Add support for connection tracking.
[cascardo/ovs.git] / lib / flow.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2008, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014, 2015 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 #include <config.h>
17 #include <sys/types.h>
18 #include "flow.h"
19 #include <errno.h>
20 #include <inttypes.h>
21 #include <limits.h>
22 #include <netinet/in.h>
23 #include <netinet/icmp6.h>
24 #include <netinet/ip6.h>
25 #include <stdint.h>
26 #include <stdlib.h>
27 #include <string.h>
28 #include "byte-order.h"
29 #include "coverage.h"
30 #include "csum.h"
31 #include "dynamic-string.h"
32 #include "hash.h"
33 #include "jhash.h"
34 #include "match.h"
35 #include "dp-packet.h"
36 #include "openflow/openflow.h"
37 #include "packets.h"
38 #include "odp-util.h"
39 #include "random.h"
40 #include "unaligned.h"
41
42 COVERAGE_DEFINE(flow_extract);
43 COVERAGE_DEFINE(miniflow_malloc);
44
45 /* U64 indices for segmented flow classification. */
46 const uint8_t flow_segment_u64s[4] = {
47     FLOW_SEGMENT_1_ENDS_AT / sizeof(uint64_t),
48     FLOW_SEGMENT_2_ENDS_AT / sizeof(uint64_t),
49     FLOW_SEGMENT_3_ENDS_AT / sizeof(uint64_t),
50     FLOW_U64S
51 };
52
53 /* Asserts that field 'f1' follows immediately after 'f0' in struct flow,
54  * without any intervening padding. */
55 #define ASSERT_SEQUENTIAL(f0, f1)                       \
56     BUILD_ASSERT_DECL(offsetof(struct flow, f0)         \
57                       + MEMBER_SIZEOF(struct flow, f0)  \
58                       == offsetof(struct flow, f1))
59
60 /* Asserts that fields 'f0' and 'f1' are in the same 32-bit aligned word within
61  * struct flow. */
62 #define ASSERT_SAME_WORD(f0, f1)                        \
63     BUILD_ASSERT_DECL(offsetof(struct flow, f0) / 4     \
64                       == offsetof(struct flow, f1) / 4)
65
66 /* Asserts that 'f0' and 'f1' are both sequential and within the same 32-bit
67  * aligned word in struct flow. */
68 #define ASSERT_SEQUENTIAL_SAME_WORD(f0, f1)     \
69     ASSERT_SEQUENTIAL(f0, f1);                  \
70     ASSERT_SAME_WORD(f0, f1)
71
72 /* miniflow_extract() assumes the following to be true to optimize the
73  * extraction process. */
74 ASSERT_SEQUENTIAL_SAME_WORD(dl_type, vlan_tci);
75
76 ASSERT_SEQUENTIAL_SAME_WORD(nw_frag, nw_tos);
77 ASSERT_SEQUENTIAL_SAME_WORD(nw_tos, nw_ttl);
78 ASSERT_SEQUENTIAL_SAME_WORD(nw_ttl, nw_proto);
79
80 /* TCP flags in the middle of a BE64, zeroes in the other half. */
81 BUILD_ASSERT_DECL(offsetof(struct flow, tcp_flags) % 8 == 4);
82
83 #if WORDS_BIGENDIAN
84 #define TCP_FLAGS_BE32(tcp_ctl) ((OVS_FORCE ovs_be32)TCP_FLAGS_BE16(tcp_ctl) \
85                                  << 16)
86 #else
87 #define TCP_FLAGS_BE32(tcp_ctl) ((OVS_FORCE ovs_be32)TCP_FLAGS_BE16(tcp_ctl))
88 #endif
89
90 ASSERT_SEQUENTIAL_SAME_WORD(tp_src, tp_dst);
91
92 /* Removes 'size' bytes from the head end of '*datap', of size '*sizep', which
93  * must contain at least 'size' bytes of data.  Returns the first byte of data
94  * removed. */
95 static inline const void *
96 data_pull(const void **datap, size_t *sizep, size_t size)
97 {
98     const char *data = *datap;
99     *datap = data + size;
100     *sizep -= size;
101     return data;
102 }
103
104 /* If '*datap' has at least 'size' bytes of data, removes that many bytes from
105  * the head end of '*datap' and returns the first byte removed.  Otherwise,
106  * returns a null pointer without modifying '*datap'. */
107 static inline const void *
108 data_try_pull(const void **datap, size_t *sizep, size_t size)
109 {
110     return OVS_LIKELY(*sizep >= size) ? data_pull(datap, sizep, size) : NULL;
111 }
112
113 /* Context for pushing data to a miniflow. */
114 struct mf_ctx {
115     struct flowmap map;
116     uint64_t *data;
117     uint64_t * const end;
118 };
119
120 /* miniflow_push_* macros allow filling in a miniflow data values in order.
121  * Assertions are needed only when the layout of the struct flow is modified.
122  * 'ofs' is a compile-time constant, which allows most of the code be optimized
123  * away.  Some GCC versions gave warnings on ALWAYS_INLINE, so these are
124  * defined as macros. */
125
126 #if (FLOW_WC_SEQ != 34)
127 #define MINIFLOW_ASSERT(X) ovs_assert(X)
128 BUILD_MESSAGE("FLOW_WC_SEQ changed: miniflow_extract() will have runtime "
129                "assertions enabled. Consider updating FLOW_WC_SEQ after "
130                "testing")
131 #else
132 #define MINIFLOW_ASSERT(X)
133 #endif
134
135 /* True if 'IDX' and higher bits are not set. */
136 #define ASSERT_FLOWMAP_NOT_SET(FM, IDX)                                 \
137 {                                                                       \
138     MINIFLOW_ASSERT(!((FM)->bits[(IDX) / MAP_T_BITS] &                  \
139                       (FLOWMAP_MAX << ((IDX) % MAP_T_BITS))));          \
140     for (size_t i = (IDX) / MAP_T_BITS + 1; i < FLOWMAP_UNITS; i++) {   \
141         MINIFLOW_ASSERT(!(FM)->bits[i]);                                \
142     }                                                                   \
143 }
144
145 #define miniflow_set_map(MF, OFS)            \
146     {                                        \
147     ASSERT_FLOWMAP_NOT_SET(&MF.map, (OFS));  \
148     flowmap_set(&MF.map, (OFS), 1);          \
149 }
150
151 #define miniflow_assert_in_map(MF, OFS)             \
152     MINIFLOW_ASSERT(FLOWMAP_IS_SET(MF.map, (OFS))); \
153     ASSERT_FLOWMAP_NOT_SET(&MF.map, (OFS) + 1)
154
155 #define miniflow_push_uint64_(MF, OFS, VALUE)              \
156 {                                                          \
157     MINIFLOW_ASSERT(MF.data < MF.end && (OFS) % 8 == 0);   \
158     *MF.data++ = VALUE;                                    \
159     miniflow_set_map(MF, OFS / 8);                         \
160 }
161
162 #define miniflow_push_be64_(MF, OFS, VALUE)                     \
163     miniflow_push_uint64_(MF, OFS, (OVS_FORCE uint64_t)(VALUE))
164
165 #define miniflow_push_uint32_(MF, OFS, VALUE)   \
166     {                                           \
167     MINIFLOW_ASSERT(MF.data < MF.end);          \
168                                                 \
169     if ((OFS) % 8 == 0) {                       \
170         miniflow_set_map(MF, OFS / 8);          \
171         *(uint32_t *)MF.data = VALUE;           \
172     } else if ((OFS) % 8 == 4) {                \
173         miniflow_assert_in_map(MF, OFS / 8);    \
174         *((uint32_t *)MF.data + 1) = VALUE;     \
175         MF.data++;                              \
176     }                                           \
177 }
178
179 #define miniflow_push_be32_(MF, OFS, VALUE)                     \
180     miniflow_push_uint32_(MF, OFS, (OVS_FORCE uint32_t)(VALUE))
181
182 #define miniflow_push_uint16_(MF, OFS, VALUE)   \
183 {                                               \
184     MINIFLOW_ASSERT(MF.data < MF.end);          \
185                                                 \
186     if ((OFS) % 8 == 0) {                       \
187         miniflow_set_map(MF, OFS / 8);          \
188         *(uint16_t *)MF.data = VALUE;           \
189     } else if ((OFS) % 8 == 2) {                \
190         miniflow_assert_in_map(MF, OFS / 8);    \
191         *((uint16_t *)MF.data + 1) = VALUE;     \
192     } else if ((OFS) % 8 == 4) {                \
193         miniflow_assert_in_map(MF, OFS / 8);    \
194         *((uint16_t *)MF.data + 2) = VALUE;     \
195     } else if ((OFS) % 8 == 6) {                \
196         miniflow_assert_in_map(MF, OFS / 8);    \
197         *((uint16_t *)MF.data + 3) = VALUE;     \
198         MF.data++;                              \
199     }                                           \
200 }
201
202 #define miniflow_pad_to_64_(MF, OFS)                            \
203 {                                                               \
204     MINIFLOW_ASSERT((OFS) % 8 != 0);                            \
205     miniflow_assert_in_map(MF, OFS / 8);                        \
206                                                                 \
207     memset((uint8_t *)MF.data + (OFS) % 8, 0, 8 - (OFS) % 8);   \
208     MF.data++;                                                  \
209 }
210
211 #define miniflow_push_be16_(MF, OFS, VALUE)                     \
212     miniflow_push_uint16_(MF, OFS, (OVS_FORCE uint16_t)VALUE);
213
214 #define miniflow_set_maps(MF, OFS, N_WORDS)                     \
215 {                                                               \
216     size_t ofs = (OFS);                                         \
217     size_t n_words = (N_WORDS);                                 \
218                                                                 \
219     MINIFLOW_ASSERT(n_words && MF.data + n_words <= MF.end);    \
220     ASSERT_FLOWMAP_NOT_SET(&MF.map, ofs);                       \
221     flowmap_set(&MF.map, ofs, n_words);                         \
222 }
223
224 /* Data at 'valuep' may be unaligned. */
225 #define miniflow_push_words_(MF, OFS, VALUEP, N_WORDS)          \
226 {                                                               \
227     MINIFLOW_ASSERT((OFS) % 8 == 0);                            \
228     miniflow_set_maps(MF, (OFS) / 8, (N_WORDS));                \
229     memcpy(MF.data, (VALUEP), (N_WORDS) * sizeof *MF.data);     \
230     MF.data += (N_WORDS);                                       \
231 }
232
233 /* Push 32-bit words padded to 64-bits. */
234 #define miniflow_push_words_32_(MF, OFS, VALUEP, N_WORDS)               \
235 {                                                                       \
236     miniflow_set_maps(MF, (OFS) / 8, DIV_ROUND_UP(N_WORDS, 2));         \
237     memcpy(MF.data, (VALUEP), (N_WORDS) * sizeof(uint32_t));            \
238     MF.data += DIV_ROUND_UP(N_WORDS, 2);                                \
239     if ((N_WORDS) & 1) {                                                \
240         *((uint32_t *)MF.data - 1) = 0;                                 \
241     }                                                                   \
242 }
243
244 /* Data at 'valuep' may be unaligned. */
245 /* MACs start 64-aligned, and must be followed by other data or padding. */
246 #define miniflow_push_macs_(MF, OFS, VALUEP)                    \
247 {                                                               \
248     miniflow_set_maps(MF, (OFS) / 8, 2);                        \
249     memcpy(MF.data, (VALUEP), 2 * ETH_ADDR_LEN);                \
250     MF.data += 1;                   /* First word only. */      \
251 }
252
253 #define miniflow_push_uint32(MF, FIELD, VALUE)                      \
254     miniflow_push_uint32_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUE)
255
256 #define miniflow_push_be32(MF, FIELD, VALUE)                        \
257     miniflow_push_be32_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUE)
258
259 #define miniflow_push_uint16(MF, FIELD, VALUE)                      \
260     miniflow_push_uint16_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUE)
261
262 #define miniflow_push_be16(MF, FIELD, VALUE)                        \
263     miniflow_push_be16_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUE)
264
265 #define miniflow_pad_to_64(MF, FIELD)                       \
266     miniflow_pad_to_64_(MF, offsetof(struct flow, FIELD))
267
268 #define miniflow_push_words(MF, FIELD, VALUEP, N_WORDS)                 \
269     miniflow_push_words_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUEP, N_WORDS)
270
271 #define miniflow_push_words_32(MF, FIELD, VALUEP, N_WORDS)              \
272     miniflow_push_words_32_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUEP, N_WORDS)
273
274 #define miniflow_push_macs(MF, FIELD, VALUEP)                       \
275     miniflow_push_macs_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUEP)
276
277 /* Pulls the MPLS headers at '*datap' and returns the count of them. */
278 static inline int
279 parse_mpls(const void **datap, size_t *sizep)
280 {
281     const struct mpls_hdr *mh;
282     int count = 0;
283
284     while ((mh = data_try_pull(datap, sizep, sizeof *mh))) {
285         count++;
286         if (mh->mpls_lse.lo & htons(1 << MPLS_BOS_SHIFT)) {
287             break;
288         }
289     }
290     return MIN(count, FLOW_MAX_MPLS_LABELS);
291 }
292
293 static inline ovs_be16
294 parse_vlan(const void **datap, size_t *sizep)
295 {
296     const struct eth_header *eth = *datap;
297
298     struct qtag_prefix {
299         ovs_be16 eth_type;      /* ETH_TYPE_VLAN */
300         ovs_be16 tci;
301     };
302
303     data_pull(datap, sizep, ETH_ADDR_LEN * 2);
304
305     if (eth->eth_type == htons(ETH_TYPE_VLAN)) {
306         if (OVS_LIKELY(*sizep
307                        >= sizeof(struct qtag_prefix) + sizeof(ovs_be16))) {
308             const struct qtag_prefix *qp = data_pull(datap, sizep, sizeof *qp);
309             return qp->tci | htons(VLAN_CFI);
310         }
311     }
312     return 0;
313 }
314
315 static inline ovs_be16
316 parse_ethertype(const void **datap, size_t *sizep)
317 {
318     const struct llc_snap_header *llc;
319     ovs_be16 proto;
320
321     proto = *(ovs_be16 *) data_pull(datap, sizep, sizeof proto);
322     if (OVS_LIKELY(ntohs(proto) >= ETH_TYPE_MIN)) {
323         return proto;
324     }
325
326     if (OVS_UNLIKELY(*sizep < sizeof *llc)) {
327         return htons(FLOW_DL_TYPE_NONE);
328     }
329
330     llc = *datap;
331     if (OVS_UNLIKELY(llc->llc.llc_dsap != LLC_DSAP_SNAP
332                      || llc->llc.llc_ssap != LLC_SSAP_SNAP
333                      || llc->llc.llc_cntl != LLC_CNTL_SNAP
334                      || memcmp(llc->snap.snap_org, SNAP_ORG_ETHERNET,
335                                sizeof llc->snap.snap_org))) {
336         return htons(FLOW_DL_TYPE_NONE);
337     }
338
339     data_pull(datap, sizep, sizeof *llc);
340
341     if (OVS_LIKELY(ntohs(llc->snap.snap_type) >= ETH_TYPE_MIN)) {
342         return llc->snap.snap_type;
343     }
344
345     return htons(FLOW_DL_TYPE_NONE);
346 }
347
348 static inline void
349 parse_icmpv6(const void **datap, size_t *sizep, const struct icmp6_hdr *icmp,
350              const struct in6_addr **nd_target,
351              struct eth_addr arp_buf[2])
352 {
353     if (icmp->icmp6_code == 0 &&
354         (icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_SOLICIT ||
355          icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_ADVERT)) {
356
357         *nd_target = data_try_pull(datap, sizep, sizeof **nd_target);
358         if (OVS_UNLIKELY(!*nd_target)) {
359             return;
360         }
361
362         while (*sizep >= 8) {
363             /* The minimum size of an option is 8 bytes, which also is
364              * the size of Ethernet link-layer options. */
365             const struct ovs_nd_opt *nd_opt = *datap;
366             int opt_len = nd_opt->nd_opt_len * ND_OPT_LEN;
367
368             if (!opt_len || opt_len > *sizep) {
369                 return;
370             }
371
372             /* Store the link layer address if the appropriate option is
373              * provided.  It is considered an error if the same link
374              * layer option is specified twice. */
375             if (nd_opt->nd_opt_type == ND_OPT_SOURCE_LINKADDR
376                 && opt_len == 8) {
377                 if (OVS_LIKELY(eth_addr_is_zero(arp_buf[0]))) {
378                     arp_buf[0] = nd_opt->nd_opt_mac;
379                 } else {
380                     goto invalid;
381                 }
382             } else if (nd_opt->nd_opt_type == ND_OPT_TARGET_LINKADDR
383                        && opt_len == 8) {
384                 if (OVS_LIKELY(eth_addr_is_zero(arp_buf[1]))) {
385                     arp_buf[1] = nd_opt->nd_opt_mac;
386                 } else {
387                     goto invalid;
388                 }
389             }
390
391             if (OVS_UNLIKELY(!data_try_pull(datap, sizep, opt_len))) {
392                 return;
393             }
394         }
395     }
396
397     return;
398
399 invalid:
400     *nd_target = NULL;
401     arp_buf[0] = eth_addr_zero;
402     arp_buf[1] = eth_addr_zero;
403 }
404
405 /* Initializes 'flow' members from 'packet' and 'md'
406  *
407  * Initializes 'packet' header l2 pointer to the start of the Ethernet
408  * header, and the layer offsets as follows:
409  *
410  *    - packet->l2_5_ofs to the start of the MPLS shim header, or UINT16_MAX
411  *      when there is no MPLS shim header.
412  *
413  *    - packet->l3_ofs to just past the Ethernet header, or just past the
414  *      vlan_header if one is present, to the first byte of the payload of the
415  *      Ethernet frame.  UINT16_MAX if the frame is too short to contain an
416  *      Ethernet header.
417  *
418  *    - packet->l4_ofs to just past the IPv4 header, if one is present and
419  *      has at least the content used for the fields of interest for the flow,
420  *      otherwise UINT16_MAX.
421  */
422 void
423 flow_extract(struct dp_packet *packet, struct flow *flow)
424 {
425     struct {
426         struct miniflow mf;
427         uint64_t buf[FLOW_U64S];
428     } m;
429
430     COVERAGE_INC(flow_extract);
431
432     miniflow_extract(packet, &m.mf);
433     miniflow_expand(&m.mf, flow);
434 }
435
436 /* Caller is responsible for initializing 'dst' with enough storage for
437  * FLOW_U64S * 8 bytes. */
438 void
439 miniflow_extract(struct dp_packet *packet, struct miniflow *dst)
440 {
441     const struct pkt_metadata *md = &packet->md;
442     const void *data = dp_packet_data(packet);
443     size_t size = dp_packet_size(packet);
444     uint64_t *values = miniflow_values(dst);
445     struct mf_ctx mf = { FLOWMAP_EMPTY_INITIALIZER, values,
446                          values + FLOW_U64S };
447     const char *l2;
448     ovs_be16 dl_type;
449     uint8_t nw_frag, nw_tos, nw_ttl, nw_proto;
450
451     /* Metadata. */
452     if (md->tunnel.ip_dst) {
453         miniflow_push_words(mf, tunnel, &md->tunnel,
454                             offsetof(struct flow_tnl, metadata) /
455                             sizeof(uint64_t));
456
457         if (!(md->tunnel.flags & FLOW_TNL_F_UDPIF)) {
458             if (md->tunnel.metadata.present.map) {
459                 miniflow_push_words(mf, tunnel.metadata, &md->tunnel.metadata,
460                                     sizeof md->tunnel.metadata /
461                                     sizeof(uint64_t));
462             }
463         } else {
464             if (md->tunnel.metadata.present.len) {
465                 miniflow_push_words(mf, tunnel.metadata.present,
466                                     &md->tunnel.metadata.present, 1);
467                 miniflow_push_words(mf, tunnel.metadata.opts.gnv,
468                                     md->tunnel.metadata.opts.gnv,
469                                     DIV_ROUND_UP(md->tunnel.metadata.present.len,
470                                                  sizeof(uint64_t)));
471             }
472         }
473     }
474     if (md->skb_priority || md->pkt_mark) {
475         miniflow_push_uint32(mf, skb_priority, md->skb_priority);
476         miniflow_push_uint32(mf, pkt_mark, md->pkt_mark);
477     }
478     miniflow_push_uint32(mf, dp_hash, md->dp_hash);
479     miniflow_push_uint32(mf, in_port, odp_to_u32(md->in_port.odp_port));
480     if (md->recirc_id || md->ct_state) {
481         miniflow_push_uint32(mf, recirc_id, md->recirc_id);
482         miniflow_push_uint16(mf, ct_state, md->ct_state);
483         miniflow_push_uint16(mf, ct_zone, md->ct_zone);
484     }
485
486     /* Initialize packet's layer pointer and offsets. */
487     l2 = data;
488     dp_packet_reset_offsets(packet);
489
490     /* Must have full Ethernet header to proceed. */
491     if (OVS_UNLIKELY(size < sizeof(struct eth_header))) {
492         goto out;
493     } else {
494         ovs_be16 vlan_tci;
495
496         /* Link layer. */
497         ASSERT_SEQUENTIAL(dl_dst, dl_src);
498         miniflow_push_macs(mf, dl_dst, data);
499         /* dl_type, vlan_tci. */
500         vlan_tci = parse_vlan(&data, &size);
501         dl_type = parse_ethertype(&data, &size);
502         miniflow_push_be16(mf, dl_type, dl_type);
503         miniflow_push_be16(mf, vlan_tci, vlan_tci);
504     }
505
506     /* Parse mpls. */
507     if (OVS_UNLIKELY(eth_type_mpls(dl_type))) {
508         int count;
509         const void *mpls = data;
510
511         packet->l2_5_ofs = (char *)data - l2;
512         count = parse_mpls(&data, &size);
513         miniflow_push_words_32(mf, mpls_lse, mpls, count);
514     }
515
516     /* Network layer. */
517     packet->l3_ofs = (char *)data - l2;
518
519     nw_frag = 0;
520     if (OVS_LIKELY(dl_type == htons(ETH_TYPE_IP))) {
521         const struct ip_header *nh = data;
522         int ip_len;
523         uint16_t tot_len;
524
525         if (OVS_UNLIKELY(size < IP_HEADER_LEN)) {
526             goto out;
527         }
528         ip_len = IP_IHL(nh->ip_ihl_ver) * 4;
529
530         if (OVS_UNLIKELY(ip_len < IP_HEADER_LEN)) {
531             goto out;
532         }
533         if (OVS_UNLIKELY(size < ip_len)) {
534             goto out;
535         }
536         tot_len = ntohs(nh->ip_tot_len);
537         if (OVS_UNLIKELY(tot_len > size)) {
538             goto out;
539         }
540         if (OVS_UNLIKELY(size - tot_len > UINT8_MAX)) {
541             goto out;
542         }
543         dp_packet_set_l2_pad_size(packet, size - tot_len);
544         size = tot_len;   /* Never pull padding. */
545
546         /* Push both source and destination address at once. */
547         miniflow_push_words(mf, nw_src, &nh->ip_src, 1);
548
549         miniflow_push_be32(mf, ipv6_label, 0); /* Padding for IPv4. */
550
551         nw_tos = nh->ip_tos;
552         nw_ttl = nh->ip_ttl;
553         nw_proto = nh->ip_proto;
554         if (OVS_UNLIKELY(IP_IS_FRAGMENT(nh->ip_frag_off))) {
555             nw_frag = FLOW_NW_FRAG_ANY;
556             if (nh->ip_frag_off & htons(IP_FRAG_OFF_MASK)) {
557                 nw_frag |= FLOW_NW_FRAG_LATER;
558             }
559         }
560         data_pull(&data, &size, ip_len);
561     } else if (dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
562         const struct ovs_16aligned_ip6_hdr *nh;
563         ovs_be32 tc_flow;
564         uint16_t plen;
565
566         if (OVS_UNLIKELY(size < sizeof *nh)) {
567             goto out;
568         }
569         nh = data_pull(&data, &size, sizeof *nh);
570
571         plen = ntohs(nh->ip6_plen);
572         if (OVS_UNLIKELY(plen > size)) {
573             goto out;
574         }
575         /* Jumbo Payload option not supported yet. */
576         if (OVS_UNLIKELY(size - plen > UINT8_MAX)) {
577             goto out;
578         }
579         dp_packet_set_l2_pad_size(packet, size - plen);
580         size = plen;   /* Never pull padding. */
581
582         miniflow_push_words(mf, ipv6_src, &nh->ip6_src,
583                             sizeof nh->ip6_src / 8);
584         miniflow_push_words(mf, ipv6_dst, &nh->ip6_dst,
585                             sizeof nh->ip6_dst / 8);
586
587         tc_flow = get_16aligned_be32(&nh->ip6_flow);
588         {
589             ovs_be32 label = tc_flow & htonl(IPV6_LABEL_MASK);
590             miniflow_push_be32(mf, ipv6_label, label);
591         }
592
593         nw_tos = ntohl(tc_flow) >> 20;
594         nw_ttl = nh->ip6_hlim;
595         nw_proto = nh->ip6_nxt;
596
597         while (1) {
598             if (OVS_LIKELY((nw_proto != IPPROTO_HOPOPTS)
599                            && (nw_proto != IPPROTO_ROUTING)
600                            && (nw_proto != IPPROTO_DSTOPTS)
601                            && (nw_proto != IPPROTO_AH)
602                            && (nw_proto != IPPROTO_FRAGMENT))) {
603                 /* It's either a terminal header (e.g., TCP, UDP) or one we
604                  * don't understand.  In either case, we're done with the
605                  * packet, so use it to fill in 'nw_proto'. */
606                 break;
607             }
608
609             /* We only verify that at least 8 bytes of the next header are
610              * available, but many of these headers are longer.  Ensure that
611              * accesses within the extension header are within those first 8
612              * bytes. All extension headers are required to be at least 8
613              * bytes. */
614             if (OVS_UNLIKELY(size < 8)) {
615                 goto out;
616             }
617
618             if ((nw_proto == IPPROTO_HOPOPTS)
619                 || (nw_proto == IPPROTO_ROUTING)
620                 || (nw_proto == IPPROTO_DSTOPTS)) {
621                 /* These headers, while different, have the fields we care
622                  * about in the same location and with the same
623                  * interpretation. */
624                 const struct ip6_ext *ext_hdr = data;
625                 nw_proto = ext_hdr->ip6e_nxt;
626                 if (OVS_UNLIKELY(!data_try_pull(&data, &size,
627                                                 (ext_hdr->ip6e_len + 1) * 8))) {
628                     goto out;
629                 }
630             } else if (nw_proto == IPPROTO_AH) {
631                 /* A standard AH definition isn't available, but the fields
632                  * we care about are in the same location as the generic
633                  * option header--only the header length is calculated
634                  * differently. */
635                 const struct ip6_ext *ext_hdr = data;
636                 nw_proto = ext_hdr->ip6e_nxt;
637                 if (OVS_UNLIKELY(!data_try_pull(&data, &size,
638                                                 (ext_hdr->ip6e_len + 2) * 4))) {
639                     goto out;
640                 }
641             } else if (nw_proto == IPPROTO_FRAGMENT) {
642                 const struct ovs_16aligned_ip6_frag *frag_hdr = data;
643
644                 nw_proto = frag_hdr->ip6f_nxt;
645                 if (!data_try_pull(&data, &size, sizeof *frag_hdr)) {
646                     goto out;
647                 }
648
649                 /* We only process the first fragment. */
650                 if (frag_hdr->ip6f_offlg != htons(0)) {
651                     nw_frag = FLOW_NW_FRAG_ANY;
652                     if ((frag_hdr->ip6f_offlg & IP6F_OFF_MASK) != htons(0)) {
653                         nw_frag |= FLOW_NW_FRAG_LATER;
654                         nw_proto = IPPROTO_FRAGMENT;
655                         break;
656                     }
657                 }
658             }
659         }
660     } else {
661         if (dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP) ||
662             dl_type == htons(ETH_TYPE_RARP)) {
663             struct eth_addr arp_buf[2];
664             const struct arp_eth_header *arp = (const struct arp_eth_header *)
665                 data_try_pull(&data, &size, ARP_ETH_HEADER_LEN);
666
667             if (OVS_LIKELY(arp) && OVS_LIKELY(arp->ar_hrd == htons(1))
668                 && OVS_LIKELY(arp->ar_pro == htons(ETH_TYPE_IP))
669                 && OVS_LIKELY(arp->ar_hln == ETH_ADDR_LEN)
670                 && OVS_LIKELY(arp->ar_pln == 4)) {
671                 miniflow_push_be32(mf, nw_src,
672                                    get_16aligned_be32(&arp->ar_spa));
673                 miniflow_push_be32(mf, nw_dst,
674                                    get_16aligned_be32(&arp->ar_tpa));
675
676                 /* We only match on the lower 8 bits of the opcode. */
677                 if (OVS_LIKELY(ntohs(arp->ar_op) <= 0xff)) {
678                     miniflow_push_be32(mf, ipv6_label, 0); /* Pad with ARP. */
679                     miniflow_push_be32(mf, nw_frag, htonl(ntohs(arp->ar_op)));
680                 }
681
682                 /* Must be adjacent. */
683                 ASSERT_SEQUENTIAL(arp_sha, arp_tha);
684
685                 arp_buf[0] = arp->ar_sha;
686                 arp_buf[1] = arp->ar_tha;
687                 miniflow_push_macs(mf, arp_sha, arp_buf);
688                 miniflow_pad_to_64(mf, tcp_flags);
689             }
690         }
691         goto out;
692     }
693
694     packet->l4_ofs = (char *)data - l2;
695     miniflow_push_be32(mf, nw_frag,
696                        BYTES_TO_BE32(nw_frag, nw_tos, nw_ttl, nw_proto));
697
698     if (OVS_LIKELY(!(nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER))) {
699         if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_TCP)) {
700             if (OVS_LIKELY(size >= TCP_HEADER_LEN)) {
701                 const struct tcp_header *tcp = data;
702
703                 miniflow_push_be32(mf, arp_tha.ea[2], 0);
704                 miniflow_push_be32(mf, tcp_flags,
705                                    TCP_FLAGS_BE32(tcp->tcp_ctl));
706                 miniflow_push_be16(mf, tp_src, tcp->tcp_src);
707                 miniflow_push_be16(mf, tp_dst, tcp->tcp_dst);
708                 miniflow_pad_to_64(mf, igmp_group_ip4);
709             }
710         } else if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_UDP)) {
711             if (OVS_LIKELY(size >= UDP_HEADER_LEN)) {
712                 const struct udp_header *udp = data;
713
714                 miniflow_push_be16(mf, tp_src, udp->udp_src);
715                 miniflow_push_be16(mf, tp_dst, udp->udp_dst);
716                 miniflow_pad_to_64(mf, igmp_group_ip4);
717             }
718         } else if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_SCTP)) {
719             if (OVS_LIKELY(size >= SCTP_HEADER_LEN)) {
720                 const struct sctp_header *sctp = data;
721
722                 miniflow_push_be16(mf, tp_src, sctp->sctp_src);
723                 miniflow_push_be16(mf, tp_dst, sctp->sctp_dst);
724                 miniflow_pad_to_64(mf, igmp_group_ip4);
725             }
726         } else if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_ICMP)) {
727             if (OVS_LIKELY(size >= ICMP_HEADER_LEN)) {
728                 const struct icmp_header *icmp = data;
729
730                 miniflow_push_be16(mf, tp_src, htons(icmp->icmp_type));
731                 miniflow_push_be16(mf, tp_dst, htons(icmp->icmp_code));
732                 miniflow_pad_to_64(mf, igmp_group_ip4);
733             }
734         } else if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_IGMP)) {
735             if (OVS_LIKELY(size >= IGMP_HEADER_LEN)) {
736                 const struct igmp_header *igmp = data;
737
738                 miniflow_push_be16(mf, tp_src, htons(igmp->igmp_type));
739                 miniflow_push_be16(mf, tp_dst, htons(igmp->igmp_code));
740                 miniflow_push_be32(mf, igmp_group_ip4,
741                                    get_16aligned_be32(&igmp->group));
742             }
743         } else if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_ICMPV6)) {
744             if (OVS_LIKELY(size >= sizeof(struct icmp6_hdr))) {
745                 const struct in6_addr *nd_target = NULL;
746                 struct eth_addr arp_buf[2] = { { { { 0 } } } };
747                 const struct icmp6_hdr *icmp = data_pull(&data, &size,
748                                                          sizeof *icmp);
749                 parse_icmpv6(&data, &size, icmp, &nd_target, arp_buf);
750                 if (nd_target) {
751                     miniflow_push_words(mf, nd_target, nd_target,
752                                         sizeof *nd_target / sizeof(uint64_t));
753                 }
754                 miniflow_push_macs(mf, arp_sha, arp_buf);
755                 miniflow_pad_to_64(mf, tcp_flags);
756                 miniflow_push_be16(mf, tp_src, htons(icmp->icmp6_type));
757                 miniflow_push_be16(mf, tp_dst, htons(icmp->icmp6_code));
758                 miniflow_pad_to_64(mf, igmp_group_ip4);
759             }
760         }
761     }
762  out:
763     dst->map = mf.map;
764 }
765
766 /* For every bit of a field that is wildcarded in 'wildcards', sets the
767  * corresponding bit in 'flow' to zero. */
768 void
769 flow_zero_wildcards(struct flow *flow, const struct flow_wildcards *wildcards)
770 {
771     uint64_t *flow_u64 = (uint64_t *) flow;
772     const uint64_t *wc_u64 = (const uint64_t *) &wildcards->masks;
773     size_t i;
774
775     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
776         flow_u64[i] &= wc_u64[i];
777     }
778 }
779
780 void
781 flow_unwildcard_tp_ports(const struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc)
782 {
783     if (flow->nw_proto != IPPROTO_ICMP) {
784         memset(&wc->masks.tp_src, 0xff, sizeof wc->masks.tp_src);
785         memset(&wc->masks.tp_dst, 0xff, sizeof wc->masks.tp_dst);
786     } else {
787         wc->masks.tp_src = htons(0xff);
788         wc->masks.tp_dst = htons(0xff);
789     }
790 }
791
792 /* Initializes 'flow_metadata' with the metadata found in 'flow'. */
793 void
794 flow_get_metadata(const struct flow *flow, struct match *flow_metadata)
795 {
796     int i;
797
798     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 34);
799
800     match_init_catchall(flow_metadata);
801     if (flow->tunnel.tun_id != htonll(0)) {
802         match_set_tun_id(flow_metadata, flow->tunnel.tun_id);
803     }
804     if (flow->tunnel.flags & FLOW_TNL_PUB_F_MASK) {
805         match_set_tun_flags(flow_metadata,
806                             flow->tunnel.flags & FLOW_TNL_PUB_F_MASK);
807     }
808     if (flow->tunnel.ip_src != htonl(0)) {
809         match_set_tun_src(flow_metadata, flow->tunnel.ip_src);
810     }
811     if (flow->tunnel.ip_dst != htonl(0)) {
812         match_set_tun_dst(flow_metadata, flow->tunnel.ip_dst);
813     }
814     if (flow->tunnel.gbp_id != htons(0)) {
815         match_set_tun_gbp_id(flow_metadata, flow->tunnel.gbp_id);
816     }
817     if (flow->tunnel.gbp_flags) {
818         match_set_tun_gbp_flags(flow_metadata, flow->tunnel.gbp_flags);
819     }
820     tun_metadata_get_fmd(&flow->tunnel, flow_metadata);
821     if (flow->metadata != htonll(0)) {
822         match_set_metadata(flow_metadata, flow->metadata);
823     }
824
825     for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
826         if (flow->regs[i]) {
827             match_set_reg(flow_metadata, i, flow->regs[i]);
828         }
829     }
830
831     if (flow->pkt_mark != 0) {
832         match_set_pkt_mark(flow_metadata, flow->pkt_mark);
833     }
834
835     match_set_in_port(flow_metadata, flow->in_port.ofp_port);
836     if (flow->ct_state != 0) {
837         match_set_ct_state(flow_metadata, flow->ct_state);
838     }
839     if (flow->ct_zone != 0) {
840         match_set_ct_zone(flow_metadata, flow->ct_zone);
841     }
842 }
843
844 const char *ct_state_to_string(uint32_t state)
845 {
846     switch (state) {
847     case CS_REPLY_DIR:
848         return "rpl";
849     case CS_TRACKED:
850         return "trk";
851     case CS_NEW:
852         return "new";
853     case CS_ESTABLISHED:
854         return "est";
855     case CS_RELATED:
856         return "rel";
857     case CS_INVALID:
858         return "inv";
859     default:
860         return NULL;
861     }
862 }
863
864 char *
865 flow_to_string(const struct flow *flow)
866 {
867     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
868     flow_format(&ds, flow);
869     return ds_cstr(&ds);
870 }
871
872 const char *
873 flow_tun_flag_to_string(uint32_t flags)
874 {
875     switch (flags) {
876     case FLOW_TNL_F_DONT_FRAGMENT:
877         return "df";
878     case FLOW_TNL_F_CSUM:
879         return "csum";
880     case FLOW_TNL_F_KEY:
881         return "key";
882     case FLOW_TNL_F_OAM:
883         return "oam";
884     default:
885         return NULL;
886     }
887 }
888
889 void
890 format_flags(struct ds *ds, const char *(*bit_to_string)(uint32_t),
891              uint32_t flags, char del)
892 {
893     uint32_t bad = 0;
894
895     if (!flags) {
896         ds_put_char(ds, '0');
897         return;
898     }
899     while (flags) {
900         uint32_t bit = rightmost_1bit(flags);
901         const char *s;
902
903         s = bit_to_string(bit);
904         if (s) {
905             ds_put_format(ds, "%s%c", s, del);
906         } else {
907             bad |= bit;
908         }
909
910         flags &= ~bit;
911     }
912
913     if (bad) {
914         ds_put_format(ds, "0x%"PRIx32"%c", bad, del);
915     }
916     ds_chomp(ds, del);
917 }
918
919 void
920 format_flags_masked(struct ds *ds, const char *name,
921                     const char *(*bit_to_string)(uint32_t), uint32_t flags,
922                     uint32_t mask, uint32_t max_mask)
923 {
924     if (name) {
925         ds_put_format(ds, "%s=", name);
926     }
927
928     if (mask == max_mask) {
929         format_flags(ds, bit_to_string, flags, '|');
930         return;
931     }
932
933     if (!mask) {
934         ds_put_cstr(ds, "0/0");
935         return;
936     }
937
938     while (mask) {
939         uint32_t bit = rightmost_1bit(mask);
940         const char *s = bit_to_string(bit);
941
942         ds_put_format(ds, "%s%s", (flags & bit) ? "+" : "-",
943                       s ? s : "[Unknown]");
944         mask &= ~bit;
945     }
946 }
947
948 /* Scans a string 's' of flags to determine their numerical value and
949  * returns the number of characters parsed using 'bit_to_string' to
950  * lookup flag names. Scanning continues until the character 'end' is
951  * reached.
952  *
953  * In the event of a failure, a negative error code will be returned. In
954  * addition, if 'res_string' is non-NULL then a descriptive string will
955  * be returned incorporating the identifying string 'field_name'. This
956  * error string must be freed by the caller.
957  *
958  * Upon success, the flag values will be stored in 'res_flags' and
959  * optionally 'res_mask', if it is non-NULL (if it is NULL then any masks
960  * present in the original string will be considered an error). The
961  * caller may restrict the acceptable set of values through the mask
962  * 'allowed'. */
963 int
964 parse_flags(const char *s, const char *(*bit_to_string)(uint32_t),
965             char end, const char *field_name, char **res_string,
966             uint32_t *res_flags, uint32_t allowed, uint32_t *res_mask)
967 {
968     uint32_t result = 0;
969     int n;
970
971     /* Parse masked flags in numeric format? */
972     if (res_mask && ovs_scan(s, "%"SCNi32"/%"SCNi32"%n",
973                              res_flags, res_mask, &n) && n > 0) {
974         if (*res_flags & ~allowed || *res_mask & ~allowed) {
975             goto unknown;
976         }
977         return n;
978     }
979
980     n = 0;
981
982     if (res_mask && (*s == '+' || *s == '-')) {
983         uint32_t flags = 0, mask = 0;
984
985         /* Parse masked flags. */
986         while (s[0] != end) {
987             bool set;
988             uint32_t bit;
989             size_t len;
990
991             if (s[0] == '+') {
992                 set = true;
993             } else if (s[0] == '-') {
994                 set = false;
995             } else {
996                 if (res_string) {
997                     *res_string = xasprintf("%s: %s must be preceded by '+' "
998                                             "(for SET) or '-' (NOT SET)", s,
999                                             field_name);
1000                 }
1001                 return -EINVAL;
1002             }
1003             s++;
1004             n++;
1005
1006             for (bit = 1; bit; bit <<= 1) {
1007                 const char *fname = bit_to_string(bit);
1008
1009                 if (!fname) {
1010                     continue;
1011                 }
1012
1013                 len = strlen(fname);
1014                 if (strncmp(s, fname, len) ||
1015                     (s[len] != '+' && s[len] != '-' && s[len] != end)) {
1016                     continue;
1017                 }
1018
1019                 if (mask & bit) {
1020                     /* bit already set. */
1021                     if (res_string) {
1022                         *res_string = xasprintf("%s: Each %s flag can be "
1023                                                 "specified only once", s,
1024                                                 field_name);
1025                     }
1026                     return -EINVAL;
1027                 }
1028                 if (!(bit & allowed)) {
1029                     goto unknown;
1030                 }
1031                 if (set) {
1032                    flags |= bit;
1033                 }
1034                 mask |= bit;
1035                 break;
1036             }
1037
1038             if (!bit) {
1039                 goto unknown;
1040             }
1041             s += len;
1042             n += len;
1043         }
1044
1045         *res_flags = flags;
1046         *res_mask = mask;
1047         return n;
1048     }
1049
1050     /* Parse unmasked flags.  If a flag is present, it is set, otherwise
1051      * it is not set. */
1052     while (s[n] != end) {
1053         unsigned long long int flags;
1054         uint32_t bit;
1055         int n0;
1056
1057         if (ovs_scan(&s[n], "%lli%n", &flags, &n0)) {
1058             if (flags & ~allowed) {
1059                 goto unknown;
1060             }
1061             n += n0 + (s[n + n0] == '|');
1062             result |= flags;
1063             continue;
1064         }
1065
1066         for (bit = 1; bit; bit <<= 1) {
1067             const char *name = bit_to_string(bit);
1068             size_t len;
1069
1070             if (!name) {
1071                 continue;
1072             }
1073
1074             len = strlen(name);
1075             if (!strncmp(s + n, name, len) &&
1076                 (s[n + len] == '|' || s[n + len] == end)) {
1077                 if (!(bit & allowed)) {
1078                     goto unknown;
1079                 }
1080                 result |= bit;
1081                 n += len + (s[n + len] == '|');
1082                 break;
1083             }
1084         }
1085
1086         if (!bit) {
1087             goto unknown;
1088         }
1089     }
1090
1091     *res_flags = result;
1092     if (res_mask) {
1093         *res_mask = UINT32_MAX;
1094     }
1095     if (res_string) {
1096         *res_string = NULL;
1097     }
1098     return n;
1099
1100 unknown:
1101     if (res_string) {
1102         *res_string = xasprintf("%s: unknown %s flag(s)", s, field_name);
1103     }
1104     return -EINVAL;
1105 }
1106
1107 void
1108 flow_format(struct ds *ds, const struct flow *flow)
1109 {
1110     struct match match;
1111     struct flow_wildcards *wc = &match.wc;
1112
1113     match_wc_init(&match, flow);
1114
1115     /* As this function is most often used for formatting a packet in a
1116      * packet-in message, skip formatting the packet context fields that are
1117      * all-zeroes to make the print-out easier on the eyes.  This means that a
1118      * missing context field implies a zero value for that field.  This is
1119      * similar to OpenFlow encoding of these fields, as the specification
1120      * states that all-zeroes context fields should not be encoded in the
1121      * packet-in messages. */
1122     if (!flow->in_port.ofp_port) {
1123         WC_UNMASK_FIELD(wc, in_port);
1124     }
1125     if (!flow->skb_priority) {
1126         WC_UNMASK_FIELD(wc, skb_priority);
1127     }
1128     if (!flow->pkt_mark) {
1129         WC_UNMASK_FIELD(wc, pkt_mark);
1130     }
1131     if (!flow->recirc_id) {
1132         WC_UNMASK_FIELD(wc, recirc_id);
1133     }
1134     if (!flow->dp_hash) {
1135         WC_UNMASK_FIELD(wc, dp_hash);
1136     }
1137     if (!flow->ct_state) {
1138         WC_UNMASK_FIELD(wc, ct_state);
1139     }
1140     if (!flow->ct_zone) {
1141         WC_UNMASK_FIELD(wc, ct_zone);
1142     }
1143     for (int i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
1144         if (!flow->regs[i]) {
1145             WC_UNMASK_FIELD(wc, regs[i]);
1146         }
1147     }
1148     if (!flow->metadata) {
1149         WC_UNMASK_FIELD(wc, metadata);
1150     }
1151
1152     match_format(&match, ds, OFP_DEFAULT_PRIORITY);
1153 }
1154
1155 void
1156 flow_print(FILE *stream, const struct flow *flow)
1157 {
1158     char *s = flow_to_string(flow);
1159     fputs(s, stream);
1160     free(s);
1161 }
1162 \f
1163 /* flow_wildcards functions. */
1164
1165 /* Initializes 'wc' as a set of wildcards that matches every packet. */
1166 void
1167 flow_wildcards_init_catchall(struct flow_wildcards *wc)
1168 {
1169     memset(&wc->masks, 0, sizeof wc->masks);
1170 }
1171
1172 /* Converts a flow into flow wildcards.  It sets the wildcard masks based on
1173  * the packet headers extracted to 'flow'.  It will not set the mask for fields
1174  * that do not make sense for the packet type.  OpenFlow-only metadata is
1175  * wildcarded, but other metadata is unconditionally exact-matched. */
1176 void flow_wildcards_init_for_packet(struct flow_wildcards *wc,
1177                                     const struct flow *flow)
1178 {
1179     memset(&wc->masks, 0x0, sizeof wc->masks);
1180
1181     /* Update this function whenever struct flow changes. */
1182     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 34);
1183
1184     if (flow->tunnel.ip_dst) {
1185         if (flow->tunnel.flags & FLOW_TNL_F_KEY) {
1186             WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.tun_id);
1187         }
1188         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.ip_src);
1189         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.ip_dst);
1190         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.flags);
1191         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.ip_tos);
1192         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.ip_ttl);
1193         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.tp_src);
1194         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.tp_dst);
1195         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.gbp_id);
1196         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.gbp_flags);
1197
1198         if (!(flow->tunnel.flags & FLOW_TNL_F_UDPIF)) {
1199             if (flow->tunnel.metadata.present.map) {
1200                 wc->masks.tunnel.metadata.present.map =
1201                                               flow->tunnel.metadata.present.map;
1202                 WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.metadata.opts.u8);
1203             }
1204         } else {
1205             WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.metadata.present.len);
1206             memset(wc->masks.tunnel.metadata.opts.gnv, 0xff,
1207                    flow->tunnel.metadata.present.len);
1208         }
1209     } else if (flow->tunnel.tun_id) {
1210         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.tun_id);
1211     }
1212
1213     /* metadata, regs, and conj_id wildcarded. */
1214
1215     WC_MASK_FIELD(wc, skb_priority);
1216     WC_MASK_FIELD(wc, pkt_mark);
1217     WC_MASK_FIELD(wc, ct_state);
1218     WC_MASK_FIELD(wc, ct_zone);
1219     WC_MASK_FIELD(wc, recirc_id);
1220     WC_MASK_FIELD(wc, dp_hash);
1221     WC_MASK_FIELD(wc, in_port);
1222
1223     /* actset_output wildcarded. */
1224
1225     WC_MASK_FIELD(wc, dl_dst);
1226     WC_MASK_FIELD(wc, dl_src);
1227     WC_MASK_FIELD(wc, dl_type);
1228     WC_MASK_FIELD(wc, vlan_tci);
1229
1230     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1231         WC_MASK_FIELD(wc, nw_src);
1232         WC_MASK_FIELD(wc, nw_dst);
1233     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1234         WC_MASK_FIELD(wc, ipv6_src);
1235         WC_MASK_FIELD(wc, ipv6_dst);
1236         WC_MASK_FIELD(wc, ipv6_label);
1237     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP) ||
1238                flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_RARP)) {
1239         WC_MASK_FIELD(wc, nw_src);
1240         WC_MASK_FIELD(wc, nw_dst);
1241         WC_MASK_FIELD(wc, nw_proto);
1242         WC_MASK_FIELD(wc, arp_sha);
1243         WC_MASK_FIELD(wc, arp_tha);
1244         return;
1245     } else if (eth_type_mpls(flow->dl_type)) {
1246         for (int i = 0; i < FLOW_MAX_MPLS_LABELS; i++) {
1247             WC_MASK_FIELD(wc, mpls_lse[i]);
1248             if (flow->mpls_lse[i] & htonl(MPLS_BOS_MASK)) {
1249                 break;
1250             }
1251         }
1252         return;
1253     } else {
1254         return; /* Unknown ethertype. */
1255     }
1256
1257     /* IPv4 or IPv6. */
1258     WC_MASK_FIELD(wc, nw_frag);
1259     WC_MASK_FIELD(wc, nw_tos);
1260     WC_MASK_FIELD(wc, nw_ttl);
1261     WC_MASK_FIELD(wc, nw_proto);
1262
1263     /* No transport layer header in later fragments. */
1264     if (!(flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER) &&
1265         (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMP ||
1266          flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6 ||
1267          flow->nw_proto == IPPROTO_TCP ||
1268          flow->nw_proto == IPPROTO_UDP ||
1269          flow->nw_proto == IPPROTO_SCTP ||
1270          flow->nw_proto == IPPROTO_IGMP)) {
1271         WC_MASK_FIELD(wc, tp_src);
1272         WC_MASK_FIELD(wc, tp_dst);
1273
1274         if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
1275             WC_MASK_FIELD(wc, tcp_flags);
1276         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6) {
1277             WC_MASK_FIELD(wc, arp_sha);
1278             WC_MASK_FIELD(wc, arp_tha);
1279             WC_MASK_FIELD(wc, nd_target);
1280         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_IGMP) {
1281             WC_MASK_FIELD(wc, igmp_group_ip4);
1282         }
1283     }
1284 }
1285
1286 /* Return a map of possible fields for a packet of the same type as 'flow'.
1287  * Including extra bits in the returned mask is not wrong, it is just less
1288  * optimal.
1289  *
1290  * This is a less precise version of flow_wildcards_init_for_packet() above. */
1291 void
1292 flow_wc_map(const struct flow *flow, struct flowmap *map)
1293 {
1294     /* Update this function whenever struct flow changes. */
1295     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 34);
1296
1297     flowmap_init(map);
1298
1299     if (flow->tunnel.ip_dst) {
1300         FLOWMAP_SET__(map, tunnel, offsetof(struct flow_tnl, metadata));
1301         if (!(flow->tunnel.flags & FLOW_TNL_F_UDPIF)) {
1302             if (flow->tunnel.metadata.present.map) {
1303                 FLOWMAP_SET(map, tunnel.metadata);
1304             }
1305         } else {
1306             FLOWMAP_SET(map, tunnel.metadata.present.len);
1307             FLOWMAP_SET__(map, tunnel.metadata.opts.gnv,
1308                           flow->tunnel.metadata.present.len);
1309         }
1310     }
1311
1312     /* Metadata fields that can appear on packet input. */
1313     FLOWMAP_SET(map, skb_priority);
1314     FLOWMAP_SET(map, pkt_mark);
1315     FLOWMAP_SET(map, recirc_id);
1316     FLOWMAP_SET(map, dp_hash);
1317     FLOWMAP_SET(map, in_port);
1318     FLOWMAP_SET(map, dl_dst);
1319     FLOWMAP_SET(map, dl_src);
1320     FLOWMAP_SET(map, dl_type);
1321     FLOWMAP_SET(map, vlan_tci);
1322     FLOWMAP_SET(map, ct_state);
1323     FLOWMAP_SET(map, ct_zone);
1324
1325     /* Ethertype-dependent fields. */
1326     if (OVS_LIKELY(flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP))) {
1327         FLOWMAP_SET(map, nw_src);
1328         FLOWMAP_SET(map, nw_dst);
1329         FLOWMAP_SET(map, nw_proto);
1330         FLOWMAP_SET(map, nw_frag);
1331         FLOWMAP_SET(map, nw_tos);
1332         FLOWMAP_SET(map, nw_ttl);
1333
1334         if (OVS_UNLIKELY(flow->nw_proto == IPPROTO_IGMP)) {
1335             FLOWMAP_SET(map, igmp_group_ip4);
1336         } else {
1337             FLOWMAP_SET(map, tcp_flags);
1338             FLOWMAP_SET(map, tp_src);
1339             FLOWMAP_SET(map, tp_dst);
1340         }
1341     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1342         FLOWMAP_SET(map, ipv6_src);
1343         FLOWMAP_SET(map, ipv6_dst);
1344         FLOWMAP_SET(map, ipv6_label);
1345         FLOWMAP_SET(map, nw_proto);
1346         FLOWMAP_SET(map, nw_frag);
1347         FLOWMAP_SET(map, nw_tos);
1348         FLOWMAP_SET(map, nw_ttl);
1349
1350         if (OVS_UNLIKELY(flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6)) {
1351             FLOWMAP_SET(map, nd_target);
1352             FLOWMAP_SET(map, arp_sha);
1353             FLOWMAP_SET(map, arp_tha);
1354         } else {
1355             FLOWMAP_SET(map, tcp_flags);
1356             FLOWMAP_SET(map, tp_src);
1357             FLOWMAP_SET(map, tp_dst);
1358         }
1359     } else if (eth_type_mpls(flow->dl_type)) {
1360         FLOWMAP_SET(map, mpls_lse);
1361     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP) ||
1362                flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_RARP)) {
1363         FLOWMAP_SET(map, nw_src);
1364         FLOWMAP_SET(map, nw_dst);
1365         FLOWMAP_SET(map, nw_proto);
1366         FLOWMAP_SET(map, arp_sha);
1367         FLOWMAP_SET(map, arp_tha);
1368     }
1369 }
1370
1371 /* Clear the metadata and register wildcard masks. They are not packet
1372  * header fields. */
1373 void
1374 flow_wildcards_clear_non_packet_fields(struct flow_wildcards *wc)
1375 {
1376     /* Update this function whenever struct flow changes. */
1377     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 34);
1378
1379     memset(&wc->masks.metadata, 0, sizeof wc->masks.metadata);
1380     memset(&wc->masks.regs, 0, sizeof wc->masks.regs);
1381     wc->masks.actset_output = 0;
1382     wc->masks.conj_id = 0;
1383 }
1384
1385 /* Returns true if 'wc' matches every packet, false if 'wc' fixes any bits or
1386  * fields. */
1387 bool
1388 flow_wildcards_is_catchall(const struct flow_wildcards *wc)
1389 {
1390     const uint64_t *wc_u64 = (const uint64_t *) &wc->masks;
1391     size_t i;
1392
1393     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1394         if (wc_u64[i]) {
1395             return false;
1396         }
1397     }
1398     return true;
1399 }
1400
1401 /* Sets 'dst' as the bitwise AND of wildcards in 'src1' and 'src2'.
1402  * That is, a bit or a field is wildcarded in 'dst' if it is wildcarded
1403  * in 'src1' or 'src2' or both.  */
1404 void
1405 flow_wildcards_and(struct flow_wildcards *dst,
1406                    const struct flow_wildcards *src1,
1407                    const struct flow_wildcards *src2)
1408 {
1409     uint64_t *dst_u64 = (uint64_t *) &dst->masks;
1410     const uint64_t *src1_u64 = (const uint64_t *) &src1->masks;
1411     const uint64_t *src2_u64 = (const uint64_t *) &src2->masks;
1412     size_t i;
1413
1414     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1415         dst_u64[i] = src1_u64[i] & src2_u64[i];
1416     }
1417 }
1418
1419 /* Sets 'dst' as the bitwise OR of wildcards in 'src1' and 'src2'.  That
1420  * is, a bit or a field is wildcarded in 'dst' if it is neither
1421  * wildcarded in 'src1' nor 'src2'. */
1422 void
1423 flow_wildcards_or(struct flow_wildcards *dst,
1424                   const struct flow_wildcards *src1,
1425                   const struct flow_wildcards *src2)
1426 {
1427     uint64_t *dst_u64 = (uint64_t *) &dst->masks;
1428     const uint64_t *src1_u64 = (const uint64_t *) &src1->masks;
1429     const uint64_t *src2_u64 = (const uint64_t *) &src2->masks;
1430     size_t i;
1431
1432     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1433         dst_u64[i] = src1_u64[i] | src2_u64[i];
1434     }
1435 }
1436
1437 /* Returns a hash of the wildcards in 'wc'. */
1438 uint32_t
1439 flow_wildcards_hash(const struct flow_wildcards *wc, uint32_t basis)
1440 {
1441     return flow_hash(&wc->masks, basis);
1442 }
1443
1444 /* Returns true if 'a' and 'b' represent the same wildcards, false if they are
1445  * different. */
1446 bool
1447 flow_wildcards_equal(const struct flow_wildcards *a,
1448                      const struct flow_wildcards *b)
1449 {
1450     return flow_equal(&a->masks, &b->masks);
1451 }
1452
1453 /* Returns true if at least one bit or field is wildcarded in 'a' but not in
1454  * 'b', false otherwise. */
1455 bool
1456 flow_wildcards_has_extra(const struct flow_wildcards *a,
1457                          const struct flow_wildcards *b)
1458 {
1459     const uint64_t *a_u64 = (const uint64_t *) &a->masks;
1460     const uint64_t *b_u64 = (const uint64_t *) &b->masks;
1461     size_t i;
1462
1463     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1464         if ((a_u64[i] & b_u64[i]) != b_u64[i]) {
1465             return true;
1466         }
1467     }
1468     return false;
1469 }
1470
1471 /* Returns true if 'a' and 'b' are equal, except that 0-bits (wildcarded bits)
1472  * in 'wc' do not need to be equal in 'a' and 'b'. */
1473 bool
1474 flow_equal_except(const struct flow *a, const struct flow *b,
1475                   const struct flow_wildcards *wc)
1476 {
1477     const uint64_t *a_u64 = (const uint64_t *) a;
1478     const uint64_t *b_u64 = (const uint64_t *) b;
1479     const uint64_t *wc_u64 = (const uint64_t *) &wc->masks;
1480     size_t i;
1481
1482     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1483         if ((a_u64[i] ^ b_u64[i]) & wc_u64[i]) {
1484             return false;
1485         }
1486     }
1487     return true;
1488 }
1489
1490 /* Sets the wildcard mask for register 'idx' in 'wc' to 'mask'.
1491  * (A 0-bit indicates a wildcard bit.) */
1492 void
1493 flow_wildcards_set_reg_mask(struct flow_wildcards *wc, int idx, uint32_t mask)
1494 {
1495     wc->masks.regs[idx] = mask;
1496 }
1497
1498 /* Sets the wildcard mask for register 'idx' in 'wc' to 'mask'.
1499  * (A 0-bit indicates a wildcard bit.) */
1500 void
1501 flow_wildcards_set_xreg_mask(struct flow_wildcards *wc, int idx, uint64_t mask)
1502 {
1503     flow_set_xreg(&wc->masks, idx, mask);
1504 }
1505
1506 /* Calculates the 5-tuple hash from the given miniflow.
1507  * This returns the same value as flow_hash_5tuple for the corresponding
1508  * flow. */
1509 uint32_t
1510 miniflow_hash_5tuple(const struct miniflow *flow, uint32_t basis)
1511 {
1512     uint32_t hash = basis;
1513
1514     if (flow) {
1515         ovs_be16 dl_type = MINIFLOW_GET_BE16(flow, dl_type);
1516
1517         hash = hash_add(hash, MINIFLOW_GET_U8(flow, nw_proto));
1518
1519         /* Separate loops for better optimization. */
1520         if (dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1521             struct flowmap map = FLOWMAP_EMPTY_INITIALIZER;
1522             uint64_t value;
1523
1524             FLOWMAP_SET(&map, ipv6_src);
1525             FLOWMAP_SET(&map, ipv6_dst);
1526
1527             MINIFLOW_FOR_EACH_IN_FLOWMAP(value, flow, map) {
1528                 hash = hash_add64(hash, value);
1529             }
1530         } else {
1531             hash = hash_add(hash, MINIFLOW_GET_U32(flow, nw_src));
1532             hash = hash_add(hash, MINIFLOW_GET_U32(flow, nw_dst));
1533         }
1534         /* Add both ports at once. */
1535         hash = hash_add(hash, MINIFLOW_GET_U32(flow, tp_src));
1536         hash = hash_finish(hash, 42); /* Arbitrary number. */
1537     }
1538     return hash;
1539 }
1540
1541 ASSERT_SEQUENTIAL_SAME_WORD(tp_src, tp_dst);
1542 ASSERT_SEQUENTIAL(ipv6_src, ipv6_dst);
1543
1544 /* Calculates the 5-tuple hash from the given flow. */
1545 uint32_t
1546 flow_hash_5tuple(const struct flow *flow, uint32_t basis)
1547 {
1548     uint32_t hash = basis;
1549
1550     if (flow) {
1551         hash = hash_add(hash, flow->nw_proto);
1552
1553         if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1554             const uint64_t *flow_u64 = (const uint64_t *)flow;
1555             int ofs = offsetof(struct flow, ipv6_src) / 8;
1556             int end = ofs + 2 * sizeof flow->ipv6_src / 8;
1557
1558             for (;ofs < end; ofs++) {
1559                 hash = hash_add64(hash, flow_u64[ofs]);
1560             }
1561         } else {
1562             hash = hash_add(hash, (OVS_FORCE uint32_t) flow->nw_src);
1563             hash = hash_add(hash, (OVS_FORCE uint32_t) flow->nw_dst);
1564         }
1565         /* Add both ports at once. */
1566         hash = hash_add(hash,
1567                         ((const uint32_t *)flow)[offsetof(struct flow, tp_src)
1568                                                  / sizeof(uint32_t)]);
1569         hash = hash_finish(hash, 42); /* Arbitrary number. */
1570     }
1571     return hash;
1572 }
1573
1574 /* Hashes 'flow' based on its L2 through L4 protocol information. */
1575 uint32_t
1576 flow_hash_symmetric_l4(const struct flow *flow, uint32_t basis)
1577 {
1578     struct {
1579         union {
1580             ovs_be32 ipv4_addr;
1581             struct in6_addr ipv6_addr;
1582         };
1583         ovs_be16 eth_type;
1584         ovs_be16 vlan_tci;
1585         ovs_be16 tp_port;
1586         struct eth_addr eth_addr;
1587         uint8_t ip_proto;
1588     } fields;
1589
1590     int i;
1591
1592     memset(&fields, 0, sizeof fields);
1593     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fields.eth_addr.be16); i++) {
1594         fields.eth_addr.be16[i] = flow->dl_src.be16[i] ^ flow->dl_dst.be16[i];
1595     }
1596     fields.vlan_tci = flow->vlan_tci & htons(VLAN_VID_MASK);
1597     fields.eth_type = flow->dl_type;
1598
1599     /* UDP source and destination port are not taken into account because they
1600      * will not necessarily be symmetric in a bidirectional flow. */
1601     if (fields.eth_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1602         fields.ipv4_addr = flow->nw_src ^ flow->nw_dst;
1603         fields.ip_proto = flow->nw_proto;
1604         if (fields.ip_proto == IPPROTO_TCP || fields.ip_proto == IPPROTO_SCTP) {
1605             fields.tp_port = flow->tp_src ^ flow->tp_dst;
1606         }
1607     } else if (fields.eth_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1608         const uint8_t *a = &flow->ipv6_src.s6_addr[0];
1609         const uint8_t *b = &flow->ipv6_dst.s6_addr[0];
1610         uint8_t *ipv6_addr = &fields.ipv6_addr.s6_addr[0];
1611
1612         for (i=0; i<16; i++) {
1613             ipv6_addr[i] = a[i] ^ b[i];
1614         }
1615         fields.ip_proto = flow->nw_proto;
1616         if (fields.ip_proto == IPPROTO_TCP || fields.ip_proto == IPPROTO_SCTP) {
1617             fields.tp_port = flow->tp_src ^ flow->tp_dst;
1618         }
1619     }
1620     return jhash_bytes(&fields, sizeof fields, basis);
1621 }
1622
1623 /* Hashes 'flow' based on its L3 through L4 protocol information */
1624 uint32_t
1625 flow_hash_symmetric_l3l4(const struct flow *flow, uint32_t basis,
1626                          bool inc_udp_ports)
1627 {
1628     uint32_t hash = basis;
1629
1630     /* UDP source and destination port are also taken into account. */
1631     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1632         hash = hash_add(hash,
1633                         (OVS_FORCE uint32_t) (flow->nw_src ^ flow->nw_dst));
1634     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1635         /* IPv6 addresses are 64-bit aligned inside struct flow. */
1636         const uint64_t *a = ALIGNED_CAST(uint64_t *, flow->ipv6_src.s6_addr);
1637         const uint64_t *b = ALIGNED_CAST(uint64_t *, flow->ipv6_dst.s6_addr);
1638
1639         for (int i = 0; i < 4; i++) {
1640             hash = hash_add64(hash, a[i] ^ b[i]);
1641         }
1642     } else {
1643         /* Cannot hash non-IP flows */
1644         return 0;
1645     }
1646
1647     hash = hash_add(hash, flow->nw_proto);
1648     if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP || flow->nw_proto == IPPROTO_SCTP ||
1649          (inc_udp_ports && flow->nw_proto == IPPROTO_UDP)) {
1650         hash = hash_add(hash,
1651                         (OVS_FORCE uint16_t) (flow->tp_src ^ flow->tp_dst));
1652     }
1653
1654     return hash_finish(hash, basis);
1655 }
1656
1657 /* Initialize a flow with random fields that matter for nx_hash_fields. */
1658 void
1659 flow_random_hash_fields(struct flow *flow)
1660 {
1661     uint16_t rnd = random_uint16();
1662
1663     /* Initialize to all zeros. */
1664     memset(flow, 0, sizeof *flow);
1665
1666     eth_addr_random(&flow->dl_src);
1667     eth_addr_random(&flow->dl_dst);
1668
1669     flow->vlan_tci = (OVS_FORCE ovs_be16) (random_uint16() & VLAN_VID_MASK);
1670
1671     /* Make most of the random flows IPv4, some IPv6, and rest random. */
1672     flow->dl_type = rnd < 0x8000 ? htons(ETH_TYPE_IP) :
1673         rnd < 0xc000 ? htons(ETH_TYPE_IPV6) : (OVS_FORCE ovs_be16)rnd;
1674
1675     if (dl_type_is_ip_any(flow->dl_type)) {
1676         if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1677             flow->nw_src = (OVS_FORCE ovs_be32)random_uint32();
1678             flow->nw_dst = (OVS_FORCE ovs_be32)random_uint32();
1679         } else {
1680             random_bytes(&flow->ipv6_src, sizeof flow->ipv6_src);
1681             random_bytes(&flow->ipv6_dst, sizeof flow->ipv6_dst);
1682         }
1683         /* Make most of IP flows TCP, some UDP or SCTP, and rest random. */
1684         rnd = random_uint16();
1685         flow->nw_proto = rnd < 0x8000 ? IPPROTO_TCP :
1686             rnd < 0xc000 ? IPPROTO_UDP :
1687             rnd < 0xd000 ? IPPROTO_SCTP : (uint8_t)rnd;
1688         if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP ||
1689             flow->nw_proto == IPPROTO_UDP ||
1690             flow->nw_proto == IPPROTO_SCTP) {
1691             flow->tp_src = (OVS_FORCE ovs_be16)random_uint16();
1692             flow->tp_dst = (OVS_FORCE ovs_be16)random_uint16();
1693         }
1694     }
1695 }
1696
1697 /* Masks the fields in 'wc' that are used by the flow hash 'fields'. */
1698 void
1699 flow_mask_hash_fields(const struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc,
1700                       enum nx_hash_fields fields)
1701 {
1702     switch (fields) {
1703     case NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC:
1704         memset(&wc->masks.dl_src, 0xff, sizeof wc->masks.dl_src);
1705         break;
1706
1707     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4:
1708         memset(&wc->masks.dl_src, 0xff, sizeof wc->masks.dl_src);
1709         memset(&wc->masks.dl_dst, 0xff, sizeof wc->masks.dl_dst);
1710         if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1711             memset(&wc->masks.nw_src, 0xff, sizeof wc->masks.nw_src);
1712             memset(&wc->masks.nw_dst, 0xff, sizeof wc->masks.nw_dst);
1713         } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1714             memset(&wc->masks.ipv6_src, 0xff, sizeof wc->masks.ipv6_src);
1715             memset(&wc->masks.ipv6_dst, 0xff, sizeof wc->masks.ipv6_dst);
1716         }
1717         if (is_ip_any(flow)) {
1718             memset(&wc->masks.nw_proto, 0xff, sizeof wc->masks.nw_proto);
1719             flow_unwildcard_tp_ports(flow, wc);
1720         }
1721         wc->masks.vlan_tci |= htons(VLAN_VID_MASK | VLAN_CFI);
1722         break;
1723
1724     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L3L4_UDP:
1725         if (is_ip_any(flow) && flow->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
1726             memset(&wc->masks.tp_src, 0xff, sizeof wc->masks.tp_src);
1727             memset(&wc->masks.tp_dst, 0xff, sizeof wc->masks.tp_dst);
1728         }
1729         /* no break */
1730     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L3L4:
1731         if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1732             memset(&wc->masks.nw_src, 0xff, sizeof wc->masks.nw_src);
1733             memset(&wc->masks.nw_dst, 0xff, sizeof wc->masks.nw_dst);
1734         } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1735             memset(&wc->masks.ipv6_src, 0xff, sizeof wc->masks.ipv6_src);
1736             memset(&wc->masks.ipv6_dst, 0xff, sizeof wc->masks.ipv6_dst);
1737         } else {
1738             break; /* non-IP flow */
1739         }
1740
1741         memset(&wc->masks.nw_proto, 0xff, sizeof wc->masks.nw_proto);
1742         if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP || flow->nw_proto == IPPROTO_SCTP) {
1743             memset(&wc->masks.tp_src, 0xff, sizeof wc->masks.tp_src);
1744             memset(&wc->masks.tp_dst, 0xff, sizeof wc->masks.tp_dst);
1745         }
1746         break;
1747
1748     default:
1749         OVS_NOT_REACHED();
1750     }
1751 }
1752
1753 /* Hashes the portions of 'flow' designated by 'fields'. */
1754 uint32_t
1755 flow_hash_fields(const struct flow *flow, enum nx_hash_fields fields,
1756                  uint16_t basis)
1757 {
1758     switch (fields) {
1759
1760     case NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC:
1761         return jhash_bytes(&flow->dl_src, sizeof flow->dl_src, basis);
1762
1763     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4:
1764         return flow_hash_symmetric_l4(flow, basis);
1765
1766     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L3L4:
1767         return flow_hash_symmetric_l3l4(flow, basis, false);
1768
1769     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L3L4_UDP:
1770         return flow_hash_symmetric_l3l4(flow, basis, true);
1771
1772     }
1773
1774     OVS_NOT_REACHED();
1775 }
1776
1777 /* Returns a string representation of 'fields'. */
1778 const char *
1779 flow_hash_fields_to_str(enum nx_hash_fields fields)
1780 {
1781     switch (fields) {
1782     case NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC: return "eth_src";
1783     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4: return "symmetric_l4";
1784     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L3L4: return "symmetric_l3l4";
1785     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L3L4_UDP: return "symmetric_l3l4+udp";
1786     default: return "<unknown>";
1787     }
1788 }
1789
1790 /* Returns true if the value of 'fields' is supported. Otherwise false. */
1791 bool
1792 flow_hash_fields_valid(enum nx_hash_fields fields)
1793 {
1794     return fields == NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC
1795         || fields == NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4
1796         || fields == NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L3L4
1797         || fields == NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L3L4_UDP;
1798 }
1799
1800 /* Returns a hash value for the bits of 'flow' that are active based on
1801  * 'wc', given 'basis'. */
1802 uint32_t
1803 flow_hash_in_wildcards(const struct flow *flow,
1804                        const struct flow_wildcards *wc, uint32_t basis)
1805 {
1806     const uint64_t *wc_u64 = (const uint64_t *) &wc->masks;
1807     const uint64_t *flow_u64 = (const uint64_t *) flow;
1808     uint32_t hash;
1809     size_t i;
1810
1811     hash = basis;
1812     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1813         hash = hash_add64(hash, flow_u64[i] & wc_u64[i]);
1814     }
1815     return hash_finish(hash, 8 * FLOW_U64S);
1816 }
1817
1818 /* Sets the VLAN VID that 'flow' matches to 'vid', which is interpreted as an
1819  * OpenFlow 1.0 "dl_vlan" value:
1820  *
1821  *      - If it is in the range 0...4095, 'flow->vlan_tci' is set to match
1822  *        that VLAN.  Any existing PCP match is unchanged (it becomes 0 if
1823  *        'flow' previously matched packets without a VLAN header).
1824  *
1825  *      - If it is OFP_VLAN_NONE, 'flow->vlan_tci' is set to match a packet
1826  *        without a VLAN tag.
1827  *
1828  *      - Other values of 'vid' should not be used. */
1829 void
1830 flow_set_dl_vlan(struct flow *flow, ovs_be16 vid)
1831 {
1832     if (vid == htons(OFP10_VLAN_NONE)) {
1833         flow->vlan_tci = htons(0);
1834     } else {
1835         vid &= htons(VLAN_VID_MASK);
1836         flow->vlan_tci &= ~htons(VLAN_VID_MASK);
1837         flow->vlan_tci |= htons(VLAN_CFI) | vid;
1838     }
1839 }
1840
1841 /* Sets the VLAN VID that 'flow' matches to 'vid', which is interpreted as an
1842  * OpenFlow 1.2 "vlan_vid" value, that is, the low 13 bits of 'vlan_tci' (VID
1843  * plus CFI). */
1844 void
1845 flow_set_vlan_vid(struct flow *flow, ovs_be16 vid)
1846 {
1847     ovs_be16 mask = htons(VLAN_VID_MASK | VLAN_CFI);
1848     flow->vlan_tci &= ~mask;
1849     flow->vlan_tci |= vid & mask;
1850 }
1851
1852 /* Sets the VLAN PCP that 'flow' matches to 'pcp', which should be in the
1853  * range 0...7.
1854  *
1855  * This function has no effect on the VLAN ID that 'flow' matches.
1856  *
1857  * After calling this function, 'flow' will not match packets without a VLAN
1858  * header. */
1859 void
1860 flow_set_vlan_pcp(struct flow *flow, uint8_t pcp)
1861 {
1862     pcp &= 0x07;
1863     flow->vlan_tci &= ~htons(VLAN_PCP_MASK);
1864     flow->vlan_tci |= htons((pcp << VLAN_PCP_SHIFT) | VLAN_CFI);
1865 }
1866
1867 /* Returns the number of MPLS LSEs present in 'flow'
1868  *
1869  * Returns 0 if the 'dl_type' of 'flow' is not an MPLS ethernet type.
1870  * Otherwise traverses 'flow''s MPLS label stack stopping at the
1871  * first entry that has the BoS bit set. If no such entry exists then
1872  * the maximum number of LSEs that can be stored in 'flow' is returned.
1873  */
1874 int
1875 flow_count_mpls_labels(const struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc)
1876 {
1877     /* dl_type is always masked. */
1878     if (eth_type_mpls(flow->dl_type)) {
1879         int i;
1880         int cnt;
1881
1882         cnt = 0;
1883         for (i = 0; i < FLOW_MAX_MPLS_LABELS; i++) {
1884             if (wc) {
1885                 wc->masks.mpls_lse[i] |= htonl(MPLS_BOS_MASK);
1886             }
1887             if (flow->mpls_lse[i] & htonl(MPLS_BOS_MASK)) {
1888                 return i + 1;
1889             }
1890             if (flow->mpls_lse[i]) {
1891                 cnt++;
1892             }
1893         }
1894         return cnt;
1895     } else {
1896         return 0;
1897     }
1898 }
1899
1900 /* Returns the number consecutive of MPLS LSEs, starting at the
1901  * innermost LSE, that are common in 'a' and 'b'.
1902  *
1903  * 'an' must be flow_count_mpls_labels(a).
1904  * 'bn' must be flow_count_mpls_labels(b).
1905  */
1906 int
1907 flow_count_common_mpls_labels(const struct flow *a, int an,
1908                               const struct flow *b, int bn,
1909                               struct flow_wildcards *wc)
1910 {
1911     int min_n = MIN(an, bn);
1912     if (min_n == 0) {
1913         return 0;
1914     } else {
1915         int common_n = 0;
1916         int a_last = an - 1;
1917         int b_last = bn - 1;
1918         int i;
1919
1920         for (i = 0; i < min_n; i++) {
1921             if (wc) {
1922                 wc->masks.mpls_lse[a_last - i] = OVS_BE32_MAX;
1923                 wc->masks.mpls_lse[b_last - i] = OVS_BE32_MAX;
1924             }
1925             if (a->mpls_lse[a_last - i] != b->mpls_lse[b_last - i]) {
1926                 break;
1927             } else {
1928                 common_n++;
1929             }
1930         }
1931
1932         return common_n;
1933     }
1934 }
1935
1936 /* Adds a new outermost MPLS label to 'flow' and changes 'flow''s Ethernet type
1937  * to 'mpls_eth_type', which must be an MPLS Ethertype.
1938  *
1939  * If the new label is the first MPLS label in 'flow', it is generated as;
1940  *
1941  *     - label: 2, if 'flow' is IPv6, otherwise 0.
1942  *
1943  *     - TTL: IPv4 or IPv6 TTL, if present and nonzero, otherwise 64.
1944  *
1945  *     - TC: IPv4 or IPv6 TOS, if present, otherwise 0.
1946  *
1947  *     - BoS: 1.
1948  *
1949  * If the new label is the second or later label MPLS label in 'flow', it is
1950  * generated as;
1951  *
1952  *     - label: Copied from outer label.
1953  *
1954  *     - TTL: Copied from outer label.
1955  *
1956  *     - TC: Copied from outer label.
1957  *
1958  *     - BoS: 0.
1959  *
1960  * 'n' must be flow_count_mpls_labels(flow).  'n' must be less than
1961  * FLOW_MAX_MPLS_LABELS (because otherwise flow->mpls_lse[] would overflow).
1962  */
1963 void
1964 flow_push_mpls(struct flow *flow, int n, ovs_be16 mpls_eth_type,
1965                struct flow_wildcards *wc)
1966 {
1967     ovs_assert(eth_type_mpls(mpls_eth_type));
1968     ovs_assert(n < FLOW_MAX_MPLS_LABELS);
1969
1970     if (n) {
1971         int i;
1972
1973         if (wc) {
1974             memset(&wc->masks.mpls_lse, 0xff, sizeof *wc->masks.mpls_lse * n);
1975         }
1976         for (i = n; i >= 1; i--) {
1977             flow->mpls_lse[i] = flow->mpls_lse[i - 1];
1978         }
1979         flow->mpls_lse[0] = (flow->mpls_lse[1] & htonl(~MPLS_BOS_MASK));
1980     } else {
1981         int label = 0;          /* IPv4 Explicit Null. */
1982         int tc = 0;
1983         int ttl = 64;
1984
1985         if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1986             label = 2;
1987         }
1988
1989         if (is_ip_any(flow)) {
1990             tc = (flow->nw_tos & IP_DSCP_MASK) >> 2;
1991             if (wc) {
1992                 wc->masks.nw_tos |= IP_DSCP_MASK;
1993                 wc->masks.nw_ttl = 0xff;
1994             }
1995
1996             if (flow->nw_ttl) {
1997                 ttl = flow->nw_ttl;
1998             }
1999         }
2000
2001         flow->mpls_lse[0] = set_mpls_lse_values(ttl, tc, 1, htonl(label));
2002
2003         /* Clear all L3 and L4 fields and dp_hash. */
2004         BUILD_ASSERT(FLOW_WC_SEQ == 34);
2005         memset((char *) flow + FLOW_SEGMENT_2_ENDS_AT, 0,
2006                sizeof(struct flow) - FLOW_SEGMENT_2_ENDS_AT);
2007         flow->dp_hash = 0;
2008     }
2009     flow->dl_type = mpls_eth_type;
2010 }
2011
2012 /* Tries to remove the outermost MPLS label from 'flow'.  Returns true if
2013  * successful, false otherwise.  On success, sets 'flow''s Ethernet type to
2014  * 'eth_type'.
2015  *
2016  * 'n' must be flow_count_mpls_labels(flow). */
2017 bool
2018 flow_pop_mpls(struct flow *flow, int n, ovs_be16 eth_type,
2019               struct flow_wildcards *wc)
2020 {
2021     int i;
2022
2023     if (n == 0) {
2024         /* Nothing to pop. */
2025         return false;
2026     } else if (n == FLOW_MAX_MPLS_LABELS) {
2027         if (wc) {
2028             wc->masks.mpls_lse[n - 1] |= htonl(MPLS_BOS_MASK);
2029         }
2030         if (!(flow->mpls_lse[n - 1] & htonl(MPLS_BOS_MASK))) {
2031             /* Can't pop because don't know what to fill in mpls_lse[n - 1]. */
2032             return false;
2033         }
2034     }
2035
2036     if (wc) {
2037         memset(&wc->masks.mpls_lse[1], 0xff,
2038                sizeof *wc->masks.mpls_lse * (n - 1));
2039     }
2040     for (i = 1; i < n; i++) {
2041         flow->mpls_lse[i - 1] = flow->mpls_lse[i];
2042     }
2043     flow->mpls_lse[n - 1] = 0;
2044     flow->dl_type = eth_type;
2045     return true;
2046 }
2047
2048 /* Sets the MPLS Label that 'flow' matches to 'label', which is interpreted
2049  * as an OpenFlow 1.1 "mpls_label" value. */
2050 void
2051 flow_set_mpls_label(struct flow *flow, int idx, ovs_be32 label)
2052 {
2053     set_mpls_lse_label(&flow->mpls_lse[idx], label);
2054 }
2055
2056 /* Sets the MPLS TTL that 'flow' matches to 'ttl', which should be in the
2057  * range 0...255. */
2058 void
2059 flow_set_mpls_ttl(struct flow *flow, int idx, uint8_t ttl)
2060 {
2061     set_mpls_lse_ttl(&flow->mpls_lse[idx], ttl);
2062 }
2063
2064 /* Sets the MPLS TC that 'flow' matches to 'tc', which should be in the
2065  * range 0...7. */
2066 void
2067 flow_set_mpls_tc(struct flow *flow, int idx, uint8_t tc)
2068 {
2069     set_mpls_lse_tc(&flow->mpls_lse[idx], tc);
2070 }
2071
2072 /* Sets the MPLS BOS bit that 'flow' matches to which should be 0 or 1. */
2073 void
2074 flow_set_mpls_bos(struct flow *flow, int idx, uint8_t bos)
2075 {
2076     set_mpls_lse_bos(&flow->mpls_lse[idx], bos);
2077 }
2078
2079 /* Sets the entire MPLS LSE. */
2080 void
2081 flow_set_mpls_lse(struct flow *flow, int idx, ovs_be32 lse)
2082 {
2083     flow->mpls_lse[idx] = lse;
2084 }
2085
2086 static size_t
2087 flow_compose_l4(struct dp_packet *p, const struct flow *flow)
2088 {
2089     size_t l4_len = 0;
2090
2091     if (!(flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_ANY)
2092         || !(flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER)) {
2093         if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
2094             struct tcp_header *tcp;
2095
2096             l4_len = sizeof *tcp;
2097             tcp = dp_packet_put_zeros(p, l4_len);
2098             tcp->tcp_src = flow->tp_src;
2099             tcp->tcp_dst = flow->tp_dst;
2100             tcp->tcp_ctl = TCP_CTL(ntohs(flow->tcp_flags), 5);
2101         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
2102             struct udp_header *udp;
2103
2104             l4_len = sizeof *udp;
2105             udp = dp_packet_put_zeros(p, l4_len);
2106             udp->udp_src = flow->tp_src;
2107             udp->udp_dst = flow->tp_dst;
2108         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_SCTP) {
2109             struct sctp_header *sctp;
2110
2111             l4_len = sizeof *sctp;
2112             sctp = dp_packet_put_zeros(p, l4_len);
2113             sctp->sctp_src = flow->tp_src;
2114             sctp->sctp_dst = flow->tp_dst;
2115         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMP) {
2116             struct icmp_header *icmp;
2117
2118             l4_len = sizeof *icmp;
2119             icmp = dp_packet_put_zeros(p, l4_len);
2120             icmp->icmp_type = ntohs(flow->tp_src);
2121             icmp->icmp_code = ntohs(flow->tp_dst);
2122             icmp->icmp_csum = csum(icmp, ICMP_HEADER_LEN);
2123         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_IGMP) {
2124             struct igmp_header *igmp;
2125
2126             l4_len = sizeof *igmp;
2127             igmp = dp_packet_put_zeros(p, l4_len);
2128             igmp->igmp_type = ntohs(flow->tp_src);
2129             igmp->igmp_code = ntohs(flow->tp_dst);
2130             put_16aligned_be32(&igmp->group, flow->igmp_group_ip4);
2131             igmp->igmp_csum = csum(igmp, IGMP_HEADER_LEN);
2132         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6) {
2133             struct icmp6_hdr *icmp;
2134
2135             l4_len = sizeof *icmp;
2136             icmp = dp_packet_put_zeros(p, l4_len);
2137             icmp->icmp6_type = ntohs(flow->tp_src);
2138             icmp->icmp6_code = ntohs(flow->tp_dst);
2139
2140             if (icmp->icmp6_code == 0 &&
2141                 (icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_SOLICIT ||
2142                  icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_ADVERT)) {
2143                 struct in6_addr *nd_target;
2144                 struct ovs_nd_opt *nd_opt;
2145
2146                 l4_len += sizeof *nd_target;
2147                 nd_target = dp_packet_put_zeros(p, sizeof *nd_target);
2148                 *nd_target = flow->nd_target;
2149
2150                 if (!eth_addr_is_zero(flow->arp_sha)) {
2151                     l4_len += 8;
2152                     nd_opt = dp_packet_put_zeros(p, 8);
2153                     nd_opt->nd_opt_len = 1;
2154                     nd_opt->nd_opt_type = ND_OPT_SOURCE_LINKADDR;
2155                     nd_opt->nd_opt_mac = flow->arp_sha;
2156                 }
2157                 if (!eth_addr_is_zero(flow->arp_tha)) {
2158                     l4_len += 8;
2159                     nd_opt = dp_packet_put_zeros(p, 8);
2160                     nd_opt->nd_opt_len = 1;
2161                     nd_opt->nd_opt_type = ND_OPT_TARGET_LINKADDR;
2162                     nd_opt->nd_opt_mac = flow->arp_tha;
2163                 }
2164             }
2165             icmp->icmp6_cksum = (OVS_FORCE uint16_t)
2166                 csum(icmp, (char *)dp_packet_tail(p) - (char *)icmp);
2167         }
2168     }
2169     return l4_len;
2170 }
2171
2172 /* Puts into 'b' a packet that flow_extract() would parse as having the given
2173  * 'flow'.
2174  *
2175  * (This is useful only for testing, obviously, and the packet isn't really
2176  * valid. It hasn't got some checksums filled in, for one, and lots of fields
2177  * are just zeroed.) */
2178 void
2179 flow_compose(struct dp_packet *p, const struct flow *flow)
2180 {
2181     size_t l4_len;
2182
2183     /* eth_compose() sets l3 pointer and makes sure it is 32-bit aligned. */
2184     eth_compose(p, flow->dl_dst, flow->dl_src, ntohs(flow->dl_type), 0);
2185     if (flow->dl_type == htons(FLOW_DL_TYPE_NONE)) {
2186         struct eth_header *eth = dp_packet_l2(p);
2187         eth->eth_type = htons(dp_packet_size(p));
2188         return;
2189     }
2190
2191     if (flow->vlan_tci & htons(VLAN_CFI)) {
2192         eth_push_vlan(p, htons(ETH_TYPE_VLAN), flow->vlan_tci);
2193     }
2194
2195     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
2196         struct ip_header *ip;
2197
2198         ip = dp_packet_put_zeros(p, sizeof *ip);
2199         ip->ip_ihl_ver = IP_IHL_VER(5, 4);
2200         ip->ip_tos = flow->nw_tos;
2201         ip->ip_ttl = flow->nw_ttl;
2202         ip->ip_proto = flow->nw_proto;
2203         put_16aligned_be32(&ip->ip_src, flow->nw_src);
2204         put_16aligned_be32(&ip->ip_dst, flow->nw_dst);
2205
2206         if (flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_ANY) {
2207             ip->ip_frag_off |= htons(IP_MORE_FRAGMENTS);
2208             if (flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER) {
2209                 ip->ip_frag_off |= htons(100);
2210             }
2211         }
2212
2213         dp_packet_set_l4(p, dp_packet_tail(p));
2214
2215         l4_len = flow_compose_l4(p, flow);
2216
2217         ip = dp_packet_l3(p);
2218         ip->ip_tot_len = htons(p->l4_ofs - p->l3_ofs + l4_len);
2219         ip->ip_csum = csum(ip, sizeof *ip);
2220     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
2221         struct ovs_16aligned_ip6_hdr *nh;
2222
2223         nh = dp_packet_put_zeros(p, sizeof *nh);
2224         put_16aligned_be32(&nh->ip6_flow, htonl(6 << 28) |
2225                            htonl(flow->nw_tos << 20) | flow->ipv6_label);
2226         nh->ip6_hlim = flow->nw_ttl;
2227         nh->ip6_nxt = flow->nw_proto;
2228
2229         memcpy(&nh->ip6_src, &flow->ipv6_src, sizeof(nh->ip6_src));
2230         memcpy(&nh->ip6_dst, &flow->ipv6_dst, sizeof(nh->ip6_dst));
2231
2232         dp_packet_set_l4(p, dp_packet_tail(p));
2233
2234         l4_len = flow_compose_l4(p, flow);
2235
2236         nh = dp_packet_l3(p);
2237         nh->ip6_plen = htons(l4_len);
2238     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP) ||
2239                flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_RARP)) {
2240         struct arp_eth_header *arp;
2241
2242         arp = dp_packet_put_zeros(p, sizeof *arp);
2243         dp_packet_set_l3(p, arp);
2244         arp->ar_hrd = htons(1);
2245         arp->ar_pro = htons(ETH_TYPE_IP);
2246         arp->ar_hln = ETH_ADDR_LEN;
2247         arp->ar_pln = 4;
2248         arp->ar_op = htons(flow->nw_proto);
2249
2250         if (flow->nw_proto == ARP_OP_REQUEST ||
2251             flow->nw_proto == ARP_OP_REPLY) {
2252             put_16aligned_be32(&arp->ar_spa, flow->nw_src);
2253             put_16aligned_be32(&arp->ar_tpa, flow->nw_dst);
2254             arp->ar_sha = flow->arp_sha;
2255             arp->ar_tha = flow->arp_tha;
2256         }
2257     }
2258
2259     if (eth_type_mpls(flow->dl_type)) {
2260         int n;
2261
2262         p->l2_5_ofs = p->l3_ofs;
2263         for (n = 1; n < FLOW_MAX_MPLS_LABELS; n++) {
2264             if (flow->mpls_lse[n - 1] & htonl(MPLS_BOS_MASK)) {
2265                 break;
2266             }
2267         }
2268         while (n > 0) {
2269             push_mpls(p, flow->dl_type, flow->mpls_lse[--n]);
2270         }
2271     }
2272 }
2273 \f
2274 /* Compressed flow. */
2275
2276 /* Completes an initialization of 'dst' as a miniflow copy of 'src' begun by
2277  * the caller.  The caller must have already computed 'dst->map' properly to
2278  * indicate the significant uint64_t elements of 'src'.
2279  *
2280  * Normally the significant elements are the ones that are non-zero.  However,
2281  * when a miniflow is initialized from a (mini)mask, the values can be zeroes,
2282  * so that the flow and mask always have the same maps. */
2283 void
2284 miniflow_init(struct miniflow *dst, const struct flow *src)
2285 {
2286     uint64_t *dst_u64 = miniflow_values(dst);
2287     size_t idx;
2288
2289     FLOWMAP_FOR_EACH_INDEX(idx, dst->map) {
2290         *dst_u64++ = flow_u64_value(src, idx);
2291     }
2292 }
2293
2294 /* Initialize the maps of 'flow' from 'src'. */
2295 void
2296 miniflow_map_init(struct miniflow *flow, const struct flow *src)
2297 {
2298     /* Initialize map, counting the number of nonzero elements. */
2299     flowmap_init(&flow->map);
2300     for (size_t i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
2301         if (flow_u64_value(src, i)) {
2302             flowmap_set(&flow->map, i, 1);
2303         }
2304     }
2305 }
2306
2307 /* Allocates 'n' count of miniflows, consecutive in memory, initializing the
2308  * map of each from 'src'.
2309  * Returns the size of the miniflow data. */
2310 size_t
2311 miniflow_alloc(struct miniflow *dsts[], size_t n, const struct miniflow *src)
2312 {
2313     size_t n_values = miniflow_n_values(src);
2314     size_t data_size = MINIFLOW_VALUES_SIZE(n_values);
2315     struct miniflow *dst = xmalloc(n * (sizeof *src + data_size));
2316     size_t i;
2317
2318     COVERAGE_INC(miniflow_malloc);
2319
2320     for (i = 0; i < n; i++) {
2321         *dst = *src;   /* Copy maps. */
2322         dsts[i] = dst;
2323         dst += 1;      /* Just past the maps. */
2324         dst = (struct miniflow *)((uint64_t *)dst + n_values); /* Skip data. */
2325     }
2326     return data_size;
2327 }
2328
2329 /* Returns a miniflow copy of 'src'.  The caller must eventually free() the
2330  * returned miniflow. */
2331 struct miniflow *
2332 miniflow_create(const struct flow *src)
2333 {
2334     struct miniflow tmp;
2335     struct miniflow *dst;
2336
2337     miniflow_map_init(&tmp, src);
2338
2339     miniflow_alloc(&dst, 1, &tmp);
2340     miniflow_init(dst, src);
2341     return dst;
2342 }
2343
2344 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'.  The caller must have allocated
2345  * 'dst' to have inline space for 'n_values' data in 'src'. */
2346 void
2347 miniflow_clone(struct miniflow *dst, const struct miniflow *src,
2348                size_t n_values)
2349 {
2350     *dst = *src;   /* Copy maps. */
2351     memcpy(miniflow_values(dst), miniflow_get_values(src),
2352            MINIFLOW_VALUES_SIZE(n_values));
2353 }
2354
2355 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'. */
2356 void
2357 miniflow_expand(const struct miniflow *src, struct flow *dst)
2358 {
2359     memset(dst, 0, sizeof *dst);
2360     flow_union_with_miniflow(dst, src);
2361 }
2362
2363 /* Returns true if 'a' and 'b' are equal miniflows, false otherwise. */
2364 bool
2365 miniflow_equal(const struct miniflow *a, const struct miniflow *b)
2366 {
2367     const uint64_t *ap = miniflow_get_values(a);
2368     const uint64_t *bp = miniflow_get_values(b);
2369
2370     /* This is mostly called after a matching hash, so it is highly likely that
2371      * the maps are equal as well. */
2372     if (OVS_LIKELY(flowmap_equal(a->map, b->map))) {
2373         return !memcmp(ap, bp, miniflow_n_values(a) * sizeof *ap);
2374     } else {
2375         size_t idx;
2376
2377         FLOWMAP_FOR_EACH_INDEX (idx, flowmap_or(a->map, b->map)) {
2378             if ((flowmap_is_set(&a->map, idx) ? *ap++ : 0)
2379                 != (flowmap_is_set(&b->map, idx) ? *bp++ : 0)) {
2380                 return false;
2381             }
2382         }
2383     }
2384
2385     return true;
2386 }
2387
2388 /* Returns false if 'a' and 'b' differ at the places where there are 1-bits
2389  * in 'mask', true otherwise. */
2390 bool
2391 miniflow_equal_in_minimask(const struct miniflow *a, const struct miniflow *b,
2392                            const struct minimask *mask)
2393 {
2394     const uint64_t *p = miniflow_get_values(&mask->masks);
2395     size_t idx;
2396
2397     FLOWMAP_FOR_EACH_INDEX(idx, mask->masks.map) {
2398         if ((miniflow_get(a, idx) ^ miniflow_get(b, idx)) & *p++) {
2399             return false;
2400         }
2401     }
2402
2403     return true;
2404 }
2405
2406 /* Returns true if 'a' and 'b' are equal at the places where there are 1-bits
2407  * in 'mask', false if they differ. */
2408 bool
2409 miniflow_equal_flow_in_minimask(const struct miniflow *a, const struct flow *b,
2410                                 const struct minimask *mask)
2411 {
2412     const uint64_t *p = miniflow_get_values(&mask->masks);
2413     size_t idx;
2414
2415     FLOWMAP_FOR_EACH_INDEX(idx, mask->masks.map) {
2416         if ((miniflow_get(a, idx) ^ flow_u64_value(b, idx)) & *p++) {
2417             return false;
2418         }
2419     }
2420
2421     return true;
2422 }
2423
2424 \f
2425 void
2426 minimask_init(struct minimask *mask, const struct flow_wildcards *wc)
2427 {
2428     miniflow_init(&mask->masks, &wc->masks);
2429 }
2430
2431 /* Returns a minimask copy of 'wc'.  The caller must eventually free the
2432  * returned minimask with free(). */
2433 struct minimask *
2434 minimask_create(const struct flow_wildcards *wc)
2435 {
2436     return (struct minimask *)miniflow_create(&wc->masks);
2437 }
2438
2439 /* Initializes 'dst_' as the bit-wise "and" of 'a_' and 'b_'.
2440  *
2441  * The caller must provide room for FLOW_U64S "uint64_t"s in 'storage', which
2442  * must follow '*dst_' in memory, for use by 'dst_'.  The caller must *not*
2443  * free 'dst_' free(). */
2444 void
2445 minimask_combine(struct minimask *dst_,
2446                  const struct minimask *a_, const struct minimask *b_,
2447                  uint64_t storage[FLOW_U64S])
2448 {
2449     struct miniflow *dst = &dst_->masks;
2450     uint64_t *dst_values = storage;
2451     const struct miniflow *a = &a_->masks;
2452     const struct miniflow *b = &b_->masks;
2453     size_t idx;
2454
2455     flowmap_init(&dst->map);
2456
2457     FLOWMAP_FOR_EACH_INDEX(idx, flowmap_and(a->map, b->map)) {
2458         /* Both 'a' and 'b' have non-zero data at 'idx'. */
2459         uint64_t mask = *miniflow_get__(a, idx) & *miniflow_get__(b, idx);
2460
2461         if (mask) {
2462             flowmap_set(&dst->map, idx, 1);
2463             *dst_values++ = mask;
2464         }
2465     }
2466 }
2467
2468 /* Initializes 'wc' as a copy of 'mask'. */
2469 void
2470 minimask_expand(const struct minimask *mask, struct flow_wildcards *wc)
2471 {
2472     miniflow_expand(&mask->masks, &wc->masks);
2473 }
2474
2475 /* Returns true if 'a' and 'b' are the same flow mask, false otherwise.
2476  * Minimasks may not have zero data values, so for the minimasks to be the
2477  * same, they need to have the same map and the same data values. */
2478 bool
2479 minimask_equal(const struct minimask *a, const struct minimask *b)
2480 {
2481     return !memcmp(a, b, sizeof *a
2482                    + MINIFLOW_VALUES_SIZE(miniflow_n_values(&a->masks)));
2483 }
2484
2485 /* Returns true if at least one bit matched by 'b' is wildcarded by 'a',
2486  * false otherwise. */
2487 bool
2488 minimask_has_extra(const struct minimask *a, const struct minimask *b)
2489 {
2490     const uint64_t *bp = miniflow_get_values(&b->masks);
2491     size_t idx;
2492
2493     FLOWMAP_FOR_EACH_INDEX(idx, b->masks.map) {
2494         uint64_t b_u64 = *bp++;
2495
2496         /* 'b_u64' is non-zero, check if the data in 'a' is either zero
2497          * or misses some of the bits in 'b_u64'. */
2498         if (!MINIFLOW_IN_MAP(&a->masks, idx)
2499             || ((*miniflow_get__(&a->masks, idx) & b_u64) != b_u64)) {
2500             return true; /* 'a' wildcards some bits 'b' doesn't. */
2501         }
2502     }
2503
2504     return false;
2505 }