netdev: Improve comments on netdev_rxq_recv().
[cascardo/ovs.git] / lib / netdev-provider.h
index 673d3ab..1952a02 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /*
- * Copyright (c) 2009, 2010, 2011, 2012, 2013 Nicira, Inc.
+ * Copyright (c) 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014, 2016 Nicira, Inc.
  *
  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
  * you may not use this file except in compliance with the License.
 
 /* Generic interface to network devices. */
 
+#include "connectivity.h"
 #include "netdev.h"
 #include "list.h"
+#include "ovs-numa.h"
+#include "packets.h"
+#include "seq.h"
 #include "shash.h"
 #include "smap.h"
 
@@ -28,6 +32,8 @@
 extern "C" {
 #endif
 
+#define NETDEV_NUMA_UNSPEC OVS_NUMA_UNSPEC
+
 /* A network device (e.g. an Ethernet device).
  *
  * Network device implementations may read these members but should not modify
@@ -38,30 +44,57 @@ struct netdev {
     const struct netdev_class *netdev_class; /* Functions to control
                                                 this device. */
 
-    /* The following are protected by 'netdev_mutex' (internal to netdev.c). */
+    /* A sequence number which indicates changes in one of 'netdev''s
+     * properties.   It must be nonzero so that users have a value which
+     * they may use as a reset when tracking 'netdev'.
+     *
+     * Minimally, the sequence number is required to change whenever
+     * 'netdev''s flags, features, ethernet address, or carrier changes. */
+    uint64_t change_seq;
+
+    /* The core netdev code initializes these at netdev construction and only
+     * provide read-only access to its client.  Netdev implementations may
+     * modify them. */
+    int n_txq;
+    int n_rxq;
+    /* Number of rx queues requested by user. */
+    int requested_n_rxq;
     int ref_cnt;                        /* Times this devices was opened. */
     struct shash_node *node;            /* Pointer to element in global map. */
-    struct list saved_flags_list; /* Contains "struct netdev_saved_flags". */
+    struct ovs_list saved_flags_list; /* Contains "struct netdev_saved_flags". */
 };
 
+static void
+netdev_change_seq_changed(const struct netdev *netdev_)
+{
+    struct netdev *netdev = CONST_CAST(struct netdev *, netdev_);
+    seq_change(connectivity_seq_get());
+    netdev->change_seq++;
+    if (!netdev->change_seq) {
+        netdev->change_seq++;
+    }
+}
+
 const char *netdev_get_type(const struct netdev *);
 const struct netdev_class *netdev_get_class(const struct netdev *);
 const char *netdev_get_name(const struct netdev *);
 struct netdev *netdev_from_name(const char *name);
 void netdev_get_devices(const struct netdev_class *,
                         struct shash *device_list);
+struct netdev **netdev_get_vports(size_t *size);
 
 /* A data structure for capturing packets received by a network device.
  *
  * Network device implementations may read these members but should not modify
  * them.
  *
- * None of these members change during the lifetime of a struct netdev_rx. */
-struct netdev_rx {
+ * None of these members change during the lifetime of a struct netdev_rxq. */
+struct netdev_rxq {
     struct netdev *netdev;      /* Owns a reference to the netdev. */
+    int queue_id;
 };
 
-struct netdev *netdev_rx_get_netdev(const struct netdev_rx *);
+struct netdev *netdev_rxq_get_netdev(const struct netdev_rxq *);
 
 /* Network device class structure, to be defined by each implementation of a
  * network device.
@@ -77,7 +110,7 @@ struct netdev *netdev_rx_get_netdev(const struct netdev_rx *);
  *
  *   - "struct netdev", which represents a network device.
  *
- *   - "struct netdev_rx", which represents a handle for capturing packets
+ *   - "struct netdev_rxq", which represents a handle for capturing packets
  *     received on a network device
  *
  * Each of these data structures contains all of the implementation-independent
@@ -96,10 +129,10 @@ struct netdev *netdev_rx_get_netdev(const struct netdev_rx *);
  *
  * Four stylized functions accompany each of these data structures:
  *
- *            "alloc"       "construct"       "destruct"       "dealloc"
- *            ------------  ----------------  ---------------  --------------
- * netdev     ->alloc       ->construct       ->destruct       ->dealloc
- * netdev_rx  ->rx_alloc    ->rx_construct    ->rx_destruct    ->rx_dealloc
+ *            "alloc"          "construct"        "destruct"       "dealloc"
+ *            ------------   ----------------  ---------------  --------------
+ * netdev      ->alloc        ->construct        ->destruct        ->dealloc
+ * netdev_rxq  ->rxq_alloc    ->rxq_construct    ->rxq_destruct    ->rxq_dealloc
  *
  * Any instance of a given data structure goes through the following life
  * cycle:
@@ -127,6 +160,9 @@ struct netdev *netdev_rx_get_netdev(const struct netdev_rx *);
  *      implementation must not refer to base or derived state in the data
  *      structure, because it has already been uninitialized.
  *
+ * If netdev support multi-queue IO then netdev->construct should set initialize
+ * netdev->n_rxq to number of queues.
+ *
  * Each "alloc" function allocates and returns a new instance of the respective
  * data structure.  The "alloc" function is not given any information about the
  * use of the new data structure, so it cannot perform much initialization.
@@ -145,7 +181,7 @@ struct netdev *netdev_rx_get_netdev(const struct netdev_rx *);
  * not yet been uninitialized, so the "destruct" function may refer to it.  The
  * "destruct" function is not allowed to fail.
  *
- * Each "dealloc" function frees raw memory that was allocated by the the
+ * Each "dealloc" function frees raw memory that was allocated by the
  * "alloc" function.  The memory's base and derived members might not have ever
  * been initialized (but if "construct" returned successfully, then it has been
  * "destruct"ed already).  The "dealloc" function is not allowed to fail.
@@ -223,17 +259,65 @@ struct netdev_class {
     const struct netdev_tunnel_config *
         (*get_tunnel_config)(const struct netdev *netdev);
 
-    /* Sends the 'size'-byte packet in 'buffer' on 'netdev'.  Returns 0 if
-     * successful, otherwise a positive errno value.  Returns EAGAIN without
-     * blocking if the packet cannot be queued immediately.  Returns EMSGSIZE
-     * if a partial packet was transmitted or if the packet is too big or too
-     * small to transmit on the device.
-     *
-     * The caller retains ownership of 'buffer' in all cases.
-     *
-     * The network device is expected to maintain a packet transmission queue,
-     * so that the caller does not ordinarily have to do additional queuing of
-     * packets.
+    /* Build Partial Tunnel header.  Ethernet and ip header is already built,
+     * build_header() is suppose build protocol specific part of header. */
+    int (*build_header)(const struct netdev *, struct ovs_action_push_tnl *data,
+                        const struct flow *tnl_flow);
+
+    /* build_header() can not build entire header for all packets for given
+     * flow.  Push header is called for packet to build header specific to
+     * a packet on actual transmit.  It uses partial header build by
+     * build_header() which is passed as data. */
+    void (*push_header)(struct dp_packet *packet,
+                        const struct ovs_action_push_tnl *data);
+
+    /* Pop tunnel header from packet, build tunnel metadata and resize packet
+     * for further processing. */
+    int (*pop_header)(struct dp_packet *packet);
+
+    /* Returns the id of the numa node the 'netdev' is on.  If there is no
+     * such info, returns NETDEV_NUMA_UNSPEC. */
+    int (*get_numa_id)(const struct netdev *netdev);
+
+    /* Configures the number of tx queues and rx queues of 'netdev'.
+     * Return 0 if successful, otherwise a positive errno value.
+     *
+     * 'n_rxq' specifies the maximum number of receive queues to create.
+     * The netdev provider might choose to create less (e.g. if the hardware
+     * supports only a smaller number).  The actual number of queues created
+     * is stored in the 'netdev->n_rxq' field.
+     *
+     * 'n_txq' specifies the exact number of transmission queues to create.
+     * The caller will call netdev_send() concurrently from 'n_txq' different
+     * threads (with different qid).  The netdev provider is responsible for
+     * making sure that these concurrent calls do not create a race condition
+     * by using multiple hw queues or locking.
+     *
+     * On error, the tx queue and rx queue configuration is indeterminant.
+     * Caller should make decision on whether to restore the previous or
+     * the default configuration.  Also, caller must make sure there is no
+     * other thread accessing the queues at the same time. */
+    int (*set_multiq)(struct netdev *netdev, unsigned int n_txq,
+                      unsigned int n_rxq);
+
+    /* Sends buffers on 'netdev'.
+     * Returns 0 if successful (for every buffer), otherwise a positive errno
+     * value.  Returns EAGAIN without blocking if one or more packets cannot be
+     * queued immediately. Returns EMSGSIZE if a partial packet was transmitted
+     * or if a packet is too big or too small to transmit on the device.
+     *
+     * If the function returns a non-zero value, some of the packets might have
+     * been sent anyway.
+     *
+     * If 'may_steal' is false, the caller retains ownership of all the
+     * packets.  If 'may_steal' is true, the caller transfers ownership of all
+     * the packets to the network device, regardless of success.
+     *
+     * The network device is expected to maintain one or more packet
+     * transmission queues, so that the caller does not ordinarily have to
+     * do additional queuing of packets.  'qid' specifies the queue to use
+     * and can be ignored if the implementation does not support multiple
+     * queues.
      *
      * May return EOPNOTSUPP if a network device does not implement packet
      * transmission through this interface.  This function may be set to null
@@ -241,28 +325,31 @@ struct netdev_class {
      * network device from being usefully used by the netdev-based "userspace
      * datapath".  It will also prevent the OVS implementation of bonding from
      * working properly over 'netdev'.) */
-    int (*send)(struct netdev *netdev, const void *buffer, size_t size);
+    int (*send)(struct netdev *netdev, int qid, struct dp_packet **buffers,
+                int cnt, bool may_steal);
 
     /* Registers with the poll loop to wake up from the next call to
      * poll_block() when the packet transmission queue for 'netdev' has
      * sufficient room to transmit a packet with netdev_send().
      *
-     * The network device is expected to maintain a packet transmission queue,
-     * so that the caller does not ordinarily have to do additional queuing of
-     * packets.  Thus, this function is unlikely to ever be useful.
+     * The network device is expected to maintain one or more packet
+     * transmission queues, so that the caller does not ordinarily have to
+     * do additional queuing of packets.  'qid' specifies the queue to use
+     * and can be ignored if the implementation does not support multiple
+     * queues.
      *
      * May be null if not needed, such as for a network device that does not
      * implement packet transmission through the 'send' member function. */
-    void (*send_wait)(struct netdev *netdev);
+    void (*send_wait)(struct netdev *netdev, int qid);
 
     /* Sets 'netdev''s Ethernet address to 'mac' */
-    int (*set_etheraddr)(struct netdev *netdev, const uint8_t mac[6]);
+    int (*set_etheraddr)(struct netdev *netdev, const struct eth_addr mac);
 
     /* Retrieves 'netdev''s Ethernet address into 'mac'.
      *
      * This address will be advertised as 'netdev''s MAC address through the
      * OpenFlow protocol, among other uses. */
-    int (*get_etheraddr)(const struct netdev *netdev, uint8_t mac[6]);
+    int (*get_etheraddr)(const struct netdev *netdev, struct eth_addr *mac);
 
     /* Retrieves 'netdev''s MTU into '*mtup'.
      *
@@ -311,7 +398,7 @@ struct netdev_class {
 
     /* Forces ->get_carrier() to poll 'netdev''s MII registers for link status
      * instead of checking 'netdev''s carrier.  'netdev''s MII registers will
-     * be polled once ever 'interval' milliseconds.  If 'netdev' does not
+     * be polled once every 'interval' milliseconds.  If 'netdev' does not
      * support MII, another method may be used as a fallback.  If 'interval' is
      * less than or equal to zero, reverts ->get_carrier() to its normal
      * behavior.
@@ -328,14 +415,6 @@ struct netdev_class {
      * (UINT64_MAX). */
     int (*get_stats)(const struct netdev *netdev, struct netdev_stats *);
 
-    /* Sets the device stats for 'netdev' to 'stats'.
-     *
-     * Most network devices won't support this feature and will set this
-     * function pointer to NULL, which is equivalent to returning EOPNOTSUPP.
-     *
-     * Some network devices might only allow setting their stats to 0. */
-    int (*set_stats)(struct netdev *netdev, const struct netdev_stats *);
-
     /* Stores the features supported by 'netdev' into each of '*current',
      * '*advertised', '*supported', and '*peer'.  Each value is a bitmap of
      * NETDEV_F_* bits.
@@ -576,11 +655,11 @@ struct netdev_class {
      * anyhow. */
     int (*add_router)(struct netdev *netdev, struct in_addr router);
 
-    /* Looks up the next hop for 'host'.  If successful, stores the next hop
-     * gateway's address (0 if 'host' is on a directly connected network) in
-     * '*next_hop' and a copy of the name of the device to reach 'host' in
-     * '*netdev_name', and returns 0.  The caller is responsible for freeing
-     * '*netdev_name' (by calling free()).
+    /* Looks up the next hop for 'host' in the host's routing table.  If
+     * successful, stores the next hop gateway's address (0 if 'host' is on a
+     * directly connected network) in '*next_hop' and a copy of the name of the
+     * device to reach 'host' in '*netdev_name', and returns 0.  The caller is
+     * responsible for freeing '*netdev_name' (by calling free()).
      *
      * This function may be set to null if it would always return EOPNOTSUPP
      * anyhow. */
@@ -608,7 +687,7 @@ struct netdev_class {
      * This function may be set to null if it would always return EOPNOTSUPP
      * anyhow. */
     int (*arp_lookup)(const struct netdev *netdev, ovs_be32 ip,
-                      uint8_t mac[6]);
+                      struct eth_addr *mac);
 
     /* Retrieves the current set of flags on 'netdev' into '*old_flags'.  Then,
      * turns off the flags that are set to 1 in 'off' and turns on the flags
@@ -620,61 +699,61 @@ struct netdev_class {
     int (*update_flags)(struct netdev *netdev, enum netdev_flags off,
                         enum netdev_flags on, enum netdev_flags *old_flags);
 
-/* ## ------------------- ## */
-/* ## netdev_rx Functions ## */
-/* ## ------------------- ## */
+/* ## -------------------- ## */
+/* ## netdev_rxq Functions ## */
+/* ## -------------------- ## */
 
 /* If a particular netdev class does not support receiving packets, all these
  * function pointers must be NULL. */
 
-    /* Life-cycle functions for a netdev_rx.  See the large comment above on
+    /* Life-cycle functions for a netdev_rxq.  See the large comment above on
      * struct netdev_class. */
-    struct netdev_rx *(*rx_alloc)(void);
-    int (*rx_construct)(struct netdev_rx *);
-    void (*rx_destruct)(struct netdev_rx *);
-    void (*rx_dealloc)(struct netdev_rx *);
-
-    /* Attempts to receive a packet from 'rx' into the tailroom of 'buffer',
-     * which should initially be empty.  If successful, returns 0 and
-     * increments 'buffer->size' by the number of bytes in the received packet,
-     * otherwise a positive errno value.  Returns EAGAIN immediately if no
-     * packet is ready to be received.
-     *
-     * Must return EMSGSIZE, and discard the packet, if the received packet
-     * is longer than 'ofpbuf_tailroom(buffer)'.
-     *
-     * Implementations may make use of VLAN_HEADER_LEN bytes of tailroom to
-     * add a VLAN header which is obtained out-of-band to the packet. If
-     * this occurs then VLAN_HEADER_LEN bytes of tailroom will no longer be
-     * available for the packet, otherwise it may be used for the packet
-     * itself.
-     *
-     * It is advised that the tailroom of 'buffer' should be
-     * VLAN_HEADER_LEN bytes longer than the MTU to allow space for an
-     * out-of-band VLAN header to be added to the packet.
-     *
-     * This function may be set to null if it would always return EOPNOTSUPP
-     * anyhow. */
-    int (*rx_recv)(struct netdev_rx *rx, struct ofpbuf *buffer);
+    struct netdev_rxq *(*rxq_alloc)(void);
+    int (*rxq_construct)(struct netdev_rxq *);
+    void (*rxq_destruct)(struct netdev_rxq *);
+    void (*rxq_dealloc)(struct netdev_rxq *);
+
+    /* Attempts to receive a batch of packets from 'rx'.  The caller supplies
+     * 'pkts' as the pointer to the beginning of an array of MAX_RX_BATCH
+     * pointers to dp_packet.  If successful, the implementation stores
+     * pointers to up to MAX_RX_BATCH dp_packets into the array, transferring
+     * ownership of the packets to the caller, stores the number of received
+     * packets into '*cnt', and returns 0.
+     *
+     * The implementation does not necessarily initialize any non-data members
+     * of 'pkts'.  That is, the caller must initialize layer pointers and
+     * metadata itself, if desired, e.g. with pkt_metadata_init() and
+     * miniflow_extract().
+     *
+     * Implementations should allocate buffers with DP_NETDEV_HEADROOM bytes of
+     * headroom.
+     *
+     * Returns EAGAIN immediately if no packet is ready to be received or
+     * another positive errno value if an error was encountered. */
+    int (*rxq_recv)(struct netdev_rxq *rx, struct dp_packet **pkts,
+                    int *cnt);
 
     /* Registers with the poll loop to wake up from the next call to
-     * poll_block() when a packet is ready to be received with netdev_rx_recv()
-     * on 'rx'. */
-    void (*rx_wait)(struct netdev_rx *rx);
+     * poll_block() when a packet is ready to be received with
+     * netdev_rxq_recv() on 'rx'. */
+    void (*rxq_wait)(struct netdev_rxq *rx);
 
     /* Discards all packets waiting to be received from 'rx'. */
-    int (*rx_drain)(struct netdev_rx *rx);
+    int (*rxq_drain)(struct netdev_rxq *rx);
 };
 
 int netdev_register_provider(const struct netdev_class *);
 int netdev_unregister_provider(const char *type);
 
-extern const struct netdev_class netdev_linux_class;
-extern const struct netdev_class netdev_internal_class;
-extern const struct netdev_class netdev_tap_class;
 #if defined(__FreeBSD__) || defined(__NetBSD__)
 extern const struct netdev_class netdev_bsd_class;
+#elif defined(_WIN32)
+extern const struct netdev_class netdev_windows_class;
+#else
+extern const struct netdev_class netdev_linux_class;
 #endif
+extern const struct netdev_class netdev_internal_class;
+extern const struct netdev_class netdev_tap_class;
 
 #ifdef  __cplusplus
 }