lib/flow: Skip minimask value checks.
[cascardo/ovs.git] / lib / flow.h
index e6da480..9e8549d 100644 (file)
@@ -21,6 +21,7 @@
 #include <stdbool.h>
 #include <stdint.h>
 #include <string.h>
+#include "byte-order.h"
 #include "openflow/nicira-ext.h"
 #include "openflow/openflow.h"
 #include "hash.h"
 struct dpif_flow_stats;
 struct ds;
 struct flow_wildcards;
-struct miniflow;
 struct minimask;
 struct ofpbuf;
 
 /* This sequence number should be incremented whenever anything involving flows
  * or the wildcarding of flows changes.  This will cause build assertion
  * failures in places which likely need to be updated. */
-#define FLOW_WC_SEQ 19
+#define FLOW_WC_SEQ 23
 
 #define FLOW_N_REGS 8
 BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_N_REGS <= NXM_NX_MAX_REGS);
@@ -68,84 +68,121 @@ struct flow_tnl {
     uint8_t ip_ttl;
 };
 
+/* Unfortunately, a "struct flow" sometimes has to handle OpenFlow port
+ * numbers and other times datapath (dpif) port numbers.  This union allows
+ * access to both. */
+union flow_in_port {
+    ofp_port_t ofp_port;
+    odp_port_t odp_port;
+};
+
 /*
-* A flow in the network.
-*
-* The meaning of 'in_port' is context-dependent.  In most cases, it is a
-* 16-bit OpenFlow 1.0 port number.  In the software datapath interface (dpif)
-* layer and its implementations (e.g. dpif-linux, dpif-netdev), it is instead
-* a 32-bit datapath port number.
-*/
+ * A flow in the network.
+ *
+ * Must be initialized to all zeros to make any compiler-induced padding
+ * zeroed.  Helps also in keeping unused fields (such as mutually exclusive
+ * IPv4 and IPv6 addresses) zeroed out.
+ *
+ * The meaning of 'in_port' is context-dependent.  In most cases, it is a
+ * 16-bit OpenFlow 1.0 port number.  In the software datapath interface (dpif)
+ * layer and its implementations (e.g. dpif-linux, dpif-netdev), it is instead
+ * a 32-bit datapath port number.
+ *
+ * The fields are organized in four segments to facilitate staged lookup, where
+ * lower layer fields are first used to determine if the later fields need to
+ * be looked at.  This enables better wildcarding for datapath flows.
+ */
 struct flow {
+    /* L1 */
     struct flow_tnl tunnel;     /* Encapsulating tunnel parameters. */
     ovs_be64 metadata;          /* OpenFlow Metadata. */
+    uint32_t regs[FLOW_N_REGS]; /* Registers. */
+    uint32_t skb_priority;      /* Packet priority for QoS. */
+    uint32_t pkt_mark;          /* Packet mark. */
+    union flow_in_port in_port; /* Input port.*/
+
+    /* L2 */
+    uint8_t dl_src[6];          /* Ethernet source address. */
+    uint8_t dl_dst[6];          /* Ethernet destination address. */
+    ovs_be16 dl_type;           /* Ethernet frame type. */
+    ovs_be16 vlan_tci;          /* If 802.1Q, TCI | VLAN_CFI; otherwise 0. */
+
+    /* L3 */
+    ovs_be32 mpls_lse;          /* MPLS label stack entry. */
     struct in6_addr ipv6_src;   /* IPv6 source address. */
     struct in6_addr ipv6_dst;   /* IPv6 destination address. */
     struct in6_addr nd_target;  /* IPv6 neighbor discovery (ND) target. */
-    uint32_t skb_priority;      /* Packet priority for QoS. */
-    uint32_t regs[FLOW_N_REGS]; /* Registers. */
+    ovs_be32 ipv6_label;        /* IPv6 flow label. */
     ovs_be32 nw_src;            /* IPv4 source address. */
     ovs_be32 nw_dst;            /* IPv4 destination address. */
-    ovs_be32 ipv6_label;        /* IPv6 flow label. */
-    uint32_t in_port;           /* Input port. OpenFlow port number
-                                   unless in DPIF code, in which case it
-                                   is the datapath port number. */
-    uint32_t skb_mark;          /* Packet mark. */
-    ovs_be32 mpls_lse;          /* MPLS label stack entry. */
-    uint16_t mpls_depth;        /* Depth of MPLS stack. */
-    ovs_be16 vlan_tci;          /* If 802.1Q, TCI | VLAN_CFI; otherwise 0. */
-    ovs_be16 dl_type;           /* Ethernet frame type. */
-    ovs_be16 encap_dl_type;     /* MPLS encapsulated Ethernet frame type */
-    ovs_be16 tp_src;            /* TCP/UDP source port. */
-    ovs_be16 tp_dst;            /* TCP/UDP destination port. */
-    uint8_t dl_src[6];          /* Ethernet source address. */
-    uint8_t dl_dst[6];          /* Ethernet destination address. */
-    uint8_t nw_proto;           /* IP protocol or low 8 bits of ARP opcode. */
+    uint8_t nw_frag;            /* FLOW_FRAG_* flags. */
     uint8_t nw_tos;             /* IP ToS (including DSCP and ECN). */
+    uint8_t nw_ttl;             /* IP TTL/Hop Limit. */
+    uint8_t nw_proto;           /* IP protocol or low 8 bits of ARP opcode. */
     uint8_t arp_sha[6];         /* ARP/ND source hardware address. */
     uint8_t arp_tha[6];         /* ARP/ND target hardware address. */
-    uint8_t nw_ttl;             /* IP TTL/Hop Limit. */
-    uint8_t nw_frag;            /* FLOW_FRAG_* flags. */
-    uint8_t zeros[4];
+    ovs_be16 tcp_flags;         /* TCP flags. With L3 to avoid matching L4. */
+    ovs_be16 pad;               /* Padding. */
+    /* L4 */
+    ovs_be16 tp_src;            /* TCP/UDP/SCTP source port. */
+    ovs_be16 tp_dst;            /* TCP/UDP/SCTP destination port.
+                                 * Keep last for the BUILD_ASSERT_DECL below */
 };
 BUILD_ASSERT_DECL(sizeof(struct flow) % 4 == 0);
 
 #define FLOW_U32S (sizeof(struct flow) / 4)
 
 /* Remember to update FLOW_WC_SEQ when changing 'struct flow'. */
-BUILD_ASSERT_DECL(sizeof(struct flow) == sizeof(struct flow_tnl) + 160 &&
-                  FLOW_WC_SEQ == 19);
+BUILD_ASSERT_DECL(offsetof(struct flow, tp_dst) + 2
+                  == sizeof(struct flow_tnl) + 156
+                  && FLOW_WC_SEQ == 23);
+
+/* Incremental points at which flow classification may be performed in
+ * segments.
+ * This is located here since this is dependent on the structure of the
+ * struct flow defined above:
+ * Each offset must be on a distint, successive U32 boundary srtictly
+ * within the struct flow. */
+enum {
+    FLOW_SEGMENT_1_ENDS_AT = offsetof(struct flow, dl_src),
+    FLOW_SEGMENT_2_ENDS_AT = offsetof(struct flow, mpls_lse),
+    FLOW_SEGMENT_3_ENDS_AT = offsetof(struct flow, tp_src),
+};
+BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_SEGMENT_1_ENDS_AT % 4 == 0);
+BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_SEGMENT_2_ENDS_AT % 4 == 0);
+BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_SEGMENT_3_ENDS_AT % 4 == 0);
+BUILD_ASSERT_DECL(                     0 < FLOW_SEGMENT_1_ENDS_AT);
+BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_SEGMENT_1_ENDS_AT < FLOW_SEGMENT_2_ENDS_AT);
+BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_SEGMENT_2_ENDS_AT < FLOW_SEGMENT_3_ENDS_AT);
+BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_SEGMENT_3_ENDS_AT < sizeof(struct flow));
+
+extern const uint8_t flow_segment_u32s[];
 
 /* Represents the metadata fields of struct flow. */
 struct flow_metadata {
     ovs_be64 tun_id;                 /* Encapsulating tunnel ID. */
+    ovs_be32 tun_src;                /* Tunnel outer IPv4 src addr */
+    ovs_be32 tun_dst;                /* Tunnel outer IPv4 dst addr */
     ovs_be64 metadata;               /* OpenFlow 1.1+ metadata field. */
     uint32_t regs[FLOW_N_REGS];      /* Registers. */
-    uint16_t in_port;                /* OpenFlow port or zero. */
+    uint32_t pkt_mark;               /* Packet mark. */
+    ofp_port_t in_port;              /* OpenFlow port or zero. */
 };
 
 void flow_extract(struct ofpbuf *, uint32_t priority, uint32_t mark,
-                  const struct flow_tnl *, uint16_t in_port, struct flow *);
-void flow_extract_l3_onwards(struct ofpbuf *, struct flow *,
-                             ovs_be16 dl_type);
-
-/* Returns the innermost dl_type.
- * If there's an outer and an inner type then the inner type is returned.
- * Otherwise, if there is only one type then it is returned. */
-static inline ovs_be16
-flow_innermost_dl_type(const struct flow *flow)
-{
-    return (flow->encap_dl_type == htons(0)
-            ? flow->dl_type
-            : flow->encap_dl_type);
-}
+                  const struct flow_tnl *, const union flow_in_port *in_port,
+                  struct flow *);
 
 void flow_zero_wildcards(struct flow *, const struct flow_wildcards *);
+void flow_unwildcard_tp_ports(const struct flow *, struct flow_wildcards *);
 void flow_get_metadata(const struct flow *, struct flow_metadata *);
 
 char *flow_to_string(const struct flow *);
 void format_flags(struct ds *ds, const char *(*bit_to_string)(uint32_t),
                   uint32_t flags, char del);
+void format_flags_masked(struct ds *ds, const char *name,
+                         const char *(*bit_to_string)(uint32_t),
+                         uint32_t flags, uint32_t mask);
 
 void flow_format(struct ds *, const struct flow *);
 void flow_print(FILE *, const struct flow *);
@@ -182,8 +219,60 @@ flow_hash(const struct flow *flow, uint32_t basis)
     return hash_words((const uint32_t *) flow, sizeof *flow / 4, basis);
 }
 
+static inline uint16_t
+ofp_to_u16(ofp_port_t ofp_port)
+{
+    return (OVS_FORCE uint16_t) ofp_port;
+}
+
+static inline uint32_t
+odp_to_u32(odp_port_t odp_port)
+{
+    return (OVS_FORCE uint32_t) odp_port;
+}
+
+static inline uint32_t
+ofp11_to_u32(ofp11_port_t ofp11_port)
+{
+    return (OVS_FORCE uint32_t) ofp11_port;
+}
+
+static inline ofp_port_t
+u16_to_ofp(uint16_t port)
+{
+    return OFP_PORT_C(port);
+}
+
+static inline odp_port_t
+u32_to_odp(uint32_t port)
+{
+    return ODP_PORT_C(port);
+}
+
+static inline ofp11_port_t
+u32_to_ofp11(uint32_t port)
+{
+    return OFP11_PORT_C(port);
+}
+
+static inline uint32_t
+hash_ofp_port(ofp_port_t ofp_port)
+{
+    return hash_int(ofp_to_u16(ofp_port), 0);
+}
+
+static inline uint32_t
+hash_odp_port(odp_port_t odp_port)
+{
+    return hash_int(odp_to_u32(odp_port), 0);
+}
+
 uint32_t flow_hash_in_minimask(const struct flow *, const struct minimask *,
                                uint32_t basis);
+uint32_t flow_hash_in_minimask_range(const struct flow *,
+                                     const struct minimask *,
+                                     uint8_t start, uint8_t end,
+                                     uint32_t *basis);
 \f
 /* Wildcards for a flow.
  *
@@ -195,36 +284,54 @@ struct flow_wildcards {
 };
 
 void flow_wildcards_init_catchall(struct flow_wildcards *);
-void flow_wildcards_init_exact(struct flow_wildcards *);
+
+void flow_wildcards_clear_non_packet_fields(struct flow_wildcards *);
 
 bool flow_wildcards_is_catchall(const struct flow_wildcards *);
 
 void flow_wildcards_set_reg_mask(struct flow_wildcards *,
                                  int idx, uint32_t mask);
 
-void flow_wildcards_combine(struct flow_wildcards *dst,
-                            const struct flow_wildcards *src1,
-                            const struct flow_wildcards *src2);
+void flow_wildcards_and(struct flow_wildcards *dst,
+                        const struct flow_wildcards *src1,
+                        const struct flow_wildcards *src2);
+void flow_wildcards_or(struct flow_wildcards *dst,
+                       const struct flow_wildcards *src1,
+                       const struct flow_wildcards *src2);
 bool flow_wildcards_has_extra(const struct flow_wildcards *,
                               const struct flow_wildcards *);
 
+void flow_wildcards_fold_minimask(struct flow_wildcards *,
+                                  const struct minimask *);
+void flow_wildcards_fold_minimask_range(struct flow_wildcards *,
+                                        const struct minimask *,
+                                        uint8_t start, uint8_t end);
+
 uint32_t flow_wildcards_hash(const struct flow_wildcards *, uint32_t basis);
 bool flow_wildcards_equal(const struct flow_wildcards *,
                           const struct flow_wildcards *);
 uint32_t flow_hash_symmetric_l4(const struct flow *flow, uint32_t basis);
 
+/* Initialize a flow with random fields that matter for nx_hash_fields. */
+void flow_random_hash_fields(struct flow *);
+void flow_mask_hash_fields(const struct flow *, struct flow_wildcards *,
+                           enum nx_hash_fields);
 uint32_t flow_hash_fields(const struct flow *, enum nx_hash_fields,
                           uint16_t basis);
 const char *flow_hash_fields_to_str(enum nx_hash_fields);
 bool flow_hash_fields_valid(enum nx_hash_fields);
 
+uint32_t flow_hash_in_wildcards(const struct flow *,
+                                const struct flow_wildcards *,
+                                uint32_t basis);
+
 bool flow_equal_except(const struct flow *a, const struct flow *b,
                        const struct flow_wildcards *);
 \f
 /* Compressed flow. */
 
 #define MINI_N_INLINE (sizeof(void *) == 4 ? 7 : 8)
-#define MINI_N_MAPS DIV_ROUND_UP(FLOW_U32S, 32)
+BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_U32S <= 64);
 
 /* A sparse representation of a "struct flow".
  *
@@ -235,7 +342,7 @@ bool flow_equal_except(const struct flow *a, const struct flow *b,
  *
  * The 'map' member holds one bit for each uint32_t in a "struct flow".  Each
  * 0-bit indicates that the corresponding uint32_t is zero, each 1-bit that it
- * is nonzero.
+ * *may* be nonzero.
  *
  * 'values' points to the start of an array that has one element for each 1-bit
  * in 'map'.  The least-numbered 1-bit is in values[0], the next 1-bit is in
@@ -253,24 +360,30 @@ bool flow_equal_except(const struct flow *a, const struct flow *b,
  *       that makes sense.  So far that's only proved useful for
  *       minimask_combine(), but the principle works elsewhere.
  *
- * The implementation maintains and depends on the invariant that every element
- * in 'values' is nonzero; that is, wherever a 1-bit appears in 'map', the
- * corresponding element of 'values' must be nonzero.
+ * Elements in 'values' are allowed to be zero.  This is useful for "struct
+ * minimatch", for which ensuring that the miniflow and minimask members have
+ * same 'map' allows optimization.  This allowance applies only to a miniflow
+ * that is not a mask.  That is, a minimask may NOT have zero elements in
+ * its 'values'.
  */
 struct miniflow {
+    uint64_t map;
     uint32_t *values;
     uint32_t inline_values[MINI_N_INLINE];
-    uint32_t map[MINI_N_MAPS];
 };
 
 void miniflow_init(struct miniflow *, const struct flow *);
+void miniflow_init_with_minimask(struct miniflow *, const struct flow *,
+                                 const struct minimask *);
 void miniflow_clone(struct miniflow *, const struct miniflow *);
+void miniflow_move(struct miniflow *dst, struct miniflow *);
 void miniflow_destroy(struct miniflow *);
 
 void miniflow_expand(const struct miniflow *, struct flow *);
 
 uint32_t miniflow_get(const struct miniflow *, unsigned int u32_ofs);
 uint16_t miniflow_get_vid(const struct miniflow *);
+static inline ovs_be64 miniflow_get_metadata(const struct miniflow *);
 
 bool miniflow_equal(const struct miniflow *a, const struct miniflow *b);
 bool miniflow_equal_in_minimask(const struct miniflow *a,
@@ -282,18 +395,26 @@ bool miniflow_equal_flow_in_minimask(const struct miniflow *a,
 uint32_t miniflow_hash(const struct miniflow *, uint32_t basis);
 uint32_t miniflow_hash_in_minimask(const struct miniflow *,
                                    const struct minimask *, uint32_t basis);
+uint64_t miniflow_get_map_in_range(const struct miniflow *miniflow,
+                                   uint8_t start, uint8_t end,
+                                   unsigned int *offset);
+
 \f
 /* Compressed flow wildcards. */
 
 /* A sparse representation of a "struct flow_wildcards".
  *
- * See the large comment on struct miniflow for details. */
+ * See the large comment on struct miniflow for details.
+ *
+ * Note: While miniflow can have zero data for a 1-bit in the map,
+ * a minimask may not!  We rely on this in the implementation. */
 struct minimask {
     struct miniflow masks;
 };
 
 void minimask_init(struct minimask *, const struct flow_wildcards *);
 void minimask_clone(struct minimask *, const struct minimask *);
+void minimask_move(struct minimask *dst, struct minimask *src);
 void minimask_combine(struct minimask *dst,
                       const struct minimask *a, const struct minimask *b,
                       uint32_t storage[FLOW_U32S]);
@@ -303,11 +424,36 @@ void minimask_expand(const struct minimask *, struct flow_wildcards *);
 
 uint32_t minimask_get(const struct minimask *, unsigned int u32_ofs);
 uint16_t minimask_get_vid_mask(const struct minimask *);
+static inline ovs_be64 minimask_get_metadata_mask(const struct minimask *);
 
 bool minimask_equal(const struct minimask *a, const struct minimask *b);
 uint32_t minimask_hash(const struct minimask *, uint32_t basis);
 
 bool minimask_has_extra(const struct minimask *, const struct minimask *);
 bool minimask_is_catchall(const struct minimask *);
+\f
+/* Returns the value of the OpenFlow 1.1+ "metadata" field in 'flow'. */
+static inline ovs_be64
+miniflow_get_metadata(const struct miniflow *flow)
+{
+    enum { MD_OFS = offsetof(struct flow, metadata) };
+    BUILD_ASSERT_DECL(MD_OFS % sizeof(uint32_t) == 0);
+    ovs_be32 hi = (OVS_FORCE ovs_be32) miniflow_get(flow, MD_OFS / 4);
+    ovs_be32 lo = (OVS_FORCE ovs_be32) miniflow_get(flow, MD_OFS / 4 + 1);
+
+    return htonll(((uint64_t) ntohl(hi) << 32) | ntohl(lo));
+}
+
+/* Returns the mask for the OpenFlow 1.1+ "metadata" field in 'mask'.
+ *
+ * The return value is all-1-bits if 'mask' matches on the whole value of the
+ * metadata field, all-0-bits if 'mask' entirely wildcards the metadata field,
+ * or some other value if the metadata field is partially matched, partially
+ * wildcarded. */
+static inline ovs_be64
+minimask_get_metadata_mask(const struct minimask *mask)
+{
+    return miniflow_get_metadata(&mask->masks);
+}
 
 #endif /* flow.h */