lib/flow.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2008, 2009, 2010, 2011 Nicira Networks.
   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 <assert.h>
  20 #include <errno.h>
  21 #include <inttypes.h>
  22 #include <netinet/in.h>
  23 #include <netinet/icmp6.h>
  24 #include <netinet/ip6.h>
  25 #include <stdlib.h>
  26 #include <string.h>
  27 #include "byte-order.h"
  28 #include "coverage.h"
  29 #include "dynamic-string.h"
  30 #include "hash.h"
  31 #include "ofpbuf.h"
  32 #include "openflow/openflow.h"
  33 #include "packets.h"
  34 #include "unaligned.h"
  35 #include "vlog.h"
  36
  37 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(flow);
  38
  39 COVERAGE_DEFINE(flow_extract);
  40
  41 static struct arp_eth_header *
  42 pull_arp(struct ofpbuf *packet)
  43 {
  44     return ofpbuf_try_pull(packet, ARP_ETH_HEADER_LEN);
  45 }
  46
  47 static struct ip_header *
  48 pull_ip(struct ofpbuf *packet)
  49 {
  50     if (packet->size >= IP_HEADER_LEN) {
  51         struct ip_header *ip = packet->data;
  52         int ip_len = IP_IHL(ip->ip_ihl_ver) * 4;
  53         if (ip_len >= IP_HEADER_LEN && packet->size >= ip_len) {
  54             return ofpbuf_pull(packet, ip_len);
  55         }
  56     }
  57     return NULL;
  58 }
  59
  60 static struct tcp_header *
  61 pull_tcp(struct ofpbuf *packet)
  62 {
  63     if (packet->size >= TCP_HEADER_LEN) {
  64         struct tcp_header *tcp = packet->data;
  65         int tcp_len = TCP_OFFSET(tcp->tcp_ctl) * 4;
  66         if (tcp_len >= TCP_HEADER_LEN && packet->size >= tcp_len) {
  67             return ofpbuf_pull(packet, tcp_len);
  68         }
  69     }
  70     return NULL;
  71 }
  72
  73 static struct udp_header *
  74 pull_udp(struct ofpbuf *packet)
  75 {
  76     return ofpbuf_try_pull(packet, UDP_HEADER_LEN);
  77 }
  78
  79 static struct icmp_header *
  80 pull_icmp(struct ofpbuf *packet)
  81 {
  82     return ofpbuf_try_pull(packet, ICMP_HEADER_LEN);
  83 }
  84
  85 static struct icmp6_hdr *
  86 pull_icmpv6(struct ofpbuf *packet)
  87 {
  88     return ofpbuf_try_pull(packet, sizeof(struct icmp6_hdr));
  89 }
  90
  91 static void
  92 parse_vlan(struct ofpbuf *b, struct flow *flow)
  93 {
  94     struct qtag_prefix {
  95         ovs_be16 eth_type;      /* ETH_TYPE_VLAN */
  96         ovs_be16 tci;
  97     };
  98
  99     if (b->size >= sizeof(struct qtag_prefix) + sizeof(ovs_be16)) {
 100         struct qtag_prefix *qp = ofpbuf_pull(b, sizeof *qp);
 101         flow->vlan_tci = qp->tci | htons(VLAN_CFI);
 102     }
 103 }
 104
 105 static ovs_be16
 106 parse_ethertype(struct ofpbuf *b)
 107 {
 108     struct llc_snap_header *llc;
 109     ovs_be16 proto;
 110
 111     proto = *(ovs_be16 *) ofpbuf_pull(b, sizeof proto);
 112     if (ntohs(proto) >= ETH_TYPE_MIN) {
 113         return proto;
 114     }
 115
 116     if (b->size < sizeof *llc) {
 117         return htons(FLOW_DL_TYPE_NONE);
 118     }
 119
 120     llc = b->data;
 121     if (llc->llc.llc_dsap != LLC_DSAP_SNAP
 122         || llc->llc.llc_ssap != LLC_SSAP_SNAP
 123         || llc->llc.llc_cntl != LLC_CNTL_SNAP
 124         || memcmp(llc->snap.snap_org, SNAP_ORG_ETHERNET,
 125                   sizeof llc->snap.snap_org)) {
 126         return htons(FLOW_DL_TYPE_NONE);
 127     }
 128
 129     ofpbuf_pull(b, sizeof *llc);
 130     return llc->snap.snap_type;
 131 }
 132
 133 static int
 134 parse_ipv6(struct ofpbuf *packet, struct flow *flow)
 135 {
 136     const struct ip6_hdr *nh;
 137     ovs_be32 tc_flow;
 138     int nexthdr;
 139
 140     nh = ofpbuf_try_pull(packet, sizeof *nh);
 141     if (!nh) {
 142         return EINVAL;
 143     }
 144
 145     nexthdr = nh->ip6_nxt;
 146
 147     flow->ipv6_src = nh->ip6_src;
 148     flow->ipv6_dst = nh->ip6_dst;
 149
 150     tc_flow = get_unaligned_be32(&nh->ip6_flow);
 151     flow->nw_tos = ntohl(tc_flow) >> 20;
 152     flow->ipv6_label = tc_flow & htonl(IPV6_LABEL_MASK);
 153     flow->nw_ttl = nh->ip6_hlim;
 154     flow->nw_proto = IPPROTO_NONE;
 155
 156     while (1) {
 157         if ((nexthdr != IPPROTO_HOPOPTS)
 158                 && (nexthdr != IPPROTO_ROUTING)
 159                 && (nexthdr != IPPROTO_DSTOPTS)
 160                 && (nexthdr != IPPROTO_AH)
 161                 && (nexthdr != IPPROTO_FRAGMENT)) {
 162             /* It's either a terminal header (e.g., TCP, UDP) or one we
 163              * don't understand.  In either case, we're done with the
 164              * packet, so use it to fill in 'nw_proto'. */
 165             break;
 166         }
 167
 168         /* We only verify that at least 8 bytes of the next header are
 169          * available, but many of these headers are longer.  Ensure that
 170          * accesses within the extension header are within those first 8
 171          * bytes. All extension headers are required to be at least 8
 172          * bytes. */
 173         if (packet->size < 8) {
 174             return EINVAL;
 175         }
 176
 177         if ((nexthdr == IPPROTO_HOPOPTS)
 178                 || (nexthdr == IPPROTO_ROUTING)
 179                 || (nexthdr == IPPROTO_DSTOPTS)) {
 180             /* These headers, while different, have the fields we care about
 181              * in the same location and with the same interpretation. */
 182             const struct ip6_ext *ext_hdr = (struct ip6_ext *)packet->data;
 183             nexthdr = ext_hdr->ip6e_nxt;
 184             if (!ofpbuf_try_pull(packet, (ext_hdr->ip6e_len + 1) * 8)) {
 185                 return EINVAL;
 186             }
 187         } else if (nexthdr == IPPROTO_AH) {
 188             /* A standard AH definition isn't available, but the fields
 189              * we care about are in the same location as the generic
 190              * option header--only the header length is calculated
 191              * differently. */
 192             const struct ip6_ext *ext_hdr = (struct ip6_ext *)packet->data;
 193             nexthdr = ext_hdr->ip6e_nxt;
 194             if (!ofpbuf_try_pull(packet, (ext_hdr->ip6e_len + 2) * 4)) {
 195                return EINVAL;
 196             }
 197         } else if (nexthdr == IPPROTO_FRAGMENT) {
 198             const struct ip6_frag *frag_hdr = (struct ip6_frag *)packet->data;
 199
 200             nexthdr = frag_hdr->ip6f_nxt;
 201             if (!ofpbuf_try_pull(packet, sizeof *frag_hdr)) {
 202                 return EINVAL;
 203             }
 204
 205             /* We only process the first fragment. */
 206             if (frag_hdr->ip6f_offlg != htons(0)) {
 207                 if ((frag_hdr->ip6f_offlg & IP6F_OFF_MASK) == htons(0)) {
 208                     flow->nw_frag = FLOW_NW_FRAG_ANY;
 209                 } else {
 210                     flow->nw_frag |= FLOW_NW_FRAG_LATER;
 211                     nexthdr = IPPROTO_FRAGMENT;
 212                     break;
 213                 }
 214             }
 215         }
 216     }
 217
 218     flow->nw_proto = nexthdr;
 219     return 0;
 220 }
 221
 222 static void
 223 parse_tcp(struct ofpbuf *packet, struct ofpbuf *b, struct flow *flow)
 224 {
 225     const struct tcp_header *tcp = pull_tcp(b);
 226     if (tcp) {
 227         flow->tp_src = tcp->tcp_src;
 228         flow->tp_dst = tcp->tcp_dst;
 229         packet->l7 = b->data;
 230     }
 231 }
 232
 233 static void
 234 parse_udp(struct ofpbuf *packet, struct ofpbuf *b, struct flow *flow)
 235 {
 236     const struct udp_header *udp = pull_udp(b);
 237     if (udp) {
 238         flow->tp_src = udp->udp_src;
 239         flow->tp_dst = udp->udp_dst;
 240         packet->l7 = b->data;
 241     }
 242 }
 243
 244 static bool
 245 parse_icmpv6(struct ofpbuf *b, struct flow *flow)
 246 {
 247     const struct icmp6_hdr *icmp = pull_icmpv6(b);
 248
 249     if (!icmp) {
 250         return false;
 251     }
 252
 253     /* The ICMPv6 type and code fields use the 16-bit transport port
 254      * fields, so we need to store them in 16-bit network byte order. */
 255     flow->tp_src = htons(icmp->icmp6_type);
 256     flow->tp_dst = htons(icmp->icmp6_code);
 257
 258     if (icmp->icmp6_code == 0 &&
 259         (icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_SOLICIT ||
 260          icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_ADVERT)) {
 261         const struct in6_addr *nd_target;
 262
 263         nd_target = ofpbuf_try_pull(b, sizeof *nd_target);
 264         if (!nd_target) {
 265             return false;
 266         }
 267         flow->nd_target = *nd_target;
 268
 269         while (b->size >= 8) {
 270             /* The minimum size of an option is 8 bytes, which also is
 271              * the size of Ethernet link-layer options. */
 272             const struct nd_opt_hdr *nd_opt = b->data;
 273             int opt_len = nd_opt->nd_opt_len * 8;
 274
 275             if (!opt_len || opt_len > b->size) {
 276                 goto invalid;
 277             }
 278
 279             /* Store the link layer address if the appropriate option is
 280              * provided.  It is considered an error if the same link
 281              * layer option is specified twice. */
 282             if (nd_opt->nd_opt_type == ND_OPT_SOURCE_LINKADDR
 283                     && opt_len == 8) {
 284                 if (eth_addr_is_zero(flow->arp_sha)) {
 285                     memcpy(flow->arp_sha, nd_opt + 1, ETH_ADDR_LEN);
 286                 } else {
 287                     goto invalid;
 288                 }
 289             } else if (nd_opt->nd_opt_type == ND_OPT_TARGET_LINKADDR
 290                     && opt_len == 8) {
 291                 if (eth_addr_is_zero(flow->arp_tha)) {
 292                     memcpy(flow->arp_tha, nd_opt + 1, ETH_ADDR_LEN);
 293                 } else {
 294                     goto invalid;
 295                 }
 296             }
 297
 298             if (!ofpbuf_try_pull(b, opt_len)) {
 299                 goto invalid;
 300             }
 301         }
 302     }
 303
 304     return true;
 305
 306 invalid:
 307     memset(&flow->nd_target, 0, sizeof(flow->nd_target));
 308     memset(flow->arp_sha, 0, sizeof(flow->arp_sha));
 309     memset(flow->arp_tha, 0, sizeof(flow->arp_tha));
 310
 311     return false;
 312
 313 }
 314
 315 /* Initializes 'flow' members from 'packet', 'tun_id', and 'ofp_in_port'.
 316  * Initializes 'packet' header pointers as follows:
 317  *
 318  *    - packet->l2 to the start of the Ethernet header.
 319  *
 320  *    - packet->l3 to just past the Ethernet header, or just past the
 321  *      vlan_header if one is present, to the first byte of the payload of the
 322  *      Ethernet frame.
 323  *
 324  *    - packet->l4 to just past the IPv4 header, if one is present and has a
 325  *      correct length, and otherwise NULL.
 326  *
 327  *    - packet->l7 to just past the TCP or UDP or ICMP header, if one is
 328  *      present and has a correct length, and otherwise NULL.
 329  */
 330 void
 331 flow_extract(struct ofpbuf *packet, uint32_t priority, ovs_be64 tun_id,
 332              uint16_t ofp_in_port, struct flow *flow)
 333 {
 334     struct ofpbuf b = *packet;
 335     struct eth_header *eth;
 336
 337     COVERAGE_INC(flow_extract);
 338
 339     memset(flow, 0, sizeof *flow);
 340     flow->tun_id = tun_id;
 341     flow->in_port = ofp_in_port;
 342     flow->priority = priority;
 343
 344     packet->l2 = b.data;
 345     packet->l3 = NULL;
 346     packet->l4 = NULL;
 347     packet->l7 = NULL;
 348
 349     if (b.size < sizeof *eth) {
 350         return;
 351     }
 352
 353     /* Link layer. */
 354     eth = b.data;
 355     memcpy(flow->dl_src, eth->eth_src, ETH_ADDR_LEN);
 356     memcpy(flow->dl_dst, eth->eth_dst, ETH_ADDR_LEN);
 357
 358     /* dl_type, vlan_tci. */
 359     ofpbuf_pull(&b, ETH_ADDR_LEN * 2);
 360     if (eth->eth_type == htons(ETH_TYPE_VLAN)) {
 361         parse_vlan(&b, flow);
 362     }
 363     flow->dl_type = parse_ethertype(&b);
 364
 365     /* Network layer. */
 366     packet->l3 = b.data;
 367     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
 368         const struct ip_header *nh = pull_ip(&b);
 369         if (nh) {
 370             packet->l4 = b.data;
 371
 372             flow->nw_src = get_unaligned_be32(&nh->ip_src);
 373             flow->nw_dst = get_unaligned_be32(&nh->ip_dst);
 374             flow->nw_proto = nh->ip_proto;
 375
 376             flow->nw_tos = nh->ip_tos;
 377             if (IP_IS_FRAGMENT(nh->ip_frag_off)) {
 378                 flow->nw_frag = FLOW_NW_FRAG_ANY;
 379                 if (nh->ip_frag_off & htons(IP_FRAG_OFF_MASK)) {
 380                     flow->nw_frag |= FLOW_NW_FRAG_LATER;
 381                 }
 382             }
 383             flow->nw_ttl = nh->ip_ttl;
 384
 385             if (!(nh->ip_frag_off & htons(IP_FRAG_OFF_MASK))) {
 386                 if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
 387                     parse_tcp(packet, &b, flow);
 388                 } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
 389                     parse_udp(packet, &b, flow);
 390                 } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMP) {
 391                     const struct icmp_header *icmp = pull_icmp(&b);
 392                     if (icmp) {
 393                         flow->tp_src = htons(icmp->icmp_type);
 394                         flow->tp_dst = htons(icmp->icmp_code);
 395                         packet->l7 = b.data;
 396                     }
 397                 }
 398             }
 399         }
 400     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
 401         if (parse_ipv6(&b, flow)) {
 402             return;
 403         }
 404
 405         packet->l4 = b.data;
 406         if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
 407             parse_tcp(packet, &b, flow);
 408         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
 409             parse_udp(packet, &b, flow);
 410         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6) {
 411             if (parse_icmpv6(&b, flow)) {
 412                 packet->l7 = b.data;
 413             }
 414         }
 415     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP)) {
 416         const struct arp_eth_header *arp = pull_arp(&b);
 417         if (arp && arp->ar_hrd == htons(1)
 418             && arp->ar_pro == htons(ETH_TYPE_IP)
 419             && arp->ar_hln == ETH_ADDR_LEN
 420             && arp->ar_pln == 4) {
 421             /* We only match on the lower 8 bits of the opcode. */
 422             if (ntohs(arp->ar_op) <= 0xff) {
 423                 flow->nw_proto = ntohs(arp->ar_op);
 424             }
 425
 426             if ((flow->nw_proto == ARP_OP_REQUEST)
 427                 || (flow->nw_proto == ARP_OP_REPLY)) {
 428                 flow->nw_src = arp->ar_spa;
 429                 flow->nw_dst = arp->ar_tpa;
 430                 memcpy(flow->arp_sha, arp->ar_sha, ETH_ADDR_LEN);
 431                 memcpy(flow->arp_tha, arp->ar_tha, ETH_ADDR_LEN);
 432             }
 433         }
 434     }
 435 }
 436
 437 /* For every bit of a field that is wildcarded in 'wildcards', sets the
 438  * corresponding bit in 'flow' to zero. */
 439 void
 440 flow_zero_wildcards(struct flow *flow, const struct flow_wildcards *wildcards)
 441 {
 442     const flow_wildcards_t wc = wildcards->wildcards;
 443     int i;
 444
 445     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 7);
 446
 447     for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
 448         flow->regs[i] &= wildcards->reg_masks[i];
 449     }
 450     flow->tun_id &= wildcards->tun_id_mask;
 451     flow->nw_src &= wildcards->nw_src_mask;
 452     flow->nw_dst &= wildcards->nw_dst_mask;
 453     if (wc & FWW_IN_PORT) {
 454         flow->in_port = 0;
 455     }
 456     flow->vlan_tci &= wildcards->vlan_tci_mask;
 457     if (wc & FWW_DL_TYPE) {
 458         flow->dl_type = htons(0);
 459     }
 460     if (wc & FWW_TP_SRC) {
 461         flow->tp_src = htons(0);
 462     }
 463     if (wc & FWW_TP_DST) {
 464         flow->tp_dst = htons(0);
 465     }
 466     if (wc & FWW_DL_SRC) {
 467         memset(flow->dl_src, 0, sizeof flow->dl_src);
 468     }
 469     if (wc & FWW_DL_DST) {
 470         flow->dl_dst[0] &= 0x01;
 471         memset(&flow->dl_dst[1], 0, 5);
 472     }
 473     if (wc & FWW_ETH_MCAST) {
 474         flow->dl_dst[0] &= 0xfe;
 475     }
 476     if (wc & FWW_NW_PROTO) {
 477         flow->nw_proto = 0;
 478     }
 479     if (wc & FWW_IPV6_LABEL) {
 480         flow->ipv6_label = htonl(0);
 481     }
 482     if (wc & FWW_NW_DSCP) {
 483         flow->nw_tos &= ~IP_DSCP_MASK;
 484     }
 485     if (wc & FWW_NW_ECN) {
 486         flow->nw_tos &= ~IP_ECN_MASK;
 487     }
 488     if (wc & FWW_NW_TTL) {
 489         flow->nw_ttl = 0;
 490     }
 491     flow->nw_frag &= wildcards->nw_frag_mask;
 492     if (wc & FWW_ARP_SHA) {
 493         memset(flow->arp_sha, 0, sizeof flow->arp_sha);
 494     }
 495     if (wc & FWW_ARP_THA) {
 496         memset(flow->arp_tha, 0, sizeof flow->arp_tha);
 497     }
 498     flow->ipv6_src = ipv6_addr_bitand(&flow->ipv6_src,
 499             &wildcards->ipv6_src_mask);
 500     flow->ipv6_dst = ipv6_addr_bitand(&flow->ipv6_dst,
 501             &wildcards->ipv6_dst_mask);
 502     if (wc & FWW_ND_TARGET) {
 503         memset(&flow->nd_target, 0, sizeof flow->nd_target);
 504     }
 505     flow->priority = 0;
 506 }
 507
 508 char *
 509 flow_to_string(const struct flow *flow)
 510 {
 511     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
 512     flow_format(&ds, flow);
 513     return ds_cstr(&ds);
 514 }
 515
 516 void
 517 flow_format(struct ds *ds, const struct flow *flow)
 518 {
 519     ds_put_format(ds, "priority%"PRIu32
 520                       ":tunnel%#"PRIx64
 521                       ":in_port%04"PRIx16,
 522                       flow->priority,
 523                       ntohll(flow->tun_id),
 524                       flow->in_port);
 525
 526     ds_put_format(ds, ":tci(");
 527     if (flow->vlan_tci) {
 528         ds_put_format(ds, "vlan%"PRIu16",pcp%d",
 529                       vlan_tci_to_vid(flow->vlan_tci),
 530                       vlan_tci_to_pcp(flow->vlan_tci));
 531     } else {
 532         ds_put_char(ds, '0');
 533     }
 534     ds_put_format(ds, ") mac"ETH_ADDR_FMT"->"ETH_ADDR_FMT
 535                       " type%04"PRIx16,
 536                   ETH_ADDR_ARGS(flow->dl_src),
 537                   ETH_ADDR_ARGS(flow->dl_dst),
 538                   ntohs(flow->dl_type));
 539
 540     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
 541         ds_put_format(ds, " label%#"PRIx32" proto%"PRIu8" tos%#"PRIx8
 542                           " ttl%"PRIu8" ipv6",
 543                       ntohl(flow->ipv6_label), flow->nw_proto,
 544                       flow->nw_tos, flow->nw_ttl);
 545         print_ipv6_addr(ds, &flow->ipv6_src);
 546         ds_put_cstr(ds, "->");
 547         print_ipv6_addr(ds, &flow->ipv6_dst);
 548
 549     } else {
 550         ds_put_format(ds, " proto%"PRIu8" tos%#"PRIx8" ttl%"PRIu8
 551                           " ip"IP_FMT"->"IP_FMT,
 552                       flow->nw_proto, flow->nw_tos, flow->nw_ttl,
 553                       IP_ARGS(&flow->nw_src), IP_ARGS(&flow->nw_dst));
 554     }
 555     if (flow->nw_frag) {
 556         ds_put_format(ds, " frag(%s)",
 557                       flow->nw_frag == FLOW_NW_FRAG_ANY ? "first"
 558                       : flow->nw_frag == (FLOW_NW_FRAG_ANY | FLOW_NW_FRAG_LATER)
 559                       ? "later" : "<error>");
 560     }
 561     if (flow->tp_src || flow->tp_dst) {
 562         ds_put_format(ds, " port%"PRIu16"->%"PRIu16,
 563                 ntohs(flow->tp_src), ntohs(flow->tp_dst));
 564     }
 565     if (!eth_addr_is_zero(flow->arp_sha) || !eth_addr_is_zero(flow->arp_tha)) {
 566         ds_put_format(ds, " arp_ha"ETH_ADDR_FMT"->"ETH_ADDR_FMT,
 567                 ETH_ADDR_ARGS(flow->arp_sha),
 568                 ETH_ADDR_ARGS(flow->arp_tha));
 569     }
 570 }
 571
 572 void
 573 flow_print(FILE *stream, const struct flow *flow)
 574 {
 575     char *s = flow_to_string(flow);
 576     fputs(s, stream);
 577     free(s);
 578 }
 579 \f
 580 /* flow_wildcards functions. */
 581
 582 /* Initializes 'wc' as a set of wildcards that matches every packet. */
 583 void
 584 flow_wildcards_init_catchall(struct flow_wildcards *wc)
 585 {
 586     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 7);
 587
 588     wc->wildcards = FWW_ALL;
 589     wc->tun_id_mask = htonll(0);
 590     wc->nw_src_mask = htonl(0);
 591     wc->nw_dst_mask = htonl(0);
 592     wc->ipv6_src_mask = in6addr_any;
 593     wc->ipv6_dst_mask = in6addr_any;
 594     memset(wc->reg_masks, 0, sizeof wc->reg_masks);
 595     wc->vlan_tci_mask = htons(0);
 596     wc->nw_frag_mask = 0;
 597     memset(wc->zeros, 0, sizeof wc->zeros);
 598 }
 599
 600 /* Initializes 'wc' as an exact-match set of wildcards; that is, 'wc' does not
 601  * wildcard any bits or fields. */
 602 void
 603 flow_wildcards_init_exact(struct flow_wildcards *wc)
 604 {
 605     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 7);
 606
 607     wc->wildcards = 0;
 608     wc->tun_id_mask = htonll(UINT64_MAX);
 609     wc->nw_src_mask = htonl(UINT32_MAX);
 610     wc->nw_dst_mask = htonl(UINT32_MAX);
 611     wc->ipv6_src_mask = in6addr_exact;
 612     wc->ipv6_dst_mask = in6addr_exact;
 613     memset(wc->reg_masks, 0xff, sizeof wc->reg_masks);
 614     wc->vlan_tci_mask = htons(UINT16_MAX);
 615     wc->nw_frag_mask = UINT8_MAX;
 616     memset(wc->zeros, 0, sizeof wc->zeros);
 617 }
 618
 619 /* Returns true if 'wc' is exact-match, false if 'wc' wildcards any bits or
 620  * fields. */
 621 bool
 622 flow_wildcards_is_exact(const struct flow_wildcards *wc)
 623 {
 624     int i;
 625
 626     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 7);
 627
 628     if (wc->wildcards
 629         || wc->tun_id_mask != htonll(UINT64_MAX)
 630         || wc->nw_src_mask != htonl(UINT32_MAX)
 631         || wc->nw_dst_mask != htonl(UINT32_MAX)
 632         || wc->vlan_tci_mask != htons(UINT16_MAX)
 633         || !ipv6_mask_is_exact(&wc->ipv6_src_mask)
 634         || !ipv6_mask_is_exact(&wc->ipv6_dst_mask)
 635         || wc->nw_frag_mask != UINT8_MAX) {
 636         return false;
 637     }
 638
 639     for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
 640         if (wc->reg_masks[i] != UINT32_MAX) {
 641             return false;
 642         }
 643     }
 644
 645     return true;
 646 }
 647
 648 /* Returns true if 'wc' matches every packet, false if 'wc' fixes any bits or
 649  * fields. */
 650 bool
 651 flow_wildcards_is_catchall(const struct flow_wildcards *wc)
 652 {
 653     int i;
 654
 655     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 7);
 656
 657     if (wc->wildcards != FWW_ALL
 658         || wc->tun_id_mask != htonll(0)
 659         || wc->nw_src_mask != htonl(0)
 660         || wc->nw_dst_mask != htonl(0)
 661         || wc->vlan_tci_mask != htons(0)
 662         || !ipv6_mask_is_any(&wc->ipv6_src_mask)
 663         || !ipv6_mask_is_any(&wc->ipv6_dst_mask)
 664         || wc->nw_frag_mask != 0) {
 665         return false;
 666     }
 667
 668     for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
 669         if (wc->reg_masks[i] != 0) {
 670             return false;
 671         }
 672     }
 673
 674     return true;
 675 }
 676
 677 /* Initializes 'dst' as the combination of wildcards in 'src1' and 'src2'.
 678  * That is, a bit or a field is wildcarded in 'dst' if it is wildcarded in
 679  * 'src1' or 'src2' or both.  */
 680 void
 681 flow_wildcards_combine(struct flow_wildcards *dst,
 682                        const struct flow_wildcards *src1,
 683                        const struct flow_wildcards *src2)
 684 {
 685     int i;
 686
 687     dst->wildcards = src1->wildcards | src2->wildcards;
 688     dst->tun_id_mask = src1->tun_id_mask & src2->tun_id_mask;
 689     dst->nw_src_mask = src1->nw_src_mask & src2->nw_src_mask;
 690     dst->nw_dst_mask = src1->nw_dst_mask & src2->nw_dst_mask;
 691     dst->ipv6_src_mask = ipv6_addr_bitand(&src1->ipv6_src_mask,
 692                                         &src2->ipv6_src_mask);
 693     dst->ipv6_dst_mask = ipv6_addr_bitand(&src1->ipv6_dst_mask,
 694                                         &src2->ipv6_dst_mask);
 695     for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
 696         dst->reg_masks[i] = src1->reg_masks[i] & src2->reg_masks[i];
 697     }
 698     dst->vlan_tci_mask = src1->vlan_tci_mask & src2->vlan_tci_mask;
 699 }
 700
 701 /* Returns a hash of the wildcards in 'wc'. */
 702 uint32_t
 703 flow_wildcards_hash(const struct flow_wildcards *wc, uint32_t basis)
 704 {
 705     /* If you change struct flow_wildcards and thereby trigger this
 706      * assertion, please check that the new struct flow_wildcards has no holes
 707      * in it before you update the assertion. */
 708     BUILD_ASSERT_DECL(sizeof *wc == 60 + FLOW_N_REGS * 4);
 709     return hash_bytes(wc, sizeof *wc, basis);
 710 }
 711
 712 /* Returns true if 'a' and 'b' represent the same wildcards, false if they are
 713  * different. */
 714 bool
 715 flow_wildcards_equal(const struct flow_wildcards *a,
 716                      const struct flow_wildcards *b)
 717 {
 718     int i;
 719
 720     if (a->wildcards != b->wildcards
 721         || a->tun_id_mask != b->tun_id_mask
 722         || a->nw_src_mask != b->nw_src_mask
 723         || a->nw_dst_mask != b->nw_dst_mask
 724         || a->vlan_tci_mask != b->vlan_tci_mask
 725         || !ipv6_addr_equals(&a->ipv6_src_mask, &b->ipv6_src_mask)
 726         || !ipv6_addr_equals(&a->ipv6_dst_mask, &b->ipv6_dst_mask)) {
 727         return false;
 728     }
 729
 730     for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
 731         if (a->reg_masks[i] != b->reg_masks[i]) {
 732             return false;
 733         }
 734     }
 735
 736     return true;
 737 }
 738
 739 /* Returns true if at least one bit or field is wildcarded in 'a' but not in
 740  * 'b', false otherwise. */
 741 bool
 742 flow_wildcards_has_extra(const struct flow_wildcards *a,
 743                          const struct flow_wildcards *b)
 744 {
 745     int i;
 746     struct in6_addr ipv6_masked;
 747
 748     for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
 749         if ((a->reg_masks[i] & b->reg_masks[i]) != b->reg_masks[i]) {
 750             return true;
 751         }
 752     }
 753
 754     ipv6_masked = ipv6_addr_bitand(&a->ipv6_src_mask, &b->ipv6_src_mask);
 755     if (!ipv6_addr_equals(&ipv6_masked, &b->ipv6_src_mask)) {
 756         return true;
 757     }
 758
 759     ipv6_masked = ipv6_addr_bitand(&a->ipv6_dst_mask, &b->ipv6_dst_mask);
 760     if (!ipv6_addr_equals(&ipv6_masked, &b->ipv6_dst_mask)) {
 761         return true;
 762     }
 763
 764     return (a->wildcards & ~b->wildcards
 765             || (a->tun_id_mask & b->tun_id_mask) != b->tun_id_mask
 766             || (a->nw_src_mask & b->nw_src_mask) != b->nw_src_mask
 767             || (a->nw_dst_mask & b->nw_dst_mask) != b->nw_dst_mask
 768             || (a->vlan_tci_mask & b->vlan_tci_mask) != b->vlan_tci_mask);
 769 }
 770
 771 /* Sets the wildcard mask for register 'idx' in 'wc' to 'mask'.
 772  * (A 0-bit indicates a wildcard bit.) */
 773 void
 774 flow_wildcards_set_reg_mask(struct flow_wildcards *wc, int idx, uint32_t mask)
 775 {
 776     wc->reg_masks[idx] = mask;
 777 }
 778
 779 /* Returns the wildcard bitmask for the Ethernet destination address
 780  * that 'wc' specifies.  The bitmask has a 0 in each bit that is wildcarded
 781  * and a 1 in each bit that must match.  */
 782 const uint8_t *
 783 flow_wildcards_to_dl_dst_mask(flow_wildcards_t wc)
 784 {
 785     static const uint8_t    no_wild[] = {0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff};
 786     static const uint8_t  addr_wild[] = {0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00};
 787     static const uint8_t mcast_wild[] = {0xfe, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff};
 788     static const uint8_t   all_wild[] = {0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00};
 789
 790     switch (wc & (FWW_DL_DST | FWW_ETH_MCAST)) {
 791     case 0:                             return no_wild;
 792     case FWW_DL_DST:                    return addr_wild;
 793     case FWW_ETH_MCAST:                 return mcast_wild;
 794     case FWW_DL_DST | FWW_ETH_MCAST:    return all_wild;
 795     }
 796     NOT_REACHED();
 797 }
 798
 799 /* Returns true if 'mask' is a valid wildcard bitmask for the Ethernet
 800  * destination address.  Valid bitmasks are either all-bits-0 or all-bits-1,
 801  * except that the multicast bit may differ from the rest of the bits.  So,
 802  * there are four possible valid bitmasks:
 803  *
 804  *  - 00:00:00:00:00:00
 805  *  - 01:00:00:00:00:00
 806  *  - fe:ff:ff:ff:ff:ff
 807  *  - ff:ff:ff:ff:ff:ff
 808  *
 809  * All other bitmasks are invalid. */
 810 bool
 811 flow_wildcards_is_dl_dst_mask_valid(const uint8_t mask[ETH_ADDR_LEN])
 812 {
 813     switch (mask[0]) {
 814     case 0x00:
 815     case 0x01:
 816         return (mask[1] | mask[2] | mask[3] | mask[4] | mask[5]) == 0x00;
 817
 818     case 0xfe:
 819     case 0xff:
 820         return (mask[1] & mask[2] & mask[3] & mask[4] & mask[5]) == 0xff;
 821
 822     default:
 823         return false;
 824     }
 825 }
 826
 827 /* Returns 'wc' with the FWW_DL_DST and FWW_ETH_MCAST bits modified
 828  * appropriately to match 'mask'.
 829  *
 830  * This function will assert-fail if 'mask' is invalid.  Only 'mask' values
 831  * accepted by flow_wildcards_is_dl_dst_mask_valid() are allowed. */
 832 flow_wildcards_t
 833 flow_wildcards_set_dl_dst_mask(flow_wildcards_t wc,
 834                                const uint8_t mask[ETH_ADDR_LEN])
 835 {
 836     assert(flow_wildcards_is_dl_dst_mask_valid(mask));
 837
 838     switch (mask[0]) {
 839     case 0x00:
 840         return wc | FWW_DL_DST | FWW_ETH_MCAST;
 841
 842     case 0x01:
 843         return (wc | FWW_DL_DST) & ~FWW_ETH_MCAST;
 844
 845     case 0xfe:
 846         return (wc & ~FWW_DL_DST) | FWW_ETH_MCAST;
 847
 848     case 0xff:
 849         return wc & ~(FWW_DL_DST | FWW_ETH_MCAST);
 850
 851     default:
 852         NOT_REACHED();
 853     }
 854 }
 855
 856 /* Hashes 'flow' based on its L2 through L4 protocol information. */
 857 uint32_t
 858 flow_hash_symmetric_l4(const struct flow *flow, uint32_t basis)
 859 {
 860     struct {
 861         union {
 862             ovs_be32 ipv4_addr;
 863             struct in6_addr ipv6_addr;
 864         };
 865         ovs_be16 eth_type;
 866         ovs_be16 vlan_tci;
 867         ovs_be16 tp_addr;
 868         uint8_t eth_addr[ETH_ADDR_LEN];
 869         uint8_t ip_proto;
 870     } fields;
 871
 872     int i;
 873
 874     memset(&fields, 0, sizeof fields);
 875     for (i = 0; i < ETH_ADDR_LEN; i++) {
 876         fields.eth_addr[i] = flow->dl_src[i] ^ flow->dl_dst[i];
 877     }
 878     fields.vlan_tci = flow->vlan_tci & htons(VLAN_VID_MASK);
 879     fields.eth_type = flow->dl_type;
 880
 881     /* UDP source and destination port are not taken into account because they
 882      * will not necessarily be symmetric in a bidirectional flow. */
 883     if (fields.eth_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
 884         fields.ipv4_addr = flow->nw_src ^ flow->nw_dst;
 885         fields.ip_proto = flow->nw_proto;
 886         if (fields.ip_proto == IPPROTO_TCP) {
 887             fields.tp_addr = flow->tp_src ^ flow->tp_dst;
 888         }
 889     } else if (fields.eth_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
 890         const uint8_t *a = &flow->ipv6_src.s6_addr[0];
 891         const uint8_t *b = &flow->ipv6_dst.s6_addr[0];
 892         uint8_t *ipv6_addr = &fields.ipv6_addr.s6_addr[0];
 893
 894         for (i=0; i<16; i++) {
 895             ipv6_addr[i] = a[i] ^ b[i];
 896         }
 897         fields.ip_proto = flow->nw_proto;
 898         if (fields.ip_proto == IPPROTO_TCP) {
 899             fields.tp_addr = flow->tp_src ^ flow->tp_dst;
 900         }
 901     }
 902     return hash_bytes(&fields, sizeof fields, basis);
 903 }
 904
 905 /* Hashes the portions of 'flow' designated by 'fields'. */
 906 uint32_t
 907 flow_hash_fields(const struct flow *flow, enum nx_hash_fields fields,
 908                  uint16_t basis)
 909 {
 910     switch (fields) {
 911
 912     case NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC:
 913         return hash_bytes(flow->dl_src, sizeof flow->dl_src, basis);
 914
 915     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4:
 916         return flow_hash_symmetric_l4(flow, basis);
 917     }
 918
 919     NOT_REACHED();
 920 }
 921
 922 /* Returns a string representation of 'fields'. */
 923 const char *
 924 flow_hash_fields_to_str(enum nx_hash_fields fields)
 925 {
 926     switch (fields) {
 927     case NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC: return "eth_src";
 928     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4: return "symmetric_l4";
 929     default: return "<unknown>";
 930     }
 931 }
 932
 933 /* Returns true if the value of 'fields' is supported. Otherwise false. */
 934 bool
 935 flow_hash_fields_valid(enum nx_hash_fields fields)
 936 {
 937     return fields == NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC
 938         || fields == NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4;
 939 }
 940
 941 /* Sets the VLAN VID that 'flow' matches to 'vid', which is interpreted as an
 942  * OpenFlow 1.0 "dl_vlan" value:
 943  *
 944  *      - If it is in the range 0...4095, 'flow->vlan_tci' is set to match
 945  *        that VLAN.  Any existing PCP match is unchanged (it becomes 0 if
 946  *        'flow' previously matched packets without a VLAN header).
 947  *
 948  *      - If it is OFP_VLAN_NONE, 'flow->vlan_tci' is set to match a packet
 949  *        without a VLAN tag.
 950  *
 951  *      - Other values of 'vid' should not be used. */
 952 void
 953 flow_set_vlan_vid(struct flow *flow, ovs_be16 vid)
 954 {
 955     if (vid == htons(OFP_VLAN_NONE)) {
 956         flow->vlan_tci = htons(0);
 957     } else {
 958         vid &= htons(VLAN_VID_MASK);
 959         flow->vlan_tci &= ~htons(VLAN_VID_MASK);
 960         flow->vlan_tci |= htons(VLAN_CFI) | vid;
 961     }
 962 }
 963
 964 /* Sets the VLAN PCP that 'flow' matches to 'pcp', which should be in the
 965  * range 0...7.
 966  *
 967  * This function has no effect on the VLAN ID that 'flow' matches.
 968  *
 969  * After calling this function, 'flow' will not match packets without a VLAN
 970  * header. */
 971 void
 972 flow_set_vlan_pcp(struct flow *flow, uint8_t pcp)
 973 {
 974     pcp &= 0x07;
 975     flow->vlan_tci &= ~htons(VLAN_PCP_MASK);
 976     flow->vlan_tci |= htons((pcp << VLAN_PCP_SHIFT) | VLAN_CFI);
 977 }
 978
 979 /* Puts into 'b' a packet that flow_extract() would parse as having the given
 980  * 'flow'.
 981  *
 982  * (This is useful only for testing, obviously, and the packet isn't really
 983  * valid.  It hasn't got any checksums filled in, for one, and lots of fields
 984  * are just zeroed.) */
 985 void
 986 flow_compose(struct ofpbuf *b, const struct flow *flow)
 987 {
 988     eth_compose(b, flow->dl_dst, flow->dl_src, ntohs(flow->dl_type), 0);
 989     if (flow->dl_type == htons(FLOW_DL_TYPE_NONE)) {
 990         struct eth_header *eth = b->l2;
 991         eth->eth_type = htons(b->size);
 992         return;
 993     }
 994
 995     if (flow->vlan_tci & htons(VLAN_CFI)) {
 996         eth_push_vlan(b, flow->vlan_tci & ~htons(VLAN_CFI));
 997     }
 998
 999     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1000         struct ip_header *ip;
1001
1002         b->l3 = ip = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *ip);
1003         ip->ip_ihl_ver = IP_IHL_VER(5, 4);
1004         ip->ip_tos = flow->nw_tos;
1005         ip->ip_proto = flow->nw_proto;
1006         ip->ip_src = flow->nw_src;
1007         ip->ip_dst = flow->nw_dst;
1008
1009         if (flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_ANY) {
1010             ip->ip_frag_off |= htons(IP_MORE_FRAGMENTS);
1011             if (flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER) {
1012                 ip->ip_frag_off |= htons(100);
1013             }
1014         }
1015         if (!(flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_ANY)
1016             || !(flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER)) {
1017             if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
1018                 struct tcp_header *tcp;
1019
1020                 b->l4 = tcp = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *tcp);
1021                 tcp->tcp_src = flow->tp_src;
1022                 tcp->tcp_dst = flow->tp_dst;
1023             } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
1024                 struct udp_header *udp;
1025
1026                 b->l4 = udp = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *udp);
1027                 udp->udp_src = flow->tp_src;
1028                 udp->udp_dst = flow->tp_dst;
1029             } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMP) {
1030                 struct icmp_header *icmp;
1031
1032                 b->l4 = icmp = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *icmp);
1033                 icmp->icmp_type = ntohs(flow->tp_src);
1034                 icmp->icmp_code = ntohs(flow->tp_dst);
1035             }
1036         }
1037     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1038         /* XXX */
1039     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP)) {
1040         struct arp_eth_header *arp;
1041
1042         b->l3 = arp = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *arp);
1043         arp->ar_hrd = htons(1);
1044         arp->ar_pro = htons(ETH_TYPE_IP);
1045         arp->ar_hln = ETH_ADDR_LEN;
1046         arp->ar_pln = 4;
1047         arp->ar_op = htons(flow->nw_proto);
1048
1049         if (flow->nw_proto == ARP_OP_REQUEST ||
1050             flow->nw_proto == ARP_OP_REPLY) {
1051             arp->ar_spa = flow->nw_src;
1052             arp->ar_tpa = flow->nw_dst;
1053             memcpy(arp->ar_sha, flow->arp_sha, ETH_ADDR_LEN);
1054             memcpy(arp->ar_tha, flow->arp_tha, ETH_ADDR_LEN);
1055         }
1056     }
1057 }