find_flow(const struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
1807                         const ovs_u128 *ufidp, const struct nlattr *key,
1808                         size_t key_len)
1809 {
1810     struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
1811     struct flow flow;
1812     ovs_u128 ufid;
1813
1814     /* If a UFID is not provided, determine one based on the key. */
1815     if (!ufidp && key && key_len
1816         && !dpif_netdev_flow_from_nlattrs(key, key_len, &flow)) {
1817         dpif_flow_hash(pmd->dp->dpif, &flow, sizeof flow, &ufid);
1818         ufidp = &ufid;
1819     }
1820
1821     if (ufidp) {
1822         CMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (netdev_flow, node, dp_netdev_flow_hash(ufidp),
1823                                  &pmd->flow_table) {
1824             if (ovs_u128_equals(&netdev_flow->ufid, ufidp)) {
1825                 return netdev_flow;
1826             }
1827         }
1828     }
1829
1830     return NULL;
1831 }
1832
1833 static void
1834 get_dpif_flow_stats(const struct dp_netdev_flow *netdev_flow_,
1835                     struct dpif_flow_stats *stats)
1836 {
1837     struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
1838     unsigned long long n;
1839     long long used;
1840     uint16_t flags;
1841
1842     netdev_flow = CONST_CAST(struct dp_netdev_flow *, netdev_flow_);
1843
1844     atomic_read_relaxed(&netdev_flow->stats.packet_count, &n);
1845     stats->n_packets = n;
1846     atomic_read_relaxed(&netdev_flow->stats.byte_count, &n);
1847     stats->n_bytes = n;
1848     atomic_read_relaxed(&netdev_flow->stats.used, &used);
1849     stats->used = used;
1850     atomic_read_relaxed(&netdev_flow->stats.tcp_flags, &flags);
1851     stats->tcp_flags = flags;
1852 }
1853
1854 /* Converts to the dpif_flow format, using 'key_buf' and 'mask_buf' for
1855  * storing the netlink-formatted key/mask. 'key_buf' may be the same as
1856  * 'mask_buf'. Actions will be returned without copying, by relying on RCU to
1857  * protect them. */
1858 static void
1859 dp_netdev_flow_to_dpif_flow(const struct dp_netdev_flow *netdev_flow,
1860                             struct ofpbuf *key_buf, struct ofpbuf *mask_buf,
1861                             struct dpif_flow *flow, bool terse)
1862 {
1863     if (terse) {
1864         memset(flow, 0, sizeof *flow);
1865     } else {
1866         struct flow_wildcards wc;
1867         struct dp_netdev_actions *actions;
1868         size_t offset;
1869         struct odp_flow_key_parms odp_parms = {
1870             .flow = &netdev_flow->flow,
1871             .mask = &wc.masks,
1872             .support = dp_netdev_support,
1873         };
1874
1875         miniflow_expand(&netdev_flow->cr.mask->mf, &wc.masks);
1876
1877         /* Key */
1878         offset = key_buf->size;
1879         flow->key = ofpbuf_tail(key_buf);
1880         odp_parms.odp_in_port = netdev_flow->flow.in_port.odp_port;
1881         odp_flow_key_from_flow(&odp_parms, key_buf);
1882         flow->key_len = key_buf->size - offset;
1883
1884         /* Mask */
1885         offset = mask_buf->size;
1886         flow->mask = ofpbuf_tail(mask_buf);
1887         odp_parms.odp_in_port = wc.masks.in_port.odp_port;
1888         odp_parms.key_buf = key_buf;
1889         odp_flow_key_from_mask(&odp_parms, mask_buf);
1890         flow->mask_len = mask_buf->size - offset;
1891
1892         /* Actions */
1893         actions = dp_netdev_flow_get_actions(netdev_flow);
1894         flow->actions = actions->actions;
1895         flow->actions_len = actions->size;
1896     }
1897
1898     flow->ufid = netdev_flow->ufid;
1899     flow->ufid_present = true;
1900     flow->pmd_id = netdev_flow->pmd_id;
1901     get_dpif_flow_stats(netdev_flow, &flow->stats);
1902 }
1903
1904 static int
1905 dpif_netdev_mask_from_nlattrs(const struct nlattr *key, uint32_t key_len,
1906                               const struct nlattr *mask_key,
1907                               uint32_t mask_key_len, const struct flow *flow,
1908                               struct flow_wildcards *wc)
1909 {
1910     enum odp_key_fitness fitness;
1911
1912     fitness = odp_flow_key_to_mask_udpif(mask_key, mask_key_len, key,
1913                                          key_len, wc, flow);
1914     if (fitness) {
1915         /* This should not happen: it indicates that
1916          * odp_flow_key_from_mask() and odp_flow_key_to_mask()
1917          * disagree on the acceptable form of a mask.  Log the problem
1918          * as an error, with enough details to enable debugging. */
1919         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
1920
1921         if (!VLOG_DROP_ERR(&rl)) {
1922             struct ds s;
1923
1924             ds_init(&s);
1925             odp_flow_format(key, key_len, mask_key, mask_key_len, NULL, &s,
1926                             true);
1927             VLOG_ERR("internal error parsing flow mask %s (%s)",
1928                      ds_cstr(&s), odp_key_fitness_to_string(fitness));
1929             ds_destroy(&s);
1930         }
1931
1932         return EINVAL;
1933     }
1934
1935     return 0;
1936 }
1937
1938 static int
1939 dpif_netdev_flow_from_nlattrs(const struct nlattr *key, uint32_t key_len,
1940                               struct flow *flow)
1941 {
1942     odp_port_t in_port;
1943
1944     if (odp_flow_key_to_flow_udpif(key, key_len, flow)) {
1945         /* This should not happen: it indicates that odp_flow_key_from_flow()
1946          * and odp_flow_key_to_flow() disagree on the acceptable form of a
1947          * flow.  Log the problem as an error, with enough details to enable
1948          * debugging. */
1949         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
1950
1951         if (!VLOG_DROP_ERR(&rl)) {
1952             struct ds s;
1953
1954             ds_init(&s);
1955             odp_flow_format(key, key_len, NULL, 0, NULL, &s, true);
1956             VLOG_ERR("internal error parsing flow key %s", ds_cstr(&s));
1957             ds_destroy(&s);
1958         }
1959
1960         return EINVAL;
1961     }
1962
1963     in_port = flow->in_port.odp_port;
1964     if (!is_valid_port_number(in_port) && in_port != ODPP_NONE) {
1965         return EINVAL;
1966     }
1967
1968     /* Userspace datapath doesn't support conntrack. */
1969     if (flow->ct_state || flow->ct_zone || flow->ct_mark
1970         || !ovs_u128_is_zero(&flow->ct_label)) {
1971         return EINVAL;
1972     }
1973
1974     return 0;
1975 }
1976
1977 static int
1978 dpif_netdev_flow_get(const struct dpif *dpif, const struct dpif_flow_get *get)
1979 {
1980     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
1981     struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
1982     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
1983     unsigned pmd_id = get->pmd_id == PMD_ID_NULL
1984                       ? NON_PMD_CORE_ID : get->pmd_id;
1985     int error = 0;
1986
1987     pmd = dp_netdev_get_pmd(dp, pmd_id);
1988     if (!pmd) {
1989         return EINVAL;
1990     }
1991
1992     netdev_flow = dp_netdev_pmd_find_flow(pmd, get->ufid, get->key,
1993                                           get->key_len);
1994     if (netdev_flow) {
1995         dp_netdev_flow_to_dpif_flow(netdev_flow, get->buffer, get->buffer,
1996                                     get->flow, false);
1997     } else {
1998         error = ENOENT;
1999     }
2000     dp_netdev_pmd_unref(pmd);
2001
2002
2003     return error;
2004 }
2005
2006 static struct dp_netdev_flow *
2007 dp_netdev_flow_add(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
2008                    struct match *match, const ovs_u128 *ufid,
2009                    const struct nlattr *actions, size_t actions_len)
2010     OVS_REQUIRES(pmd->flow_mutex)
2011 {
2012     struct dp_netdev_flow *flow;
2013     struct netdev_flow_key mask;
2014
2015     netdev_flow_mask_init(&mask, match);
2016     /* Make sure wc does not have metadata. */
2017     ovs_assert(!FLOWMAP_HAS_FIELD(&mask.mf.map, metadata)
2018                && !FLOWMAP_HAS_FIELD(&mask.mf.map, regs));
2019
2020     /* Do not allocate extra space. */
2021     flow = xmalloc(sizeof *flow - sizeof flow->cr.flow.mf + mask.len);
2022     memset(&flow->stats, 0, sizeof flow->stats);
2023     flow->dead = false;
2024     flow->batch = NULL;
2025     *CONST_CAST(unsigned *, &flow->pmd_id) = pmd->core_id;
2026     *CONST_CAST(struct flow *, &flow->flow) = match->flow;
2027     *CONST_CAST(ovs_u128 *, &flow->ufid) = *ufid;
2028     ovs_refcount_init(&flow->ref_cnt);
2029     ovsrcu_set(&flow->actions, dp_netdev_actions_create(actions, actions_len));
2030
2031     netdev_flow_key_init_masked(&flow->cr.flow, &match->flow, &mask);
2032     dpcls_insert(&pmd->cls, &flow->cr, &mask);
2033
2034     cmap_insert(&pmd->flow_table, CONST_CAST(struct cmap_node *, &flow->node),
2035                 dp_netdev_flow_hash(&flow->ufid));
2036
2037     if (OVS_UNLIKELY(VLOG_IS_DBG_ENABLED())) {
2038         struct match match;
2039         struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
2040
2041         match.tun_md.valid = false;
2042         match.flow = flow->flow;
2043         miniflow_expand(&flow->cr.mask->mf, &match.wc.masks);
2044
2045         ds_put_cstr(&ds, "flow_add: ");
2046         odp_format_ufid(ufid, &ds);
2047         ds_put_cstr(&ds, " ");
2048         match_format(&match, &ds, OFP_DEFAULT_PRIORITY);
2049         ds_put_cstr(&ds, ", actions:");
2050         format_odp_actions(&ds, actions, actions_len);
2051
2052         VLOG_DBG_RL(&upcall_rl, "%s", ds_cstr(&ds));
2053
2054         ds_destroy(&ds);
2055     }
2056
2057     return flow;
2058 }
2059
2060 static int
2061 dpif_netdev_flow_put(struct dpif *dpif, const struct dpif_flow_put *put)
2062 {
2063     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
2064     struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
2065     struct netdev_flow_key key;
2066     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
2067     struct match match;
2068     ovs_u128 ufid;
2069     unsigned pmd_id = put->pmd_id == PMD_ID_NULL
2070                       ? NON_PMD_CORE_ID : put->pmd_id;
2071     int error;
2072
2073     error = dpif_netdev_flow_from_nlattrs(put->key, put->key_len, &match.flow);
2074     if (error) {
2075         return error;
2076     }
2077     error = dpif_netdev_mask_from_nlattrs(put->key, put->key_len,
2078                                           put->mask, put->mask_len,
2079                                           &match.flow, &match.wc);
2080     if (error) {
2081         return error;
2082     }
2083
2084     pmd = dp_netdev_get_pmd(dp, pmd_id);
2085     if (!pmd) {
2086         return EINVAL;
2087     }
2088
2089     /* Must produce a netdev_flow_key for lookup.
2090      * This interface is no longer performance critical, since it is not used
2091      * for upcall processing any more. */
2092     netdev_flow_key_from_flow(&key, &match.flow);
2093
2094     if (put->ufid) {
2095         ufid = *put->ufid;
2096     } else {
2097         dpif_flow_hash(dpif, &match.flow, sizeof match.flow, &ufid);
2098     }
2099
2100     ovs_mutex_lock(&pmd->flow_mutex);
2101     netdev_flow = dp_netdev_pmd_lookup_flow(pmd, &key);
2102     if (!netdev_flow) {
2103         if (put->flags & DPIF_FP_CREATE) {
2104             if (cmap_count(&pmd->flow_table) < MAX_FLOWS) {
2105                 if (put->stats) {
2106                     memset(put->stats, 0, sizeof *put->stats);
2107                 }
2108                 dp_netdev_flow_add(pmd, &match, &ufid, put->actions,
2109                                    put->actions_len);
2110                 error = 0;
2111             } else {
2112                 error = EFBIG;
2113             }
2114         } else {
2115             error = ENOENT;
2116         }
2117     } else {
2118         if (put->flags & DPIF_FP_MODIFY
2119             && flow_equal(&match.flow, &netdev_flow->flow)) {
2120             struct dp_netdev_actions *new_actions;
2121             struct dp_netdev_actions *old_actions;
2122
2123             new_actions = dp_netdev_actions_create(put->actions,
2124                                                    put->actions_len);
2125
2126             old_actions = dp_netdev_flow_get_actions(netdev_flow);
2127             ovsrcu_set(&netdev_flow->actions, new_actions);
2128
2129             if (put->stats) {
2130                 get_dpif_flow_stats(netdev_flow, put->stats);
2131             }
2132             if (put->flags & DPIF_FP_ZERO_STATS) {
2133                 /* XXX: The userspace datapath uses thread local statistics
2134                  * (for flows), which should be updated only by the owning
2135                  * thread.  Since we cannot write on stats memory here,
2136                  * we choose not to support this flag.  Please note:
2137                  * - This feature is currently used only by dpctl commands with
2138                  *   option --clear.
2139                  * - Should the need arise, this operation can be implemented
2140                  *   by keeping a base value (to be update here) for each
2141                  *   counter, and subtracting it before outputting the stats */
2142                 error = EOPNOTSUPP;
2143             }
2144
2145             ovsrcu_postpone(dp_netdev_actions_free, old_actions);
2146         } else if (put->flags & DPIF_FP_CREATE) {
2147             error = EEXIST;
2148         } else {
2149             /* Overlapping flow. */
2150             error = EINVAL;
2151         }
2152     }
2153     ovs_mutex_unlock(&pmd->flow_mutex);
2154     dp_netdev_pmd_unref(pmd);
2155
2156     return error;
2157 }
2158
2159 static int
2160 dpif_netdev_flow_del(struct dpif *dpif, const struct dpif_flow_del *del)
2161 {
2162     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
2163     struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
2164     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
2165     unsigned pmd_id = del->pmd_id == PMD_ID_NULL
2166                       ? NON_PMD_CORE_ID : del->pmd_id;
2167     int error = 0;
2168
2169     pmd = dp_netdev_get_pmd(dp, pmd_id);
2170     if (!pmd) {
2171         return EINVAL;
2172     }
2173
2174     ovs_mutex_lock(&pmd->flow_mutex);
2175     netdev_flow = dp_netdev_pmd_find_flow(pmd, del->ufid, del->key,
2176                                           del->key_len);
2177     if (netdev_flow) {
2178         if (del->stats) {
2179             get_dpif_flow_stats(netdev_flow, del->stats);
2180         }
2181         dp_netdev_pmd_remove_flow(pmd, netdev_flow);
2182     } else {
2183         error = ENOENT;
2184     }
2185     ovs_mutex_unlock(&pmd->flow_mutex);
2186     dp_netdev_pmd_unref(pmd);
2187
2188     return error;
2189 }
2190
2191 struct dpif_netdev_flow_dump {
2192     struct dpif_flow_dump up;
2193     struct cmap_position poll_thread_pos;
2194     struct cmap_position flow_pos;
2195     struct dp_netdev_pmd_thread *cur_pmd;
2196     int status;
2197     struct ovs_mutex mutex;
2198 };
2199
2200 static struct dpif_netdev_flow_dump *
2201 dpif_netdev_flow_dump_cast(struct dpif_flow_dump *dump)
2202 {
2203     return CONTAINER_OF(dump, struct dpif_netdev_flow_dump, up);
2204 }
2205
2206 static struct dpif_flow_dump *
2207 dpif_netdev_flow_dump_create(const struct dpif *dpif_, bool terse)
2208 {
2209     struct dpif_netdev_flow_dump *dump;
2210
2211     dump = xzalloc(sizeof *dump);
2212     dpif_flow_dump_init(&dump->up, dpif_);
2213     dump->up.terse = terse;
2214     ovs_mutex_init(&dump->mutex);
2215
2216     return &dump->up;
2217 }
2218
2219 static int
2220 dpif_netdev_flow_dump_destroy(struct dpif_flow_dump *dump_)
2221 {
2222     struct dpif_netdev_flow_dump *dump = dpif_netdev_flow_dump_cast(dump_);
2223
2224     ovs_mutex_destroy(&dump->mutex);
2225     free(dump);
2226     return 0;
2227 }
2228
2229 struct dpif_netdev_flow_dump_thread {
2230     struct dpif_flow_dump_thread up;
2231     struct dpif_netdev_flow_dump *dump;
2232     struct odputil_keybuf keybuf[FLOW_DUMP_MAX_BATCH];
2233     struct odputil_keybuf maskbuf[FLOW_DUMP_MAX_BATCH];
2234 };
2235
2236 static struct dpif_netdev_flow_dump_thread *
2237 dpif_netdev_flow_dump_thread_cast(struct dpif_flow_dump_thread *thread)
2238 {
2239     return CONTAINER_OF(thread, struct dpif_netdev_flow_dump_thread, up);
2240 }
2241
2242 static struct dpif_flow_dump_thread *
2243 dpif_netdev_flow_dump_thread_create(struct dpif_flow_dump *dump_)
2244 {
2245     struct dpif_netdev_flow_dump *dump = dpif_netdev_flow_dump_cast(dump_);
2246     struct dpif_netdev_flow_dump_thread *thread;
2247
2248     thread = xmalloc(sizeof *thread);
2249     dpif_flow_dump_thread_init(&thread->up, &dump->up);
2250     thread->dump = dump;
2251     return &thread->up;
2252 }
2253
2254 static void
2255 dpif_netdev_flow_dump_thread_destroy(struct dpif_flow_dump_thread *thread_)
2256 {
2257     struct dpif_netdev_flow_dump_thread *thread
2258         = dpif_netdev_flow_dump_thread_cast(thread_);
2259
2260     free(thread);
2261 }
2262
2263 static int
2264 dpif_netdev_flow_dump_next(struct dpif_flow_dump_thread *thread_,
2265                            struct dpif_flow *flows, int max_flows)
2266 {
2267     struct dpif_netdev_flow_dump_thread *thread
2268         = dpif_netdev_flow_dump_thread_cast(thread_);
2269     struct dpif_netdev_flow_dump *dump = thread->dump;
2270     struct dp_netdev_flow *netdev_flows[FLOW_DUMP_MAX_BATCH];
2271     int n_flows = 0;
2272     int i;
2273
2274     ovs_mutex_lock(&dump->mutex);
2275     if (!dump->status) {
2276         struct dpif_netdev *dpif = dpif_netdev_cast(thread->up.dpif);
2277         struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(&dpif->dpif);
2278         struct dp_netdev_pmd_thread *pmd = dump->cur_pmd;
2279         int flow_limit = MIN(max_flows, FLOW_DUMP_MAX_BATCH);
2280
2281         /* First call to dump_next(), extracts the first pmd thread.
2282          * If there is no pmd thread, returns immediately. */
2283         if (!pmd) {
2284             pmd = dp_netdev_pmd_get_next(dp, &dump->poll_thread_pos);
2285             if (!pmd) {
2286                 ovs_mutex_unlock(&dump->mutex);
2287                 return n_flows;
2288
2289             }
2290         }
2291
2292         do {
2293             for (n_flows = 0; n_flows < flow_limit; n_flows++) {
2294                 struct cmap_node *node;
2295
2296                 node = cmap_next_position(&pmd->flow_table, &dump->flow_pos);
2297                 if (!node) {
2298                     break;
2299                 }
2300                 netdev_flows[n_flows] = CONTAINER_OF(node,
2301                                                      struct dp_netdev_flow,
2302                                                      node);
2303             }
2304             /* When finishing dumping the current pmd thread, moves to
2305              * the next. */
2306             if (n_flows < flow_limit) {
2307                 memset(&dump->flow_pos, 0, sizeof dump->flow_pos);
2308                 dp_netdev_pmd_unref(pmd);
2309                 pmd = dp_netdev_pmd_get_next(dp, &dump->poll_thread_pos);
2310                 if (!pmd) {
2311                     dump->status = EOF;
2312                     break;
2313                 }
2314             }
2315             /* Keeps the reference to next caller. */
2316             dump->cur_pmd = pmd;
2317
2318             /* If the current dump is empty, do not exit the loop, since the
2319              * remaining pmds could have flows to be dumped.  Just dumps again
2320              * on the new 'pmd'. */
2321         } while (!n_flows);
2322     }
2323     ovs_mutex_unlock(&dump->mutex);
2324
2325     for (i = 0; i < n_flows; i++) {
2326         struct odputil_keybuf *maskbuf = &thread->maskbuf[i];
2327         struct odputil_keybuf *keybuf = &thread->keybuf[i];
2328         struct dp_netdev_flow *netdev_flow = netdev_flows[i];
2329         struct dpif_flow *f = &flows[i];
2330         struct ofpbuf key, mask;
2331
2332         ofpbuf_use_stack(&key, keybuf, sizeof *keybuf);
2333         ofpbuf_use_stack(&mask, maskbuf, sizeof *maskbuf);
2334         dp_netdev_flow_to_dpif_flow(netdev_flow, &key, &mask, f,
2335                                     dump->up.terse);
2336     }
2337
2338     return n_flows;
2339 }
2340
2341 static int
2342 dpif_netdev_execute(struct dpif *dpif, struct dpif_execute *execute)
2343     OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
2344 {
2345     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
2346     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
2347     struct dp_packet *pp;
2348
2349     if (dp_packet_size(execute->packet) < ETH_HEADER_LEN ||
2350         dp_packet_size(execute->packet) > UINT16_MAX) {
2351         return EINVAL;
2352     }
2353
2354     /* Tries finding the 'pmd'.  If NULL is returned, that means
2355      * the current thread is a non-pmd thread and should use
2356      * dp_netdev_get_pmd(dp, NON_PMD_CORE_ID). */
2357     pmd = ovsthread_getspecific(dp->per_pmd_key);
2358     if (!pmd) {
2359         pmd = dp_netdev_get_pmd(dp, NON_PMD_CORE_ID);
2360     }
2361
2362     /* If the current thread is non-pmd thread, acquires
2363      * the 'non_pmd_mutex'. */
2364     if (pmd->core_id == NON_PMD_CORE_ID) {
2365         ovs_mutex_lock(&dp->non_pmd_mutex);
2366         ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
2367     }
2368
2369     pp = execute->packet;
2370     dp_netdev_execute_actions(pmd, &pp, 1, false, execute->actions,
2371                               execute->actions_len);
2372     if (pmd->core_id == NON_PMD_CORE_ID) {
2373         dp_netdev_pmd_unref(pmd);
2374         ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
2375         ovs_mutex_unlock(&dp->non_pmd_mutex);
2376     }
2377
2378     return 0;
2379 }
2380
2381 static void
2382 dpif_netdev_operate(struct dpif *dpif, struct dpif_op **ops, size_t n_ops)
2383 {
2384     size_t i;
2385
2386     for (i = 0; i < n_ops; i++) {
2387         struct dpif_op *op = ops[i];
2388
2389         switch (op->type) {
2390         case DPIF_OP_FLOW_PUT:
2391             op->error = dpif_netdev_flow_put(dpif, &op->u.flow_put);
2392             break;
2393
2394         case DPIF_OP_FLOW_DEL:
2395             op->error = dpif_netdev_flow_del(dpif, &op->u.flow_del);
2396             break;
2397
2398         case DPIF_OP_EXECUTE:
2399             op->error = dpif_netdev_execute(dpif, &op->u.execute);
2400             break;
2401
2402         case DPIF_OP_FLOW_GET:
2403             op->error = dpif_netdev_flow_get(dpif, &op->u.flow_get);
2404             break;
2405         }
2406     }
2407 }
2408
2409 /* Returns true if the configuration for rx queues or cpu mask
2410  * is changed. */
2411 static bool
2412 pmd_config_changed(const struct dp_netdev *dp, const char *cmask)
2413 {
2414     struct dp_netdev_port *port;
2415
2416     CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
2417         struct netdev *netdev = port->netdev;
2418         int requested_n_rxq = netdev_requested_n_rxq(netdev);
2419         if (netdev_is_pmd(netdev)
2420             && port->latest_requested_n_rxq != requested_n_rxq) {
2421             return true;
2422         }
2423     }
2424
2425     if (dp->pmd_cmask != NULL && cmask != NULL) {
2426         return strcmp(dp->pmd_cmask, cmask);
2427     } else {
2428         return (dp->pmd_cmask != NULL || cmask != NULL);
2429     }
2430 }
2431
2432 /* Resets pmd threads if the configuration for 'rxq's or cpu mask changes. */
2433 static int
2434 dpif_netdev_pmd_set(struct dpif *dpif, const char *cmask)
2435 {
2436     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
2437
2438     if (pmd_config_changed(dp, cmask)) {
2439         struct dp_netdev_port *port;
2440
2441         dp_netdev_destroy_all_pmds(dp);
2442
2443         CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
2444             struct netdev *netdev = port->netdev;
2445             int requested_n_rxq = netdev_requested_n_rxq(netdev);
2446             if (netdev_is_pmd(port->netdev)
2447                 && port->latest_requested_n_rxq != requested_n_rxq) {
2448                 int i, err;
2449
2450                 /* Closes the existing 'rxq's. */
2451                 for (i = 0; i < netdev_n_rxq(port->netdev); i++) {
2452                     netdev_rxq_close(port->rxq[i]);
2453                     port->rxq[i] = NULL;
2454                 }
2455
2456                 /* Sets the new rx queue config.  */
2457                 err = netdev_set_multiq(port->netdev,
2458                                         ovs_numa_get_n_cores() + 1,
2459                                         requested_n_rxq);
2460                 if (err && (err != EOPNOTSUPP)) {
2461                     VLOG_ERR("Failed to set dpdk interface %s rx_queue to:"
2462                              " %u", netdev_get_name(port->netdev),
2463                              requested_n_rxq);
2464                     return err;
2465                 }
2466                 port->latest_requested_n_rxq = requested_n_rxq;
2467                 /* If the set_multiq() above succeeds, reopens the 'rxq's. */
2468                 port->rxq = xrealloc(port->rxq, sizeof *port->rxq
2469                                      * netdev_n_rxq(port->netdev));
2470                 for (i = 0; i < netdev_n_rxq(port->netdev); i++) {
2471                     netdev_rxq_open(port->netdev, &port->rxq[i], i);
2472                 }
2473             }
2474         }
2475         /* Reconfigures the cpu mask. */
2476         ovs_numa_set_cpu_mask(cmask);
2477         free(dp->pmd_cmask);
2478         dp->pmd_cmask = cmask ? xstrdup(cmask) : NULL;
2479
2480         /* Restores the non-pmd. */
2481         dp_netdev_set_nonpmd(dp);
2482         /* Restores all pmd threads. */
2483         dp_netdev_reset_pmd_threads(dp);
2484     }
2485
2486     return 0;
2487 }
2488
2489 static int
2490 dpif_netdev_queue_to_priority(const struct dpif *dpif OVS_UNUSED,
2491                               uint32_t queue_id, uint32_t *priority)
2492 {
2493     *priority = queue_id;
2494     return 0;
2495 }
2496
2497 \f
2498 /* Creates and returns a new 'struct dp_netdev_actions', whose actions are
2499  * a copy of the 'ofpacts_len' bytes of 'ofpacts'. */
2500 struct dp_netdev_actions *
2501 dp_netdev_actions_create(const struct nlattr *actions, size_t size)
2502 {
2503     struct dp_netdev_actions *netdev_actions;
2504
2505     netdev_actions = xmalloc(sizeof *netdev_actions + size);
2506     memcpy(netdev_actions->actions, actions, size);
2507     netdev_actions->size = size;
2508
2509     return netdev_actions;
2510 }
2511
2512 struct dp_netdev_actions *
2513 dp_netdev_flow_get_actions(const struct dp_netdev_flow *flow)
2514 {
2515     return ovsrcu_get(struct dp_netdev_actions *, &flow->actions);
2516 }
2517
2518 static void
2519 dp_netdev_actions_free(struct dp_netdev_actions *actions)
2520 {
2521     free(actions);
2522 }
2523 \f
2524 static inline unsigned long long
2525 cycles_counter(void)
2526 {
2527 #ifdef DPDK_NETDEV
2528     return rte_get_tsc_cycles();
2529 #else
2530     return 0;
2531 #endif
2532 }
2533
2534 /* Fake mutex to make sure that the calls to cycles_count_* are balanced */
2535 extern struct ovs_mutex cycles_counter_fake_mutex;
2536
2537 /* Start counting cycles.  Must be followed by 'cycles_count_end()' */
2538 static inline void
2539 cycles_count_start(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
2540     OVS_ACQUIRES(&cycles_counter_fake_mutex)
2541     OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
2542 {
2543     pmd->last_cycles = cycles_counter();
2544 }
2545
2546 /* Stop counting cycles and add them to the counter 'type' */
2547 static inline void
2548 cycles_count_end(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
2549                  enum pmd_cycles_counter_type type)
2550     OVS_RELEASES(&cycles_counter_fake_mutex)
2551     OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
2552 {
2553     unsigned long long interval = cycles_counter() - pmd->last_cycles;
2554
2555     non_atomic_ullong_add(&pmd->cycles.n[type], interval);
2556 }
2557
2558 static void
2559 dp_netdev_process_rxq_port(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
2560                            struct dp_netdev_port *port,
2561                            struct netdev_rxq *rxq)
2562 {
2563     struct dp_packet *packets[NETDEV_MAX_BURST];
2564     int error, cnt;
2565
2566     cycles_count_start(pmd);
2567     error = netdev_rxq_recv(rxq, packets, &cnt);
2568     cycles_count_end(pmd, PMD_CYCLES_POLLING);
2569     if (!error) {
2570         *recirc_depth_get() = 0;
2571
2572         cycles_count_start(pmd);
2573         dp_netdev_input(pmd, packets, cnt, port->port_no);
2574         cycles_count_end(pmd, PMD_CYCLES_PROCESSING);
2575     } else if (error != EAGAIN && error != EOPNOTSUPP) {
2576         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
2577
2578         VLOG_ERR_RL(&rl, "error receiving data from %s: %s",
2579                     netdev_get_name(port->netdev), ovs_strerror(error));
2580     }
2581 }
2582
2583 /* Return true if needs to revalidate datapath flows. */
2584 static bool
2585 dpif_netdev_run(struct dpif *dpif)
2586 {
2587     struct dp_netdev_port *port;
2588     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
2589     struct dp_netdev_pmd_thread *non_pmd = dp_netdev_get_pmd(dp,
2590                                                              NON_PMD_CORE_ID);
2591     uint64_t new_tnl_seq;
2592
2593     ovs_mutex_lock(&dp->non_pmd_mutex);
2594     CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
2595         if (!netdev_is_pmd(port->netdev)) {
2596             int i;
2597
2598             for (i = 0; i < netdev_n_rxq(port->netdev); i++) {
2599                 dp_netdev_process_rxq_port(non_pmd, port, port->rxq[i]);
2600             }
2601         }
2602     }
2603     ovs_mutex_unlock(&dp->non_pmd_mutex);
2604     dp_netdev_pmd_unref(non_pmd);
2605
2606     tnl_neigh_cache_run();
2607     tnl_port_map_run();
2608     new_tnl_seq = seq_read(tnl_conf_seq);
2609
2610     if (dp->last_tnl_conf_seq != new_tnl_seq) {
2611         dp->last_tnl_conf_seq = new_tnl_seq;
2612         return true;
2613     }
2614     return false;
2615 }
2616
2617 static void
2618 dpif_netdev_wait(struct dpif *dpif)
2619 {
2620     struct dp_netdev_port *port;
2621     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
2622
2623     ovs_mutex_lock(&dp_netdev_mutex);
2624     CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
2625         if (!netdev_is_pmd(port->netdev)) {
2626             int i;
2627
2628             for (i = 0; i < netdev_n_rxq(port->netdev); i++) {
2629                 netdev_rxq_wait(port->rxq[i]);
2630             }
2631         }
2632     }
2633     ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
2634     seq_wait(tnl_conf_seq, dp->last_tnl_conf_seq);
2635 }
2636
2637 static int
2638 pmd_load_queues(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
2639                 struct rxq_poll **ppoll_list, int poll_cnt)
2640     OVS_REQUIRES(pmd->poll_mutex)
2641 {
2642     struct rxq_poll *poll_list = *ppoll_list;
2643     struct rxq_poll *poll;
2644     int i;
2645
2646     for (i = 0; i < poll_cnt; i++) {
2647         port_unref(poll_list[i].port);
2648     }
2649
2650     poll_list = xrealloc(poll_list, pmd->poll_cnt * sizeof *poll_list);
2651
2652     i = 0;
2653     LIST_FOR_EACH (poll, node, &pmd->poll_list) {
2654         port_ref(poll->port);
2655         poll_list[i++] = *poll;
2656     }
2657
2658     *ppoll_list = poll_list;
2659     return pmd->poll_cnt;
2660 }
2661
2662 static void *
2663 pmd_thread_main(void *f_)
2664 {
2665     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd = f_;
2666     unsigned int lc = 0;
2667     struct rxq_poll *poll_list;
2668     unsigned int port_seq = PMD_INITIAL_SEQ;
2669     int poll_cnt;
2670     int i;
2671
2672     poll_cnt = 0;
2673     poll_list = NULL;
2674
2675     /* Stores the pmd thread's 'pmd' to 'per_pmd_key'. */
2676     ovsthread_setspecific(pmd->dp->per_pmd_key, pmd);
2677     pmd_thread_setaffinity_cpu(pmd->core_id);
2678 reload:
2679     emc_cache_init(&pmd->flow_cache);
2680
2681     ovs_mutex_lock(&pmd->poll_mutex);
2682     poll_cnt = pmd_load_queues(pmd, &poll_list, poll_cnt);
2683     ovs_mutex_unlock(&pmd->poll_mutex);
2684
2685     /* List port/core affinity */
2686     for (i = 0; i < poll_cnt; i++) {
2687        VLOG_INFO("Core %d processing port \'%s\'\n", pmd->core_id,
2688                  netdev_get_name(poll_list[i].port->netdev));
2689     }
2690
2691     /* Signal here to make sure the pmd finishes
2692      * reloading the updated configuration. */
2693     dp_netdev_pmd_reload_done(pmd);
2694
2695     for (;;) {
2696         for (i = 0; i < poll_cnt; i++) {
2697             dp_netdev_process_rxq_port(pmd, poll_list[i].port, poll_list[i].rx);
2698         }
2699
2700         if (lc++ > 1024) {
2701             unsigned int seq;
2702
2703             lc = 0;
2704
2705             emc_cache_slow_sweep(&pmd->flow_cache);
2706             coverage_try_clear();
2707             ovsrcu_quiesce();
2708
2709             atomic_read_relaxed(&pmd->change_seq, &seq);
2710             if (seq != port_seq) {
2711                 port_seq = seq;
2712                 break;
2713             }
2714         }
2715     }
2716
2717     emc_cache_uninit(&pmd->flow_cache);
2718
2719     if (!latch_is_set(&pmd->exit_latch)){
2720         goto reload;
2721     }
2722
2723     for (i = 0; i < poll_cnt; i++) {
2724         port_unref(poll_list[i].port);
2725     }
2726
2727     dp_netdev_pmd_reload_done(pmd);
2728
2729     free(poll_list);
2730     return NULL;
2731 }
2732
2733 static void
2734 dp_netdev_disable_upcall(struct dp_netdev *dp)
2735     OVS_ACQUIRES(dp->upcall_rwlock)
2736 {
2737     fat_rwlock_wrlock(&dp->upcall_rwlock);
2738 }
2739
2740 static void
2741 dpif_netdev_disable_upcall(struct dpif *dpif)
2742     OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
2743 {
2744     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
2745     dp_netdev_disable_upcall(dp);
2746 }
2747
2748 static void
2749 dp_netdev_enable_upcall(struct dp_netdev *dp)
2750     OVS_RELEASES(dp->upcall_rwlock)
2751 {
2752     fat_rwlock_unlock(&dp->upcall_rwlock);
2753 }
2754
2755 static void
2756 dpif_netdev_enable_upcall(struct dpif *dpif)
2757     OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
2758 {
2759     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
2760     dp_netdev_enable_upcall(dp);
2761 }
2762
2763 static void
2764 dp_netdev_pmd_reload_done(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
2765 {
2766     ovs_mutex_lock(&pmd->cond_mutex);
2767     xpthread_cond_signal(&pmd->cond);
2768     ovs_mutex_unlock(&pmd->cond_mutex);
2769 }
2770
2771 /* Finds and refs the dp_netdev_pmd_thread on core 'core_id'.  Returns
2772  * the pointer if succeeds, otherwise, NULL.
2773  *
2774  * Caller must unrefs the returned reference.  */
2775 static struct dp_netdev_pmd_thread *
2776 dp_netdev_get_pmd(struct dp_netdev *dp, unsigned core_id)
2777 {
2778     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
2779     const struct cmap_node *pnode;
2780
2781     pnode = cmap_find(&dp->poll_threads, hash_int(core_id, 0));
2782     if (!pnode) {
2783         return NULL;
2784     }
2785     pmd = CONTAINER_OF(pnode, struct dp_netdev_pmd_thread, node);
2786
2787     return dp_netdev_pmd_try_ref(pmd) ? pmd : NULL;
2788 }
2789
2790 /* Sets the 'struct dp_netdev_pmd_thread' for non-pmd threads. */
2791 static void
2792 dp_netdev_set_nonpmd(struct dp_netdev *dp)
2793 {
2794     struct dp_netdev_pmd_thread *non_pmd;
2795
2796     non_pmd = xzalloc(sizeof *non_pmd);
2797     dp_netdev_configure_pmd(non_pmd, dp, 0, NON_PMD_CORE_ID,
2798                             OVS_NUMA_UNSPEC);
2799 }
2800
2801 /* Caller must have valid pointer to 'pmd'. */
2802 static bool
2803 dp_netdev_pmd_try_ref(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
2804 {
2805     return ovs_refcount_try_ref_rcu(&pmd->ref_cnt);
2806 }
2807
2808 static void
2809 dp_netdev_pmd_unref(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
2810 {
2811     if (pmd && ovs_refcount_unref(&pmd->ref_cnt) == 1) {
2812         ovsrcu_postpone(dp_netdev_destroy_pmd, pmd);
2813     }
2814 }
2815
2816 /* Given cmap position 'pos', tries to ref the next node.  If try_ref()
2817  * fails, keeps checking for next node until reaching the end of cmap.
2818  *
2819  * Caller must unrefs the returned reference. */
2820 static struct dp_netdev_pmd_thread *
2821 dp_netdev_pmd_get_next(struct dp_netdev *dp, struct cmap_position *pos)
2822 {
2823     struct dp_netdev_pmd_thread *next;
2824
2825     do {
2826         struct cmap_node *node;
2827
2828         node = cmap_next_position(&dp->poll_threads, pos);
2829         next = node ? CONTAINER_OF(node, struct dp_netdev_pmd_thread, node)
2830             : NULL;
2831     } while (next && !dp_netdev_pmd_try_ref(next));
2832
2833     return next;
2834 }
2835
2836 /* Configures the 'pmd' based on the input argument. */
2837 static void
2838 dp_netdev_configure_pmd(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd, struct dp_netdev *dp,
2839                         int index, unsigned core_id, int numa_id)
2840 {
2841     pmd->dp = dp;
2842     pmd->index = index;
2843     pmd->core_id = core_id;
2844     pmd->numa_id = numa_id;
2845     pmd->poll_cnt = 0;
2846
2847     atomic_init(&pmd->tx_qid,
2848                 (core_id == NON_PMD_CORE_ID)
2849                 ? ovs_numa_get_n_cores()
2850                 : get_n_pmd_threads(dp));
2851
2852     ovs_refcount_init(&pmd->ref_cnt);
2853     latch_init(&pmd->exit_latch);
2854     atomic_init(&pmd->change_seq, PMD_INITIAL_SEQ);
2855     xpthread_cond_init(&pmd->cond, NULL);
2856     ovs_mutex_init(&pmd->cond_mutex);
2857     ovs_mutex_init(&pmd->flow_mutex);
2858     ovs_mutex_init(&pmd->poll_mutex);
2859     dpcls_init(&pmd->cls);
2860     cmap_init(&pmd->flow_table);
2861     list_init(&pmd->poll_list);
2862     /* init the 'flow_cache' since there is no
2863      * actual thread created for NON_PMD_CORE_ID. */
2864     if (core_id == NON_PMD_CORE_ID) {
2865         emc_cache_init(&pmd->flow_cache);
2866     }
2867     cmap_insert(&dp->poll_threads, CONST_CAST(struct cmap_node *, &pmd->node),
2868                 hash_int(core_id, 0));
2869 }
2870
2871 static void
2872 dp_netdev_destroy_pmd(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
2873 {
2874     dp_netdev_pmd_flow_flush(pmd);
2875     dpcls_destroy(&pmd->cls);
2876     cmap_destroy(&pmd->flow_table);
2877     ovs_mutex_destroy(&pmd->flow_mutex);
2878     latch_destroy(&pmd->exit_latch);
2879     xpthread_cond_destroy(&pmd->cond);
2880     ovs_mutex_destroy(&pmd->cond_mutex);
2881     ovs_mutex_destroy(&pmd->poll_mutex);
2882     free(pmd);
2883 }
2884
2885 /* Stops the pmd thread, removes it from the 'dp->poll_threads',
2886  * and unrefs the struct. */
2887 static void
2888 dp_netdev_del_pmd(struct dp_netdev *dp, struct dp_netdev_pmd_thread *pmd)
2889 {
2890     struct rxq_poll *poll;
2891
2892     /* Uninit the 'flow_cache' since there is
2893      * no actual thread uninit it for NON_PMD_CORE_ID. */
2894     if (pmd->core_id == NON_PMD_CORE_ID) {
2895         emc_cache_uninit(&pmd->flow_cache);
2896     } else {
2897         latch_set(&pmd->exit_latch);
2898         dp_netdev_reload_pmd__(pmd);
2899         ovs_numa_unpin_core(pmd->core_id);
2900         xpthread_join(pmd->thread, NULL);
2901     }
2902
2903     /* Unref all ports and free poll_list. */
2904     LIST_FOR_EACH_POP (poll, node, &pmd->poll_list) {
2905         port_unref(poll->port);
2906         free(poll);
2907     }
2908
2909     /* Purges the 'pmd''s flows after stopping the thread, but before
2910      * destroying the flows, so that the flow stats can be collected. */
2911     if (dp->dp_purge_cb) {
2912         dp->dp_purge_cb(dp->dp_purge_aux, pmd->core_id);
2913     }
2914     cmap_remove(&pmd->dp->poll_threads, &pmd->node, hash_int(pmd->core_id, 0));
2915     dp_netdev_pmd_unref(pmd);
2916 }
2917
2918 /* Destroys all pmd threads. */
2919 static void
2920 dp_netdev_destroy_all_pmds(struct dp_netdev *dp)
2921 {
2922     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
2923     struct dp_netdev_pmd_thread **pmd_list;
2924     size_t k = 0, n_pmds;
2925
2926     n_pmds = cmap_count(&dp->poll_threads);
2927     pmd_list = xcalloc(n_pmds, sizeof *pmd_list);
2928
2929     CMAP_FOR_EACH (pmd, node, &dp->poll_threads) {
2930         /* We cannot call dp_netdev_del_pmd(), since it alters
2931          * 'dp->poll_threads' (while we're iterating it) and it
2932          * might quiesce. */
2933         ovs_assert(k < n_pmds);
2934         pmd_list[k++] = pmd;
2935     }
2936
2937     for (size_t i = 0; i < k; i++) {
2938         dp_netdev_del_pmd(dp, pmd_list[i]);
2939     }
2940     free(pmd_list);
2941 }
2942
2943 /* Deletes all pmd threads on numa node 'numa_id' and
2944  * fixes tx_qids of other threads to keep them sequential. */
2945 static void
2946 dp_netdev_del_pmds_on_numa(struct dp_netdev *dp, int numa_id)
2947 {
2948     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
2949     int n_pmds_on_numa, n_pmds;
2950     int *free_idx, k = 0;
2951     struct dp_netdev_pmd_thread **pmd_list;
2952
2953     n_pmds_on_numa = get_n_pmd_threads_on_numa(dp, numa_id);
2954     free_idx = xcalloc(n_pmds_on_numa, sizeof *free_idx);
2955     pmd_list = xcalloc(n_pmds_on_numa, sizeof *pmd_list);
2956
2957     CMAP_FOR_EACH (pmd, node, &dp->poll_threads) {
2958         /* We cannot call dp_netdev_del_pmd(), since it alters
2959          * 'dp->poll_threads' (while we're iterating it) and it
2960          * might quiesce. */
2961         if (pmd->numa_id == numa_id) {
2962             atomic_read_relaxed(&pmd->tx_qid, &free_idx[k]);
2963             pmd_list[k] = pmd;
2964             ovs_assert(k < n_pmds_on_numa);
2965             k++;
2966         }
2967     }
2968
2969     for (int i = 0; i < k; i++) {
2970         dp_netdev_del_pmd(dp, pmd_list[i]);
2971     }
2972
2973     n_pmds = get_n_pmd_threads(dp);
2974     CMAP_FOR_EACH (pmd, node, &dp->poll_threads) {
2975         int old_tx_qid;
2976
2977         atomic_read_relaxed(&pmd->tx_qid, &old_tx_qid);
2978
2979         if (old_tx_qid >= n_pmds) {
2980             int new_tx_qid = free_idx[--k];
2981
2982             atomic_store_relaxed(&pmd->tx_qid, new_tx_qid);
2983         }
2984     }
2985
2986     free(pmd_list);
2987     free(free_idx);
2988 }
2989
2990 /* Returns PMD thread from this numa node with fewer rx queues to poll.
2991  * Returns NULL if there is no PMD threads on this numa node.
2992  * Can be called safely only by main thread. */
2993 static struct dp_netdev_pmd_thread *
2994 dp_netdev_less_loaded_pmd_on_numa(struct dp_netdev *dp, int numa_id)
2995 {
2996     int min_cnt = -1;
2997     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd, *res = NULL;
2998
2999     CMAP_FOR_EACH (pmd, node, &dp->poll_threads) {
3000         if (pmd->numa_id == numa_id
3001             && (min_cnt > pmd->poll_cnt || res == NULL)) {
3002             min_cnt = pmd->poll_cnt;
3003             res = pmd;
3004         }
3005     }
3006
3007     return res;
3008 }
3009
3010 /* Adds rx queue to poll_list of PMD thread. */
3011 static void
3012 dp_netdev_add_rxq_to_pmd(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
3013                          struct dp_netdev_port *port, struct netdev_rxq *rx)
3014     OVS_REQUIRES(pmd->poll_mutex)
3015 {
3016     struct rxq_poll *poll = xmalloc(sizeof *poll);
3017
3018     port_ref(port);
3019     poll->port = port;
3020     poll->rx = rx;
3021
3022     list_push_back(&pmd->poll_list, &poll->node);
3023     pmd->poll_cnt++;
3024 }
3025
3026 /* Checks the numa node id of 'netdev' and starts pmd threads for
3027  * the numa node. */
3028 static void
3029 dp_netdev_set_pmds_on_numa(struct dp_netdev *dp, int numa_id)
3030 {
3031     int n_pmds;
3032
3033     if (!ovs_numa_numa_id_is_valid(numa_id)) {
3034         VLOG_ERR("Cannot create pmd threads due to numa id (%d)"
3035                  "invalid", numa_id);
3036         return ;
3037     }
3038
3039     n_pmds = get_n_pmd_threads_on_numa(dp, numa_id);
3040
3041     /* If there are already pmd threads created for the numa node
3042      * in which 'netdev' is on, do nothing.  Else, creates the
3043      * pmd threads for the numa node. */
3044     if (!n_pmds) {
3045         int can_have, n_unpinned, i, index = 0;
3046         struct dp_netdev_pmd_thread **pmds;
3047         struct dp_netdev_port *port;
3048
3049         n_unpinned = ovs_numa_get_n_unpinned_cores_on_numa(numa_id);
3050         if (!n_unpinned) {
3051             VLOG_ERR("Cannot create pmd threads due to out of unpinned "
3052                      "cores on numa node");
3053             return;
3054         }
3055
3056         /* If cpu mask is specified, uses all unpinned cores, otherwise
3057          * tries creating NR_PMD_THREADS pmd threads. */
3058         can_have = dp->pmd_cmask ? n_unpinned : MIN(n_unpinned, NR_PMD_THREADS);
3059         pmds = xzalloc(can_have * sizeof *pmds);
3060         for (i = 0; i < can_have; i++) {
3061             unsigned core_id = ovs_numa_get_unpinned_core_on_numa(numa_id);
3062             pmds[i] = xzalloc(sizeof **pmds);
3063             dp_netdev_configure_pmd(pmds[i], dp, i, core_id, numa_id);
3064         }
3065
3066         /* Distributes rx queues of this numa node between new pmd threads. */
3067         CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
3068             if (netdev_is_pmd(port->netdev)
3069                 && netdev_get_numa_id(port->netdev) == numa_id) {
3070                 for (i = 0; i < netdev_n_rxq(port->netdev); i++) {
3071                     /* Make thread-safety analyser happy. */
3072                     ovs_mutex_lock(&pmds[index]->poll_mutex);
3073                     dp_netdev_add_rxq_to_pmd(pmds[index], port, port->rxq[i]);
3074                     ovs_mutex_unlock(&pmds[index]->poll_mutex);
3075                     index = (index + 1) % can_have;
3076                 }
3077             }
3078         }
3079
3080         /* Actual start of pmd threads. */
3081         for (i = 0; i < can_have; i++) {
3082             pmds[i]->thread = ovs_thread_create("pmd", pmd_thread_main, pmds[i]);
3083         }
3084         free(pmds);
3085         VLOG_INFO("Created %d pmd threads on numa node %d", can_have, numa_id);
3086     }
3087 }
3088
3089 \f
3090 /* Called after pmd threads config change.  Restarts pmd threads with
3091  * new configuration. */
3092 static void
3093 dp_netdev_reset_pmd_threads(struct dp_netdev *dp)
3094 {
3095     struct dp_netdev_port *port;
3096
3097     CMAP_FOR_EACH (port, node, &dp->ports) {
3098         if (netdev_is_pmd(port->netdev)) {
3099             int numa_id = netdev_get_numa_id(port->netdev);
3100
3101             dp_netdev_set_pmds_on_numa(dp, numa_id);
3102         }
3103     }
3104 }
3105
3106 static char *
3107 dpif_netdev_get_datapath_version(void)
3108 {
3109      return xstrdup("<built-in>");
3110 }
3111
3112 static void
3113 dp_netdev_flow_used(struct dp_netdev_flow *netdev_flow, int cnt, int size,
3114                     uint16_t tcp_flags, long long now)
3115 {
3116     uint16_t flags;
3117
3118     atomic_store_relaxed(&netdev_flow->stats.used, now);
3119     non_atomic_ullong_add(&netdev_flow->stats.packet_count, cnt);
3120     non_atomic_ullong_add(&netdev_flow->stats.byte_count, size);
3121     atomic_read_relaxed(&netdev_flow->stats.tcp_flags, &flags);
3122     flags |= tcp_flags;
3123     atomic_store_relaxed(&netdev_flow->stats.tcp_flags, flags);
3124 }
3125
3126 static void
3127 dp_netdev_count_packet(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
3128                        enum dp_stat_type type, int cnt)
3129 {
3130     non_atomic_ullong_add(&pmd->stats.n[type], cnt);
3131 }
3132
3133 static int
3134 dp_netdev_upcall(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd, struct dp_packet *packet_,
3135                  struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc, ovs_u128 *ufid,
3136                  enum dpif_upcall_type type, const struct nlattr *userdata,
3137                  struct ofpbuf *actions, struct ofpbuf *put_actions)
3138 {
3139     struct dp_netdev *dp = pmd->dp;
3140     struct flow_tnl orig_tunnel;
3141     int err;
3142
3143     if (OVS_UNLIKELY(!dp->upcall_cb)) {
3144         return ENODEV;
3145     }
3146
3147     /* Upcall processing expects the Geneve options to be in the translated
3148      * format but we need to retain the raw format for datapath use. */
3149     orig_tunnel.flags = flow->tunnel.flags;
3150     if (flow->tunnel.flags & FLOW_TNL_F_UDPIF) {
3151         orig_tunnel.metadata.present.len = flow->tunnel.metadata.present.len;
3152         memcpy(orig_tunnel.metadata.opts.gnv, flow->tunnel.metadata.opts.gnv,
3153                flow->tunnel.metadata.present.len);
3154         err = tun_metadata_from_geneve_udpif(&orig_tunnel, &orig_tunnel,
3155                                              &flow->tunnel);
3156         if (err) {
3157             return err;
3158         }
3159     }
3160
3161     if (OVS_UNLIKELY(!VLOG_DROP_DBG(&upcall_rl))) {
3162         struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
3163         char *packet_str;
3164         struct ofpbuf key;
3165         struct odp_flow_key_parms odp_parms = {
3166             .flow = flow,
3167             .mask = &wc->masks,
3168             .odp_in_port = flow->in_port.odp_port,
3169             .support = dp_netdev_support,
3170         };
3171
3172         ofpbuf_init(&key, 0);
3173         odp_flow_key_from_flow(&odp_parms, &key);
3174         packet_str = ofp_packet_to_string(dp_packet_data(packet_),
3175                                           dp_packet_size(packet_));
3176
3177         odp_flow_key_format(key.data, key.size, &ds);
3178
3179         VLOG_DBG("%s: %s upcall:\n%s\n%s", dp->name,
3180                  dpif_upcall_type_to_string(type), ds_cstr(&ds), packet_str);
3181
3182         ofpbuf_uninit(&key);
3183         free(packet_str);
3184
3185         ds_destroy(&ds);
3186     }
3187
3188     err = dp->upcall_cb(packet_, flow, ufid, pmd->core_id, type, userdata,
3189                         actions, wc, put_actions, dp->upcall_aux);
3190     if (err && err != ENOSPC) {
3191         return err;
3192     }
3193
3194     /* Translate tunnel metadata masks to datapath format. */
3195     if (wc) {
3196         if (wc->masks.tunnel.metadata.present.map) {
3197             struct geneve_opt opts[TLV_TOT_OPT_SIZE /
3198                                    sizeof(struct geneve_opt)];
3199
3200             if (orig_tunnel.flags & FLOW_TNL_F_UDPIF) {
3201                 tun_metadata_to_geneve_udpif_mask(&flow->tunnel,
3202                                                   &wc->masks.tunnel,
3203                                                   orig_tunnel.metadata.opts.gnv,
3204                                                   orig_tunnel.metadata.present.len,
3205                                                   opts);
3206             } else {
3207                 orig_tunnel.metadata.present.len = 0;
3208             }
3209
3210             memset(&wc->masks.tunnel.metadata, 0,
3211                    sizeof wc->masks.tunnel.metadata);
3212             memcpy(&wc->masks.tunnel.metadata.opts.gnv, opts,
3213                    orig_tunnel.metadata.present.len);
3214         }
3215         wc->masks.tunnel.metadata.present.len = 0xff;
3216     }
3217
3218     /* Restore tunnel metadata. We need to use the saved options to ensure
3219      * that any unknown options are not lost. The generated mask will have
3220      * the same structure, matching on types and lengths but wildcarding
3221      * option data we don't care about. */
3222     if (orig_tunnel.flags & FLOW_TNL_F_UDPIF) {
3223         memcpy(&flow->tunnel.metadata.opts.gnv, orig_tunnel.metadata.opts.gnv,
3224                orig_tunnel.metadata.present.len);
3225         flow->tunnel.metadata.present.len = orig_tunnel.metadata.present.len;
3226         flow->tunnel.flags |= FLOW_TNL_F_UDPIF;
3227     }
3228
3229     return err;
3230 }
3231
3232 static inline uint32_t
3233 dpif_netdev_packet_get_rss_hash(struct dp_packet *packet,
3234                                 const struct miniflow *mf)
3235 {
3236     uint32_t hash, recirc_depth;
3237
3238     if (OVS_LIKELY(dp_packet_rss_valid(packet))) {
3239         hash = dp_packet_get_rss_hash(packet);
3240     } else {
3241         hash = miniflow_hash_5tuple(mf, 0);
3242         dp_packet_set_rss_hash(packet, hash);
3243     }
3244
3245     /* The RSS hash must account for the recirculation depth to avoid
3246      * collisions in the exact match cache */
3247     recirc_depth = *recirc_depth_get_unsafe();
3248     if (OVS_UNLIKELY(recirc_depth)) {
3249         hash = hash_finish(hash, recirc_depth);
3250         dp_packet_set_rss_hash(packet, hash);
3251     }
3252     return hash;
3253 }
3254
3255 struct packet_batch {
3256     unsigned int packet_count;
3257     unsigned int byte_count;
3258     uint16_t tcp_flags;
3259
3260     struct dp_netdev_flow *flow;
3261
3262     struct dp_packet *packets[NETDEV_MAX_BURST];
3263 };
3264
3265 static inline void
3266 packet_batch_update(struct packet_batch *batch, struct dp_packet *packet,
3267                     const struct miniflow *mf)
3268 {
3269     batch->tcp_flags |= miniflow_get_tcp_flags(mf);
3270     batch->packets[batch->packet_count++] = packet;
3271     batch->byte_count += dp_packet_size(packet);
3272 }
3273
3274 static inline void
3275 packet_batch_init(struct packet_batch *batch, struct dp_netdev_flow *flow)
3276 {
3277     flow->batch = batch;
3278
3279     batch->flow = flow;
3280     batch->packet_count = 0;
3281     batch->byte_count = 0;
3282     batch->tcp_flags = 0;
3283 }
3284
3285 static inline void
3286 packet_batch_execute(struct packet_batch *batch,
3287                      struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
3288                      long long now)
3289 {
3290     struct dp_netdev_actions *actions;
3291     struct dp_netdev_flow *flow = batch->flow;
3292
3293     dp_netdev_flow_used(flow, batch->packet_count, batch->byte_count,
3294                         batch->tcp_flags, now);
3295
3296     actions = dp_netdev_flow_get_actions(flow);
3297
3298     dp_netdev_execute_actions(pmd, batch->packets, batch->packet_count, true,
3299                               actions->actions, actions->size);
3300 }
3301
3302 static inline void
3303 dp_netdev_queue_batches(struct dp_packet *pkt,
3304                         struct dp_netdev_flow *flow, const struct miniflow *mf,
3305                         struct packet_batch *batches, size_t *n_batches)
3306 {
3307     struct packet_batch *batch = flow->batch;
3308
3309     if (OVS_UNLIKELY(!batch)) {
3310         batch = &batches[(*n_batches)++];
3311         packet_batch_init(batch, flow);
3312     }
3313
3314     packet_batch_update(batch, pkt, mf);
3315 }
3316
3317 /* Try to process all ('cnt') the 'packets' using only the exact match cache
3318  * 'pmd->flow_cache'. If a flow is not found for a packet 'packets[i]', the
3319  * miniflow is copied into 'keys' and the packet pointer is moved at the
3320  * beginning of the 'packets' array.
3321  *
3322  * The function returns the number of packets that needs to be processed in the
3323  * 'packets' array (they have been moved to the beginning of the vector).
3324  *
3325  * If 'md_is_valid' is false, the metadata in 'packets' is not valid and must be
3326  * initialized by this function using 'port_no'.
3327  */
3328 static inline size_t
3329 emc_processing(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd, struct dp_packet **packets,
3330                size_t cnt, struct netdev_flow_key *keys,
3331                struct packet_batch batches[], size_t *n_batches,
3332                bool md_is_valid, odp_port_t port_no)
3333 {
3334     struct emc_cache *flow_cache = &pmd->flow_cache;
3335     struct netdev_flow_key *key = &keys[0];
3336     size_t i, n_missed = 0, n_dropped = 0;
3337
3338     for (i = 0; i < cnt; i++) {
3339         struct dp_netdev_flow *flow;
3340         struct dp_packet *packet = packets[i];
3341
3342         if (OVS_UNLIKELY(dp_packet_size(packet) < ETH_HEADER_LEN)) {
3343             dp_packet_delete(packet);
3344             n_dropped++;
3345             continue;
3346         }
3347
3348         if (i != cnt - 1) {
3349             /* Prefetch next packet data and metadata. */
3350             OVS_PREFETCH(dp_packet_data(packets[i+1]));
3351             pkt_metadata_prefetch_init(&packets[i+1]->md);
3352         }
3353
3354         if (!md_is_valid) {
3355             pkt_metadata_init(&packet->md, port_no);
3356         }
3357         miniflow_extract(packet, &key->mf);
3358         key->len = 0; /* Not computed yet. */
3359         key->hash = dpif_netdev_packet_get_rss_hash(packet, &key->mf);
3360
3361         flow = emc_lookup(flow_cache, key);
3362         if (OVS_LIKELY(flow)) {
3363             dp_netdev_queue_batches(packet, flow, &key->mf, batches,
3364                                     n_batches);
3365         } else {
3366             /* Exact match cache missed. Group missed packets together at
3367              * the beginning of the 'packets' array.  */
3368             packets[n_missed] = packet;
3369             /* 'key[n_missed]' contains the key of the current packet and it
3370              * must be returned to the caller. The next key should be extracted
3371              * to 'keys[n_missed + 1]'. */
3372             key = &keys[++n_missed];
3373         }
3374     }
3375
3376     dp_netdev_count_packet(pmd, DP_STAT_EXACT_HIT, cnt - n_dropped - n_missed);
3377
3378     return n_missed;
3379 }
3380
3381 static inline void
3382 fast_path_processing(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
3383                      struct dp_packet **packets, size_t cnt,
3384                      struct netdev_flow_key *keys,
3385                      struct packet_batch batches[], size_t *n_batches)
3386 {
3387 #if !defined(__CHECKER__) && !defined(_WIN32)
3388     const size_t PKT_ARRAY_SIZE = cnt;
3389 #else
3390     /* Sparse or MSVC doesn't like variable length array. */
3391     enum { PKT_ARRAY_SIZE = NETDEV_MAX_BURST };
3392 #endif
3393     struct dpcls_rule *rules[PKT_ARRAY_SIZE];
3394     struct dp_netdev *dp = pmd->dp;
3395     struct emc_cache *flow_cache = &pmd->flow_cache;
3396     int miss_cnt = 0, lost_cnt = 0;
3397     bool any_miss;
3398     size_t i;
3399
3400     for (i = 0; i < cnt; i++) {
3401         /* Key length is needed in all the cases, hash computed on demand. */
3402         keys[i].len = netdev_flow_key_size(miniflow_n_values(&keys[i].mf));
3403     }
3404     any_miss = !dpcls_lookup(&pmd->cls, keys, rules, cnt);
3405     if (OVS_UNLIKELY(any_miss) && !fat_rwlock_tryrdlock(&dp->upcall_rwlock)) {
3406         uint64_t actions_stub[512 / 8], slow_stub[512 / 8];
3407         struct ofpbuf actions, put_actions;
3408         ovs_u128 ufid;
3409
3410         ofpbuf_use_stub(&actions, actions_stub, sizeof actions_stub);
3411         ofpbuf_use_stub(&put_actions, slow_stub, sizeof slow_stub);
3412
3413         for (i = 0; i < cnt; i++) {
3414             struct dp_netdev_flow *netdev_flow;
3415             struct ofpbuf *add_actions;
3416             struct match match;
3417             int error;
3418
3419             if (OVS_LIKELY(rules[i])) {
3420                 continue;
3421             }
3422
3423             /* It's possible that an earlier slow path execution installed
3424              * a rule covering this flow.  In this case, it's a lot cheaper
3425              * to catch it here than execute a miss. */
3426             netdev_flow = dp_netdev_pmd_lookup_flow(pmd, &keys[i]);
3427             if (netdev_flow) {
3428                 rules[i] = &netdev_flow->cr;
3429                 continue;
3430             }
3431
3432             miss_cnt++;
3433
3434             match.tun_md.valid = false;
3435             miniflow_expand(&keys[i].mf, &match.flow);
3436
3437             ofpbuf_clear(&actions);
3438             ofpbuf_clear(&put_actions);
3439
3440             dpif_flow_hash(dp->dpif, &match.flow, sizeof match.flow, &ufid);
3441             error = dp_netdev_upcall(pmd, packets[i], &match.flow, &match.wc,
3442                                      &ufid, DPIF_UC_MISS, NULL, &actions,
3443                                      &put_actions);
3444             if (OVS_UNLIKELY(error && error != ENOSPC)) {
3445                 dp_packet_delete(packets[i]);
3446                 lost_cnt++;
3447                 continue;
3448             }
3449
3450             /* The Netlink encoding of datapath flow keys cannot express
3451              * wildcarding the presence of a VLAN tag. Instead, a missing VLAN
3452              * tag is interpreted as exact match on the fact that there is no
3453              * VLAN.  Unless we refactor a lot of code that translates between
3454              * Netlink and struct flow representations, we have to do the same
3455              * here. */
3456             if (!match.wc.masks.vlan_tci) {
3457                 match.wc.masks.vlan_tci = htons(0xffff);
3458             }
3459
3460             /* We can't allow the packet batching in the next loop to execute
3461              * the actions.  Otherwise, if there are any slow path actions,
3462              * we'll send the packet up twice. */
3463             dp_netdev_execute_actions(pmd, &packets[i], 1, true,
3464                                       actions.data, actions.size);
3465
3466             add_actions = put_actions.size ? &put_actions : &actions;
3467             if (OVS_LIKELY(error != ENOSPC)) {
3468                 /* XXX: There's a race window where a flow covering this packet
3469                  * could have already been installed since we last did the flow
3470                  * lookup before upcall.  This could be solved by moving the
3471                  * mutex lock outside the loop, but that's an awful long time
3472                  * to be locking everyone out of making flow installs.  If we
3473                  * move to a per-core classifier, it would be reasonable. */
3474                 ovs_mutex_lock(&pmd->flow_mutex);
3475                 netdev_flow = dp_netdev_pmd_lookup_flow(pmd, &keys[i]);
3476                 if (OVS_LIKELY(!netdev_flow)) {
3477                     netdev_flow = dp_netdev_flow_add(pmd, &match, &ufid,
3478                                                      add_actions->data,
3479                                                      add_actions->size);
3480                 }
3481                 ovs_mutex_unlock(&pmd->flow_mutex);
3482
3483                 emc_insert(flow_cache, &keys[i], netdev_flow);
3484             }
3485         }
3486
3487         ofpbuf_uninit(&actions);
3488         ofpbuf_uninit(&put_actions);
3489         fat_rwlock_unlock(&dp->upcall_rwlock);
3490         dp_netdev_count_packet(pmd, DP_STAT_LOST, lost_cnt);
3491     } else if (OVS_UNLIKELY(any_miss)) {
3492         for (i = 0; i < cnt; i++) {
3493             if (OVS_UNLIKELY(!rules[i])) {
3494                 dp_packet_delete(packets[i]);
3495                 lost_cnt++;
3496                 miss_cnt++;
3497             }
3498         }
3499     }
3500
3501     for (i = 0; i < cnt; i++) {
3502         struct dp_packet *packet = packets[i];
3503         struct dp_netdev_flow *flow;
3504
3505         if (OVS_UNLIKELY(!rules[i])) {
3506             continue;
3507         }
3508
3509         flow = dp_netdev_flow_cast(rules[i]);
3510
3511         emc_insert(flow_cache, &keys[i], flow);
3512         dp_netdev_queue_batches(packet, flow, &keys[i].mf, batches, n_batches);
3513     }
3514
3515     dp_netdev_count_packet(pmd, DP_STAT_MASKED_HIT, cnt - miss_cnt);
3516     dp_netdev_count_packet(pmd, DP_STAT_MISS, miss_cnt);
3517     dp_netdev_count_packet(pmd, DP_STAT_LOST, lost_cnt);
3518 }
3519
3520 /* Packets enter the datapath from a port (or from recirculation) here.
3521  *
3522  * For performance reasons a caller may choose not to initialize the metadata
3523  * in 'packets': in this case 'mdinit' is false and this function needs to
3524  * initialize it using 'port_no'.  If the metadata in 'packets' is already
3525  * valid, 'md_is_valid' must be true and 'port_no' will be ignored. */
3526 static void
3527 dp_netdev_input__(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
3528                   struct dp_packet **packets, int cnt,
3529                   bool md_is_valid, odp_port_t port_no)
3530 {
3531 #if !defined(__CHECKER__) && !defined(_WIN32)
3532     const size_t PKT_ARRAY_SIZE = cnt;
3533 #else
3534     /* Sparse or MSVC doesn't like variable length array. */
3535     enum { PKT_ARRAY_SIZE = NETDEV_MAX_BURST };
3536 #endif
3537     struct netdev_flow_key keys[PKT_ARRAY_SIZE];
3538     struct packet_batch batches[PKT_ARRAY_SIZE];
3539     long long now = time_msec();
3540     size_t newcnt, n_batches, i;
3541
3542     n_batches = 0;
3543     newcnt = emc_processing(pmd, packets, cnt, keys, batches, &n_batches,
3544                             md_is_valid, port_no);
3545     if (OVS_UNLIKELY(newcnt)) {
3546         fast_path_processing(pmd, packets, newcnt, keys, batches, &n_batches);
3547     }
3548
3549     for (i = 0; i < n_batches; i++) {
3550         batches[i].flow->batch = NULL;
3551     }
3552
3553     for (i = 0; i < n_batches; i++) {
3554         packet_batch_execute(&batches[i], pmd, now);
3555     }
3556 }
3557
3558 static void
3559 dp_netdev_input(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
3560                 struct dp_packet **packets, int cnt,
3561                 odp_port_t port_no)
3562 {
3563      dp_netdev_input__(pmd, packets, cnt, false, port_no);
3564 }
3565
3566 static void
3567 dp_netdev_recirculate(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
3568                       struct dp_packet **packets, int cnt)
3569 {
3570      dp_netdev_input__(pmd, packets, cnt, true, 0);
3571 }
3572
3573 struct dp_netdev_execute_aux {
3574     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd;
3575 };
3576
3577 static void
3578 dpif_netdev_register_dp_purge_cb(struct dpif *dpif, dp_purge_callback *cb,
3579                                  void *aux)
3580 {
3581     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
3582     dp->dp_purge_aux = aux;
3583     dp->dp_purge_cb = cb;
3584 }
3585
3586 static void
3587 dpif_netdev_register_upcall_cb(struct dpif *dpif, upcall_callback *cb,
3588                                void *aux)
3589 {
3590     struct dp_netdev *dp = get_dp_netdev(dpif);
3591     dp->upcall_aux = aux;
3592     dp->upcall_cb = cb;
3593 }
3594
3595 static void
3596 dp_netdev_drop_packets(struct dp_packet **packets, int cnt, bool may_steal)
3597 {
3598     if (may_steal) {
3599         int i;
3600
3601         for (i = 0; i < cnt; i++) {
3602             dp_packet_delete(packets[i]);
3603         }
3604     }
3605 }
3606
3607 static int
3608 push_tnl_action(const struct dp_netdev *dp,
3609                    const struct nlattr *attr,
3610                    struct dp_packet **packets, int cnt)
3611 {
3612     struct dp_netdev_port *tun_port;
3613     const struct ovs_action_push_tnl *data;
3614
3615     data = nl_attr_get(attr);
3616
3617     tun_port = dp_netdev_lookup_port(dp, u32_to_odp(data->tnl_port));
3618     if (!tun_port) {
3619         return -EINVAL;
3620     }
3621     netdev_push_header(tun_port->netdev, packets, cnt, data);
3622
3623     return 0;
3624 }
3625
3626 static void
3627 dp_netdev_clone_pkt_batch(struct dp_packet **dst_pkts,
3628                           struct dp_packet **src_pkts, int cnt)
3629 {
3630     int i;
3631
3632     for (i = 0; i < cnt; i++) {
3633         dst_pkts[i] = dp_packet_clone(src_pkts[i]);
3634     }
3635 }
3636
3637 static void
3638 dp_execute_cb(void *aux_, struct dp_packet **packets, int cnt,
3639               const struct nlattr *a, bool may_steal)
3640     OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
3641 {
3642     struct dp_netdev_execute_aux *aux = aux_;
3643     uint32_t *depth = recirc_depth_get();
3644     struct dp_netdev_pmd_thread *pmd = aux->pmd;
3645     struct dp_netdev *dp = pmd->dp;
3646     int type = nl_attr_type(a);
3647     struct dp_netdev_port *p;
3648     int i;
3649
3650     switch ((enum ovs_action_attr)type) {
3651     case OVS_ACTION_ATTR_OUTPUT:
3652         p = dp_netdev_lookup_port(dp, u32_to_odp(nl_attr_get_u32(a)));
3653         if (OVS_LIKELY(p)) {
3654             int tx_qid;
3655
3656             atomic_read_relaxed(&pmd->tx_qid, &tx_qid);
3657
3658             netdev_send(p->netdev, tx_qid, packets, cnt, may_steal);
3659             return;
3660         }
3661         break;
3662
3663     case OVS_ACTION_ATTR_TUNNEL_PUSH:
3664         if (*depth < MAX_RECIRC_DEPTH) {
3665             struct dp_packet *tnl_pkt[NETDEV_MAX_BURST];
3666             int err;
3667
3668             if (!may_steal) {
3669                 dp_netdev_clone_pkt_batch(tnl_pkt, packets, cnt);
3670                 packets = tnl_pkt;
3671             }
3672
3673             err = push_tnl_action(dp, a, packets, cnt);
3674             if (!err) {
3675                 (*depth)++;
3676                 dp_netdev_recirculate(pmd, packets, cnt);
3677                 (*depth)--;
3678             } else {
3679                 dp_netdev_drop_packets(tnl_pkt, cnt, !may_steal);
3680             }
3681             return;
3682         }
3683         break;
3684
3685     case OVS_ACTION_ATTR_TUNNEL_POP:
3686         if (*depth < MAX_RECIRC_DEPTH) {
3687             odp_port_t portno = u32_to_odp(nl_attr_get_u32(a));
3688
3689             p = dp_netdev_lookup_port(dp, portno);
3690             if (p) {
3691                 struct dp_packet *tnl_pkt[NETDEV_MAX_BURST];
3692                 int err;
3693
3694                 if (!may_steal) {
3695                    dp_netdev_clone_pkt_batch(tnl_pkt, packets, cnt);
3696                    packets = tnl_pkt;
3697                 }
3698
3699                 err = netdev_pop_header(p->netdev, packets, cnt);
3700                 if (!err) {
3701
3702                     for (i = 0; i < cnt; i++) {
3703                         packets[i]->md.in_port.odp_port = portno;
3704                     }
3705
3706                     (*depth)++;
3707                     dp_netdev_recirculate(pmd, packets, cnt);
3708                     (*depth)--;
3709                 } else {
3710                     dp_netdev_drop_packets(tnl_pkt, cnt, !may_steal);
3711                 }
3712                 return;
3713             }
3714         }
3715         break;
3716
3717     case OVS_ACTION_ATTR_USERSPACE:
3718         if (!fat_rwlock_tryrdlock(&dp->upcall_rwlock)) {
3719             const struct nlattr *userdata;
3720             struct ofpbuf actions;
3721             struct flow flow;
3722             ovs_u128 ufid;
3723
3724             userdata = nl_attr_find_nested(a, OVS_USERSPACE_ATTR_USERDATA);
3725             ofpbuf_init(&actions, 0);
3726
3727             for (i = 0; i < cnt; i++) {
3728                 int error;
3729
3730                 ofpbuf_clear(&actions);
3731
3732                 flow_extract(packets[i], &flow);
3733                 dpif_flow_hash(dp->dpif, &flow, sizeof flow, &ufid);
3734                 error = dp_netdev_upcall(pmd, packets[i], &flow, NULL, &ufid,
3735                                          DPIF_UC_ACTION, userdata,&actions,
3736                                          NULL);
3737                 if (!error || error == ENOSPC) {
3738                     dp_netdev_execute_actions(pmd, &packets[i], 1, may_steal,
3739                                               actions.data, actions.size);
3740                 } else if (may_steal) {
3741                     dp_packet_delete(packets[i]);
3742                 }
3743             }
3744             ofpbuf_uninit(&actions);
3745             fat_rwlock_unlock(&dp->upcall_rwlock);
3746
3747             return;
3748         }
3749         break;
3750
3751     case OVS_ACTION_ATTR_RECIRC:
3752         if (*depth < MAX_RECIRC_DEPTH) {
3753             struct dp_packet *recirc_pkts[NETDEV_MAX_BURST];
3754
3755             if (!may_steal) {
3756                dp_netdev_clone_pkt_batch(recirc_pkts, packets, cnt);
3757                packets = recirc_pkts;
3758             }
3759
3760             for (i = 0; i < cnt; i++) {
3761                 packets[i]->md.recirc_id = nl_attr_get_u32(a);
3762             }
3763
3764             (*depth)++;
3765             dp_netdev_recirculate(pmd, packets, cnt);
3766             (*depth)--;
3767
3768             return;
3769         }
3770
3771         VLOG_WARN("Packet dropped. Max recirculation depth exceeded.");
3772         break;
3773
3774     case OVS_ACTION_ATTR_CT:
3775         /* If a flow with this action is slow-pathed, datapath assistance is
3776          * required to implement it. However, we don't support this action
3777          * in the userspace datapath. */
3778         VLOG_WARN("Cannot execute conntrack action in userspace.");
3779         break;
3780
3781     case OVS_ACTION_ATTR_PUSH_VLAN:
3782     case OVS_ACTION_ATTR_POP_VLAN:
3783     case OVS_ACTION_ATTR_PUSH_MPLS:
3784     case OVS_ACTION_ATTR_POP_MPLS:
3785     case OVS_ACTION_ATTR_SET:
3786     case OVS_ACTION_ATTR_SET_MASKED:
3787     case OVS_ACTION_ATTR_SAMPLE:
3788     case OVS_ACTION_ATTR_HASH:
3789     case OVS_ACTION_ATTR_UNSPEC:
3790     case __OVS_ACTION_ATTR_MAX:
3791         OVS_NOT_REACHED();
3792     }
3793
3794     dp_netdev_drop_packets(packets, cnt, may_steal);
3795 }
3796
3797 static void
3798 dp_netdev_execute_actions(struct dp_netdev_pmd_thread *pmd,
3799                           struct dp_packet **packets, int cnt,
3800                           bool may_steal,
3801                           const struct nlattr *actions, size_t actions_len)
3802 {
3803     struct dp_netdev_execute_aux aux = { pmd };
3804
3805     odp_execute_actions(&aux, packets, cnt, may_steal, actions,
3806                         actions_len, dp_execute_cb);
3807 }
3808
3809 const struct dpif_class dpif_netdev_class = {
3810     "netdev",
3811     dpif_netdev_init,
3812     dpif_netdev_enumerate,
3813     dpif_netdev_port_open_type,
3814     dpif_netdev_open,
3815     dpif_netdev_close,
3816     dpif_netdev_destroy,
3817     dpif_netdev_run,
3818     dpif_netdev_wait,
3819     dpif_netdev_get_stats,
3820     dpif_netdev_port_add,
3821     dpif_netdev_port_del,
3822     dpif_netdev_port_query_by_number,
3823     dpif_netdev_port_query_by_name,
3824     NULL,                       /* port_get_pid */
3825     dpif_netdev_port_dump_start,
3826     dpif_netdev_port_dump_next,
3827     dpif_netdev_port_dump_done,
3828     dpif_netdev_port_poll,
3829     dpif_netdev_port_poll_wait,
3830     dpif_netdev_flow_flush,
3831     dpif_netdev_flow_dump_create,
3832     dpif_netdev_flow_dump_destroy,
3833     dpif_netdev_flow_dump_thread_create,
3834     dpif_netdev_flow_dump_thread_destroy,
3835     dpif_netdev_flow_dump_next,
3836     dpif_netdev_operate,
3837     NULL,                       /* recv_set */
3838     NULL,                       /* handlers_set */
3839     dpif_netdev_pmd_set,
3840     dpif_netdev_queue_to_priority,
3841     NULL,                       /* recv */
3842     NULL,                       /* recv_wait */
3843     NULL,                       /* recv_purge */
3844     dpif_netdev_register_dp_purge_cb,
3845     dpif_netdev_register_upcall_cb,
3846     dpif_netdev_enable_upcall,
3847     dpif_netdev_disable_upcall,
3848     dpif_netdev_get_datapath_version,
3849     NULL,                       /* ct_dump_start */
3850     NULL,                       /* ct_dump_next */
3851     NULL,                       /* ct_dump_done */
3852     NULL,                       /* ct_flush */
3853 };
3854
3855 static void
3856 dpif_dummy_change_port_number(struct unixctl_conn *conn, int argc OVS_UNUSED,
3857                               const char *argv[], void *aux OVS_UNUSED)
3858 {
3859     struct dp_netdev_port *old_port;
3860     struct dp_netdev_port *new_port;
3861     struct dp_netdev *dp;
3862     odp_port_t port_no;
3863
3864     ovs_mutex_lock(&dp_netdev_mutex);
3865     dp = shash_find_data(&dp_netdevs, argv[1]);
3866     if (!dp || !dpif_netdev_class_is_dummy(dp->class)) {
3867         ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
3868         unixctl_command_reply_error(conn, "unknown datapath or not a dummy");
3869         return;
3870     }
3871     ovs_refcount_ref(&dp->ref_cnt);
3872     ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
3873
3874     ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
3875     if (get_port_by_name(dp, argv[2], &old_port)) {
3876         unixctl_command_reply_error(conn, "unknown port");
3877         goto exit;
3878     }
3879
3880     port_no = u32_to_odp(atoi(argv[3]));
3881     if (!port_no || port_no == ODPP_NONE) {
3882         unixctl_command_reply_error(conn, "bad port number");
3883         goto exit;
3884     }
3885     if (dp_netdev_lookup_port(dp, port_no)) {
3886         unixctl_command_reply_error(conn, "port number already in use");
3887         goto exit;
3888     }
3889
3890     /* Remove old port. */
3891     cmap_remove(&dp->ports, &old_port->node, hash_port_no(old_port->port_no));
3892     ovsrcu_postpone(free, old_port);
3893
3894     /* Insert new port (cmap semantics mean we cannot re-insert 'old_port'). */
3895     new_port = xmemdup(old_port, sizeof *old_port);
3896     new_port->port_no = port_no;
3897     cmap_insert(&dp->ports, &new_port->node, hash_port_no(port_no));
3898
3899     seq_change(dp->port_seq);
3900     unixctl_command_reply(conn, NULL);
3901
3902 exit:
3903     ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
3904     dp_netdev_unref(dp);
3905 }
3906
3907 static void
3908 dpif_dummy_delete_port(struct unixctl_conn *conn, int argc OVS_UNUSED,
3909                        const char *argv[], void *aux OVS_UNUSED)
3910 {
3911     struct dp_netdev_port *port;
3912     struct dp_netdev *dp;
3913
3914     ovs_mutex_lock(&dp_netdev_mutex);
3915     dp = shash_find_data(&dp_netdevs, argv[1]);
3916     if (!dp || !dpif_netdev_class_is_dummy(dp->class)) {
3917         ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
3918         unixctl_command_reply_error(conn, "unknown datapath or not a dummy");
3919         return;
3920     }
3921     ovs_refcount_ref(&dp->ref_cnt);
3922     ovs_mutex_unlock(&dp_netdev_mutex);
3923
3924     ovs_mutex_lock(&dp->port_mutex);
3925     if (get_port_by_name(dp, argv[2], &port)) {
3926         unixctl_command_reply_error(conn, "unknown port");
3927     } else if (port->port_no == ODPP_LOCAL) {
3928         unixctl_command_reply_error(conn, "can't delete local port");
3929     } else {
3930         do_del_port(dp, port);
3931         unixctl_command_reply(conn, NULL);
3932     }
3933     ovs_mutex_unlock(&dp->port_mutex);
3934
3935     dp_netdev_unref(dp);
3936 }
3937
3938 static void
3939 dpif_dummy_register__(const char *type)
3940 {
3941     struct dpif_class *class;
3942
3943     class = xmalloc(sizeof *class);
3944     *class = dpif_netdev_class;
3945     class->type = xstrdup(type);
3946     dp_register_provider(class);
3947 }
3948
3949 static void
3950 dpif_dummy_override(const char *type)
3951 {
3952     int error;
3953
3954     /*
3955      * Ignore EAFNOSUPPORT to allow --enable-dummy=system with
3956      * a userland-only build.  It's useful for testsuite.
3957      */
3958     error = dp_unregister_provider(type);
3959     if (error == 0 || error == EAFNOSUPPORT) {
3960         dpif_dummy_register__(type);
3961     }
3962 }
3963
3964 void
3965 dpif_dummy_register(enum dummy_level level)
3966 {
3967     if (level == DUMMY_OVERRIDE_ALL) {
3968         struct sset types;
3969         const char *type;
3970
3971         sset_init(&types);
3972         dp_enumerate_types(&types);
3973         SSET_FOR_EACH (type, &types) {
3974             dpif_dummy_override(type);
3975         }
3976         sset_destroy(&types);
3977     } else if (level == DUMMY_OVERRIDE_SYSTEM) {
3978         dpif_dummy_override("system");
3979     }
3980
3981     dpif_dummy_register__("dummy");
3982
3983     unixctl_command_register("dpif-dummy/change-port-number",
3984                              "dp port new-number",
3985                              3, 3, dpif_dummy_change_port_number, NULL);
3986     unixctl_command_register("dpif-dummy/delete-port", "dp port",
3987                              2, 2, dpif_dummy_delete_port, NULL);
3988 }
3989 \f
3990 /* Datapath Classifier. */
3991
3992 /* A set of rules that all have the same fields wildcarded. */
3993 struct dpcls_subtable {
3994     /* The fields are only used by writers. */
3995     struct cmap_node cmap_node OVS_GUARDED; /* Within dpcls 'subtables_map'. */
3996
3997     /* These fields are accessed by readers. */
3998     struct cmap rules;           /* Contains "struct dpcls_rule"s. */
3999     struct netdev_flow_key mask; /* Wildcards for fields (const). */
4000     /* 'mask' must be the last field, additional space is allocated here. */
4001 };
4002
4003 /* Initializes 'cls' as a classifier that initially contains no classification
4004  * rules. */
4005 static void
4006 dpcls_init(struct dpcls *cls)
4007 {
4008     cmap_init(&cls->subtables_map);
4009     pvector_init(&cls->subtables);
4010 }
4011
4012 static void
4013 dpcls_destroy_subtable(struct dpcls *cls, struct dpcls_subtable *subtable)
4014 {
4015     pvector_remove(&cls->subtables, subtable);
4016     cmap_remove(&cls->subtables_map, &subtable->cmap_node,
4017                 subtable->mask.hash);
4018     cmap_destroy(&subtable->rules);
4019     ovsrcu_postpone(free, subtable);
4020 }
4021
4022 /* Destroys 'cls'.  Rules within 'cls', if any, are not freed; this is the
4023  * caller's responsibility.
4024  * May only be called after all the readers have been terminated. */
4025 static void
4026 dpcls_destroy(struct dpcls *cls)
4027 {
4028     if (cls) {
4029         struct dpcls_subtable *subtable;
4030
4031         CMAP_FOR_EACH (subtable, cmap_node, &cls->subtables_map) {
4032             ovs_assert(cmap_count(&subtable->rules) == 0);
4033             dpcls_destroy_subtable(cls, subtable);
4034         }
4035         cmap_destroy(&cls->subtables_map);
4036         pvector_destroy(&cls->subtables);
4037     }
4038 }
4039
4040 static struct dpcls_subtable *
4041 dpcls_create_subtable(struct dpcls *cls, const struct netdev_flow_key *mask)
4042 {
4043     struct dpcls_subtable *subtable;
4044
4045     /* Need to add one. */
4046     subtable = xmalloc(sizeof *subtable
4047                        - sizeof subtable->mask.mf + mask->len);
4048     cmap_init(&subtable->rules);
4049     netdev_flow_key_clone(&subtable->mask, mask);
4050     cmap_insert(&cls->subtables_map, &subtable->cmap_node, mask->hash);
4051     pvector_insert(&cls->subtables, subtable, 0);
4052     pvector_publish(&cls->subtables);
4053
4054     return subtable;
4055 }
4056
4057 static inline struct dpcls_subtable *
4058 dpcls_find_subtable(struct dpcls *cls, const struct netdev_flow_key *mask)
4059 {
4060     struct dpcls_subtable *subtable;
4061
4062     CMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (subtable, cmap_node, mask->hash,
4063                              &cls->subtables_map) {
4064         if (netdev_flow_key_equal(&subtable->mask, mask)) {
4065             return subtable;
4066         }
4067     }
4068     return dpcls_create_subtable(cls, mask);
4069 }
4070
4071 /* Insert 'rule' into 'cls'. */
4072 static void
4073 dpcls_insert(struct dpcls *cls, struct dpcls_rule *rule,
4074              const struct netdev_flow_key *mask)
4075 {
4076     struct dpcls_subtable *subtable = dpcls_find_subtable(cls, mask);
4077
4078     rule->mask = &subtable->mask;
4079     cmap_insert(&subtable->rules, &rule->cmap_node, rule->flow.hash);
4080 }
4081
4082 /* Removes 'rule' from 'cls', also destructing the 'rule'. */
4083 static void
4084 dpcls_remove(struct dpcls *cls, struct dpcls_rule *rule)
4085 {
4086     struct dpcls_subtable *subtable;
4087
4088     ovs_assert(rule->mask);
4089
4090     INIT_CONTAINER(subtable, rule->mask, mask);
4091
4092     if (cmap_remove(&subtable->rules, &rule->cmap_node, rule->flow.hash)
4093         == 0) {
4094         dpcls_destroy_subtable(cls, subtable);
4095         pvector_publish(&cls->subtables);
4096     }
4097 }
4098
4099 /* Returns true if 'target' satisfies 'key' in 'mask', that is, if each 1-bit
4100  * in 'mask' the values in 'key' and 'target' are the same. */
4101 static inline bool
4102 dpcls_rule_matches_key(const struct dpcls_rule *rule,
4103                        const struct netdev_flow_key *target)
4104 {
4105     const uint64_t *keyp = miniflow_get_values(&rule->flow.mf);
4106     const uint64_t *maskp = miniflow_get_values(&rule->mask->mf);
4107     uint64_t value;
4108
4109     NETDEV_FLOW_KEY_FOR_EACH_IN_FLOWMAP(value, target, rule->flow.mf.map) {
4110         if (OVS_UNLIKELY((value & *maskp++) != *keyp++)) {
4111             return false;
4112         }
4113     }
4114     return true;
4115 }
4116
4117 /* For each miniflow in 'flows' performs a classifier lookup writing the result
4118  * into the corresponding slot in 'rules'.  If a particular entry in 'flows' is
4119  * NULL it is skipped.
4120  *
4121  * This function is optimized for use in the userspace datapath and therefore
4122  * does not implement a lot of features available in the standard
4123  * classifier_lookup() function.  Specifically, it does not implement
4124  * priorities, instead returning any rule which matches the flow.
4125  *
4126  * Returns true if all flows found a corresponding rule. */
4127 static bool
4128 dpcls_lookup(const struct dpcls *cls, const struct netdev_flow_key keys[],
4129              struct dpcls_rule **rules, const size_t cnt)
4130 {
4131     /* The batch size 16 was experimentally found faster than 8 or 32. */
4132     typedef uint16_t map_type;
4133 #define MAP_BITS (sizeof(map_type) * CHAR_BIT)
4134
4135 #if !defined(__CHECKER__) && !defined(_WIN32)
4136     const int N_MAPS = DIV_ROUND_UP(cnt, MAP_BITS);
4137 #else
4138     enum { N_MAPS = DIV_ROUND_UP(NETDEV_MAX_BURST, MAP_BITS) };
4139 #endif
4140     map_type maps[N_MAPS];
4141     struct dpcls_subtable *subtable;
4142
4143     memset(maps, 0xff, sizeof maps);
4144     if (cnt % MAP_BITS) {
4145         maps[N_MAPS - 1] >>= MAP_BITS - cnt % MAP_BITS; /* Clear extra bits. */
4146     }
4147     memset(rules, 0, cnt * sizeof *rules);
4148
4149     PVECTOR_FOR_EACH (subtable, &cls->subtables) {
4150         const struct netdev_flow_key *mkeys = keys;
4151         struct dpcls_rule **mrules = rules;
4152         map_type remains = 0;
4153         int m;
4154
4155         BUILD_ASSERT_DECL(sizeof remains == sizeof *maps);
4156
4157         for (m = 0; m < N_MAPS; m++, mkeys += MAP_BITS, mrules += MAP_BITS) {
4158             uint32_t hashes[MAP_BITS];
4159             const struct cmap_node *nodes[MAP_BITS];
4160             unsigned long map = maps[m];
4161             int i;
4162
4163             if (!map) {
4164                 continue; /* Skip empty maps. */
4165             }
4166
4167             /* Compute hashes for the remaining keys. */
4168             ULLONG_FOR_EACH_1(i, map) {
4169                 hashes[i] = netdev_flow_key_hash_in_mask(&mkeys[i],
4170                                                          &subtable->mask);
4171             }
4172             /* Lookup. */
4173             map = cmap_find_batch(&subtable->rules, map, hashes, nodes);
4174             /* Check results. */
4175             ULLONG_FOR_EACH_1(i, map) {
4176                 struct dpcls_rule *rule;
4177
4178                 CMAP_NODE_FOR_EACH (rule, cmap_node, nodes[i]) {
4179                     if (OVS_LIKELY(dpcls_rule_matches_key(rule, &mkeys[i]))) {
4180                         mrules[i] = rule;
4181                         goto next;
4182                     }
4183                 }
4184                 ULLONG_SET0(map, i);  /* Did not match. */
4185             next:
4186                 ;                     /* Keep Sparse happy. */
4187             }
4188             maps[m] &= ~map;          /* Clear the found rules. */
4189             remains |= maps[m];
4190         }
4191         if (!remains) {
4192             return true;              /* All found. */
4193         }
4194     }
4195     return false;                     /* Some misses. */
4196 }