opendaylight/protocol_plugins/openflow/src/main/java/org/opendaylight/controller/protocol_plugin/openflow/core/internal/SwitchHandler.java

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2013 Cisco Systems, Inc. and others.  All rights reserved.
   3  *
   4  * This program and the accompanying materials are made available under the
   5  * terms of the Eclipse Public License v1.0 which accompanies this distribution,
   6  * and is available at http://www.eclipse.org/legal/epl-v10.html
   7  */
   8
   9 package org.opendaylight.controller.protocol_plugin.openflow.core.internal;
  10
  11 import java.nio.channels.SelectionKey;
  12 import java.nio.channels.Selector;
  13 import java.nio.channels.SocketChannel;
  14 import java.nio.channels.spi.SelectorProvider;
  15 import java.util.ArrayList;
  16 import java.util.Comparator;
  17 import java.util.Date;
  18 import java.util.HashMap;
  19 import java.util.Iterator;
  20 import java.util.List;
  21 import java.util.Map;
  22 import java.util.Set;
  23 import java.util.Timer;
  24 import java.util.TimerTask;
  25 import java.util.concurrent.Callable;
  26 import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
  27 import java.util.concurrent.ExecutorService;
  28 import java.util.concurrent.Executors;
  29 import java.util.concurrent.Future;
  30 import java.util.concurrent.PriorityBlockingQueue;
  31 import java.util.concurrent.RejectedExecutionException;
  32 import java.util.concurrent.TimeUnit;
  33 import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
  34
  35 import org.opendaylight.controller.protocol_plugin.openflow.core.IController;
  36 import org.opendaylight.controller.protocol_plugin.openflow.core.IMessageReadWrite;
  37 import org.opendaylight.controller.protocol_plugin.openflow.core.ISwitch;
  38 import org.openflow.protocol.OFBarrierReply;
  39 import org.openflow.protocol.OFBarrierRequest;
  40 import org.openflow.protocol.OFEchoReply;
  41 import org.openflow.protocol.OFError;
  42 import org.openflow.protocol.OFFeaturesReply;
  43 import org.openflow.protocol.OFFlowMod;
  44 import org.openflow.protocol.OFGetConfigReply;
  45 import org.openflow.protocol.OFMatch;
  46 import org.openflow.protocol.OFMessage;
  47 import org.openflow.protocol.OFPhysicalPort;
  48 import org.openflow.protocol.OFPhysicalPort.OFPortConfig;
  49 import org.openflow.protocol.OFPhysicalPort.OFPortFeatures;
  50 import org.openflow.protocol.OFPhysicalPort.OFPortState;
  51 import org.openflow.protocol.OFPort;
  52 import org.openflow.protocol.OFPortStatus;
  53 import org.openflow.protocol.OFPortStatus.OFPortReason;
  54 import org.openflow.protocol.OFSetConfig;
  55 import org.openflow.protocol.OFStatisticsReply;
  56 import org.openflow.protocol.OFStatisticsRequest;
  57 import org.openflow.protocol.OFType;
  58 import org.openflow.protocol.factory.BasicFactory;
  59 import org.openflow.util.HexString;
  60 import org.slf4j.Logger;
  61 import org.slf4j.LoggerFactory;
  62
  63 public class SwitchHandler implements ISwitch {
  64     private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(SwitchHandler.class);
  65     private static final int SWITCH_LIVENESS_TIMER = 5000;
  66     private static final int switchLivenessTimeout = getSwitchLivenessTimeout();
  67     private final int MESSAGE_RESPONSE_TIMER = 2000;
  68
  69     private final String instanceName;
  70     private final ISwitch thisISwitch;
  71     private final IController core;
  72     private Long sid;
  73     private Integer buffers;
  74     private Integer capabilities;
  75     private Byte tables;
  76     private Integer actions;
  77     private Selector selector;
  78     private final SocketChannel socket;
  79     private final BasicFactory factory;
  80     private final AtomicInteger xid;
  81     private SwitchState state;
  82     private Timer periodicTimer;
  83     private final Map<Short, OFPhysicalPort> physicalPorts;
  84     private final Map<Short, Integer> portBandwidth;
  85     private final Date connectedDate;
  86     private Long lastMsgReceivedTimeStamp;
  87     private Boolean probeSent;
  88     private final ExecutorService executor;
  89     private final ConcurrentHashMap<Integer, Callable<Object>> messageWaitingDone;
  90     private boolean running;
  91     private IMessageReadWrite msgReadWriteService;
  92     private Thread switchHandlerThread;
  93     private Integer responseTimerValue;
  94     private PriorityBlockingQueue<PriorityMessage> transmitQ;
  95     private Thread transmitThread;
  96
  97     private enum SwitchState {
  98         NON_OPERATIONAL(0), WAIT_FEATURES_REPLY(1), WAIT_CONFIG_REPLY(2), OPERATIONAL(3);
  99
 100         private int value;
 101
 102         private SwitchState(int value) {
 103             this.value = value;
 104         }
 105
 106         @SuppressWarnings("unused")
 107         public int value() {
 108             return this.value;
 109         }
 110     }
 111
 112     public SwitchHandler(Controller core, SocketChannel sc, String name) {
 113         this.instanceName = name;
 114         this.thisISwitch = this;
 115         this.sid = (long) 0;
 116         this.buffers = (int) 0;
 117         this.capabilities = (int) 0;
 118         this.tables = (byte) 0;
 119         this.actions = (int) 0;
 120         this.core = core;
 121         this.socket = sc;
 122         this.factory = new BasicFactory();
 123         this.connectedDate = new Date();
 124         this.lastMsgReceivedTimeStamp = connectedDate.getTime();
 125         this.physicalPorts = new HashMap<Short, OFPhysicalPort>();
 126         this.portBandwidth = new HashMap<Short, Integer>();
 127         this.state = SwitchState.NON_OPERATIONAL;
 128         this.probeSent = false;
 129         this.xid = new AtomicInteger(this.socket.hashCode());
 130         this.periodicTimer = null;
 131         this.executor = Executors.newFixedThreadPool(4);
 132         this.messageWaitingDone = new ConcurrentHashMap<Integer, Callable<Object>>();
 133         this.responseTimerValue = MESSAGE_RESPONSE_TIMER;
 134         String rTimer = System.getProperty("of.messageResponseTimer");
 135         if (rTimer != null) {
 136             try {
 137                 responseTimerValue = Integer.decode(rTimer);
 138             } catch (NumberFormatException e) {
 139                 logger.warn("Invalid of.messageResponseTimer: {} use default({})", rTimer, MESSAGE_RESPONSE_TIMER);
 140             }
 141         }
 142     }
 143
 144     public void start() {
 145         try {
 146             startTransmitThread();
 147             setupCommChannel();
 148             sendFirstHello();
 149             startHandlerThread();
 150         } catch (Exception e) {
 151             reportError(e);
 152         }
 153     }
 154
 155     private void startHandlerThread() {
 156         switchHandlerThread = new Thread(new Runnable() {
 157             @Override
 158             public void run() {
 159                 running = true;
 160                 while (running) {
 161                     try {
 162                         // wait for an incoming connection
 163                         selector.select(0);
 164                         Iterator<SelectionKey> selectedKeys = selector.selectedKeys().iterator();
 165                         while (selectedKeys.hasNext()) {
 166                             SelectionKey skey = selectedKeys.next();
 167                             selectedKeys.remove();
 168                             if (skey.isValid() && skey.isWritable()) {
 169                                 resumeSend();
 170                             }
 171                             if (skey.isValid() && skey.isReadable()) {
 172                                 handleMessages();
 173                             }
 174                         }
 175                     } catch (Exception e) {
 176                         reportError(e);
 177                     }
 178                 }
 179             }
 180         }, instanceName);
 181         switchHandlerThread.start();
 182     }
 183
 184     private void stopInternal() {
 185         logger.debug("{} receives stop signal",
 186                 (isOperational() ? HexString.toHexString(sid) : "unknown"));
 187         running = false;
 188         cancelSwitchTimer();
 189         try {
 190             selector.wakeup();
 191             selector.close();
 192         } catch (Exception e) {
 193         }
 194         try {
 195             socket.close();
 196         } catch (Exception e) {
 197         }
 198         try {
 199             msgReadWriteService.stop();
 200         } catch (Exception e) {
 201         }
 202         logger.debug("executor shutdown now");
 203         executor.shutdownNow();
 204
 205         msgReadWriteService = null;
 206     }
 207
 208     public void stop() {
 209         stopInternal();
 210
 211         if (switchHandlerThread != null) {
 212             switchHandlerThread.interrupt();
 213         }
 214         if (transmitThread != null) {
 215             transmitThread.interrupt();
 216         }
 217     }
 218
 219     @Override
 220     public int getNextXid() {
 221         return this.xid.incrementAndGet();
 222     }
 223
 224     /**
 225      * This method puts the message in an outgoing priority queue with normal
 226      * priority. It will be served after high priority messages. The method
 227      * should be used for non-critical messages such as statistics request,
 228      * discovery packets, etc. An unique XID is generated automatically and
 229      * inserted into the message.
 230      *
 231      * @param msg
 232      *            The OF message to be sent
 233      * @return The XID used
 234      */
 235     @Override
 236     public Integer asyncSend(OFMessage msg) {
 237         return asyncSend(msg, getNextXid());
 238     }
 239
 240     private Object syncSend(OFMessage msg, int xid) {
 241         return syncMessageInternal(msg, xid, true);
 242     }
 243
 244     /**
 245      * This method puts the message in an outgoing priority queue with normal
 246      * priority. It will be served after high priority messages. The method
 247      * should be used for non-critical messages such as statistics request,
 248      * discovery packets, etc. The specified XID is inserted into the message.
 249      *
 250      * @param msg
 251      *            The OF message to be Sent
 252      * @param xid
 253      *            The XID to be used in the message
 254      * @return The XID used
 255      */
 256     @Override
 257     public Integer asyncSend(OFMessage msg, int xid) {
 258         msg.setXid(xid);
 259         if (transmitQ != null) {
 260             transmitQ.add(new PriorityMessage(msg, 0));
 261         }
 262         return xid;
 263     }
 264
 265     /**
 266      * This method puts the message in an outgoing priority queue with high
 267      * priority. It will be served first before normal priority messages. The
 268      * method should be used for critical messages such as hello, echo reply
 269      * etc. An unique XID is generated automatically and inserted into the
 270      * message.
 271      *
 272      * @param msg
 273      *            The OF message to be sent
 274      * @return The XID used
 275      */
 276     @Override
 277     public Integer asyncFastSend(OFMessage msg) {
 278         return asyncFastSend(msg, getNextXid());
 279     }
 280
 281     /**
 282      * This method puts the message in an outgoing priority queue with high
 283      * priority. It will be served first before normal priority messages. The
 284      * method should be used for critical messages such as hello, echo reply
 285      * etc. The specified XID is inserted into the message.
 286      *
 287      * @param msg
 288      *            The OF message to be sent
 289      * @return The XID used
 290      */
 291     @Override
 292     public Integer asyncFastSend(OFMessage msg, int xid) {
 293         msg.setXid(xid);
 294         if (transmitQ != null) {
 295             transmitQ.add(new PriorityMessage(msg, 1));
 296         }
 297         return xid;
 298     }
 299
 300     public void resumeSend() {
 301         try {
 302             if (msgReadWriteService != null) {
 303                 msgReadWriteService.resumeSend();
 304             }
 305         } catch (Exception e) {
 306             reportError(e);
 307         }
 308     }
 309
 310     /**
 311      * This method bypasses the transmit queue and sends the message over the
 312      * socket directly. If the input xid is not null, the specified xid is
 313      * inserted into the message. Otherwise, an unique xid is generated
 314      * automatically and inserted into the message.
 315      *
 316      * @param msg
 317      *            Message to be sent
 318      * @param xid
 319      *            Message xid
 320      */
 321     private void asyncSendNow(OFMessage msg, Integer xid) {
 322         if (xid == null) {
 323             xid = getNextXid();
 324         }
 325         msg.setXid(xid);
 326
 327         asyncSendNow(msg);
 328     }
 329
 330     /**
 331      * This method bypasses the transmit queue and sends the message over the
 332      * socket directly.
 333      *
 334      * @param msg
 335      *            Message to be sent
 336      */
 337     private void asyncSendNow(OFMessage msg) {
 338         if (msgReadWriteService == null) {
 339             logger.warn("asyncSendNow: {} is not sent because Message ReadWrite Service is not available.", msg);
 340             return;
 341         }
 342
 343         try {
 344             msgReadWriteService.asyncSend(msg);
 345         } catch (Exception e) {
 346             reportError(e);
 347         }
 348     }
 349
 350     public void handleMessages() {
 351         List<OFMessage> msgs = null;
 352
 353         try {
 354             if (msgReadWriteService != null) {
 355                 msgs = msgReadWriteService.readMessages();
 356             }
 357         } catch (Exception e) {
 358             reportError(e);
 359         }
 360
 361         if (msgs == null) {
 362             logger.info("{} is down", this);
 363             reportSwitchStateChange(false);
 364             return;
 365         }
 366         for (OFMessage msg : msgs) {
 367             logger.trace("Message received: {}", msg);
 368             this.lastMsgReceivedTimeStamp = System.currentTimeMillis();
 369             OFType type = msg.getType();
 370             switch (type) {
 371             case HELLO:
 372                 // send feature request
 373                 OFMessage featureRequest = factory.getMessage(OFType.FEATURES_REQUEST);
 374                 asyncFastSend(featureRequest);
 375                 this.state = SwitchState.WAIT_FEATURES_REPLY;
 376                 startSwitchTimer();
 377                 break;
 378             case ECHO_REQUEST:
 379                 OFEchoReply echoReply = (OFEchoReply) factory.getMessage(OFType.ECHO_REPLY);
 380                 // respond immediately
 381                 asyncSendNow(echoReply, msg.getXid());
 382                 break;
 383             case ECHO_REPLY:
 384                 this.probeSent = false;
 385                 break;
 386             case FEATURES_REPLY:
 387                 processFeaturesReply((OFFeaturesReply) msg);
 388                 break;
 389             case GET_CONFIG_REPLY:
 390                 // make sure that the switch can send the whole packet to the
 391                 // controller
 392                 if (((OFGetConfigReply) msg).getMissSendLength() == (short) 0xffff) {
 393                     this.state = SwitchState.OPERATIONAL;
 394                 }
 395                 break;
 396             case BARRIER_REPLY:
 397                 processBarrierReply((OFBarrierReply) msg);
 398                 break;
 399             case ERROR:
 400                 processErrorReply((OFError) msg);
 401                 break;
 402             case PORT_STATUS:
 403                 processPortStatusMsg((OFPortStatus) msg);
 404                 break;
 405             case STATS_REPLY:
 406                 processStatsReply((OFStatisticsReply) msg);
 407                 break;
 408             case PACKET_IN:
 409                 break;
 410             default:
 411                 break;
 412             } // end of switch
 413             if (isOperational()) {
 414                 ((Controller) core).takeSwitchEventMsg(thisISwitch, msg);
 415             }
 416         } // end of for
 417     }
 418
 419     private void processPortStatusMsg(OFPortStatus msg) {
 420         OFPhysicalPort port = msg.getDesc();
 421         if (msg.getReason() == (byte) OFPortReason.OFPPR_MODIFY.ordinal()) {
 422             updatePhysicalPort(port);
 423         } else if (msg.getReason() == (byte) OFPortReason.OFPPR_ADD.ordinal()) {
 424             updatePhysicalPort(port);
 425         } else if (msg.getReason() == (byte) OFPortReason.OFPPR_DELETE.ordinal()) {
 426             deletePhysicalPort(port);
 427         }
 428
 429     }
 430
 431     private void startSwitchTimer() {
 432         this.periodicTimer = new Timer();
 433         this.periodicTimer.scheduleAtFixedRate(new TimerTask() {
 434             @Override
 435             public void run() {
 436                 try {
 437                     Long now = System.currentTimeMillis();
 438                     if ((now - lastMsgReceivedTimeStamp) > switchLivenessTimeout) {
 439                         if (probeSent) {
 440                             // switch failed to respond to our probe, consider
 441                             // it down
 442                             logger.warn("{} sid {} is idle for too long, disconnect", socket.socket()
 443                                     .getRemoteSocketAddress().toString().split("/")[1], (sid == 0) ? "unknown"
 444                                     : HexString.toHexString(sid));
 445                             reportSwitchStateChange(false);
 446                         } else {
 447                             // send a probe to see if the switch is still alive
 448                             logger.debug("Send idle probe (Echo Request) to {}", this);
 449                             probeSent = true;
 450                             OFMessage echo = factory.getMessage(OFType.ECHO_REQUEST);
 451                             asyncFastSend(echo);
 452                         }
 453                     } else {
 454                         if (state == SwitchState.WAIT_FEATURES_REPLY) {
 455                             // send another features request
 456                             OFMessage request = factory.getMessage(OFType.FEATURES_REQUEST);
 457                             asyncFastSend(request);
 458                         } else {
 459                             if (state == SwitchState.WAIT_CONFIG_REPLY) {
 460                                 // send another config request
 461                                 OFSetConfig config = (OFSetConfig) factory.getMessage(OFType.SET_CONFIG);
 462                                 config.setMissSendLength((short) 0xffff).setLengthU(OFSetConfig.MINIMUM_LENGTH);
 463                                 asyncFastSend(config);
 464                                 OFMessage getConfig = factory.getMessage(OFType.GET_CONFIG_REQUEST);
 465                                 asyncFastSend(getConfig);
 466                             }
 467                         }
 468                     }
 469                 } catch (Exception e) {
 470                     reportError(e);
 471                 }
 472             }
 473         }, SWITCH_LIVENESS_TIMER, SWITCH_LIVENESS_TIMER);
 474     }
 475
 476     private void cancelSwitchTimer() {
 477         if (this.periodicTimer != null) {
 478             this.periodicTimer.cancel();
 479         }
 480     }
 481
 482     private void reportError(Exception e) {
 483         if (!running) {
 484             logger.debug("Caught exception {} while switch {} is shutting down. Skip", e.getMessage(),
 485                     (isOperational() ? HexString.toHexString(sid) : "unknown"));
 486             return;
 487         }
 488         logger.debug("Caught exception: ", e);
 489
 490         // notify core of this error event and disconnect the switch
 491         ((Controller) core).takeSwitchEventError(this);
 492
 493         // clean up some internal states immediately
 494         stopInternal();
 495     }
 496
 497     private void reportSwitchStateChange(boolean added) {
 498         if (added) {
 499             ((Controller) core).takeSwitchEventAdd(this);
 500         } else {
 501             ((Controller) core).takeSwitchEventDelete(this);
 502         }
 503     }
 504
 505     @Override
 506     public Long getId() {
 507         return this.sid;
 508     }
 509
 510     private void processFeaturesReply(OFFeaturesReply reply) {
 511         if (this.state == SwitchState.WAIT_FEATURES_REPLY) {
 512             this.sid = reply.getDatapathId();
 513             this.buffers = reply.getBuffers();
 514             this.capabilities = reply.getCapabilities();
 515             this.tables = reply.getTables();
 516             this.actions = reply.getActions();
 517             // notify core of this error event
 518             for (OFPhysicalPort port : reply.getPorts()) {
 519                 updatePhysicalPort(port);
 520             }
 521             // config the switch to send full data packet
 522             OFSetConfig config = (OFSetConfig) factory.getMessage(OFType.SET_CONFIG);
 523             config.setMissSendLength((short) 0xffff).setLengthU(OFSetConfig.MINIMUM_LENGTH);
 524             asyncFastSend(config);
 525             // send config request to make sure the switch can handle the set
 526             // config
 527             OFMessage getConfig = factory.getMessage(OFType.GET_CONFIG_REQUEST);
 528             asyncFastSend(getConfig);
 529             this.state = SwitchState.WAIT_CONFIG_REPLY;
 530             // inform core that a new switch is now operational
 531             reportSwitchStateChange(true);
 532         }
 533     }
 534
 535     private void updatePhysicalPort(OFPhysicalPort port) {
 536         Short portNumber = port.getPortNumber();
 537         physicalPorts.put(portNumber, port);
 538         portBandwidth
 539                 .put(portNumber,
 540                         port.getCurrentFeatures()
 541                                 & (OFPortFeatures.OFPPF_10MB_FD.getValue() | OFPortFeatures.OFPPF_10MB_HD.getValue()
 542                                         | OFPortFeatures.OFPPF_100MB_FD.getValue()
 543                                         | OFPortFeatures.OFPPF_100MB_HD.getValue()
 544                                         | OFPortFeatures.OFPPF_1GB_FD.getValue()
 545                                         | OFPortFeatures.OFPPF_1GB_HD.getValue() | OFPortFeatures.OFPPF_10GB_FD
 546                                             .getValue()));
 547     }
 548
 549     private void deletePhysicalPort(OFPhysicalPort port) {
 550         Short portNumber = port.getPortNumber();
 551         physicalPorts.remove(portNumber);
 552         portBandwidth.remove(portNumber);
 553     }
 554
 555     @Override
 556     public boolean isOperational() {
 557         return ((this.state == SwitchState.WAIT_CONFIG_REPLY) || (this.state == SwitchState.OPERATIONAL));
 558     }
 559
 560     @Override
 561     public String toString() {
 562         try {
 563             return ("Switch:" + socket.socket().getRemoteSocketAddress().toString().split("/")[1] + " SWID:" + (isOperational() ? HexString
 564                     .toHexString(this.sid) : "unknown"));
 565         } catch (Exception e) {
 566             return (isOperational() ? HexString.toHexString(this.sid) : "unknown");
 567         }
 568
 569     }
 570
 571     @Override
 572     public Date getConnectedDate() {
 573         return this.connectedDate;
 574     }
 575
 576     public String getInstanceName() {
 577         return instanceName;
 578     }
 579
 580     @Override
 581     public Object getStatistics(OFStatisticsRequest req) {
 582         int xid = getNextXid();
 583         StatisticsCollector worker = new StatisticsCollector(this, xid, req);
 584         messageWaitingDone.put(xid, worker);
 585         Future<Object> submit;
 586         Object result = null;
 587         try {
 588             submit = executor.submit(worker);
 589         } catch (RejectedExecutionException re) {
 590             messageWaitingDone.remove(xid);
 591             return result;
 592         }
 593         try {
 594             result = submit.get(responseTimerValue, TimeUnit.MILLISECONDS);
 595             return result;
 596         } catch (Exception e) {
 597             logger.warn("Timeout while waiting for {} replies from {}",
 598                     req.getType(), (isOperational() ? HexString.toHexString(sid) : "unknown"));
 599             result = null; // to indicate timeout has occurred
 600             worker.wakeup();
 601             return result;
 602         }
 603     }
 604
 605     @Override
 606     public Object syncSend(OFMessage msg) {
 607         if (!running) {
 608             logger.debug("Switch is going down, ignore syncSend");
 609             return null;
 610         }
 611         int xid = getNextXid();
 612         return syncSend(msg, xid);
 613     }
 614
 615     /*
 616      * Either a BarrierReply or a OFError is received. If this is a reply for an
 617      * outstanding sync message, wake up associated task so that it can continue
 618      */
 619     private void processBarrierReply(OFBarrierReply msg) {
 620         Integer xid = msg.getXid();
 621         SynchronousMessage worker = (SynchronousMessage) messageWaitingDone.remove(xid);
 622         if (worker == null) {
 623             return;
 624         }
 625         worker.wakeup();
 626     }
 627
 628     private void processErrorReply(OFError errorMsg) {
 629         OFMessage offendingMsg = errorMsg.getOffendingMsg();
 630         Integer xid;
 631         if (offendingMsg != null) {
 632             xid = offendingMsg.getXid();
 633         } else {
 634             xid = errorMsg.getXid();
 635         }
 636         /*
 637          * the error can be a reply to a synchronous message or to a statistic
 638          * request message
 639          */
 640         Callable<?> worker = messageWaitingDone.remove(xid);
 641         if (worker == null) {
 642             return;
 643         }
 644         if (worker instanceof SynchronousMessage) {
 645             ((SynchronousMessage) worker).wakeup(errorMsg);
 646         } else {
 647             ((StatisticsCollector) worker).wakeup(errorMsg);
 648         }
 649     }
 650
 651     private void processStatsReply(OFStatisticsReply reply) {
 652         Integer xid = reply.getXid();
 653         StatisticsCollector worker = (StatisticsCollector) messageWaitingDone.get(xid);
 654         if (worker == null) {
 655             return;
 656         }
 657         if (worker.collect(reply)) {
 658             // if all the stats records are received (collect() returns true)
 659             // then we are done.
 660             messageWaitingDone.remove(xid);
 661             worker.wakeup();
 662         }
 663     }
 664
 665     @Override
 666     public Map<Short, OFPhysicalPort> getPhysicalPorts() {
 667         return this.physicalPorts;
 668     }
 669
 670     @Override
 671     public OFPhysicalPort getPhysicalPort(Short portNumber) {
 672         return this.physicalPorts.get(portNumber);
 673     }
 674
 675     @Override
 676     public Integer getPortBandwidth(Short portNumber) {
 677         return this.portBandwidth.get(portNumber);
 678     }
 679
 680     @Override
 681     public Set<Short> getPorts() {
 682         return this.physicalPorts.keySet();
 683     }
 684
 685     @Override
 686     public Byte getTables() {
 687         return this.tables;
 688     }
 689
 690     @Override
 691     public Integer getActions() {
 692         return this.actions;
 693     }
 694
 695     @Override
 696     public Integer getCapabilities() {
 697         return this.capabilities;
 698     }
 699
 700     @Override
 701     public Integer getBuffers() {
 702         return this.buffers;
 703     }
 704
 705     @Override
 706     public boolean isPortEnabled(short portNumber) {
 707         return isPortEnabled(physicalPorts.get(portNumber));
 708     }
 709
 710     @Override
 711     public boolean isPortEnabled(OFPhysicalPort port) {
 712         if (port == null) {
 713             return false;
 714         }
 715         int portConfig = port.getConfig();
 716         int portState = port.getState();
 717         if ((portConfig & OFPortConfig.OFPPC_PORT_DOWN.getValue()) > 0) {
 718             return false;
 719         }
 720         if ((portState & OFPortState.OFPPS_LINK_DOWN.getValue()) > 0) {
 721             return false;
 722         }
 723         if ((portState & OFPortState.OFPPS_STP_MASK.getValue()) == OFPortState.OFPPS_STP_BLOCK.getValue()) {
 724             return false;
 725         }
 726         return true;
 727     }
 728
 729     @Override
 730     public List<OFPhysicalPort> getEnabledPorts() {
 731         List<OFPhysicalPort> result = new ArrayList<OFPhysicalPort>();
 732         synchronized (this.physicalPorts) {
 733             for (OFPhysicalPort port : physicalPorts.values()) {
 734                 if (isPortEnabled(port)) {
 735                     result.add(port);
 736                 }
 737             }
 738         }
 739         return result;
 740     }
 741
 742     /*
 743      * Transmit thread polls the message out of the priority queue and invokes
 744      * messaging service to transmit it over the socket channel
 745      */
 746     class PriorityMessageTransmit implements Runnable {
 747         @Override
 748         public void run() {
 749             running = true;
 750             while (running) {
 751                 try {
 752                     PriorityMessage pmsg = transmitQ.take();
 753                     msgReadWriteService.asyncSend(pmsg.msg);
 754                     /*
 755                      * If syncReply is set to true, wait for the response back.
 756                      */
 757                     if (pmsg.syncReply) {
 758                         syncMessageInternal(pmsg.msg, pmsg.msg.getXid(), false);
 759                     }
 760                 } catch (InterruptedException ie) {
 761                     reportError(new InterruptedException("PriorityMessageTransmit thread interrupted"));
 762                 } catch (Exception e) {
 763                     reportError(e);
 764                 }
 765             }
 766             transmitQ = null;
 767         }
 768     }
 769
 770     /*
 771      * Setup and start the transmit thread
 772      */
 773     private void startTransmitThread() {
 774         this.transmitQ = new PriorityBlockingQueue<PriorityMessage>(11, new Comparator<PriorityMessage>() {
 775             @Override
 776             public int compare(PriorityMessage p1, PriorityMessage p2) {
 777                 if (p2.priority != p1.priority) {
 778                     return p2.priority - p1.priority;
 779                 } else {
 780                     return (p2.seqNum < p1.seqNum) ? 1 : -1;
 781                 }
 782             }
 783         });
 784         this.transmitThread = new Thread(new PriorityMessageTransmit());
 785         this.transmitThread.start();
 786     }
 787
 788     /*
 789      * Setup communication services
 790      */
 791     private void setupCommChannel() throws Exception {
 792         this.selector = SelectorProvider.provider().openSelector();
 793         this.socket.configureBlocking(false);
 794         this.socket.socket().setTcpNoDelay(true);
 795         this.msgReadWriteService = getMessageReadWriteService();
 796     }
 797
 798     private void sendFirstHello() {
 799         try {
 800             OFMessage msg = factory.getMessage(OFType.HELLO);
 801             asyncFastSend(msg);
 802         } catch (Exception e) {
 803             reportError(e);
 804         }
 805     }
 806
 807     private IMessageReadWrite getMessageReadWriteService() throws Exception {
 808         String str = System.getProperty("secureChannelEnabled");
 809         return ((str != null) && (str.trim().equalsIgnoreCase("true"))) ? new SecureMessageReadWriteService(socket,
 810                 selector) : new MessageReadWriteService(socket, selector);
 811     }
 812
 813     /**
 814      * Send Barrier message synchronously. The caller will be blocked until the
 815      * Barrier reply is received.
 816      */
 817     @Override
 818     public Object syncSendBarrierMessage() {
 819         OFBarrierRequest barrierMsg = new OFBarrierRequest();
 820         return syncSend(barrierMsg);
 821     }
 822
 823     /**
 824      * Send Barrier message asynchronously. The caller is not blocked. The
 825      * Barrier message will be sent in a transmit thread which will be blocked
 826      * until the Barrier reply is received.
 827      */
 828     @Override
 829     public Object asyncSendBarrierMessage() {
 830         if (transmitQ == null) {
 831             return Boolean.FALSE;
 832         }
 833
 834         OFBarrierRequest barrierMsg = new OFBarrierRequest();
 835         int xid = getNextXid();
 836
 837         barrierMsg.setXid(xid);
 838         transmitQ.add(new PriorityMessage(barrierMsg, 0, true));
 839
 840         return Boolean.TRUE;
 841     }
 842
 843     /**
 844      * This method returns the switch liveness timeout value. If controller did
 845      * not receive any message from the switch for such a long period,
 846      * controller will tear down the connection to the switch.
 847      *
 848      * @return The timeout value
 849      */
 850     private static int getSwitchLivenessTimeout() {
 851         String timeout = System.getProperty("of.switchLivenessTimeout");
 852         int rv = 60500;
 853
 854         try {
 855             if (timeout != null) {
 856                 rv = Integer.parseInt(timeout);
 857             }
 858         } catch (Exception e) {
 859         }
 860
 861         return rv;
 862     }
 863
 864     /**
 865      * This method performs synchronous operations for a given message. If
 866      * syncRequest is set to true, the message will be sent out followed by a
 867      * Barrier request message. Then it's blocked until the Barrier rely arrives
 868      * or timeout. If syncRequest is false, it simply skips the message send and
 869      * just waits for the response back.
 870      *
 871      * @param msg
 872      *            Message to be sent
 873      * @param xid
 874      *            Message XID
 875      * @param request
 876      *            If set to true, the message the message will be sent out
 877      *            followed by a Barrier request message. If set to false, it
 878      *            simply skips the sending and just waits for the Barrier reply.
 879      * @return the result
 880      */
 881     private Object syncMessageInternal(OFMessage msg, int xid, boolean syncRequest) {
 882         SynchronousMessage worker = new SynchronousMessage(this, xid, msg, syncRequest);
 883         messageWaitingDone.put(xid, worker);
 884         Object result = null;
 885         Boolean status = false;
 886         Future<Object> submit;
 887         try {
 888            submit = executor.submit(worker);
 889         } catch (RejectedExecutionException re) {
 890             messageWaitingDone.remove(xid);
 891             return result;
 892         }
 893         try {
 894             result = submit.get(responseTimerValue, TimeUnit.MILLISECONDS);
 895             messageWaitingDone.remove(xid);
 896             if (result == null) {
 897                 // if result is null, then it means the switch can handle this
 898                 // message successfully
 899                 // convert the result into a Boolean with value true
 900                 status = true;
 901                 // logger.debug("Successfully send " +
 902                 // msg.getType().toString());
 903                 result = status;
 904             } else {
 905                 // if result is not null, this means the switch can't handle
 906                 // this message
 907                 // the result if OFError already
 908                 if (logger.isDebugEnabled()) {
 909                     logger.debug("Send {} failed --> {}", msg.getType(), (result));
 910                 }
 911             }
 912             return result;
 913         } catch (Exception e) {
 914             logger.warn("Timeout while waiting for {} reply", msg.getType().toString());
 915             // convert the result into a Boolean with value false
 916             status = false;
 917             result = status;
 918             worker.wakeup();
 919             return result;
 920         }
 921     }
 922
 923     @Override
 924     public void deleteAllFlows() {
 925         logger.trace("deleteAllFlows on switch {}", HexString.toHexString(this.sid));
 926         OFMatch match = new OFMatch().setWildcards(OFMatch.OFPFW_ALL);
 927         OFFlowMod flowMod = (OFFlowMod) factory.getMessage(OFType.FLOW_MOD);
 928         flowMod.setMatch(match).setCommand(OFFlowMod.OFPFC_DELETE).setOutPort(OFPort.OFPP_NONE)
 929                 .setLength((short) OFFlowMod.MINIMUM_LENGTH);
 930         asyncFastSend(flowMod);
 931     }
 932 }