Merge remote-tracking branch 'origin/master' into ovn4
[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     uint64_t 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 != 31)
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 #define miniflow_push_uint64_(MF, OFS, VALUE)                   \
136 {                                                               \
137     MINIFLOW_ASSERT(MF.data < MF.end && (OFS) % 8 == 0          \
138                     && !(MF.map & (UINT64_MAX << (OFS) / 8)));  \
139     *MF.data++ = VALUE;                                         \
140     MF.map |= UINT64_C(1) << (OFS) / 8;                         \
141 }
142
143 #define miniflow_push_be64_(MF, OFS, VALUE) \
144     miniflow_push_uint64_(MF, OFS, (OVS_FORCE uint64_t)(VALUE))
145
146 #define miniflow_push_uint32_(MF, OFS, VALUE)                   \
147 {                                                               \
148     MINIFLOW_ASSERT(MF.data < MF.end &&                                 \
149                     (((OFS) % 8 == 0 && !(MF.map & (UINT64_MAX << (OFS) / 8))) \
150                      || ((OFS) % 8 == 4 && MF.map & (UINT64_C(1) << (OFS) / 8) \
151                          && !(MF.map & (UINT64_MAX << ((OFS) / 8 + 1)))))); \
152                                                                         \
153     if ((OFS) % 8 == 0) {                                               \
154         *(uint32_t *)MF.data = VALUE;                                   \
155         MF.map |= UINT64_C(1) << (OFS) / 8;                             \
156     } else if ((OFS) % 8 == 4) {                                        \
157         *((uint32_t *)MF.data + 1) = VALUE;                             \
158         MF.data++;                                                      \
159     }                                                                   \
160 }
161
162 #define miniflow_push_be32_(MF, OFS, VALUE)                     \
163     miniflow_push_uint32_(MF, OFS, (OVS_FORCE uint32_t)(VALUE))
164
165 #define miniflow_push_uint16_(MF, OFS, VALUE)                           \
166 {                                                                       \
167     MINIFLOW_ASSERT(MF.data < MF.end &&                                 \
168                     (((OFS) % 8 == 0 && !(MF.map & (UINT64_MAX << (OFS) / 8))) \
169                      || ((OFS) % 2 == 0 && MF.map & (UINT64_C(1) << (OFS) / 8) \
170                          && !(MF.map & (UINT64_MAX << ((OFS) / 8 + 1)))))); \
171                                                                         \
172     if ((OFS) % 8 == 0) {                                               \
173         *(uint16_t *)MF.data = VALUE;                                   \
174         MF.map |= UINT64_C(1) << (OFS) / 8;                             \
175     } else if ((OFS) % 8 == 2) {                                        \
176         *((uint16_t *)MF.data + 1) = VALUE;                             \
177     } else if ((OFS) % 8 == 4) {                                        \
178         *((uint16_t *)MF.data + 2) = VALUE;                             \
179     } else if ((OFS) % 8 == 6) {                                        \
180         *((uint16_t *)MF.data + 3) = VALUE;                             \
181         MF.data++;                                                      \
182     }                                                                   \
183 }
184
185 #define miniflow_pad_to_64_(MF, OFS)                                    \
186 {                                                                   \
187     MINIFLOW_ASSERT((OFS) % 8 != 0);                                    \
188     MINIFLOW_ASSERT(MF.map & (UINT64_C(1) << (OFS) / 8));               \
189     MINIFLOW_ASSERT(!(MF.map & (UINT64_MAX << ((OFS) / 8 + 1))));       \
190                                                                         \
191     memset((uint8_t *)MF.data + (OFS) % 8, 0, 8 - (OFS) % 8);           \
192     MF.data++;                                                          \
193 }
194
195 #define miniflow_push_be16_(MF, OFS, VALUE)                     \
196     miniflow_push_uint16_(MF, OFS, (OVS_FORCE uint16_t)VALUE);
197
198 /* Data at 'valuep' may be unaligned. */
199 #define miniflow_push_words_(MF, OFS, VALUEP, N_WORDS)          \
200 {                                                               \
201     int ofs64 = (OFS) / 8;                                      \
202                                                                         \
203     MINIFLOW_ASSERT(MF.data + (N_WORDS) <= MF.end && (OFS) % 8 == 0     \
204                     && !(MF.map & (UINT64_MAX << ofs64)));              \
205                                                                         \
206     memcpy(MF.data, (VALUEP), (N_WORDS) * sizeof *MF.data);             \
207     MF.data += (N_WORDS);                                               \
208     MF.map |= ((UINT64_MAX >> (64 - (N_WORDS))) << ofs64);              \
209 }
210
211 /* Push 32-bit words padded to 64-bits. */
212 #define miniflow_push_words_32_(MF, OFS, VALUEP, N_WORDS)               \
213 {                                                                       \
214     int ofs64 = (OFS) / 8;                                              \
215                                                                         \
216     MINIFLOW_ASSERT(MF.data + DIV_ROUND_UP(N_WORDS, 2) <= MF.end        \
217                     && (OFS) % 8 == 0                                   \
218                     && !(MF.map & (UINT64_MAX << ofs64)));              \
219                                                                         \
220     memcpy(MF.data, (VALUEP), (N_WORDS) * sizeof(uint32_t));            \
221     MF.data += DIV_ROUND_UP(N_WORDS, 2);                                \
222     MF.map |= ((UINT64_MAX >> (64 - DIV_ROUND_UP(N_WORDS, 2))) << ofs64); \
223     if ((N_WORDS) & 1) {                                                \
224         *((uint32_t *)MF.data - 1) = 0;                                 \
225     }                                                                   \
226 }
227
228 /* Data at 'valuep' may be unaligned. */
229 /* MACs start 64-aligned, and must be followed by other data or padding. */
230 #define miniflow_push_macs_(MF, OFS, VALUEP)                    \
231 {                                                               \
232     int ofs64 = (OFS) / 8;                                      \
233                                                                 \
234     MINIFLOW_ASSERT(MF.data + 2 <= MF.end && (OFS) % 8 == 0     \
235                     && !(MF.map & (UINT64_MAX << ofs64)));      \
236                                                                 \
237     memcpy(MF.data, (VALUEP), 2 * ETH_ADDR_LEN);                \
238     MF.data += 1;                   /* First word only. */      \
239     MF.map |= UINT64_C(3) << ofs64; /* Both words. */           \
240 }
241
242 #define miniflow_push_uint32(MF, FIELD, VALUE)                      \
243     miniflow_push_uint32_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUE)
244
245 #define miniflow_push_be32(MF, FIELD, VALUE)                        \
246     miniflow_push_be32_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUE)
247
248 #define miniflow_push_uint16(MF, FIELD, VALUE)                      \
249     miniflow_push_uint16_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUE)
250
251 #define miniflow_push_be16(MF, FIELD, VALUE)                        \
252     miniflow_push_be16_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUE)
253
254 #define miniflow_pad_to_64(MF, FIELD)                       \
255     miniflow_pad_to_64_(MF, offsetof(struct flow, FIELD))
256
257 #define miniflow_push_words(MF, FIELD, VALUEP, N_WORDS)                 \
258     miniflow_push_words_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUEP, N_WORDS)
259
260 #define miniflow_push_words_32(MF, FIELD, VALUEP, N_WORDS)              \
261     miniflow_push_words_32_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUEP, N_WORDS)
262
263 #define miniflow_push_macs(MF, FIELD, VALUEP)                       \
264     miniflow_push_macs_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUEP)
265
266 /* Pulls the MPLS headers at '*datap' and returns the count of them. */
267 static inline int
268 parse_mpls(const void **datap, size_t *sizep)
269 {
270     const struct mpls_hdr *mh;
271     int count = 0;
272
273     while ((mh = data_try_pull(datap, sizep, sizeof *mh))) {
274         count++;
275         if (mh->mpls_lse.lo & htons(1 << MPLS_BOS_SHIFT)) {
276             break;
277         }
278     }
279     return MIN(count, FLOW_MAX_MPLS_LABELS);
280 }
281
282 static inline ovs_be16
283 parse_vlan(const void **datap, size_t *sizep)
284 {
285     const struct eth_header *eth = *datap;
286
287     struct qtag_prefix {
288         ovs_be16 eth_type;      /* ETH_TYPE_VLAN */
289         ovs_be16 tci;
290     };
291
292     data_pull(datap, sizep, ETH_ADDR_LEN * 2);
293
294     if (eth->eth_type == htons(ETH_TYPE_VLAN)) {
295         if (OVS_LIKELY(*sizep
296                        >= sizeof(struct qtag_prefix) + sizeof(ovs_be16))) {
297             const struct qtag_prefix *qp = data_pull(datap, sizep, sizeof *qp);
298             return qp->tci | htons(VLAN_CFI);
299         }
300     }
301     return 0;
302 }
303
304 static inline ovs_be16
305 parse_ethertype(const void **datap, size_t *sizep)
306 {
307     const struct llc_snap_header *llc;
308     ovs_be16 proto;
309
310     proto = *(ovs_be16 *) data_pull(datap, sizep, sizeof proto);
311     if (OVS_LIKELY(ntohs(proto) >= ETH_TYPE_MIN)) {
312         return proto;
313     }
314
315     if (OVS_UNLIKELY(*sizep < sizeof *llc)) {
316         return htons(FLOW_DL_TYPE_NONE);
317     }
318
319     llc = *datap;
320     if (OVS_UNLIKELY(llc->llc.llc_dsap != LLC_DSAP_SNAP
321                      || llc->llc.llc_ssap != LLC_SSAP_SNAP
322                      || llc->llc.llc_cntl != LLC_CNTL_SNAP
323                      || memcmp(llc->snap.snap_org, SNAP_ORG_ETHERNET,
324                                sizeof llc->snap.snap_org))) {
325         return htons(FLOW_DL_TYPE_NONE);
326     }
327
328     data_pull(datap, sizep, sizeof *llc);
329
330     if (OVS_LIKELY(ntohs(llc->snap.snap_type) >= ETH_TYPE_MIN)) {
331         return llc->snap.snap_type;
332     }
333
334     return htons(FLOW_DL_TYPE_NONE);
335 }
336
337 static inline bool
338 parse_icmpv6(const void **datap, size_t *sizep, const struct icmp6_hdr *icmp,
339              const struct in6_addr **nd_target,
340              uint8_t arp_buf[2][ETH_ADDR_LEN])
341 {
342     if (icmp->icmp6_code == 0 &&
343         (icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_SOLICIT ||
344          icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_ADVERT)) {
345
346         *nd_target = data_try_pull(datap, sizep, sizeof **nd_target);
347         if (OVS_UNLIKELY(!*nd_target)) {
348             return false;
349         }
350
351         while (*sizep >= 8) {
352             /* The minimum size of an option is 8 bytes, which also is
353              * the size of Ethernet link-layer options. */
354             const struct nd_opt_hdr *nd_opt = *datap;
355             int opt_len = nd_opt->nd_opt_len * 8;
356
357             if (!opt_len || opt_len > *sizep) {
358                 goto invalid;
359             }
360
361             /* Store the link layer address if the appropriate option is
362              * provided.  It is considered an error if the same link
363              * layer option is specified twice. */
364             if (nd_opt->nd_opt_type == ND_OPT_SOURCE_LINKADDR
365                     && opt_len == 8) {
366                 if (OVS_LIKELY(eth_addr_is_zero(arp_buf[0]))) {
367                     memcpy(arp_buf[0], nd_opt + 1, ETH_ADDR_LEN);
368                 } else {
369                     goto invalid;
370                 }
371             } else if (nd_opt->nd_opt_type == ND_OPT_TARGET_LINKADDR
372                     && opt_len == 8) {
373                 if (OVS_LIKELY(eth_addr_is_zero(arp_buf[1]))) {
374                     memcpy(arp_buf[1], nd_opt + 1, ETH_ADDR_LEN);
375                 } else {
376                     goto invalid;
377                 }
378             }
379
380             if (OVS_UNLIKELY(!data_try_pull(datap, sizep, opt_len))) {
381                 goto invalid;
382             }
383         }
384     }
385
386     return true;
387
388 invalid:
389     return false;
390 }
391
392 /* Initializes 'flow' members from 'packet' and 'md'
393  *
394  * Initializes 'packet' header l2 pointer to the start of the Ethernet
395  * header, and the layer offsets as follows:
396  *
397  *    - packet->l2_5_ofs to the start of the MPLS shim header, or UINT16_MAX
398  *      when there is no MPLS shim header.
399  *
400  *    - packet->l3_ofs to just past the Ethernet header, or just past the
401  *      vlan_header if one is present, to the first byte of the payload of the
402  *      Ethernet frame.  UINT16_MAX if the frame is too short to contain an
403  *      Ethernet header.
404  *
405  *    - packet->l4_ofs to just past the IPv4 header, if one is present and
406  *      has at least the content used for the fields of interest for the flow,
407  *      otherwise UINT16_MAX.
408  */
409 void
410 flow_extract(struct dp_packet *packet, struct flow *flow)
411 {
412     struct {
413         struct miniflow mf;
414         uint64_t buf[FLOW_U64S];
415     } m;
416
417     COVERAGE_INC(flow_extract);
418
419     miniflow_initialize(&m.mf, m.buf);
420     miniflow_extract(packet, &m.mf);
421     miniflow_expand(&m.mf, flow);
422 }
423
424 /* Caller is responsible for initializing 'dst' with enough storage for
425  * FLOW_U64S * 8 bytes. */
426 void
427 miniflow_extract(struct dp_packet *packet, struct miniflow *dst)
428 {
429     const struct pkt_metadata *md = &packet->md;
430     const void *data = dp_packet_data(packet);
431     size_t size = dp_packet_size(packet);
432     uint64_t *values = miniflow_values(dst);
433     struct mf_ctx mf = { 0, values, values + FLOW_U64S };
434     const char *l2;
435     ovs_be16 dl_type;
436     uint8_t nw_frag, nw_tos, nw_ttl, nw_proto;
437
438     /* Metadata. */
439     if (md->tunnel.ip_dst) {
440         miniflow_push_words(mf, tunnel, &md->tunnel,
441                             sizeof md->tunnel / sizeof(uint64_t));
442     }
443     if (md->skb_priority || md->pkt_mark) {
444         miniflow_push_uint32(mf, skb_priority, md->skb_priority);
445         miniflow_push_uint32(mf, pkt_mark, md->pkt_mark);
446     }
447     miniflow_push_uint32(mf, dp_hash, md->dp_hash);
448     miniflow_push_uint32(mf, in_port, odp_to_u32(md->in_port.odp_port));
449     if (md->recirc_id) {
450         miniflow_push_uint32(mf, recirc_id, md->recirc_id);
451         miniflow_pad_to_64(mf, conj_id);
452     }
453
454     /* Initialize packet's layer pointer and offsets. */
455     l2 = data;
456     dp_packet_reset_offsets(packet);
457
458     /* Must have full Ethernet header to proceed. */
459     if (OVS_UNLIKELY(size < sizeof(struct eth_header))) {
460         goto out;
461     } else {
462         ovs_be16 vlan_tci;
463
464         /* Link layer. */
465         ASSERT_SEQUENTIAL(dl_dst, dl_src);
466         miniflow_push_macs(mf, dl_dst, data);
467         /* dl_type, vlan_tci. */
468         vlan_tci = parse_vlan(&data, &size);
469         dl_type = parse_ethertype(&data, &size);
470         miniflow_push_be16(mf, dl_type, dl_type);
471         miniflow_push_be16(mf, vlan_tci, vlan_tci);
472     }
473
474     /* Parse mpls. */
475     if (OVS_UNLIKELY(eth_type_mpls(dl_type))) {
476         int count;
477         const void *mpls = data;
478
479         packet->l2_5_ofs = (char *)data - l2;
480         count = parse_mpls(&data, &size);
481         miniflow_push_words_32(mf, mpls_lse, mpls, count);
482     }
483
484     /* Network layer. */
485     packet->l3_ofs = (char *)data - l2;
486
487     nw_frag = 0;
488     if (OVS_LIKELY(dl_type == htons(ETH_TYPE_IP))) {
489         const struct ip_header *nh = data;
490         int ip_len;
491         uint16_t tot_len;
492
493         if (OVS_UNLIKELY(size < IP_HEADER_LEN)) {
494             goto out;
495         }
496         ip_len = IP_IHL(nh->ip_ihl_ver) * 4;
497
498         if (OVS_UNLIKELY(ip_len < IP_HEADER_LEN)) {
499             goto out;
500         }
501         if (OVS_UNLIKELY(size < ip_len)) {
502             goto out;
503         }
504         tot_len = ntohs(nh->ip_tot_len);
505         if (OVS_UNLIKELY(tot_len > size)) {
506             goto out;
507         }
508         if (OVS_UNLIKELY(size - tot_len > UINT8_MAX)) {
509             goto out;
510         }
511         dp_packet_set_l2_pad_size(packet, size - tot_len);
512         size = tot_len;   /* Never pull padding. */
513
514         /* Push both source and destination address at once. */
515         miniflow_push_words(mf, nw_src, &nh->ip_src, 1);
516
517         miniflow_push_be32(mf, ipv6_label, 0); /* Padding for IPv4. */
518
519         nw_tos = nh->ip_tos;
520         nw_ttl = nh->ip_ttl;
521         nw_proto = nh->ip_proto;
522         if (OVS_UNLIKELY(IP_IS_FRAGMENT(nh->ip_frag_off))) {
523             nw_frag = FLOW_NW_FRAG_ANY;
524             if (nh->ip_frag_off & htons(IP_FRAG_OFF_MASK)) {
525                 nw_frag |= FLOW_NW_FRAG_LATER;
526             }
527         }
528         data_pull(&data, &size, ip_len);
529     } else if (dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
530         const struct ovs_16aligned_ip6_hdr *nh;
531         ovs_be32 tc_flow;
532         uint16_t plen;
533
534         if (OVS_UNLIKELY(size < sizeof *nh)) {
535             goto out;
536         }
537         nh = data_pull(&data, &size, sizeof *nh);
538
539         plen = ntohs(nh->ip6_plen);
540         if (OVS_UNLIKELY(plen > size)) {
541             goto out;
542         }
543         /* Jumbo Payload option not supported yet. */
544         if (OVS_UNLIKELY(size - plen > UINT8_MAX)) {
545             goto out;
546         }
547         dp_packet_set_l2_pad_size(packet, size - plen);
548         size = plen;   /* Never pull padding. */
549
550         miniflow_push_words(mf, ipv6_src, &nh->ip6_src,
551                             sizeof nh->ip6_src / 8);
552         miniflow_push_words(mf, ipv6_dst, &nh->ip6_dst,
553                             sizeof nh->ip6_dst / 8);
554
555         tc_flow = get_16aligned_be32(&nh->ip6_flow);
556         {
557             ovs_be32 label = tc_flow & htonl(IPV6_LABEL_MASK);
558             miniflow_push_be32(mf, ipv6_label, label);
559         }
560
561         nw_tos = ntohl(tc_flow) >> 20;
562         nw_ttl = nh->ip6_hlim;
563         nw_proto = nh->ip6_nxt;
564
565         while (1) {
566             if (OVS_LIKELY((nw_proto != IPPROTO_HOPOPTS)
567                            && (nw_proto != IPPROTO_ROUTING)
568                            && (nw_proto != IPPROTO_DSTOPTS)
569                            && (nw_proto != IPPROTO_AH)
570                            && (nw_proto != IPPROTO_FRAGMENT))) {
571                 /* It's either a terminal header (e.g., TCP, UDP) or one we
572                  * don't understand.  In either case, we're done with the
573                  * packet, so use it to fill in 'nw_proto'. */
574                 break;
575             }
576
577             /* We only verify that at least 8 bytes of the next header are
578              * available, but many of these headers are longer.  Ensure that
579              * accesses within the extension header are within those first 8
580              * bytes. All extension headers are required to be at least 8
581              * bytes. */
582             if (OVS_UNLIKELY(size < 8)) {
583                 goto out;
584             }
585
586             if ((nw_proto == IPPROTO_HOPOPTS)
587                 || (nw_proto == IPPROTO_ROUTING)
588                 || (nw_proto == IPPROTO_DSTOPTS)) {
589                 /* These headers, while different, have the fields we care
590                  * about in the same location and with the same
591                  * interpretation. */
592                 const struct ip6_ext *ext_hdr = data;
593                 nw_proto = ext_hdr->ip6e_nxt;
594                 if (OVS_UNLIKELY(!data_try_pull(&data, &size,
595                                                 (ext_hdr->ip6e_len + 1) * 8))) {
596                     goto out;
597                 }
598             } else if (nw_proto == IPPROTO_AH) {
599                 /* A standard AH definition isn't available, but the fields
600                  * we care about are in the same location as the generic
601                  * option header--only the header length is calculated
602                  * differently. */
603                 const struct ip6_ext *ext_hdr = data;
604                 nw_proto = ext_hdr->ip6e_nxt;
605                 if (OVS_UNLIKELY(!data_try_pull(&data, &size,
606                                                 (ext_hdr->ip6e_len + 2) * 4))) {
607                     goto out;
608                 }
609             } else if (nw_proto == IPPROTO_FRAGMENT) {
610                 const struct ovs_16aligned_ip6_frag *frag_hdr = data;
611
612                 nw_proto = frag_hdr->ip6f_nxt;
613                 if (!data_try_pull(&data, &size, sizeof *frag_hdr)) {
614                     goto out;
615                 }
616
617                 /* We only process the first fragment. */
618                 if (frag_hdr->ip6f_offlg != htons(0)) {
619                     nw_frag = FLOW_NW_FRAG_ANY;
620                     if ((frag_hdr->ip6f_offlg & IP6F_OFF_MASK) != htons(0)) {
621                         nw_frag |= FLOW_NW_FRAG_LATER;
622                         nw_proto = IPPROTO_FRAGMENT;
623                         break;
624                     }
625                 }
626             }
627         }
628     } else {
629         if (dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP) ||
630             dl_type == htons(ETH_TYPE_RARP)) {
631             uint8_t arp_buf[2][ETH_ADDR_LEN];
632             const struct arp_eth_header *arp = (const struct arp_eth_header *)
633                 data_try_pull(&data, &size, ARP_ETH_HEADER_LEN);
634
635             if (OVS_LIKELY(arp) && OVS_LIKELY(arp->ar_hrd == htons(1))
636                 && OVS_LIKELY(arp->ar_pro == htons(ETH_TYPE_IP))
637                 && OVS_LIKELY(arp->ar_hln == ETH_ADDR_LEN)
638                 && OVS_LIKELY(arp->ar_pln == 4)) {
639                 miniflow_push_be32(mf, nw_src,
640                                    get_16aligned_be32(&arp->ar_spa));
641                 miniflow_push_be32(mf, nw_dst,
642                                    get_16aligned_be32(&arp->ar_tpa));
643
644                 /* We only match on the lower 8 bits of the opcode. */
645                 if (OVS_LIKELY(ntohs(arp->ar_op) <= 0xff)) {
646                     miniflow_push_be32(mf, ipv6_label, 0); /* Pad with ARP. */
647                     miniflow_push_be32(mf, nw_frag, htonl(ntohs(arp->ar_op)));
648                 }
649
650                 /* Must be adjacent. */
651                 ASSERT_SEQUENTIAL(arp_sha, arp_tha);
652
653                 memcpy(arp_buf[0], arp->ar_sha, ETH_ADDR_LEN);
654                 memcpy(arp_buf[1], arp->ar_tha, ETH_ADDR_LEN);
655                 miniflow_push_macs(mf, arp_sha, arp_buf);
656                 miniflow_pad_to_64(mf, tcp_flags);
657             }
658         }
659         goto out;
660     }
661
662     packet->l4_ofs = (char *)data - l2;
663     miniflow_push_be32(mf, nw_frag,
664                        BYTES_TO_BE32(nw_frag, nw_tos, nw_ttl, nw_proto));
665
666     if (OVS_LIKELY(!(nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER))) {
667         if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_TCP)) {
668             if (OVS_LIKELY(size >= TCP_HEADER_LEN)) {
669                 const struct tcp_header *tcp = data;
670
671                 miniflow_push_be32(mf, arp_tha[2], 0);
672                 miniflow_push_be32(mf, tcp_flags,
673                                    TCP_FLAGS_BE32(tcp->tcp_ctl));
674                 miniflow_push_be16(mf, tp_src, tcp->tcp_src);
675                 miniflow_push_be16(mf, tp_dst, tcp->tcp_dst);
676                 miniflow_pad_to_64(mf, igmp_group_ip4);
677             }
678         } else if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_UDP)) {
679             if (OVS_LIKELY(size >= UDP_HEADER_LEN)) {
680                 const struct udp_header *udp = data;
681
682                 miniflow_push_be16(mf, tp_src, udp->udp_src);
683                 miniflow_push_be16(mf, tp_dst, udp->udp_dst);
684                 miniflow_pad_to_64(mf, igmp_group_ip4);
685             }
686         } else if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_SCTP)) {
687             if (OVS_LIKELY(size >= SCTP_HEADER_LEN)) {
688                 const struct sctp_header *sctp = data;
689
690                 miniflow_push_be16(mf, tp_src, sctp->sctp_src);
691                 miniflow_push_be16(mf, tp_dst, sctp->sctp_dst);
692                 miniflow_pad_to_64(mf, igmp_group_ip4);
693             }
694         } else if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_ICMP)) {
695             if (OVS_LIKELY(size >= ICMP_HEADER_LEN)) {
696                 const struct icmp_header *icmp = data;
697
698                 miniflow_push_be16(mf, tp_src, htons(icmp->icmp_type));
699                 miniflow_push_be16(mf, tp_dst, htons(icmp->icmp_code));
700                 miniflow_pad_to_64(mf, igmp_group_ip4);
701             }
702         } else if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_IGMP)) {
703             if (OVS_LIKELY(size >= IGMP_HEADER_LEN)) {
704                 const struct igmp_header *igmp = data;
705
706                 miniflow_push_be16(mf, tp_src, htons(igmp->igmp_type));
707                 miniflow_push_be16(mf, tp_dst, htons(igmp->igmp_code));
708                 miniflow_push_be32(mf, igmp_group_ip4,
709                                    get_16aligned_be32(&igmp->group));
710             }
711         } else if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_ICMPV6)) {
712             if (OVS_LIKELY(size >= sizeof(struct icmp6_hdr))) {
713                 const struct in6_addr *nd_target = NULL;
714                 uint8_t arp_buf[2][ETH_ADDR_LEN];
715                 const struct icmp6_hdr *icmp = data_pull(&data, &size,
716                                                          sizeof *icmp);
717                 memset(arp_buf, 0, sizeof arp_buf);
718                 if (OVS_LIKELY(parse_icmpv6(&data, &size, icmp, &nd_target,
719                                             arp_buf))) {
720                     if (nd_target) {
721                         miniflow_push_words(mf, nd_target, nd_target,
722                                             sizeof *nd_target / 8);
723                     }
724                     miniflow_push_macs(mf, arp_sha, arp_buf);
725                     miniflow_pad_to_64(mf, tcp_flags);
726                     miniflow_push_be16(mf, tp_src, htons(icmp->icmp6_type));
727                     miniflow_push_be16(mf, tp_dst, htons(icmp->icmp6_code));
728                     miniflow_pad_to_64(mf, igmp_group_ip4);
729                 }
730             }
731         }
732     }
733  out:
734     dst->map = mf.map;
735 }
736
737 /* For every bit of a field that is wildcarded in 'wildcards', sets the
738  * corresponding bit in 'flow' to zero. */
739 void
740 flow_zero_wildcards(struct flow *flow, const struct flow_wildcards *wildcards)
741 {
742     uint64_t *flow_u64 = (uint64_t *) flow;
743     const uint64_t *wc_u64 = (const uint64_t *) &wildcards->masks;
744     size_t i;
745
746     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
747         flow_u64[i] &= wc_u64[i];
748     }
749 }
750
751 void
752 flow_unwildcard_tp_ports(const struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc)
753 {
754     if (flow->nw_proto != IPPROTO_ICMP) {
755         memset(&wc->masks.tp_src, 0xff, sizeof wc->masks.tp_src);
756         memset(&wc->masks.tp_dst, 0xff, sizeof wc->masks.tp_dst);
757     } else {
758         wc->masks.tp_src = htons(0xff);
759         wc->masks.tp_dst = htons(0xff);
760     }
761 }
762
763 /* Initializes 'flow_metadata' with the metadata found in 'flow'. */
764 void
765 flow_get_metadata(const struct flow *flow, struct match *flow_metadata)
766 {
767     int i;
768
769     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 31);
770
771     match_init_catchall(flow_metadata);
772     if (flow->tunnel.tun_id != htonll(0)) {
773         match_set_tun_id(flow_metadata, flow->tunnel.tun_id);
774     }
775     if (flow->tunnel.ip_src != htonl(0)) {
776         match_set_tun_src(flow_metadata, flow->tunnel.ip_src);
777     }
778     if (flow->tunnel.ip_dst != htonl(0)) {
779         match_set_tun_dst(flow_metadata, flow->tunnel.ip_dst);
780     }
781     if (flow->tunnel.gbp_id != htons(0)) {
782         match_set_tun_gbp_id(flow_metadata, flow->tunnel.gbp_id);
783     }
784     if (flow->tunnel.gbp_flags) {
785         match_set_tun_gbp_flags(flow_metadata, flow->tunnel.gbp_flags);
786     }
787     if (flow->metadata != htonll(0)) {
788         match_set_metadata(flow_metadata, flow->metadata);
789     }
790
791     for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
792         if (flow->regs[i]) {
793             match_set_reg(flow_metadata, i, flow->regs[i]);
794         }
795     }
796
797     if (flow->pkt_mark != 0) {
798         match_set_pkt_mark(flow_metadata, flow->pkt_mark);
799     }
800
801     match_set_in_port(flow_metadata, flow->in_port.ofp_port);
802 }
803
804 char *
805 flow_to_string(const struct flow *flow)
806 {
807     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
808     flow_format(&ds, flow);
809     return ds_cstr(&ds);
810 }
811
812 const char *
813 flow_tun_flag_to_string(uint32_t flags)
814 {
815     switch (flags) {
816     case FLOW_TNL_F_DONT_FRAGMENT:
817         return "df";
818     case FLOW_TNL_F_CSUM:
819         return "csum";
820     case FLOW_TNL_F_KEY:
821         return "key";
822     case FLOW_TNL_F_OAM:
823         return "oam";
824     default:
825         return NULL;
826     }
827 }
828
829 void
830 format_flags(struct ds *ds, const char *(*bit_to_string)(uint32_t),
831              uint32_t flags, char del)
832 {
833     uint32_t bad = 0;
834
835     if (!flags) {
836         return;
837     }
838     while (flags) {
839         uint32_t bit = rightmost_1bit(flags);
840         const char *s;
841
842         s = bit_to_string(bit);
843         if (s) {
844             ds_put_format(ds, "%s%c", s, del);
845         } else {
846             bad |= bit;
847         }
848
849         flags &= ~bit;
850     }
851
852     if (bad) {
853         ds_put_format(ds, "0x%"PRIx32"%c", bad, del);
854     }
855     ds_chomp(ds, del);
856 }
857
858 void
859 format_flags_masked(struct ds *ds, const char *name,
860                     const char *(*bit_to_string)(uint32_t), uint32_t flags,
861                     uint32_t mask)
862 {
863     if (name) {
864         ds_put_format(ds, "%s=", name);
865     }
866     while (mask) {
867         uint32_t bit = rightmost_1bit(mask);
868         const char *s = bit_to_string(bit);
869
870         ds_put_format(ds, "%s%s", (flags & bit) ? "+" : "-",
871                       s ? s : "[Unknown]");
872         mask &= ~bit;
873     }
874 }
875
876 void
877 flow_format(struct ds *ds, const struct flow *flow)
878 {
879     struct match match;
880     struct flow_wildcards *wc = &match.wc;
881
882     match_wc_init(&match, flow);
883
884     /* As this function is most often used for formatting a packet in a
885      * packet-in message, skip formatting the packet context fields that are
886      * all-zeroes to make the print-out easier on the eyes.  This means that a
887      * missing context field implies a zero value for that field.  This is
888      * similar to OpenFlow encoding of these fields, as the specification
889      * states that all-zeroes context fields should not be encoded in the
890      * packet-in messages. */
891     if (!flow->in_port.ofp_port) {
892         WC_UNMASK_FIELD(wc, in_port);
893     }
894     if (!flow->skb_priority) {
895         WC_UNMASK_FIELD(wc, skb_priority);
896     }
897     if (!flow->pkt_mark) {
898         WC_UNMASK_FIELD(wc, pkt_mark);
899     }
900     if (!flow->recirc_id) {
901         WC_UNMASK_FIELD(wc, recirc_id);
902     }
903     if (!flow->dp_hash) {
904         WC_UNMASK_FIELD(wc, dp_hash);
905     }
906     for (int i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
907         if (!flow->regs[i]) {
908             WC_UNMASK_FIELD(wc, regs[i]);
909         }
910     }
911     if (!flow->metadata) {
912         WC_UNMASK_FIELD(wc, metadata);
913     }
914
915     match_format(&match, ds, OFP_DEFAULT_PRIORITY);
916 }
917
918 void
919 flow_print(FILE *stream, const struct flow *flow)
920 {
921     char *s = flow_to_string(flow);
922     fputs(s, stream);
923     free(s);
924 }
925 \f
926 /* flow_wildcards functions. */
927
928 /* Initializes 'wc' as a set of wildcards that matches every packet. */
929 void
930 flow_wildcards_init_catchall(struct flow_wildcards *wc)
931 {
932     memset(&wc->masks, 0, sizeof wc->masks);
933 }
934
935 /* Converts a flow into flow wildcards.  It sets the wildcard masks based on
936  * the packet headers extracted to 'flow'.  It will not set the mask for fields
937  * that do not make sense for the packet type.  OpenFlow-only metadata is
938  * wildcarded, but other metadata is unconditionally exact-matched. */
939 void flow_wildcards_init_for_packet(struct flow_wildcards *wc,
940                                     const struct flow *flow)
941 {
942     memset(&wc->masks, 0x0, sizeof wc->masks);
943
944     /* Update this function whenever struct flow changes. */
945     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 31);
946
947     if (flow->tunnel.ip_dst) {
948         if (flow->tunnel.flags & FLOW_TNL_F_KEY) {
949             WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.tun_id);
950         }
951         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.ip_src);
952         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.ip_dst);
953         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.flags);
954         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.ip_tos);
955         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.ip_ttl);
956         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.tp_src);
957         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.tp_dst);
958         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.gbp_id);
959         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.gbp_flags);
960     } else if (flow->tunnel.tun_id) {
961         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.tun_id);
962     }
963
964     /* metadata, regs, and conj_id wildcarded. */
965
966     WC_MASK_FIELD(wc, skb_priority);
967     WC_MASK_FIELD(wc, pkt_mark);
968     WC_MASK_FIELD(wc, recirc_id);
969     WC_MASK_FIELD(wc, dp_hash);
970     WC_MASK_FIELD(wc, in_port);
971
972     /* actset_output wildcarded. */
973
974     WC_MASK_FIELD(wc, dl_dst);
975     WC_MASK_FIELD(wc, dl_src);
976     WC_MASK_FIELD(wc, dl_type);
977     WC_MASK_FIELD(wc, vlan_tci);
978
979     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
980         WC_MASK_FIELD(wc, nw_src);
981         WC_MASK_FIELD(wc, nw_dst);
982     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
983         WC_MASK_FIELD(wc, ipv6_src);
984         WC_MASK_FIELD(wc, ipv6_dst);
985         WC_MASK_FIELD(wc, ipv6_label);
986     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP) ||
987                flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_RARP)) {
988         WC_MASK_FIELD(wc, nw_src);
989         WC_MASK_FIELD(wc, nw_dst);
990         WC_MASK_FIELD(wc, nw_proto);
991         WC_MASK_FIELD(wc, arp_sha);
992         WC_MASK_FIELD(wc, arp_tha);
993         return;
994     } else if (eth_type_mpls(flow->dl_type)) {
995         for (int i = 0; i < FLOW_MAX_MPLS_LABELS; i++) {
996             WC_MASK_FIELD(wc, mpls_lse[i]);
997             if (flow->mpls_lse[i] & htonl(MPLS_BOS_MASK)) {
998                 break;
999             }
1000         }
1001         return;
1002     } else {
1003         return; /* Unknown ethertype. */
1004     }
1005
1006     /* IPv4 or IPv6. */
1007     WC_MASK_FIELD(wc, nw_frag);
1008     WC_MASK_FIELD(wc, nw_tos);
1009     WC_MASK_FIELD(wc, nw_ttl);
1010     WC_MASK_FIELD(wc, nw_proto);
1011
1012     /* No transport layer header in later fragments. */
1013     if (!(flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER) &&
1014         (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMP ||
1015          flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6 ||
1016          flow->nw_proto == IPPROTO_TCP ||
1017          flow->nw_proto == IPPROTO_UDP ||
1018          flow->nw_proto == IPPROTO_SCTP ||
1019          flow->nw_proto == IPPROTO_IGMP)) {
1020         WC_MASK_FIELD(wc, tp_src);
1021         WC_MASK_FIELD(wc, tp_dst);
1022
1023         if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
1024             WC_MASK_FIELD(wc, tcp_flags);
1025         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6) {
1026             WC_MASK_FIELD(wc, arp_sha);
1027             WC_MASK_FIELD(wc, arp_tha);
1028             WC_MASK_FIELD(wc, nd_target);
1029         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_IGMP) {
1030             WC_MASK_FIELD(wc, igmp_group_ip4);
1031         }
1032     }
1033 }
1034
1035 /* Return a map of possible fields for a packet of the same type as 'flow'.
1036  * Including extra bits in the returned mask is not wrong, it is just less
1037  * optimal.
1038  *
1039  * This is a less precise version of flow_wildcards_init_for_packet() above. */
1040 uint64_t
1041 flow_wc_map(const struct flow *flow)
1042 {
1043     /* Update this function whenever struct flow changes. */
1044     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 31);
1045
1046     uint64_t map = (flow->tunnel.ip_dst) ? MINIFLOW_MAP(tunnel) : 0;
1047
1048     /* Metadata fields that can appear on packet input. */
1049     map |= MINIFLOW_MAP(skb_priority) | MINIFLOW_MAP(pkt_mark)
1050         | MINIFLOW_MAP(recirc_id) | MINIFLOW_MAP(dp_hash)
1051         | MINIFLOW_MAP(in_port)
1052         | MINIFLOW_MAP(dl_dst) | MINIFLOW_MAP(dl_src)
1053         | MINIFLOW_MAP(dl_type) | MINIFLOW_MAP(vlan_tci);
1054
1055     /* Ethertype-dependent fields. */
1056     if (OVS_LIKELY(flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP))) {
1057         map |= MINIFLOW_MAP(nw_src) | MINIFLOW_MAP(nw_dst)
1058             | MINIFLOW_MAP(nw_proto) | MINIFLOW_MAP(nw_frag)
1059             | MINIFLOW_MAP(nw_tos) | MINIFLOW_MAP(nw_ttl);
1060         if (OVS_UNLIKELY(flow->nw_proto == IPPROTO_IGMP)) {
1061             map |= MINIFLOW_MAP(igmp_group_ip4);
1062         } else {
1063             map |= MINIFLOW_MAP(tcp_flags)
1064                 | MINIFLOW_MAP(tp_src) | MINIFLOW_MAP(tp_dst);
1065         }
1066     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1067         map |= MINIFLOW_MAP(ipv6_src) | MINIFLOW_MAP(ipv6_dst)
1068             | MINIFLOW_MAP(ipv6_label)
1069             | MINIFLOW_MAP(nw_proto) | MINIFLOW_MAP(nw_frag)
1070             | MINIFLOW_MAP(nw_tos) | MINIFLOW_MAP(nw_ttl);
1071         if (OVS_UNLIKELY(flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6)) {
1072             map |= MINIFLOW_MAP(nd_target)
1073                 | MINIFLOW_MAP(arp_sha) | MINIFLOW_MAP(arp_tha);
1074         } else {
1075             map |= MINIFLOW_MAP(tcp_flags)
1076                 | MINIFLOW_MAP(tp_src) | MINIFLOW_MAP(tp_dst);
1077         }
1078     } else if (eth_type_mpls(flow->dl_type)) {
1079         map |= MINIFLOW_MAP(mpls_lse);
1080     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP) ||
1081                flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_RARP)) {
1082         map |= MINIFLOW_MAP(nw_src) | MINIFLOW_MAP(nw_dst)
1083             | MINIFLOW_MAP(nw_proto)
1084             | MINIFLOW_MAP(arp_sha) | MINIFLOW_MAP(arp_tha);
1085     }
1086
1087     return map;
1088 }
1089
1090 /* Clear the metadata and register wildcard masks. They are not packet
1091  * header fields. */
1092 void
1093 flow_wildcards_clear_non_packet_fields(struct flow_wildcards *wc)
1094 {
1095     /* Update this function whenever struct flow changes. */
1096     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 31);
1097
1098     memset(&wc->masks.metadata, 0, sizeof wc->masks.metadata);
1099     memset(&wc->masks.regs, 0, sizeof wc->masks.regs);
1100     wc->masks.actset_output = 0;
1101     wc->masks.conj_id = 0;
1102 }
1103
1104 /* Returns true if 'wc' matches every packet, false if 'wc' fixes any bits or
1105  * fields. */
1106 bool
1107 flow_wildcards_is_catchall(const struct flow_wildcards *wc)
1108 {
1109     const uint64_t *wc_u64 = (const uint64_t *) &wc->masks;
1110     size_t i;
1111
1112     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1113         if (wc_u64[i]) {
1114             return false;
1115         }
1116     }
1117     return true;
1118 }
1119
1120 /* Sets 'dst' as the bitwise AND of wildcards in 'src1' and 'src2'.
1121  * That is, a bit or a field is wildcarded in 'dst' if it is wildcarded
1122  * in 'src1' or 'src2' or both.  */
1123 void
1124 flow_wildcards_and(struct flow_wildcards *dst,
1125                    const struct flow_wildcards *src1,
1126                    const struct flow_wildcards *src2)
1127 {
1128     uint64_t *dst_u64 = (uint64_t *) &dst->masks;
1129     const uint64_t *src1_u64 = (const uint64_t *) &src1->masks;
1130     const uint64_t *src2_u64 = (const uint64_t *) &src2->masks;
1131     size_t i;
1132
1133     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1134         dst_u64[i] = src1_u64[i] & src2_u64[i];
1135     }
1136 }
1137
1138 /* Sets 'dst' as the bitwise OR of wildcards in 'src1' and 'src2'.  That
1139  * is, a bit or a field is wildcarded in 'dst' if it is neither
1140  * wildcarded in 'src1' nor 'src2'. */
1141 void
1142 flow_wildcards_or(struct flow_wildcards *dst,
1143                   const struct flow_wildcards *src1,
1144                   const struct flow_wildcards *src2)
1145 {
1146     uint64_t *dst_u64 = (uint64_t *) &dst->masks;
1147     const uint64_t *src1_u64 = (const uint64_t *) &src1->masks;
1148     const uint64_t *src2_u64 = (const uint64_t *) &src2->masks;
1149     size_t i;
1150
1151     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1152         dst_u64[i] = src1_u64[i] | src2_u64[i];
1153     }
1154 }
1155
1156 /* Returns a hash of the wildcards in 'wc'. */
1157 uint32_t
1158 flow_wildcards_hash(const struct flow_wildcards *wc, uint32_t basis)
1159 {
1160     return flow_hash(&wc->masks, basis);
1161 }
1162
1163 /* Returns true if 'a' and 'b' represent the same wildcards, false if they are
1164  * different. */
1165 bool
1166 flow_wildcards_equal(const struct flow_wildcards *a,
1167                      const struct flow_wildcards *b)
1168 {
1169     return flow_equal(&a->masks, &b->masks);
1170 }
1171
1172 /* Returns true if at least one bit or field is wildcarded in 'a' but not in
1173  * 'b', false otherwise. */
1174 bool
1175 flow_wildcards_has_extra(const struct flow_wildcards *a,
1176                          const struct flow_wildcards *b)
1177 {
1178     const uint64_t *a_u64 = (const uint64_t *) &a->masks;
1179     const uint64_t *b_u64 = (const uint64_t *) &b->masks;
1180     size_t i;
1181
1182     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1183         if ((a_u64[i] & b_u64[i]) != b_u64[i]) {
1184             return true;
1185         }
1186     }
1187     return false;
1188 }
1189
1190 /* Returns true if 'a' and 'b' are equal, except that 0-bits (wildcarded bits)
1191  * in 'wc' do not need to be equal in 'a' and 'b'. */
1192 bool
1193 flow_equal_except(const struct flow *a, const struct flow *b,
1194                   const struct flow_wildcards *wc)
1195 {
1196     const uint64_t *a_u64 = (const uint64_t *) a;
1197     const uint64_t *b_u64 = (const uint64_t *) b;
1198     const uint64_t *wc_u64 = (const uint64_t *) &wc->masks;
1199     size_t i;
1200
1201     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1202         if ((a_u64[i] ^ b_u64[i]) & wc_u64[i]) {
1203             return false;
1204         }
1205     }
1206     return true;
1207 }
1208
1209 /* Sets the wildcard mask for register 'idx' in 'wc' to 'mask'.
1210  * (A 0-bit indicates a wildcard bit.) */
1211 void
1212 flow_wildcards_set_reg_mask(struct flow_wildcards *wc, int idx, uint32_t mask)
1213 {
1214     wc->masks.regs[idx] = mask;
1215 }
1216
1217 /* Sets the wildcard mask for register 'idx' in 'wc' to 'mask'.
1218  * (A 0-bit indicates a wildcard bit.) */
1219 void
1220 flow_wildcards_set_xreg_mask(struct flow_wildcards *wc, int idx, uint64_t mask)
1221 {
1222     flow_set_xreg(&wc->masks, idx, mask);
1223 }
1224
1225 /* Calculates the 5-tuple hash from the given miniflow.
1226  * This returns the same value as flow_hash_5tuple for the corresponding
1227  * flow. */
1228 uint32_t
1229 miniflow_hash_5tuple(const struct miniflow *flow, uint32_t basis)
1230 {
1231     uint32_t hash = basis;
1232
1233     if (flow) {
1234         ovs_be16 dl_type = MINIFLOW_GET_BE16(flow, dl_type);
1235
1236         hash = hash_add(hash, MINIFLOW_GET_U8(flow, nw_proto));
1237
1238         /* Separate loops for better optimization. */
1239         if (dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1240             uint64_t map = MINIFLOW_MAP(ipv6_src) | MINIFLOW_MAP(ipv6_dst);
1241             uint64_t value;
1242
1243             MINIFLOW_FOR_EACH_IN_MAP(value, flow, map) {
1244                 hash = hash_add64(hash, value);
1245             }
1246         } else {
1247             hash = hash_add(hash, MINIFLOW_GET_U32(flow, nw_src));
1248             hash = hash_add(hash, MINIFLOW_GET_U32(flow, nw_dst));
1249         }
1250         /* Add both ports at once. */
1251         hash = hash_add(hash, MINIFLOW_GET_U32(flow, tp_src));
1252         hash = hash_finish(hash, 42); /* Arbitrary number. */
1253     }
1254     return hash;
1255 }
1256
1257 ASSERT_SEQUENTIAL_SAME_WORD(tp_src, tp_dst);
1258 ASSERT_SEQUENTIAL(ipv6_src, ipv6_dst);
1259
1260 /* Calculates the 5-tuple hash from the given flow. */
1261 uint32_t
1262 flow_hash_5tuple(const struct flow *flow, uint32_t basis)
1263 {
1264     uint32_t hash = basis;
1265
1266     if (flow) {
1267         hash = hash_add(hash, flow->nw_proto);
1268
1269         if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1270             const uint64_t *flow_u64 = (const uint64_t *)flow;
1271             int ofs = offsetof(struct flow, ipv6_src) / 8;
1272             int end = ofs + 2 * sizeof flow->ipv6_src / 8;
1273
1274             for (;ofs < end; ofs++) {
1275                 hash = hash_add64(hash, flow_u64[ofs]);
1276             }
1277         } else {
1278             hash = hash_add(hash, (OVS_FORCE uint32_t) flow->nw_src);
1279             hash = hash_add(hash, (OVS_FORCE uint32_t) flow->nw_dst);
1280         }
1281         /* Add both ports at once. */
1282         hash = hash_add(hash,
1283                         ((const uint32_t *)flow)[offsetof(struct flow, tp_src)
1284                                                  / sizeof(uint32_t)]);
1285         hash = hash_finish(hash, 42); /* Arbitrary number. */
1286     }
1287     return hash;
1288 }
1289
1290 /* Hashes 'flow' based on its L2 through L4 protocol information. */
1291 uint32_t
1292 flow_hash_symmetric_l4(const struct flow *flow, uint32_t basis)
1293 {
1294     struct {
1295         union {
1296             ovs_be32 ipv4_addr;
1297             struct in6_addr ipv6_addr;
1298         };
1299         ovs_be16 eth_type;
1300         ovs_be16 vlan_tci;
1301         ovs_be16 tp_port;
1302         uint8_t eth_addr[ETH_ADDR_LEN];
1303         uint8_t ip_proto;
1304     } fields;
1305
1306     int i;
1307
1308     memset(&fields, 0, sizeof fields);
1309     for (i = 0; i < ETH_ADDR_LEN; i++) {
1310         fields.eth_addr[i] = flow->dl_src[i] ^ flow->dl_dst[i];
1311     }
1312     fields.vlan_tci = flow->vlan_tci & htons(VLAN_VID_MASK);
1313     fields.eth_type = flow->dl_type;
1314
1315     /* UDP source and destination port are not taken into account because they
1316      * will not necessarily be symmetric in a bidirectional flow. */
1317     if (fields.eth_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1318         fields.ipv4_addr = flow->nw_src ^ flow->nw_dst;
1319         fields.ip_proto = flow->nw_proto;
1320         if (fields.ip_proto == IPPROTO_TCP || fields.ip_proto == IPPROTO_SCTP) {
1321             fields.tp_port = flow->tp_src ^ flow->tp_dst;
1322         }
1323     } else if (fields.eth_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1324         const uint8_t *a = &flow->ipv6_src.s6_addr[0];
1325         const uint8_t *b = &flow->ipv6_dst.s6_addr[0];
1326         uint8_t *ipv6_addr = &fields.ipv6_addr.s6_addr[0];
1327
1328         for (i=0; i<16; i++) {
1329             ipv6_addr[i] = a[i] ^ b[i];
1330         }
1331         fields.ip_proto = flow->nw_proto;
1332         if (fields.ip_proto == IPPROTO_TCP || fields.ip_proto == IPPROTO_SCTP) {
1333             fields.tp_port = flow->tp_src ^ flow->tp_dst;
1334         }
1335     }
1336     return jhash_bytes(&fields, sizeof fields, basis);
1337 }
1338
1339 /* Initialize a flow with random fields that matter for nx_hash_fields. */
1340 void
1341 flow_random_hash_fields(struct flow *flow)
1342 {
1343     uint16_t rnd = random_uint16();
1344
1345     /* Initialize to all zeros. */
1346     memset(flow, 0, sizeof *flow);
1347
1348     eth_addr_random(flow->dl_src);
1349     eth_addr_random(flow->dl_dst);
1350
1351     flow->vlan_tci = (OVS_FORCE ovs_be16) (random_uint16() & VLAN_VID_MASK);
1352
1353     /* Make most of the random flows IPv4, some IPv6, and rest random. */
1354     flow->dl_type = rnd < 0x8000 ? htons(ETH_TYPE_IP) :
1355         rnd < 0xc000 ? htons(ETH_TYPE_IPV6) : (OVS_FORCE ovs_be16)rnd;
1356
1357     if (dl_type_is_ip_any(flow->dl_type)) {
1358         if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1359             flow->nw_src = (OVS_FORCE ovs_be32)random_uint32();
1360             flow->nw_dst = (OVS_FORCE ovs_be32)random_uint32();
1361         } else {
1362             random_bytes(&flow->ipv6_src, sizeof flow->ipv6_src);
1363             random_bytes(&flow->ipv6_dst, sizeof flow->ipv6_dst);
1364         }
1365         /* Make most of IP flows TCP, some UDP or SCTP, and rest random. */
1366         rnd = random_uint16();
1367         flow->nw_proto = rnd < 0x8000 ? IPPROTO_TCP :
1368             rnd < 0xc000 ? IPPROTO_UDP :
1369             rnd < 0xd000 ? IPPROTO_SCTP : (uint8_t)rnd;
1370         if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP ||
1371             flow->nw_proto == IPPROTO_UDP ||
1372             flow->nw_proto == IPPROTO_SCTP) {
1373             flow->tp_src = (OVS_FORCE ovs_be16)random_uint16();
1374             flow->tp_dst = (OVS_FORCE ovs_be16)random_uint16();
1375         }
1376     }
1377 }
1378
1379 /* Masks the fields in 'wc' that are used by the flow hash 'fields'. */
1380 void
1381 flow_mask_hash_fields(const struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc,
1382                       enum nx_hash_fields fields)
1383 {
1384     switch (fields) {
1385     case NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC:
1386         memset(&wc->masks.dl_src, 0xff, sizeof wc->masks.dl_src);
1387         break;
1388
1389     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4:
1390         memset(&wc->masks.dl_src, 0xff, sizeof wc->masks.dl_src);
1391         memset(&wc->masks.dl_dst, 0xff, sizeof wc->masks.dl_dst);
1392         if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1393             memset(&wc->masks.nw_src, 0xff, sizeof wc->masks.nw_src);
1394             memset(&wc->masks.nw_dst, 0xff, sizeof wc->masks.nw_dst);
1395         } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1396             memset(&wc->masks.ipv6_src, 0xff, sizeof wc->masks.ipv6_src);
1397             memset(&wc->masks.ipv6_dst, 0xff, sizeof wc->masks.ipv6_dst);
1398         }
1399         if (is_ip_any(flow)) {
1400             memset(&wc->masks.nw_proto, 0xff, sizeof wc->masks.nw_proto);
1401             flow_unwildcard_tp_ports(flow, wc);
1402         }
1403         wc->masks.vlan_tci |= htons(VLAN_VID_MASK | VLAN_CFI);
1404         break;
1405
1406     default:
1407         OVS_NOT_REACHED();
1408     }
1409 }
1410
1411 /* Hashes the portions of 'flow' designated by 'fields'. */
1412 uint32_t
1413 flow_hash_fields(const struct flow *flow, enum nx_hash_fields fields,
1414                  uint16_t basis)
1415 {
1416     switch (fields) {
1417
1418     case NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC:
1419         return jhash_bytes(flow->dl_src, sizeof flow->dl_src, basis);
1420
1421     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4:
1422         return flow_hash_symmetric_l4(flow, basis);
1423     }
1424
1425     OVS_NOT_REACHED();
1426 }
1427
1428 /* Returns a string representation of 'fields'. */
1429 const char *
1430 flow_hash_fields_to_str(enum nx_hash_fields fields)
1431 {
1432     switch (fields) {
1433     case NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC: return "eth_src";
1434     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4: return "symmetric_l4";
1435     default: return "<unknown>";
1436     }
1437 }
1438
1439 /* Returns true if the value of 'fields' is supported. Otherwise false. */
1440 bool
1441 flow_hash_fields_valid(enum nx_hash_fields fields)
1442 {
1443     return fields == NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC
1444         || fields == NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4;
1445 }
1446
1447 /* Returns a hash value for the bits of 'flow' that are active based on
1448  * 'wc', given 'basis'. */
1449 uint32_t
1450 flow_hash_in_wildcards(const struct flow *flow,
1451                        const struct flow_wildcards *wc, uint32_t basis)
1452 {
1453     const uint64_t *wc_u64 = (const uint64_t *) &wc->masks;
1454     const uint64_t *flow_u64 = (const uint64_t *) flow;
1455     uint32_t hash;
1456     size_t i;
1457
1458     hash = basis;
1459     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1460         hash = hash_add64(hash, flow_u64[i] & wc_u64[i]);
1461     }
1462     return hash_finish(hash, 8 * FLOW_U64S);
1463 }
1464
1465 /* Sets the VLAN VID that 'flow' matches to 'vid', which is interpreted as an
1466  * OpenFlow 1.0 "dl_vlan" value:
1467  *
1468  *      - If it is in the range 0...4095, 'flow->vlan_tci' is set to match
1469  *        that VLAN.  Any existing PCP match is unchanged (it becomes 0 if
1470  *        'flow' previously matched packets without a VLAN header).
1471  *
1472  *      - If it is OFP_VLAN_NONE, 'flow->vlan_tci' is set to match a packet
1473  *        without a VLAN tag.
1474  *
1475  *      - Other values of 'vid' should not be used. */
1476 void
1477 flow_set_dl_vlan(struct flow *flow, ovs_be16 vid)
1478 {
1479     if (vid == htons(OFP10_VLAN_NONE)) {
1480         flow->vlan_tci = htons(0);
1481     } else {
1482         vid &= htons(VLAN_VID_MASK);
1483         flow->vlan_tci &= ~htons(VLAN_VID_MASK);
1484         flow->vlan_tci |= htons(VLAN_CFI) | vid;
1485     }
1486 }
1487
1488 /* Sets the VLAN VID that 'flow' matches to 'vid', which is interpreted as an
1489  * OpenFlow 1.2 "vlan_vid" value, that is, the low 13 bits of 'vlan_tci' (VID
1490  * plus CFI). */
1491 void
1492 flow_set_vlan_vid(struct flow *flow, ovs_be16 vid)
1493 {
1494     ovs_be16 mask = htons(VLAN_VID_MASK | VLAN_CFI);
1495     flow->vlan_tci &= ~mask;
1496     flow->vlan_tci |= vid & mask;
1497 }
1498
1499 /* Sets the VLAN PCP that 'flow' matches to 'pcp', which should be in the
1500  * range 0...7.
1501  *
1502  * This function has no effect on the VLAN ID that 'flow' matches.
1503  *
1504  * After calling this function, 'flow' will not match packets without a VLAN
1505  * header. */
1506 void
1507 flow_set_vlan_pcp(struct flow *flow, uint8_t pcp)
1508 {
1509     pcp &= 0x07;
1510     flow->vlan_tci &= ~htons(VLAN_PCP_MASK);
1511     flow->vlan_tci |= htons((pcp << VLAN_PCP_SHIFT) | VLAN_CFI);
1512 }
1513
1514 /* Returns the number of MPLS LSEs present in 'flow'
1515  *
1516  * Returns 0 if the 'dl_type' of 'flow' is not an MPLS ethernet type.
1517  * Otherwise traverses 'flow''s MPLS label stack stopping at the
1518  * first entry that has the BoS bit set. If no such entry exists then
1519  * the maximum number of LSEs that can be stored in 'flow' is returned.
1520  */
1521 int
1522 flow_count_mpls_labels(const struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc)
1523 {
1524     /* dl_type is always masked. */
1525     if (eth_type_mpls(flow->dl_type)) {
1526         int i;
1527         int cnt;
1528
1529         cnt = 0;
1530         for (i = 0; i < FLOW_MAX_MPLS_LABELS; i++) {
1531             if (wc) {
1532                 wc->masks.mpls_lse[i] |= htonl(MPLS_BOS_MASK);
1533             }
1534             if (flow->mpls_lse[i] & htonl(MPLS_BOS_MASK)) {
1535                 return i + 1;
1536             }
1537             if (flow->mpls_lse[i]) {
1538                 cnt++;
1539             }
1540         }
1541         return cnt;
1542     } else {
1543         return 0;
1544     }
1545 }
1546
1547 /* Returns the number consecutive of MPLS LSEs, starting at the
1548  * innermost LSE, that are common in 'a' and 'b'.
1549  *
1550  * 'an' must be flow_count_mpls_labels(a).
1551  * 'bn' must be flow_count_mpls_labels(b).
1552  */
1553 int
1554 flow_count_common_mpls_labels(const struct flow *a, int an,
1555                               const struct flow *b, int bn,
1556                               struct flow_wildcards *wc)
1557 {
1558     int min_n = MIN(an, bn);
1559     if (min_n == 0) {
1560         return 0;
1561     } else {
1562         int common_n = 0;
1563         int a_last = an - 1;
1564         int b_last = bn - 1;
1565         int i;
1566
1567         for (i = 0; i < min_n; i++) {
1568             if (wc) {
1569                 wc->masks.mpls_lse[a_last - i] = OVS_BE32_MAX;
1570                 wc->masks.mpls_lse[b_last - i] = OVS_BE32_MAX;
1571             }
1572             if (a->mpls_lse[a_last - i] != b->mpls_lse[b_last - i]) {
1573                 break;
1574             } else {
1575                 common_n++;
1576             }
1577         }
1578
1579         return common_n;
1580     }
1581 }
1582
1583 /* Adds a new outermost MPLS label to 'flow' and changes 'flow''s Ethernet type
1584  * to 'mpls_eth_type', which must be an MPLS Ethertype.
1585  *
1586  * If the new label is the first MPLS label in 'flow', it is generated as;
1587  *
1588  *     - label: 2, if 'flow' is IPv6, otherwise 0.
1589  *
1590  *     - TTL: IPv4 or IPv6 TTL, if present and nonzero, otherwise 64.
1591  *
1592  *     - TC: IPv4 or IPv6 TOS, if present, otherwise 0.
1593  *
1594  *     - BoS: 1.
1595  *
1596  * If the new label is the second or later label MPLS label in 'flow', it is
1597  * generated as;
1598  *
1599  *     - label: Copied from outer label.
1600  *
1601  *     - TTL: Copied from outer label.
1602  *
1603  *     - TC: Copied from outer label.
1604  *
1605  *     - BoS: 0.
1606  *
1607  * 'n' must be flow_count_mpls_labels(flow).  'n' must be less than
1608  * FLOW_MAX_MPLS_LABELS (because otherwise flow->mpls_lse[] would overflow).
1609  */
1610 void
1611 flow_push_mpls(struct flow *flow, int n, ovs_be16 mpls_eth_type,
1612                struct flow_wildcards *wc)
1613 {
1614     ovs_assert(eth_type_mpls(mpls_eth_type));
1615     ovs_assert(n < FLOW_MAX_MPLS_LABELS);
1616
1617     if (n) {
1618         int i;
1619
1620         if (wc) {
1621             memset(&wc->masks.mpls_lse, 0xff, sizeof *wc->masks.mpls_lse * n);
1622         }
1623         for (i = n; i >= 1; i--) {
1624             flow->mpls_lse[i] = flow->mpls_lse[i - 1];
1625         }
1626         flow->mpls_lse[0] = (flow->mpls_lse[1] & htonl(~MPLS_BOS_MASK));
1627     } else {
1628         int label = 0;          /* IPv4 Explicit Null. */
1629         int tc = 0;
1630         int ttl = 64;
1631
1632         if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1633             label = 2;
1634         }
1635
1636         if (is_ip_any(flow)) {
1637             tc = (flow->nw_tos & IP_DSCP_MASK) >> 2;
1638             if (wc) {
1639                 wc->masks.nw_tos |= IP_DSCP_MASK;
1640                 wc->masks.nw_ttl = 0xff;
1641             }
1642
1643             if (flow->nw_ttl) {
1644                 ttl = flow->nw_ttl;
1645             }
1646         }
1647
1648         flow->mpls_lse[0] = set_mpls_lse_values(ttl, tc, 1, htonl(label));
1649
1650         /* Clear all L3 and L4 fields and dp_hash. */
1651         BUILD_ASSERT(FLOW_WC_SEQ == 31);
1652         memset((char *) flow + FLOW_SEGMENT_2_ENDS_AT, 0,
1653                sizeof(struct flow) - FLOW_SEGMENT_2_ENDS_AT);
1654         flow->dp_hash = 0;
1655     }
1656     flow->dl_type = mpls_eth_type;
1657 }
1658
1659 /* Tries to remove the outermost MPLS label from 'flow'.  Returns true if
1660  * successful, false otherwise.  On success, sets 'flow''s Ethernet type to
1661  * 'eth_type'.
1662  *
1663  * 'n' must be flow_count_mpls_labels(flow). */
1664 bool
1665 flow_pop_mpls(struct flow *flow, int n, ovs_be16 eth_type,
1666               struct flow_wildcards *wc)
1667 {
1668     int i;
1669
1670     if (n == 0) {
1671         /* Nothing to pop. */
1672         return false;
1673     } else if (n == FLOW_MAX_MPLS_LABELS) {
1674         if (wc) {
1675             wc->masks.mpls_lse[n - 1] |= htonl(MPLS_BOS_MASK);
1676         }
1677         if (!(flow->mpls_lse[n - 1] & htonl(MPLS_BOS_MASK))) {
1678             /* Can't pop because don't know what to fill in mpls_lse[n - 1]. */
1679             return false;
1680         }
1681     }
1682
1683     if (wc) {
1684         memset(&wc->masks.mpls_lse[1], 0xff,
1685                sizeof *wc->masks.mpls_lse * (n - 1));
1686     }
1687     for (i = 1; i < n; i++) {
1688         flow->mpls_lse[i - 1] = flow->mpls_lse[i];
1689     }
1690     flow->mpls_lse[n - 1] = 0;
1691     flow->dl_type = eth_type;
1692     return true;
1693 }
1694
1695 /* Sets the MPLS Label that 'flow' matches to 'label', which is interpreted
1696  * as an OpenFlow 1.1 "mpls_label" value. */
1697 void
1698 flow_set_mpls_label(struct flow *flow, int idx, ovs_be32 label)
1699 {
1700     set_mpls_lse_label(&flow->mpls_lse[idx], label);
1701 }
1702
1703 /* Sets the MPLS TTL that 'flow' matches to 'ttl', which should be in the
1704  * range 0...255. */
1705 void
1706 flow_set_mpls_ttl(struct flow *flow, int idx, uint8_t ttl)
1707 {
1708     set_mpls_lse_ttl(&flow->mpls_lse[idx], ttl);
1709 }
1710
1711 /* Sets the MPLS TC that 'flow' matches to 'tc', which should be in the
1712  * range 0...7. */
1713 void
1714 flow_set_mpls_tc(struct flow *flow, int idx, uint8_t tc)
1715 {
1716     set_mpls_lse_tc(&flow->mpls_lse[idx], tc);
1717 }
1718
1719 /* Sets the MPLS BOS bit that 'flow' matches to which should be 0 or 1. */
1720 void
1721 flow_set_mpls_bos(struct flow *flow, int idx, uint8_t bos)
1722 {
1723     set_mpls_lse_bos(&flow->mpls_lse[idx], bos);
1724 }
1725
1726 /* Sets the entire MPLS LSE. */
1727 void
1728 flow_set_mpls_lse(struct flow *flow, int idx, ovs_be32 lse)
1729 {
1730     flow->mpls_lse[idx] = lse;
1731 }
1732
1733 static size_t
1734 flow_compose_l4(struct dp_packet *p, const struct flow *flow)
1735 {
1736     size_t l4_len = 0;
1737
1738     if (!(flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_ANY)
1739         || !(flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER)) {
1740         if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
1741             struct tcp_header *tcp;
1742
1743             l4_len = sizeof *tcp;
1744             tcp = dp_packet_put_zeros(p, l4_len);
1745             tcp->tcp_src = flow->tp_src;
1746             tcp->tcp_dst = flow->tp_dst;
1747             tcp->tcp_ctl = TCP_CTL(ntohs(flow->tcp_flags), 5);
1748         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
1749             struct udp_header *udp;
1750
1751             l4_len = sizeof *udp;
1752             udp = dp_packet_put_zeros(p, l4_len);
1753             udp->udp_src = flow->tp_src;
1754             udp->udp_dst = flow->tp_dst;
1755         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_SCTP) {
1756             struct sctp_header *sctp;
1757
1758             l4_len = sizeof *sctp;
1759             sctp = dp_packet_put_zeros(p, l4_len);
1760             sctp->sctp_src = flow->tp_src;
1761             sctp->sctp_dst = flow->tp_dst;
1762         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMP) {
1763             struct icmp_header *icmp;
1764
1765             l4_len = sizeof *icmp;
1766             icmp = dp_packet_put_zeros(p, l4_len);
1767             icmp->icmp_type = ntohs(flow->tp_src);
1768             icmp->icmp_code = ntohs(flow->tp_dst);
1769             icmp->icmp_csum = csum(icmp, ICMP_HEADER_LEN);
1770         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_IGMP) {
1771             struct igmp_header *igmp;
1772
1773             l4_len = sizeof *igmp;
1774             igmp = dp_packet_put_zeros(p, l4_len);
1775             igmp->igmp_type = ntohs(flow->tp_src);
1776             igmp->igmp_code = ntohs(flow->tp_dst);
1777             put_16aligned_be32(&igmp->group, flow->igmp_group_ip4);
1778             igmp->igmp_csum = csum(igmp, IGMP_HEADER_LEN);
1779         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6) {
1780             struct icmp6_hdr *icmp;
1781
1782             l4_len = sizeof *icmp;
1783             icmp = dp_packet_put_zeros(p, l4_len);
1784             icmp->icmp6_type = ntohs(flow->tp_src);
1785             icmp->icmp6_code = ntohs(flow->tp_dst);
1786
1787             if (icmp->icmp6_code == 0 &&
1788                 (icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_SOLICIT ||
1789                  icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_ADVERT)) {
1790                 struct in6_addr *nd_target;
1791                 struct nd_opt_hdr *nd_opt;
1792
1793                 l4_len += sizeof *nd_target;
1794                 nd_target = dp_packet_put_zeros(p, sizeof *nd_target);
1795                 *nd_target = flow->nd_target;
1796
1797                 if (!eth_addr_is_zero(flow->arp_sha)) {
1798                     l4_len += 8;
1799                     nd_opt = dp_packet_put_zeros(p, 8);
1800                     nd_opt->nd_opt_len = 1;
1801                     nd_opt->nd_opt_type = ND_OPT_SOURCE_LINKADDR;
1802                     memcpy(nd_opt + 1, flow->arp_sha, ETH_ADDR_LEN);
1803                 }
1804                 if (!eth_addr_is_zero(flow->arp_tha)) {
1805                     l4_len += 8;
1806                     nd_opt = dp_packet_put_zeros(p, 8);
1807                     nd_opt->nd_opt_len = 1;
1808                     nd_opt->nd_opt_type = ND_OPT_TARGET_LINKADDR;
1809                     memcpy(nd_opt + 1, flow->arp_tha, ETH_ADDR_LEN);
1810                 }
1811             }
1812             icmp->icmp6_cksum = (OVS_FORCE uint16_t)
1813                 csum(icmp, (char *)dp_packet_tail(p) - (char *)icmp);
1814         }
1815     }
1816     return l4_len;
1817 }
1818
1819 /* Puts into 'b' a packet that flow_extract() would parse as having the given
1820  * 'flow'.
1821  *
1822  * (This is useful only for testing, obviously, and the packet isn't really
1823  * valid. It hasn't got some checksums filled in, for one, and lots of fields
1824  * are just zeroed.) */
1825 void
1826 flow_compose(struct dp_packet *p, const struct flow *flow)
1827 {
1828     size_t l4_len;
1829
1830     /* eth_compose() sets l3 pointer and makes sure it is 32-bit aligned. */
1831     eth_compose(p, flow->dl_dst, flow->dl_src, ntohs(flow->dl_type), 0);
1832     if (flow->dl_type == htons(FLOW_DL_TYPE_NONE)) {
1833         struct eth_header *eth = dp_packet_l2(p);
1834         eth->eth_type = htons(dp_packet_size(p));
1835         return;
1836     }
1837
1838     if (flow->vlan_tci & htons(VLAN_CFI)) {
1839         eth_push_vlan(p, htons(ETH_TYPE_VLAN), flow->vlan_tci);
1840     }
1841
1842     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1843         struct ip_header *ip;
1844
1845         ip = dp_packet_put_zeros(p, sizeof *ip);
1846         ip->ip_ihl_ver = IP_IHL_VER(5, 4);
1847         ip->ip_tos = flow->nw_tos;
1848         ip->ip_ttl = flow->nw_ttl;
1849         ip->ip_proto = flow->nw_proto;
1850         put_16aligned_be32(&ip->ip_src, flow->nw_src);
1851         put_16aligned_be32(&ip->ip_dst, flow->nw_dst);
1852
1853         if (flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_ANY) {
1854             ip->ip_frag_off |= htons(IP_MORE_FRAGMENTS);
1855             if (flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER) {
1856                 ip->ip_frag_off |= htons(100);
1857             }
1858         }
1859
1860         dp_packet_set_l4(p, dp_packet_tail(p));
1861
1862         l4_len = flow_compose_l4(p, flow);
1863
1864         ip = dp_packet_l3(p);
1865         ip->ip_tot_len = htons(p->l4_ofs - p->l3_ofs + l4_len);
1866         ip->ip_csum = csum(ip, sizeof *ip);
1867     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1868         struct ovs_16aligned_ip6_hdr *nh;
1869
1870         nh = dp_packet_put_zeros(p, sizeof *nh);
1871         put_16aligned_be32(&nh->ip6_flow, htonl(6 << 28) |
1872                            htonl(flow->nw_tos << 20) | flow->ipv6_label);
1873         nh->ip6_hlim = flow->nw_ttl;
1874         nh->ip6_nxt = flow->nw_proto;
1875
1876         memcpy(&nh->ip6_src, &flow->ipv6_src, sizeof(nh->ip6_src));
1877         memcpy(&nh->ip6_dst, &flow->ipv6_dst, sizeof(nh->ip6_dst));
1878
1879         dp_packet_set_l4(p, dp_packet_tail(p));
1880
1881         l4_len = flow_compose_l4(p, flow);
1882
1883         nh = dp_packet_l3(p);
1884         nh->ip6_plen = htons(l4_len);
1885     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP) ||
1886                flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_RARP)) {
1887         struct arp_eth_header *arp;
1888
1889         arp = dp_packet_put_zeros(p, sizeof *arp);
1890         dp_packet_set_l3(p, arp);
1891         arp->ar_hrd = htons(1);
1892         arp->ar_pro = htons(ETH_TYPE_IP);
1893         arp->ar_hln = ETH_ADDR_LEN;
1894         arp->ar_pln = 4;
1895         arp->ar_op = htons(flow->nw_proto);
1896
1897         if (flow->nw_proto == ARP_OP_REQUEST ||
1898             flow->nw_proto == ARP_OP_REPLY) {
1899             put_16aligned_be32(&arp->ar_spa, flow->nw_src);
1900             put_16aligned_be32(&arp->ar_tpa, flow->nw_dst);
1901             memcpy(arp->ar_sha, flow->arp_sha, ETH_ADDR_LEN);
1902             memcpy(arp->ar_tha, flow->arp_tha, ETH_ADDR_LEN);
1903         }
1904     }
1905
1906     if (eth_type_mpls(flow->dl_type)) {
1907         int n;
1908
1909         p->l2_5_ofs = p->l3_ofs;
1910         for (n = 1; n < FLOW_MAX_MPLS_LABELS; n++) {
1911             if (flow->mpls_lse[n - 1] & htonl(MPLS_BOS_MASK)) {
1912                 break;
1913             }
1914         }
1915         while (n > 0) {
1916             push_mpls(p, flow->dl_type, flow->mpls_lse[--n]);
1917         }
1918     }
1919 }
1920 \f
1921 /* Compressed flow. */
1922
1923 static int
1924 miniflow_n_values(const struct miniflow *flow)
1925 {
1926     return count_1bits(flow->map);
1927 }
1928
1929 static uint64_t *
1930 miniflow_alloc_values(struct miniflow *flow, int n)
1931 {
1932     int size = MINIFLOW_VALUES_SIZE(n);
1933
1934     if (size <= sizeof flow->inline_values) {
1935         flow->values_inline = true;
1936         return flow->inline_values;
1937     } else {
1938         COVERAGE_INC(miniflow_malloc);
1939         flow->values_inline = false;
1940         flow->offline_values = xmalloc(size);
1941         return flow->offline_values;
1942     }
1943 }
1944
1945 /* Completes an initialization of 'dst' as a miniflow copy of 'src' begun by
1946  * the caller.  The caller must have already initialized 'dst->map' properly
1947  * to indicate the significant uint64_t elements of 'src'.  'n' must be the
1948  * number of 1-bits in 'dst->map'.
1949  *
1950  * Normally the significant elements are the ones that are non-zero.  However,
1951  * when a miniflow is initialized from a (mini)mask, the values can be zeroes,
1952  * so that the flow and mask always have the same maps.
1953  *
1954  * This function initializes values (either inline if possible or with
1955  * malloc() otherwise) and copies the uint64_t elements of 'src' indicated by
1956  * 'dst->map' into it. */
1957 static void
1958 miniflow_init__(struct miniflow *dst, const struct flow *src, int n)
1959 {
1960     const uint64_t *src_u64 = (const uint64_t *) src;
1961     uint64_t *dst_u64 = miniflow_alloc_values(dst, n);
1962     int idx;
1963
1964     MAP_FOR_EACH_INDEX(idx, dst->map) {
1965         *dst_u64++ = src_u64[idx];
1966     }
1967 }
1968
1969 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'.  The caller must eventually free 'dst'
1970  * with miniflow_destroy().
1971  * Always allocates offline storage. */
1972 void
1973 miniflow_init(struct miniflow *dst, const struct flow *src)
1974 {
1975     const uint64_t *src_u64 = (const uint64_t *) src;
1976     unsigned int i;
1977     int n;
1978
1979     /* Initialize dst->map, counting the number of nonzero elements. */
1980     n = 0;
1981     dst->map = 0;
1982
1983     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1984         if (src_u64[i]) {
1985             dst->map |= UINT64_C(1) << i;
1986             n++;
1987         }
1988     }
1989
1990     miniflow_init__(dst, src, n);
1991 }
1992
1993 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src', using 'mask->map' as 'dst''s map.  The
1994  * caller must eventually free 'dst' with miniflow_destroy(). */
1995 void
1996 miniflow_init_with_minimask(struct miniflow *dst, const struct flow *src,
1997                             const struct minimask *mask)
1998 {
1999     dst->map = mask->masks.map;
2000     miniflow_init__(dst, src, miniflow_n_values(dst));
2001 }
2002
2003 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'.  The caller must eventually free 'dst'
2004  * with miniflow_destroy(). */
2005 void
2006 miniflow_clone(struct miniflow *dst, const struct miniflow *src)
2007 {
2008     int size = MINIFLOW_VALUES_SIZE(miniflow_n_values(src));
2009     uint64_t *values;
2010
2011     dst->map = src->map;
2012     if (size <= sizeof dst->inline_values) {
2013         dst->values_inline = true;
2014         values = dst->inline_values;
2015     } else {
2016         dst->values_inline = false;
2017         COVERAGE_INC(miniflow_malloc);
2018         dst->offline_values = xmalloc(size);
2019         values = dst->offline_values;
2020     }
2021     memcpy(values, miniflow_get_values(src), size);
2022 }
2023
2024 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'.  The caller must have allocated
2025  * 'dst' to have inline space all data in 'src'. */
2026 void
2027 miniflow_clone_inline(struct miniflow *dst, const struct miniflow *src,
2028                       size_t n_values)
2029 {
2030     dst->values_inline = true;
2031     dst->map = src->map;
2032     memcpy(dst->inline_values, miniflow_get_values(src),
2033            MINIFLOW_VALUES_SIZE(n_values));
2034 }
2035
2036 /* Initializes 'dst' with the data in 'src', destroying 'src'.
2037  * The caller must eventually free 'dst' with miniflow_destroy().
2038  * 'dst' must be regularly sized miniflow, but 'src' can have
2039  * storage for more than the default MINI_N_INLINE inline
2040  * values. */
2041 void
2042 miniflow_move(struct miniflow *dst, struct miniflow *src)
2043 {
2044     int size = MINIFLOW_VALUES_SIZE(miniflow_n_values(src));
2045
2046     dst->map = src->map;
2047     if (size <= sizeof dst->inline_values) {
2048         dst->values_inline = true;
2049         memcpy(dst->inline_values, miniflow_get_values(src), size);
2050         miniflow_destroy(src);
2051     } else if (src->values_inline) {
2052         dst->values_inline = false;
2053         COVERAGE_INC(miniflow_malloc);
2054         dst->offline_values = xmalloc(size);
2055         memcpy(dst->offline_values, src->inline_values, size);
2056     } else {
2057         dst->values_inline = false;
2058         dst->offline_values = src->offline_values;
2059     }
2060 }
2061
2062 /* Frees any memory owned by 'flow'.  Does not free the storage in which 'flow'
2063  * itself resides; the caller is responsible for that. */
2064 void
2065 miniflow_destroy(struct miniflow *flow)
2066 {
2067     if (!flow->values_inline) {
2068         free(flow->offline_values);
2069     }
2070 }
2071
2072 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'. */
2073 void
2074 miniflow_expand(const struct miniflow *src, struct flow *dst)
2075 {
2076     memset(dst, 0, sizeof *dst);
2077     flow_union_with_miniflow(dst, src);
2078 }
2079
2080 /* Returns true if 'a' and 'b' are the equal miniflow, false otherwise. */
2081 bool
2082 miniflow_equal(const struct miniflow *a, const struct miniflow *b)
2083 {
2084     const uint64_t *ap = miniflow_get_values(a);
2085     const uint64_t *bp = miniflow_get_values(b);
2086
2087     if (OVS_LIKELY(a->map == b->map)) {
2088         int count = miniflow_n_values(a);
2089
2090         return !memcmp(ap, bp, count * sizeof *ap);
2091     } else {
2092         uint64_t map;
2093
2094         for (map = a->map | b->map; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
2095             uint64_t bit = rightmost_1bit(map);
2096
2097             if ((a->map & bit ? *ap++ : 0) != (b->map & bit ? *bp++ : 0)) {
2098                 return false;
2099             }
2100         }
2101     }
2102
2103     return true;
2104 }
2105
2106 /* Returns false if 'a' and 'b' differ at the places where there are 1-bits
2107  * in 'mask', true otherwise. */
2108 bool
2109 miniflow_equal_in_minimask(const struct miniflow *a, const struct miniflow *b,
2110                            const struct minimask *mask)
2111 {
2112     const uint64_t *p = miniflow_get_values(&mask->masks);
2113     int idx;
2114
2115     MAP_FOR_EACH_INDEX(idx, mask->masks.map) {
2116         if ((miniflow_get(a, idx) ^ miniflow_get(b, idx)) & *p++) {
2117             return false;
2118         }
2119     }
2120
2121     return true;
2122 }
2123
2124 /* Returns true if 'a' and 'b' are equal at the places where there are 1-bits
2125  * in 'mask', false if they differ. */
2126 bool
2127 miniflow_equal_flow_in_minimask(const struct miniflow *a, const struct flow *b,
2128                                 const struct minimask *mask)
2129 {
2130     const uint64_t *b_u64 = (const uint64_t *) b;
2131     const uint64_t *p = miniflow_get_values(&mask->masks);
2132     int idx;
2133
2134     MAP_FOR_EACH_INDEX(idx, mask->masks.map) {
2135         if ((miniflow_get(a, idx) ^ b_u64[idx]) & *p++) {
2136             return false;
2137         }
2138     }
2139
2140     return true;
2141 }
2142
2143 \f
2144 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'.  The caller must eventually free 'dst'
2145  * with minimask_destroy(). */
2146 void
2147 minimask_init(struct minimask *mask, const struct flow_wildcards *wc)
2148 {
2149     miniflow_init(&mask->masks, &wc->masks);
2150 }
2151
2152 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'.  The caller must eventually free 'dst'
2153  * with minimask_destroy(). */
2154 void
2155 minimask_clone(struct minimask *dst, const struct minimask *src)
2156 {
2157     miniflow_clone(&dst->masks, &src->masks);
2158 }
2159
2160 /* Initializes 'dst' with the data in 'src', destroying 'src'.
2161  * The caller must eventually free 'dst' with minimask_destroy(). */
2162 void
2163 minimask_move(struct minimask *dst, struct minimask *src)
2164 {
2165     miniflow_move(&dst->masks, &src->masks);
2166 }
2167
2168 /* Initializes 'dst_' as the bit-wise "and" of 'a_' and 'b_'.
2169  *
2170  * The caller must provide room for FLOW_U64S "uint64_t"s in 'storage', for use
2171  * by 'dst_'.  The caller must *not* free 'dst_' with minimask_destroy(). */
2172 void
2173 minimask_combine(struct minimask *dst_,
2174                  const struct minimask *a_, const struct minimask *b_,
2175                  uint64_t storage[FLOW_U64S])
2176 {
2177     struct miniflow *dst = &dst_->masks;
2178     uint64_t *dst_values = storage;
2179     const struct miniflow *a = &a_->masks;
2180     const struct miniflow *b = &b_->masks;
2181     int idx;
2182
2183     dst->values_inline = false;
2184     dst->offline_values = storage;
2185
2186     dst->map = 0;
2187     MAP_FOR_EACH_INDEX(idx, a->map & b->map) {
2188         /* Both 'a' and 'b' have non-zero data at 'idx'. */
2189         uint64_t mask = miniflow_get__(a, idx) & miniflow_get__(b, idx);
2190
2191         if (mask) {
2192             dst->map |= UINT64_C(1) << idx;
2193             *dst_values++ = mask;
2194         }
2195     }
2196 }
2197
2198 /* Frees any memory owned by 'mask'.  Does not free the storage in which 'mask'
2199  * itself resides; the caller is responsible for that. */
2200 void
2201 minimask_destroy(struct minimask *mask)
2202 {
2203     miniflow_destroy(&mask->masks);
2204 }
2205
2206 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'. */
2207 void
2208 minimask_expand(const struct minimask *mask, struct flow_wildcards *wc)
2209 {
2210     miniflow_expand(&mask->masks, &wc->masks);
2211 }
2212
2213 /* Returns true if 'a' and 'b' are the same flow mask, false otherwise.
2214  * Minimasks may not have zero data values, so for the minimasks to be the
2215  * same, they need to have the same map and the same data values. */
2216 bool
2217 minimask_equal(const struct minimask *a, const struct minimask *b)
2218 {
2219     return a->masks.map == b->masks.map &&
2220         !memcmp(miniflow_get_values(&a->masks),
2221                 miniflow_get_values(&b->masks),
2222                 count_1bits(a->masks.map) * sizeof *a->masks.inline_values);
2223 }
2224
2225 /* Returns true if at least one bit matched by 'b' is wildcarded by 'a',
2226  * false otherwise. */
2227 bool
2228 minimask_has_extra(const struct minimask *a, const struct minimask *b)
2229 {
2230     const uint64_t *ap = miniflow_get_values(&a->masks);
2231     const uint64_t *bp = miniflow_get_values(&b->masks);
2232     int idx;
2233
2234     MAP_FOR_EACH_INDEX(idx, b->masks.map) {
2235         uint64_t b_u64 = *bp++;
2236
2237         /* 'b_u64' is non-zero, check if the data in 'a' is either zero
2238          * or misses some of the bits in 'b_u64'. */
2239         if (!(a->masks.map & (UINT64_C(1) << idx))
2240             || ((miniflow_values_get__(ap, a->masks.map, idx) & b_u64)
2241                 != b_u64)) {
2242             return true; /* 'a' wildcards some bits 'b' doesn't. */
2243         }
2244     }
2245
2246     return false;
2247 }