conntrack: Add support for NAT.
[cascardo/ovs.git] / lib / flow.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2008, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014, 2015 Nicira, Inc.
3  *
4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
5  * you may not use this file except in compliance with the License.
6  * You may obtain a copy of the License at:
7  *
8  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
9  *
10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
13  * See the License for the specific language governing permissions and
14  * limitations under the License.
15  */
16 #include <config.h>
17 #include <sys/types.h>
18 #include "flow.h"
19 #include <errno.h>
20 #include <inttypes.h>
21 #include <limits.h>
22 #include <netinet/in.h>
23 #include <netinet/icmp6.h>
24 #include <netinet/ip6.h>
25 #include <stdint.h>
26 #include <stdlib.h>
27 #include <string.h>
28 #include "byte-order.h"
29 #include "coverage.h"
30 #include "csum.h"
31 #include "dynamic-string.h"
32 #include "hash.h"
33 #include "jhash.h"
34 #include "match.h"
35 #include "dp-packet.h"
36 #include "openflow/openflow.h"
37 #include "packets.h"
38 #include "odp-util.h"
39 #include "random.h"
40 #include "unaligned.h"
41
42 COVERAGE_DEFINE(flow_extract);
43 COVERAGE_DEFINE(miniflow_malloc);
44
45 /* U64 indices for segmented flow classification. */
46 const uint8_t flow_segment_u64s[4] = {
47     FLOW_SEGMENT_1_ENDS_AT / sizeof(uint64_t),
48     FLOW_SEGMENT_2_ENDS_AT / sizeof(uint64_t),
49     FLOW_SEGMENT_3_ENDS_AT / sizeof(uint64_t),
50     FLOW_U64S
51 };
52
53 /* Asserts that field 'f1' follows immediately after 'f0' in struct flow,
54  * without any intervening padding. */
55 #define ASSERT_SEQUENTIAL(f0, f1)                       \
56     BUILD_ASSERT_DECL(offsetof(struct flow, f0)         \
57                       + MEMBER_SIZEOF(struct flow, f0)  \
58                       == offsetof(struct flow, f1))
59
60 /* Asserts that fields 'f0' and 'f1' are in the same 32-bit aligned word within
61  * struct flow. */
62 #define ASSERT_SAME_WORD(f0, f1)                        \
63     BUILD_ASSERT_DECL(offsetof(struct flow, f0) / 4     \
64                       == offsetof(struct flow, f1) / 4)
65
66 /* Asserts that 'f0' and 'f1' are both sequential and within the same 32-bit
67  * aligned word in struct flow. */
68 #define ASSERT_SEQUENTIAL_SAME_WORD(f0, f1)     \
69     ASSERT_SEQUENTIAL(f0, f1);                  \
70     ASSERT_SAME_WORD(f0, f1)
71
72 /* miniflow_extract() assumes the following to be true to optimize the
73  * extraction process. */
74 ASSERT_SEQUENTIAL_SAME_WORD(dl_type, vlan_tci);
75
76 ASSERT_SEQUENTIAL_SAME_WORD(nw_frag, nw_tos);
77 ASSERT_SEQUENTIAL_SAME_WORD(nw_tos, nw_ttl);
78 ASSERT_SEQUENTIAL_SAME_WORD(nw_ttl, nw_proto);
79
80 /* TCP flags in the middle of a BE64, zeroes in the other half. */
81 BUILD_ASSERT_DECL(offsetof(struct flow, tcp_flags) % 8 == 4);
82
83 #if WORDS_BIGENDIAN
84 #define TCP_FLAGS_BE32(tcp_ctl) ((OVS_FORCE ovs_be32)TCP_FLAGS_BE16(tcp_ctl) \
85                                  << 16)
86 #else
87 #define TCP_FLAGS_BE32(tcp_ctl) ((OVS_FORCE ovs_be32)TCP_FLAGS_BE16(tcp_ctl))
88 #endif
89
90 ASSERT_SEQUENTIAL_SAME_WORD(tp_src, tp_dst);
91
92 /* Removes 'size' bytes from the head end of '*datap', of size '*sizep', which
93  * must contain at least 'size' bytes of data.  Returns the first byte of data
94  * removed. */
95 static inline const void *
96 data_pull(const void **datap, size_t *sizep, size_t size)
97 {
98     const char *data = *datap;
99     *datap = data + size;
100     *sizep -= size;
101     return data;
102 }
103
104 /* If '*datap' has at least 'size' bytes of data, removes that many bytes from
105  * the head end of '*datap' and returns the first byte removed.  Otherwise,
106  * returns a null pointer without modifying '*datap'. */
107 static inline const void *
108 data_try_pull(const void **datap, size_t *sizep, size_t size)
109 {
110     return OVS_LIKELY(*sizep >= size) ? data_pull(datap, sizep, size) : NULL;
111 }
112
113 /* Context for pushing data to a miniflow. */
114 struct mf_ctx {
115     struct flowmap map;
116     uint64_t *data;
117     uint64_t * const end;
118 };
119
120 /* miniflow_push_* macros allow filling in a miniflow data values in order.
121  * Assertions are needed only when the layout of the struct flow is modified.
122  * 'ofs' is a compile-time constant, which allows most of the code be optimized
123  * away.  Some GCC versions gave warnings on ALWAYS_INLINE, so these are
124  * defined as macros. */
125
126 #if (FLOW_WC_SEQ != 34)
127 #define MINIFLOW_ASSERT(X) ovs_assert(X)
128 BUILD_MESSAGE("FLOW_WC_SEQ changed: miniflow_extract() will have runtime "
129                "assertions enabled. Consider updating FLOW_WC_SEQ after "
130                "testing")
131 #else
132 #define MINIFLOW_ASSERT(X)
133 #endif
134
135 /* True if 'IDX' and higher bits are not set. */
136 #define ASSERT_FLOWMAP_NOT_SET(FM, IDX)                                 \
137 {                                                                       \
138     MINIFLOW_ASSERT(!((FM)->bits[(IDX) / MAP_T_BITS] &                  \
139                       (FLOWMAP_MAX << ((IDX) % MAP_T_BITS))));          \
140     for (size_t i = (IDX) / MAP_T_BITS + 1; i < FLOWMAP_UNITS; i++) {   \
141         MINIFLOW_ASSERT(!(FM)->bits[i]);                                \
142     }                                                                   \
143 }
144
145 #define miniflow_set_map(MF, OFS)            \
146     {                                        \
147     ASSERT_FLOWMAP_NOT_SET(&MF.map, (OFS));  \
148     flowmap_set(&MF.map, (OFS), 1);          \
149 }
150
151 #define miniflow_assert_in_map(MF, OFS)             \
152     MINIFLOW_ASSERT(FLOWMAP_IS_SET(MF.map, (OFS))); \
153     ASSERT_FLOWMAP_NOT_SET(&MF.map, (OFS) + 1)
154
155 #define miniflow_push_uint64_(MF, OFS, VALUE)              \
156 {                                                          \
157     MINIFLOW_ASSERT(MF.data < MF.end && (OFS) % 8 == 0);   \
158     *MF.data++ = VALUE;                                    \
159     miniflow_set_map(MF, OFS / 8);                         \
160 }
161
162 #define miniflow_push_be64_(MF, OFS, VALUE)                     \
163     miniflow_push_uint64_(MF, OFS, (OVS_FORCE uint64_t)(VALUE))
164
165 #define miniflow_push_uint32_(MF, OFS, VALUE)   \
166     {                                           \
167     MINIFLOW_ASSERT(MF.data < MF.end);          \
168                                                 \
169     if ((OFS) % 8 == 0) {                       \
170         miniflow_set_map(MF, OFS / 8);          \
171         *(uint32_t *)MF.data = VALUE;           \
172     } else if ((OFS) % 8 == 4) {                \
173         miniflow_assert_in_map(MF, OFS / 8);    \
174         *((uint32_t *)MF.data + 1) = VALUE;     \
175         MF.data++;                              \
176     }                                           \
177 }
178
179 #define miniflow_push_be32_(MF, OFS, VALUE)                     \
180     miniflow_push_uint32_(MF, OFS, (OVS_FORCE uint32_t)(VALUE))
181
182 #define miniflow_push_uint16_(MF, OFS, VALUE)   \
183 {                                               \
184     MINIFLOW_ASSERT(MF.data < MF.end);          \
185                                                 \
186     if ((OFS) % 8 == 0) {                       \
187         miniflow_set_map(MF, OFS / 8);          \
188         *(uint16_t *)MF.data = VALUE;           \
189     } else if ((OFS) % 8 == 2) {                \
190         miniflow_assert_in_map(MF, OFS / 8);    \
191         *((uint16_t *)MF.data + 1) = VALUE;     \
192     } else if ((OFS) % 8 == 4) {                \
193         miniflow_assert_in_map(MF, OFS / 8);    \
194         *((uint16_t *)MF.data + 2) = VALUE;     \
195     } else if ((OFS) % 8 == 6) {                \
196         miniflow_assert_in_map(MF, OFS / 8);    \
197         *((uint16_t *)MF.data + 3) = VALUE;     \
198         MF.data++;                              \
199     }                                           \
200 }
201
202 #define miniflow_pad_to_64_(MF, OFS)                            \
203 {                                                               \
204     MINIFLOW_ASSERT((OFS) % 8 != 0);                            \
205     miniflow_assert_in_map(MF, OFS / 8);                        \
206                                                                 \
207     memset((uint8_t *)MF.data + (OFS) % 8, 0, 8 - (OFS) % 8);   \
208     MF.data++;                                                  \
209 }
210
211 #define miniflow_push_be16_(MF, OFS, VALUE)                     \
212     miniflow_push_uint16_(MF, OFS, (OVS_FORCE uint16_t)VALUE);
213
214 #define miniflow_set_maps(MF, OFS, N_WORDS)                     \
215 {                                                               \
216     size_t ofs = (OFS);                                         \
217     size_t n_words = (N_WORDS);                                 \
218                                                                 \
219     MINIFLOW_ASSERT(n_words && MF.data + n_words <= MF.end);    \
220     ASSERT_FLOWMAP_NOT_SET(&MF.map, ofs);                       \
221     flowmap_set(&MF.map, ofs, n_words);                         \
222 }
223
224 /* Data at 'valuep' may be unaligned. */
225 #define miniflow_push_words_(MF, OFS, VALUEP, N_WORDS)          \
226 {                                                               \
227     MINIFLOW_ASSERT((OFS) % 8 == 0);                            \
228     miniflow_set_maps(MF, (OFS) / 8, (N_WORDS));                \
229     memcpy(MF.data, (VALUEP), (N_WORDS) * sizeof *MF.data);     \
230     MF.data += (N_WORDS);                                       \
231 }
232
233 /* Push 32-bit words padded to 64-bits. */
234 #define miniflow_push_words_32_(MF, OFS, VALUEP, N_WORDS)               \
235 {                                                                       \
236     miniflow_set_maps(MF, (OFS) / 8, DIV_ROUND_UP(N_WORDS, 2));         \
237     memcpy(MF.data, (VALUEP), (N_WORDS) * sizeof(uint32_t));            \
238     MF.data += DIV_ROUND_UP(N_WORDS, 2);                                \
239     if ((N_WORDS) & 1) {                                                \
240         *((uint32_t *)MF.data - 1) = 0;                                 \
241     }                                                                   \
242 }
243
244 /* Data at 'valuep' may be unaligned. */
245 /* MACs start 64-aligned, and must be followed by other data or padding. */
246 #define miniflow_push_macs_(MF, OFS, VALUEP)                    \
247 {                                                               \
248     miniflow_set_maps(MF, (OFS) / 8, 2);                        \
249     memcpy(MF.data, (VALUEP), 2 * ETH_ADDR_LEN);                \
250     MF.data += 1;                   /* First word only. */      \
251 }
252
253 #define miniflow_push_uint32(MF, FIELD, VALUE)                      \
254     miniflow_push_uint32_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUE)
255
256 #define miniflow_push_be32(MF, FIELD, VALUE)                        \
257     miniflow_push_be32_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUE)
258
259 #define miniflow_push_uint16(MF, FIELD, VALUE)                      \
260     miniflow_push_uint16_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUE)
261
262 #define miniflow_push_be16(MF, FIELD, VALUE)                        \
263     miniflow_push_be16_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUE)
264
265 #define miniflow_pad_to_64(MF, FIELD)                       \
266     miniflow_pad_to_64_(MF, offsetof(struct flow, FIELD))
267
268 #define miniflow_push_words(MF, FIELD, VALUEP, N_WORDS)                 \
269     miniflow_push_words_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUEP, N_WORDS)
270
271 #define miniflow_push_words_32(MF, FIELD, VALUEP, N_WORDS)              \
272     miniflow_push_words_32_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUEP, N_WORDS)
273
274 #define miniflow_push_macs(MF, FIELD, VALUEP)                       \
275     miniflow_push_macs_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUEP)
276
277 /* Pulls the MPLS headers at '*datap' and returns the count of them. */
278 static inline int
279 parse_mpls(const void **datap, size_t *sizep)
280 {
281     const struct mpls_hdr *mh;
282     int count = 0;
283
284     while ((mh = data_try_pull(datap, sizep, sizeof *mh))) {
285         count++;
286         if (mh->mpls_lse.lo & htons(1 << MPLS_BOS_SHIFT)) {
287             break;
288         }
289     }
290     return MIN(count, FLOW_MAX_MPLS_LABELS);
291 }
292
293 static inline ovs_be16
294 parse_vlan(const void **datap, size_t *sizep)
295 {
296     const struct eth_header *eth = *datap;
297
298     struct qtag_prefix {
299         ovs_be16 eth_type;      /* ETH_TYPE_VLAN */
300         ovs_be16 tci;
301     };
302
303     data_pull(datap, sizep, ETH_ADDR_LEN * 2);
304
305     if (eth->eth_type == htons(ETH_TYPE_VLAN)) {
306         if (OVS_LIKELY(*sizep
307                        >= sizeof(struct qtag_prefix) + sizeof(ovs_be16))) {
308             const struct qtag_prefix *qp = data_pull(datap, sizep, sizeof *qp);
309             return qp->tci | htons(VLAN_CFI);
310         }
311     }
312     return 0;
313 }
314
315 static inline ovs_be16
316 parse_ethertype(const void **datap, size_t *sizep)
317 {
318     const struct llc_snap_header *llc;
319     ovs_be16 proto;
320
321     proto = *(ovs_be16 *) data_pull(datap, sizep, sizeof proto);
322     if (OVS_LIKELY(ntohs(proto) >= ETH_TYPE_MIN)) {
323         return proto;
324     }
325
326     if (OVS_UNLIKELY(*sizep < sizeof *llc)) {
327         return htons(FLOW_DL_TYPE_NONE);
328     }
329
330     llc = *datap;
331     if (OVS_UNLIKELY(llc->llc.llc_dsap != LLC_DSAP_SNAP
332                      || llc->llc.llc_ssap != LLC_SSAP_SNAP
333                      || llc->llc.llc_cntl != LLC_CNTL_SNAP
334                      || memcmp(llc->snap.snap_org, SNAP_ORG_ETHERNET,
335                                sizeof llc->snap.snap_org))) {
336         return htons(FLOW_DL_TYPE_NONE);
337     }
338
339     data_pull(datap, sizep, sizeof *llc);
340
341     if (OVS_LIKELY(ntohs(llc->snap.snap_type) >= ETH_TYPE_MIN)) {
342         return llc->snap.snap_type;
343     }
344
345     return htons(FLOW_DL_TYPE_NONE);
346 }
347
348 static inline void
349 parse_icmpv6(const void **datap, size_t *sizep, const struct icmp6_hdr *icmp,
350              const struct in6_addr **nd_target,
351              struct eth_addr arp_buf[2])
352 {
353     if (icmp->icmp6_code == 0 &&
354         (icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_SOLICIT ||
355          icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_ADVERT)) {
356
357         *nd_target = data_try_pull(datap, sizep, sizeof **nd_target);
358         if (OVS_UNLIKELY(!*nd_target)) {
359             return;
360         }
361
362         while (*sizep >= 8) {
363             /* The minimum size of an option is 8 bytes, which also is
364              * the size of Ethernet link-layer options. */
365             const struct ovs_nd_opt *nd_opt = *datap;
366             int opt_len = nd_opt->nd_opt_len * ND_OPT_LEN;
367
368             if (!opt_len || opt_len > *sizep) {
369                 return;
370             }
371
372             /* Store the link layer address if the appropriate option is
373              * provided.  It is considered an error if the same link
374              * layer option is specified twice. */
375             if (nd_opt->nd_opt_type == ND_OPT_SOURCE_LINKADDR
376                 && opt_len == 8) {
377                 if (OVS_LIKELY(eth_addr_is_zero(arp_buf[0]))) {
378                     arp_buf[0] = nd_opt->nd_opt_mac;
379                 } else {
380                     goto invalid;
381                 }
382             } else if (nd_opt->nd_opt_type == ND_OPT_TARGET_LINKADDR
383                        && opt_len == 8) {
384                 if (OVS_LIKELY(eth_addr_is_zero(arp_buf[1]))) {
385                     arp_buf[1] = nd_opt->nd_opt_mac;
386                 } else {
387                     goto invalid;
388                 }
389             }
390
391             if (OVS_UNLIKELY(!data_try_pull(datap, sizep, opt_len))) {
392                 return;
393             }
394         }
395     }
396
397     return;
398
399 invalid:
400     *nd_target = NULL;
401     arp_buf[0] = eth_addr_zero;
402     arp_buf[1] = eth_addr_zero;
403 }
404
405 /* Initializes 'flow' members from 'packet' and 'md'
406  *
407  * Initializes 'packet' header l2 pointer to the start of the Ethernet
408  * header, and the layer offsets as follows:
409  *
410  *    - packet->l2_5_ofs to the start of the MPLS shim header, or UINT16_MAX
411  *      when there is no MPLS shim header.
412  *
413  *    - packet->l3_ofs to just past the Ethernet header, or just past the
414  *      vlan_header if one is present, to the first byte of the payload of the
415  *      Ethernet frame.  UINT16_MAX if the frame is too short to contain an
416  *      Ethernet header.
417  *
418  *    - packet->l4_ofs to just past the IPv4 header, if one is present and
419  *      has at least the content used for the fields of interest for the flow,
420  *      otherwise UINT16_MAX.
421  */
422 void
423 flow_extract(struct dp_packet *packet, struct flow *flow)
424 {
425     struct {
426         struct miniflow mf;
427         uint64_t buf[FLOW_U64S];
428     } m;
429
430     COVERAGE_INC(flow_extract);
431
432     miniflow_extract(packet, &m.mf);
433     miniflow_expand(&m.mf, flow);
434 }
435
436 /* Caller is responsible for initializing 'dst' with enough storage for
437  * FLOW_U64S * 8 bytes. */
438 void
439 miniflow_extract(struct dp_packet *packet, struct miniflow *dst)
440 {
441     const struct pkt_metadata *md = &packet->md;
442     const void *data = dp_packet_data(packet);
443     size_t size = dp_packet_size(packet);
444     uint64_t *values = miniflow_values(dst);
445     struct mf_ctx mf = { FLOWMAP_EMPTY_INITIALIZER, values,
446                          values + FLOW_U64S };
447     const char *l2;
448     ovs_be16 dl_type;
449     uint8_t nw_frag, nw_tos, nw_ttl, nw_proto;
450
451     /* Metadata. */
452     if (md->tunnel.ip_dst) {
453         miniflow_push_words(mf, tunnel, &md->tunnel,
454                             offsetof(struct flow_tnl, metadata) /
455                             sizeof(uint64_t));
456
457         if (!(md->tunnel.flags & FLOW_TNL_F_UDPIF)) {
458             if (md->tunnel.metadata.present.map) {
459                 miniflow_push_words(mf, tunnel.metadata, &md->tunnel.metadata,
460                                     sizeof md->tunnel.metadata /
461                                     sizeof(uint64_t));
462             }
463         } else {
464             if (md->tunnel.metadata.present.len) {
465                 miniflow_push_words(mf, tunnel.metadata.present,
466                                     &md->tunnel.metadata.present, 1);
467                 miniflow_push_words(mf, tunnel.metadata.opts.gnv,
468                                     md->tunnel.metadata.opts.gnv,
469                                     DIV_ROUND_UP(md->tunnel.metadata.present.len,
470                                                  sizeof(uint64_t)));
471             }
472         }
473     }
474     if (md->skb_priority || md->pkt_mark) {
475         miniflow_push_uint32(mf, skb_priority, md->skb_priority);
476         miniflow_push_uint32(mf, pkt_mark, md->pkt_mark);
477     }
478     miniflow_push_uint32(mf, dp_hash, md->dp_hash);
479     miniflow_push_uint32(mf, in_port, odp_to_u32(md->in_port.odp_port));
480     if (md->recirc_id || md->ct_state) {
481         miniflow_push_uint32(mf, recirc_id, md->recirc_id);
482         miniflow_push_uint16(mf, ct_state, md->ct_state);
483         miniflow_push_uint16(mf, ct_zone, md->ct_zone);
484     }
485
486     if (md->ct_state) {
487         miniflow_push_uint32(mf, ct_mark, md->ct_mark);
488         miniflow_pad_to_64(mf, pad1);
489
490         if (!ovs_u128_is_zero(&md->ct_label)) {
491             miniflow_push_words(mf, ct_label, &md->ct_label,
492                                 sizeof md->ct_label / sizeof(uint64_t));
493         }
494     }
495
496     /* Initialize packet's layer pointer and offsets. */
497     l2 = data;
498     dp_packet_reset_offsets(packet);
499
500     /* Must have full Ethernet header to proceed. */
501     if (OVS_UNLIKELY(size < sizeof(struct eth_header))) {
502         goto out;
503     } else {
504         ovs_be16 vlan_tci;
505
506         /* Link layer. */
507         ASSERT_SEQUENTIAL(dl_dst, dl_src);
508         miniflow_push_macs(mf, dl_dst, data);
509         /* dl_type, vlan_tci. */
510         vlan_tci = parse_vlan(&data, &size);
511         dl_type = parse_ethertype(&data, &size);
512         miniflow_push_be16(mf, dl_type, dl_type);
513         miniflow_push_be16(mf, vlan_tci, vlan_tci);
514     }
515
516     /* Parse mpls. */
517     if (OVS_UNLIKELY(eth_type_mpls(dl_type))) {
518         int count;
519         const void *mpls = data;
520
521         packet->l2_5_ofs = (char *)data - l2;
522         count = parse_mpls(&data, &size);
523         miniflow_push_words_32(mf, mpls_lse, mpls, count);
524     }
525
526     /* Network layer. */
527     packet->l3_ofs = (char *)data - l2;
528
529     nw_frag = 0;
530     if (OVS_LIKELY(dl_type == htons(ETH_TYPE_IP))) {
531         const struct ip_header *nh = data;
532         int ip_len;
533         uint16_t tot_len;
534
535         if (OVS_UNLIKELY(size < IP_HEADER_LEN)) {
536             goto out;
537         }
538         ip_len = IP_IHL(nh->ip_ihl_ver) * 4;
539
540         if (OVS_UNLIKELY(ip_len < IP_HEADER_LEN)) {
541             goto out;
542         }
543         if (OVS_UNLIKELY(size < ip_len)) {
544             goto out;
545         }
546         tot_len = ntohs(nh->ip_tot_len);
547         if (OVS_UNLIKELY(tot_len > size)) {
548             goto out;
549         }
550         if (OVS_UNLIKELY(size - tot_len > UINT8_MAX)) {
551             goto out;
552         }
553         dp_packet_set_l2_pad_size(packet, size - tot_len);
554         size = tot_len;   /* Never pull padding. */
555
556         /* Push both source and destination address at once. */
557         miniflow_push_words(mf, nw_src, &nh->ip_src, 1);
558
559         miniflow_push_be32(mf, ipv6_label, 0); /* Padding for IPv4. */
560
561         nw_tos = nh->ip_tos;
562         nw_ttl = nh->ip_ttl;
563         nw_proto = nh->ip_proto;
564         if (OVS_UNLIKELY(IP_IS_FRAGMENT(nh->ip_frag_off))) {
565             nw_frag = FLOW_NW_FRAG_ANY;
566             if (nh->ip_frag_off & htons(IP_FRAG_OFF_MASK)) {
567                 nw_frag |= FLOW_NW_FRAG_LATER;
568             }
569         }
570         data_pull(&data, &size, ip_len);
571     } else if (dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
572         const struct ovs_16aligned_ip6_hdr *nh;
573         ovs_be32 tc_flow;
574         uint16_t plen;
575
576         if (OVS_UNLIKELY(size < sizeof *nh)) {
577             goto out;
578         }
579         nh = data_pull(&data, &size, sizeof *nh);
580
581         plen = ntohs(nh->ip6_plen);
582         if (OVS_UNLIKELY(plen > size)) {
583             goto out;
584         }
585         /* Jumbo Payload option not supported yet. */
586         if (OVS_UNLIKELY(size - plen > UINT8_MAX)) {
587             goto out;
588         }
589         dp_packet_set_l2_pad_size(packet, size - plen);
590         size = plen;   /* Never pull padding. */
591
592         miniflow_push_words(mf, ipv6_src, &nh->ip6_src,
593                             sizeof nh->ip6_src / 8);
594         miniflow_push_words(mf, ipv6_dst, &nh->ip6_dst,
595                             sizeof nh->ip6_dst / 8);
596
597         tc_flow = get_16aligned_be32(&nh->ip6_flow);
598         {
599             ovs_be32 label = tc_flow & htonl(IPV6_LABEL_MASK);
600             miniflow_push_be32(mf, ipv6_label, label);
601         }
602
603         nw_tos = ntohl(tc_flow) >> 20;
604         nw_ttl = nh->ip6_hlim;
605         nw_proto = nh->ip6_nxt;
606
607         while (1) {
608             if (OVS_LIKELY((nw_proto != IPPROTO_HOPOPTS)
609                            && (nw_proto != IPPROTO_ROUTING)
610                            && (nw_proto != IPPROTO_DSTOPTS)
611                            && (nw_proto != IPPROTO_AH)
612                            && (nw_proto != IPPROTO_FRAGMENT))) {
613                 /* It's either a terminal header (e.g., TCP, UDP) or one we
614                  * don't understand.  In either case, we're done with the
615                  * packet, so use it to fill in 'nw_proto'. */
616                 break;
617             }
618
619             /* We only verify that at least 8 bytes of the next header are
620              * available, but many of these headers are longer.  Ensure that
621              * accesses within the extension header are within those first 8
622              * bytes. All extension headers are required to be at least 8
623              * bytes. */
624             if (OVS_UNLIKELY(size < 8)) {
625                 goto out;
626             }
627
628             if ((nw_proto == IPPROTO_HOPOPTS)
629                 || (nw_proto == IPPROTO_ROUTING)
630                 || (nw_proto == IPPROTO_DSTOPTS)) {
631                 /* These headers, while different, have the fields we care
632                  * about in the same location and with the same
633                  * interpretation. */
634                 const struct ip6_ext *ext_hdr = data;
635                 nw_proto = ext_hdr->ip6e_nxt;
636                 if (OVS_UNLIKELY(!data_try_pull(&data, &size,
637                                                 (ext_hdr->ip6e_len + 1) * 8))) {
638                     goto out;
639                 }
640             } else if (nw_proto == IPPROTO_AH) {
641                 /* A standard AH definition isn't available, but the fields
642                  * we care about are in the same location as the generic
643                  * option header--only the header length is calculated
644                  * differently. */
645                 const struct ip6_ext *ext_hdr = data;
646                 nw_proto = ext_hdr->ip6e_nxt;
647                 if (OVS_UNLIKELY(!data_try_pull(&data, &size,
648                                                 (ext_hdr->ip6e_len + 2) * 4))) {
649                     goto out;
650                 }
651             } else if (nw_proto == IPPROTO_FRAGMENT) {
652                 const struct ovs_16aligned_ip6_frag *frag_hdr = data;
653
654                 nw_proto = frag_hdr->ip6f_nxt;
655                 if (!data_try_pull(&data, &size, sizeof *frag_hdr)) {
656                     goto out;
657                 }
658
659                 /* We only process the first fragment. */
660                 if (frag_hdr->ip6f_offlg != htons(0)) {
661                     nw_frag = FLOW_NW_FRAG_ANY;
662                     if ((frag_hdr->ip6f_offlg & IP6F_OFF_MASK) != htons(0)) {
663                         nw_frag |= FLOW_NW_FRAG_LATER;
664                         nw_proto = IPPROTO_FRAGMENT;
665                         break;
666                     }
667                 }
668             }
669         }
670     } else {
671         if (dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP) ||
672             dl_type == htons(ETH_TYPE_RARP)) {
673             struct eth_addr arp_buf[2];
674             const struct arp_eth_header *arp = (const struct arp_eth_header *)
675                 data_try_pull(&data, &size, ARP_ETH_HEADER_LEN);
676
677             if (OVS_LIKELY(arp) && OVS_LIKELY(arp->ar_hrd == htons(1))
678                 && OVS_LIKELY(arp->ar_pro == htons(ETH_TYPE_IP))
679                 && OVS_LIKELY(arp->ar_hln == ETH_ADDR_LEN)
680                 && OVS_LIKELY(arp->ar_pln == 4)) {
681                 miniflow_push_be32(mf, nw_src,
682                                    get_16aligned_be32(&arp->ar_spa));
683                 miniflow_push_be32(mf, nw_dst,
684                                    get_16aligned_be32(&arp->ar_tpa));
685
686                 /* We only match on the lower 8 bits of the opcode. */
687                 if (OVS_LIKELY(ntohs(arp->ar_op) <= 0xff)) {
688                     miniflow_push_be32(mf, ipv6_label, 0); /* Pad with ARP. */
689                     miniflow_push_be32(mf, nw_frag, htonl(ntohs(arp->ar_op)));
690                 }
691
692                 /* Must be adjacent. */
693                 ASSERT_SEQUENTIAL(arp_sha, arp_tha);
694
695                 arp_buf[0] = arp->ar_sha;
696                 arp_buf[1] = arp->ar_tha;
697                 miniflow_push_macs(mf, arp_sha, arp_buf);
698                 miniflow_pad_to_64(mf, tcp_flags);
699             }
700         }
701         goto out;
702     }
703
704     packet->l4_ofs = (char *)data - l2;
705     miniflow_push_be32(mf, nw_frag,
706                        BYTES_TO_BE32(nw_frag, nw_tos, nw_ttl, nw_proto));
707
708     if (OVS_LIKELY(!(nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER))) {
709         if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_TCP)) {
710             if (OVS_LIKELY(size >= TCP_HEADER_LEN)) {
711                 const struct tcp_header *tcp = data;
712
713                 miniflow_push_be32(mf, arp_tha.ea[2], 0);
714                 miniflow_push_be32(mf, tcp_flags,
715                                    TCP_FLAGS_BE32(tcp->tcp_ctl));
716                 miniflow_push_be16(mf, tp_src, tcp->tcp_src);
717                 miniflow_push_be16(mf, tp_dst, tcp->tcp_dst);
718                 miniflow_pad_to_64(mf, igmp_group_ip4);
719             }
720         } else if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_UDP)) {
721             if (OVS_LIKELY(size >= UDP_HEADER_LEN)) {
722                 const struct udp_header *udp = data;
723
724                 miniflow_push_be16(mf, tp_src, udp->udp_src);
725                 miniflow_push_be16(mf, tp_dst, udp->udp_dst);
726                 miniflow_pad_to_64(mf, igmp_group_ip4);
727             }
728         } else if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_SCTP)) {
729             if (OVS_LIKELY(size >= SCTP_HEADER_LEN)) {
730                 const struct sctp_header *sctp = data;
731
732                 miniflow_push_be16(mf, tp_src, sctp->sctp_src);
733                 miniflow_push_be16(mf, tp_dst, sctp->sctp_dst);
734                 miniflow_pad_to_64(mf, igmp_group_ip4);
735             }
736         } else if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_ICMP)) {
737             if (OVS_LIKELY(size >= ICMP_HEADER_LEN)) {
738                 const struct icmp_header *icmp = data;
739
740                 miniflow_push_be16(mf, tp_src, htons(icmp->icmp_type));
741                 miniflow_push_be16(mf, tp_dst, htons(icmp->icmp_code));
742                 miniflow_pad_to_64(mf, igmp_group_ip4);
743             }
744         } else if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_IGMP)) {
745             if (OVS_LIKELY(size >= IGMP_HEADER_LEN)) {
746                 const struct igmp_header *igmp = data;
747
748                 miniflow_push_be16(mf, tp_src, htons(igmp->igmp_type));
749                 miniflow_push_be16(mf, tp_dst, htons(igmp->igmp_code));
750                 miniflow_push_be32(mf, igmp_group_ip4,
751                                    get_16aligned_be32(&igmp->group));
752             }
753         } else if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_ICMPV6)) {
754             if (OVS_LIKELY(size >= sizeof(struct icmp6_hdr))) {
755                 const struct in6_addr *nd_target = NULL;
756                 struct eth_addr arp_buf[2] = { { { { 0 } } } };
757                 const struct icmp6_hdr *icmp = data_pull(&data, &size,
758                                                          sizeof *icmp);
759                 parse_icmpv6(&data, &size, icmp, &nd_target, arp_buf);
760                 if (nd_target) {
761                     miniflow_push_words(mf, nd_target, nd_target,
762                                         sizeof *nd_target / sizeof(uint64_t));
763                 }
764                 miniflow_push_macs(mf, arp_sha, arp_buf);
765                 miniflow_pad_to_64(mf, tcp_flags);
766                 miniflow_push_be16(mf, tp_src, htons(icmp->icmp6_type));
767                 miniflow_push_be16(mf, tp_dst, htons(icmp->icmp6_code));
768                 miniflow_pad_to_64(mf, igmp_group_ip4);
769             }
770         }
771     }
772  out:
773     dst->map = mf.map;
774 }
775
776 /* For every bit of a field that is wildcarded in 'wildcards', sets the
777  * corresponding bit in 'flow' to zero. */
778 void
779 flow_zero_wildcards(struct flow *flow, const struct flow_wildcards *wildcards)
780 {
781     uint64_t *flow_u64 = (uint64_t *) flow;
782     const uint64_t *wc_u64 = (const uint64_t *) &wildcards->masks;
783     size_t i;
784
785     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
786         flow_u64[i] &= wc_u64[i];
787     }
788 }
789
790 void
791 flow_unwildcard_tp_ports(const struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc)
792 {
793     if (flow->nw_proto != IPPROTO_ICMP) {
794         memset(&wc->masks.tp_src, 0xff, sizeof wc->masks.tp_src);
795         memset(&wc->masks.tp_dst, 0xff, sizeof wc->masks.tp_dst);
796     } else {
797         wc->masks.tp_src = htons(0xff);
798         wc->masks.tp_dst = htons(0xff);
799     }
800 }
801
802 /* Initializes 'flow_metadata' with the metadata found in 'flow'. */
803 void
804 flow_get_metadata(const struct flow *flow, struct match *flow_metadata)
805 {
806     int i;
807
808     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 34);
809
810     match_init_catchall(flow_metadata);
811     if (flow->tunnel.tun_id != htonll(0)) {
812         match_set_tun_id(flow_metadata, flow->tunnel.tun_id);
813     }
814     if (flow->tunnel.flags & FLOW_TNL_PUB_F_MASK) {
815         match_set_tun_flags(flow_metadata,
816                             flow->tunnel.flags & FLOW_TNL_PUB_F_MASK);
817     }
818     if (flow->tunnel.ip_src != htonl(0)) {
819         match_set_tun_src(flow_metadata, flow->tunnel.ip_src);
820     }
821     if (flow->tunnel.ip_dst != htonl(0)) {
822         match_set_tun_dst(flow_metadata, flow->tunnel.ip_dst);
823     }
824     if (flow->tunnel.gbp_id != htons(0)) {
825         match_set_tun_gbp_id(flow_metadata, flow->tunnel.gbp_id);
826     }
827     if (flow->tunnel.gbp_flags) {
828         match_set_tun_gbp_flags(flow_metadata, flow->tunnel.gbp_flags);
829     }
830     tun_metadata_get_fmd(&flow->tunnel, flow_metadata);
831     if (flow->metadata != htonll(0)) {
832         match_set_metadata(flow_metadata, flow->metadata);
833     }
834
835     for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
836         if (flow->regs[i]) {
837             match_set_reg(flow_metadata, i, flow->regs[i]);
838         }
839     }
840
841     if (flow->pkt_mark != 0) {
842         match_set_pkt_mark(flow_metadata, flow->pkt_mark);
843     }
844
845     match_set_in_port(flow_metadata, flow->in_port.ofp_port);
846     if (flow->ct_state != 0) {
847         match_set_ct_state(flow_metadata, flow->ct_state);
848     }
849     if (flow->ct_zone != 0) {
850         match_set_ct_zone(flow_metadata, flow->ct_zone);
851     }
852     if (flow->ct_mark != 0) {
853         match_set_ct_mark(flow_metadata, flow->ct_mark);
854     }
855     if (!ovs_u128_is_zero(&flow->ct_label)) {
856         match_set_ct_label(flow_metadata, flow->ct_label);
857     }
858 }
859
860 const char *ct_state_to_string(uint32_t state)
861 {
862     switch (state) {
863     case CS_REPLY_DIR:
864         return "rpl";
865     case CS_TRACKED:
866         return "trk";
867     case CS_NEW:
868         return "new";
869     case CS_ESTABLISHED:
870         return "est";
871     case CS_RELATED:
872         return "rel";
873     case CS_INVALID:
874         return "inv";
875     case CS_SRC_NAT:
876         return "snat";
877     case CS_DST_NAT:
878         return "dnat";
879     default:
880         return NULL;
881     }
882 }
883
884 char *
885 flow_to_string(const struct flow *flow)
886 {
887     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
888     flow_format(&ds, flow);
889     return ds_cstr(&ds);
890 }
891
892 const char *
893 flow_tun_flag_to_string(uint32_t flags)
894 {
895     switch (flags) {
896     case FLOW_TNL_F_DONT_FRAGMENT:
897         return "df";
898     case FLOW_TNL_F_CSUM:
899         return "csum";
900     case FLOW_TNL_F_KEY:
901         return "key";
902     case FLOW_TNL_F_OAM:
903         return "oam";
904     default:
905         return NULL;
906     }
907 }
908
909 void
910 format_flags(struct ds *ds, const char *(*bit_to_string)(uint32_t),
911              uint32_t flags, char del)
912 {
913     uint32_t bad = 0;
914
915     if (!flags) {
916         ds_put_char(ds, '0');
917         return;
918     }
919     while (flags) {
920         uint32_t bit = rightmost_1bit(flags);
921         const char *s;
922
923         s = bit_to_string(bit);
924         if (s) {
925             ds_put_format(ds, "%s%c", s, del);
926         } else {
927             bad |= bit;
928         }
929
930         flags &= ~bit;
931     }
932
933     if (bad) {
934         ds_put_format(ds, "0x%"PRIx32"%c", bad, del);
935     }
936     ds_chomp(ds, del);
937 }
938
939 void
940 format_flags_masked(struct ds *ds, const char *name,
941                     const char *(*bit_to_string)(uint32_t), uint32_t flags,
942                     uint32_t mask, uint32_t max_mask)
943 {
944     if (name) {
945         ds_put_format(ds, "%s=", name);
946     }
947
948     if (mask == max_mask) {
949         format_flags(ds, bit_to_string, flags, '|');
950         return;
951     }
952
953     if (!mask) {
954         ds_put_cstr(ds, "0/0");
955         return;
956     }
957
958     while (mask) {
959         uint32_t bit = rightmost_1bit(mask);
960         const char *s = bit_to_string(bit);
961
962         ds_put_format(ds, "%s%s", (flags & bit) ? "+" : "-",
963                       s ? s : "[Unknown]");
964         mask &= ~bit;
965     }
966 }
967
968 /* Scans a string 's' of flags to determine their numerical value and
969  * returns the number of characters parsed using 'bit_to_string' to
970  * lookup flag names. Scanning continues until the character 'end' is
971  * reached.
972  *
973  * In the event of a failure, a negative error code will be returned. In
974  * addition, if 'res_string' is non-NULL then a descriptive string will
975  * be returned incorporating the identifying string 'field_name'. This
976  * error string must be freed by the caller.
977  *
978  * Upon success, the flag values will be stored in 'res_flags' and
979  * optionally 'res_mask', if it is non-NULL (if it is NULL then any masks
980  * present in the original string will be considered an error). The
981  * caller may restrict the acceptable set of values through the mask
982  * 'allowed'. */
983 int
984 parse_flags(const char *s, const char *(*bit_to_string)(uint32_t),
985             char end, const char *field_name, char **res_string,
986             uint32_t *res_flags, uint32_t allowed, uint32_t *res_mask)
987 {
988     uint32_t result = 0;
989     int n;
990
991     /* Parse masked flags in numeric format? */
992     if (res_mask && ovs_scan(s, "%"SCNi32"/%"SCNi32"%n",
993                              res_flags, res_mask, &n) && n > 0) {
994         if (*res_flags & ~allowed || *res_mask & ~allowed) {
995             goto unknown;
996         }
997         return n;
998     }
999
1000     n = 0;
1001
1002     if (res_mask && (*s == '+' || *s == '-')) {
1003         uint32_t flags = 0, mask = 0;
1004
1005         /* Parse masked flags. */
1006         while (s[0] != end) {
1007             bool set;
1008             uint32_t bit;
1009             size_t len;
1010
1011             if (s[0] == '+') {
1012                 set = true;
1013             } else if (s[0] == '-') {
1014                 set = false;
1015             } else {
1016                 if (res_string) {
1017                     *res_string = xasprintf("%s: %s must be preceded by '+' "
1018                                             "(for SET) or '-' (NOT SET)", s,
1019                                             field_name);
1020                 }
1021                 return -EINVAL;
1022             }
1023             s++;
1024             n++;
1025
1026             for (bit = 1; bit; bit <<= 1) {
1027                 const char *fname = bit_to_string(bit);
1028
1029                 if (!fname) {
1030                     continue;
1031                 }
1032
1033                 len = strlen(fname);
1034                 if (strncmp(s, fname, len) ||
1035                     (s[len] != '+' && s[len] != '-' && s[len] != end)) {
1036                     continue;
1037                 }
1038
1039                 if (mask & bit) {
1040                     /* bit already set. */
1041                     if (res_string) {
1042                         *res_string = xasprintf("%s: Each %s flag can be "
1043                                                 "specified only once", s,
1044                                                 field_name);
1045                     }
1046                     return -EINVAL;
1047                 }
1048                 if (!(bit & allowed)) {
1049                     goto unknown;
1050                 }
1051                 if (set) {
1052                    flags |= bit;
1053                 }
1054                 mask |= bit;
1055                 break;
1056             }
1057
1058             if (!bit) {
1059                 goto unknown;
1060             }
1061             s += len;
1062             n += len;
1063         }
1064
1065         *res_flags = flags;
1066         *res_mask = mask;
1067         return n;
1068     }
1069
1070     /* Parse unmasked flags.  If a flag is present, it is set, otherwise
1071      * it is not set. */
1072     while (s[n] != end) {
1073         unsigned long long int flags;
1074         uint32_t bit;
1075         int n0;
1076
1077         if (ovs_scan(&s[n], "%lli%n", &flags, &n0)) {
1078             if (flags & ~allowed) {
1079                 goto unknown;
1080             }
1081             n += n0 + (s[n + n0] == '|');
1082             result |= flags;
1083             continue;
1084         }
1085
1086         for (bit = 1; bit; bit <<= 1) {
1087             const char *name = bit_to_string(bit);
1088             size_t len;
1089
1090             if (!name) {
1091                 continue;
1092             }
1093
1094             len = strlen(name);
1095             if (!strncmp(s + n, name, len) &&
1096                 (s[n + len] == '|' || s[n + len] == end)) {
1097                 if (!(bit & allowed)) {
1098                     goto unknown;
1099                 }
1100                 result |= bit;
1101                 n += len + (s[n + len] == '|');
1102                 break;
1103             }
1104         }
1105
1106         if (!bit) {
1107             goto unknown;
1108         }
1109     }
1110
1111     *res_flags = result;
1112     if (res_mask) {
1113         *res_mask = UINT32_MAX;
1114     }
1115     if (res_string) {
1116         *res_string = NULL;
1117     }
1118     return n;
1119
1120 unknown:
1121     if (res_string) {
1122         *res_string = xasprintf("%s: unknown %s flag(s)", s, field_name);
1123     }
1124     return -EINVAL;
1125 }
1126
1127 void
1128 flow_format(struct ds *ds, const struct flow *flow)
1129 {
1130     struct match match;
1131     struct flow_wildcards *wc = &match.wc;
1132
1133     match_wc_init(&match, flow);
1134
1135     /* As this function is most often used for formatting a packet in a
1136      * packet-in message, skip formatting the packet context fields that are
1137      * all-zeroes to make the print-out easier on the eyes.  This means that a
1138      * missing context field implies a zero value for that field.  This is
1139      * similar to OpenFlow encoding of these fields, as the specification
1140      * states that all-zeroes context fields should not be encoded in the
1141      * packet-in messages. */
1142     if (!flow->in_port.ofp_port) {
1143         WC_UNMASK_FIELD(wc, in_port);
1144     }
1145     if (!flow->skb_priority) {
1146         WC_UNMASK_FIELD(wc, skb_priority);
1147     }
1148     if (!flow->pkt_mark) {
1149         WC_UNMASK_FIELD(wc, pkt_mark);
1150     }
1151     if (!flow->recirc_id) {
1152         WC_UNMASK_FIELD(wc, recirc_id);
1153     }
1154     if (!flow->dp_hash) {
1155         WC_UNMASK_FIELD(wc, dp_hash);
1156     }
1157     if (!flow->ct_state) {
1158         WC_UNMASK_FIELD(wc, ct_state);
1159     }
1160     if (!flow->ct_zone) {
1161         WC_UNMASK_FIELD(wc, ct_zone);
1162     }
1163     if (!flow->ct_mark) {
1164         WC_UNMASK_FIELD(wc, ct_mark);
1165     }
1166     if (ovs_u128_is_zero(&flow->ct_label)) {
1167         WC_UNMASK_FIELD(wc, ct_label);
1168     }
1169     for (int i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
1170         if (!flow->regs[i]) {
1171             WC_UNMASK_FIELD(wc, regs[i]);
1172         }
1173     }
1174     if (!flow->metadata) {
1175         WC_UNMASK_FIELD(wc, metadata);
1176     }
1177
1178     match_format(&match, ds, OFP_DEFAULT_PRIORITY);
1179 }
1180
1181 void
1182 flow_print(FILE *stream, const struct flow *flow)
1183 {
1184     char *s = flow_to_string(flow);
1185     fputs(s, stream);
1186     free(s);
1187 }
1188 \f
1189 /* flow_wildcards functions. */
1190
1191 /* Initializes 'wc' as a set of wildcards that matches every packet. */
1192 void
1193 flow_wildcards_init_catchall(struct flow_wildcards *wc)
1194 {
1195     memset(&wc->masks, 0, sizeof wc->masks);
1196 }
1197
1198 /* Converts a flow into flow wildcards.  It sets the wildcard masks based on
1199  * the packet headers extracted to 'flow'.  It will not set the mask for fields
1200  * that do not make sense for the packet type.  OpenFlow-only metadata is
1201  * wildcarded, but other metadata is unconditionally exact-matched. */
1202 void flow_wildcards_init_for_packet(struct flow_wildcards *wc,
1203                                     const struct flow *flow)
1204 {
1205     memset(&wc->masks, 0x0, sizeof wc->masks);
1206
1207     /* Update this function whenever struct flow changes. */
1208     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 34);
1209
1210     if (flow->tunnel.ip_dst) {
1211         if (flow->tunnel.flags & FLOW_TNL_F_KEY) {
1212             WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.tun_id);
1213         }
1214         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.ip_src);
1215         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.ip_dst);
1216         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.flags);
1217         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.ip_tos);
1218         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.ip_ttl);
1219         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.tp_src);
1220         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.tp_dst);
1221         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.gbp_id);
1222         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.gbp_flags);
1223
1224         if (!(flow->tunnel.flags & FLOW_TNL_F_UDPIF)) {
1225             if (flow->tunnel.metadata.present.map) {
1226                 wc->masks.tunnel.metadata.present.map =
1227                                               flow->tunnel.metadata.present.map;
1228                 WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.metadata.opts.u8);
1229             }
1230         } else {
1231             WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.metadata.present.len);
1232             memset(wc->masks.tunnel.metadata.opts.gnv, 0xff,
1233                    flow->tunnel.metadata.present.len);
1234         }
1235     } else if (flow->tunnel.tun_id) {
1236         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.tun_id);
1237     }
1238
1239     /* metadata, regs, and conj_id wildcarded. */
1240
1241     WC_MASK_FIELD(wc, skb_priority);
1242     WC_MASK_FIELD(wc, pkt_mark);
1243     WC_MASK_FIELD(wc, ct_state);
1244     WC_MASK_FIELD(wc, ct_zone);
1245     WC_MASK_FIELD(wc, ct_mark);
1246     WC_MASK_FIELD(wc, ct_label);
1247     WC_MASK_FIELD(wc, recirc_id);
1248     WC_MASK_FIELD(wc, dp_hash);
1249     WC_MASK_FIELD(wc, in_port);
1250
1251     /* actset_output wildcarded. */
1252
1253     WC_MASK_FIELD(wc, dl_dst);
1254     WC_MASK_FIELD(wc, dl_src);
1255     WC_MASK_FIELD(wc, dl_type);
1256     WC_MASK_FIELD(wc, vlan_tci);
1257
1258     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1259         WC_MASK_FIELD(wc, nw_src);
1260         WC_MASK_FIELD(wc, nw_dst);
1261     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1262         WC_MASK_FIELD(wc, ipv6_src);
1263         WC_MASK_FIELD(wc, ipv6_dst);
1264         WC_MASK_FIELD(wc, ipv6_label);
1265     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP) ||
1266                flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_RARP)) {
1267         WC_MASK_FIELD(wc, nw_src);
1268         WC_MASK_FIELD(wc, nw_dst);
1269         WC_MASK_FIELD(wc, nw_proto);
1270         WC_MASK_FIELD(wc, arp_sha);
1271         WC_MASK_FIELD(wc, arp_tha);
1272         return;
1273     } else if (eth_type_mpls(flow->dl_type)) {
1274         for (int i = 0; i < FLOW_MAX_MPLS_LABELS; i++) {
1275             WC_MASK_FIELD(wc, mpls_lse[i]);
1276             if (flow->mpls_lse[i] & htonl(MPLS_BOS_MASK)) {
1277                 break;
1278             }
1279         }
1280         return;
1281     } else {
1282         return; /* Unknown ethertype. */
1283     }
1284
1285     /* IPv4 or IPv6. */
1286     WC_MASK_FIELD(wc, nw_frag);
1287     WC_MASK_FIELD(wc, nw_tos);
1288     WC_MASK_FIELD(wc, nw_ttl);
1289     WC_MASK_FIELD(wc, nw_proto);
1290
1291     /* No transport layer header in later fragments. */
1292     if (!(flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER) &&
1293         (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMP ||
1294          flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6 ||
1295          flow->nw_proto == IPPROTO_TCP ||
1296          flow->nw_proto == IPPROTO_UDP ||
1297          flow->nw_proto == IPPROTO_SCTP ||
1298          flow->nw_proto == IPPROTO_IGMP)) {
1299         WC_MASK_FIELD(wc, tp_src);
1300         WC_MASK_FIELD(wc, tp_dst);
1301
1302         if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
1303             WC_MASK_FIELD(wc, tcp_flags);
1304         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6) {
1305             WC_MASK_FIELD(wc, arp_sha);
1306             WC_MASK_FIELD(wc, arp_tha);
1307             WC_MASK_FIELD(wc, nd_target);
1308         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_IGMP) {
1309             WC_MASK_FIELD(wc, igmp_group_ip4);
1310         }
1311     }
1312 }
1313
1314 /* Return a map of possible fields for a packet of the same type as 'flow'.
1315  * Including extra bits in the returned mask is not wrong, it is just less
1316  * optimal.
1317  *
1318  * This is a less precise version of flow_wildcards_init_for_packet() above. */
1319 void
1320 flow_wc_map(const struct flow *flow, struct flowmap *map)
1321 {
1322     /* Update this function whenever struct flow changes. */
1323     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 34);
1324
1325     flowmap_init(map);
1326
1327     if (flow->tunnel.ip_dst) {
1328         FLOWMAP_SET__(map, tunnel, offsetof(struct flow_tnl, metadata));
1329         if (!(flow->tunnel.flags & FLOW_TNL_F_UDPIF)) {
1330             if (flow->tunnel.metadata.present.map) {
1331                 FLOWMAP_SET(map, tunnel.metadata);
1332             }
1333         } else {
1334             FLOWMAP_SET(map, tunnel.metadata.present.len);
1335             FLOWMAP_SET__(map, tunnel.metadata.opts.gnv,
1336                           flow->tunnel.metadata.present.len);
1337         }
1338     }
1339
1340     /* Metadata fields that can appear on packet input. */
1341     FLOWMAP_SET(map, skb_priority);
1342     FLOWMAP_SET(map, pkt_mark);
1343     FLOWMAP_SET(map, recirc_id);
1344     FLOWMAP_SET(map, dp_hash);
1345     FLOWMAP_SET(map, in_port);
1346     FLOWMAP_SET(map, dl_dst);
1347     FLOWMAP_SET(map, dl_src);
1348     FLOWMAP_SET(map, dl_type);
1349     FLOWMAP_SET(map, vlan_tci);
1350     FLOWMAP_SET(map, ct_state);
1351     FLOWMAP_SET(map, ct_zone);
1352     FLOWMAP_SET(map, ct_mark);
1353     FLOWMAP_SET(map, ct_label);
1354
1355     /* Ethertype-dependent fields. */
1356     if (OVS_LIKELY(flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP))) {
1357         FLOWMAP_SET(map, nw_src);
1358         FLOWMAP_SET(map, nw_dst);
1359         FLOWMAP_SET(map, nw_proto);
1360         FLOWMAP_SET(map, nw_frag);
1361         FLOWMAP_SET(map, nw_tos);
1362         FLOWMAP_SET(map, nw_ttl);
1363
1364         if (OVS_UNLIKELY(flow->nw_proto == IPPROTO_IGMP)) {
1365             FLOWMAP_SET(map, igmp_group_ip4);
1366         } else {
1367             FLOWMAP_SET(map, tcp_flags);
1368             FLOWMAP_SET(map, tp_src);
1369             FLOWMAP_SET(map, tp_dst);
1370         }
1371     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1372         FLOWMAP_SET(map, ipv6_src);
1373         FLOWMAP_SET(map, ipv6_dst);
1374         FLOWMAP_SET(map, ipv6_label);
1375         FLOWMAP_SET(map, nw_proto);
1376         FLOWMAP_SET(map, nw_frag);
1377         FLOWMAP_SET(map, nw_tos);
1378         FLOWMAP_SET(map, nw_ttl);
1379
1380         if (OVS_UNLIKELY(flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6)) {
1381             FLOWMAP_SET(map, nd_target);
1382             FLOWMAP_SET(map, arp_sha);
1383             FLOWMAP_SET(map, arp_tha);
1384         } else {
1385             FLOWMAP_SET(map, tcp_flags);
1386             FLOWMAP_SET(map, tp_src);
1387             FLOWMAP_SET(map, tp_dst);
1388         }
1389     } else if (eth_type_mpls(flow->dl_type)) {
1390         FLOWMAP_SET(map, mpls_lse);
1391     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP) ||
1392                flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_RARP)) {
1393         FLOWMAP_SET(map, nw_src);
1394         FLOWMAP_SET(map, nw_dst);
1395         FLOWMAP_SET(map, nw_proto);
1396         FLOWMAP_SET(map, arp_sha);
1397         FLOWMAP_SET(map, arp_tha);
1398     }
1399 }
1400
1401 /* Clear the metadata and register wildcard masks. They are not packet
1402  * header fields. */
1403 void
1404 flow_wildcards_clear_non_packet_fields(struct flow_wildcards *wc)
1405 {
1406     /* Update this function whenever struct flow changes. */
1407     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 34);
1408
1409     memset(&wc->masks.metadata, 0, sizeof wc->masks.metadata);
1410     memset(&wc->masks.regs, 0, sizeof wc->masks.regs);
1411     wc->masks.actset_output = 0;
1412     wc->masks.conj_id = 0;
1413 }
1414
1415 /* Returns true if 'wc' matches every packet, false if 'wc' fixes any bits or
1416  * fields. */
1417 bool
1418 flow_wildcards_is_catchall(const struct flow_wildcards *wc)
1419 {
1420     const uint64_t *wc_u64 = (const uint64_t *) &wc->masks;
1421     size_t i;
1422
1423     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1424         if (wc_u64[i]) {
1425             return false;
1426         }
1427     }
1428     return true;
1429 }
1430
1431 /* Sets 'dst' as the bitwise AND of wildcards in 'src1' and 'src2'.
1432  * That is, a bit or a field is wildcarded in 'dst' if it is wildcarded
1433  * in 'src1' or 'src2' or both.  */
1434 void
1435 flow_wildcards_and(struct flow_wildcards *dst,
1436                    const struct flow_wildcards *src1,
1437                    const struct flow_wildcards *src2)
1438 {
1439     uint64_t *dst_u64 = (uint64_t *) &dst->masks;
1440     const uint64_t *src1_u64 = (const uint64_t *) &src1->masks;
1441     const uint64_t *src2_u64 = (const uint64_t *) &src2->masks;
1442     size_t i;
1443
1444     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1445         dst_u64[i] = src1_u64[i] & src2_u64[i];
1446     }
1447 }
1448
1449 /* Sets 'dst' as the bitwise OR of wildcards in 'src1' and 'src2'.  That
1450  * is, a bit or a field is wildcarded in 'dst' if it is neither
1451  * wildcarded in 'src1' nor 'src2'. */
1452 void
1453 flow_wildcards_or(struct flow_wildcards *dst,
1454                   const struct flow_wildcards *src1,
1455                   const struct flow_wildcards *src2)
1456 {
1457     uint64_t *dst_u64 = (uint64_t *) &dst->masks;
1458     const uint64_t *src1_u64 = (const uint64_t *) &src1->masks;
1459     const uint64_t *src2_u64 = (const uint64_t *) &src2->masks;
1460     size_t i;
1461
1462     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1463         dst_u64[i] = src1_u64[i] | src2_u64[i];
1464     }
1465 }
1466
1467 /* Returns a hash of the wildcards in 'wc'. */
1468 uint32_t
1469 flow_wildcards_hash(const struct flow_wildcards *wc, uint32_t basis)
1470 {
1471     return flow_hash(&wc->masks, basis);
1472 }
1473
1474 /* Returns true if 'a' and 'b' represent the same wildcards, false if they are
1475  * different. */
1476 bool
1477 flow_wildcards_equal(const struct flow_wildcards *a,
1478                      const struct flow_wildcards *b)
1479 {
1480     return flow_equal(&a->masks, &b->masks);
1481 }
1482
1483 /* Returns true if at least one bit or field is wildcarded in 'a' but not in
1484  * 'b', false otherwise. */
1485 bool
1486 flow_wildcards_has_extra(const struct flow_wildcards *a,
1487                          const struct flow_wildcards *b)
1488 {
1489     const uint64_t *a_u64 = (const uint64_t *) &a->masks;
1490     const uint64_t *b_u64 = (const uint64_t *) &b->masks;
1491     size_t i;
1492
1493     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1494         if ((a_u64[i] & b_u64[i]) != b_u64[i]) {
1495             return true;
1496         }
1497     }
1498     return false;
1499 }
1500
1501 /* Returns true if 'a' and 'b' are equal, except that 0-bits (wildcarded bits)
1502  * in 'wc' do not need to be equal in 'a' and 'b'. */
1503 bool
1504 flow_equal_except(const struct flow *a, const struct flow *b,
1505                   const struct flow_wildcards *wc)
1506 {
1507     const uint64_t *a_u64 = (const uint64_t *) a;
1508     const uint64_t *b_u64 = (const uint64_t *) b;
1509     const uint64_t *wc_u64 = (const uint64_t *) &wc->masks;
1510     size_t i;
1511
1512     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1513         if ((a_u64[i] ^ b_u64[i]) & wc_u64[i]) {
1514             return false;
1515         }
1516     }
1517     return true;
1518 }
1519
1520 /* Sets the wildcard mask for register 'idx' in 'wc' to 'mask'.
1521  * (A 0-bit indicates a wildcard bit.) */
1522 void
1523 flow_wildcards_set_reg_mask(struct flow_wildcards *wc, int idx, uint32_t mask)
1524 {
1525     wc->masks.regs[idx] = mask;
1526 }
1527
1528 /* Sets the wildcard mask for register 'idx' in 'wc' to 'mask'.
1529  * (A 0-bit indicates a wildcard bit.) */
1530 void
1531 flow_wildcards_set_xreg_mask(struct flow_wildcards *wc, int idx, uint64_t mask)
1532 {
1533     flow_set_xreg(&wc->masks, idx, mask);
1534 }
1535
1536 /* Calculates the 5-tuple hash from the given miniflow.
1537  * This returns the same value as flow_hash_5tuple for the corresponding
1538  * flow. */
1539 uint32_t
1540 miniflow_hash_5tuple(const struct miniflow *flow, uint32_t basis)
1541 {
1542     uint32_t hash = basis;
1543
1544     if (flow) {
1545         ovs_be16 dl_type = MINIFLOW_GET_BE16(flow, dl_type);
1546
1547         hash = hash_add(hash, MINIFLOW_GET_U8(flow, nw_proto));
1548
1549         /* Separate loops for better optimization. */
1550         if (dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1551             struct flowmap map = FLOWMAP_EMPTY_INITIALIZER;
1552             uint64_t value;
1553
1554             FLOWMAP_SET(&map, ipv6_src);
1555             FLOWMAP_SET(&map, ipv6_dst);
1556
1557             MINIFLOW_FOR_EACH_IN_FLOWMAP(value, flow, map) {
1558                 hash = hash_add64(hash, value);
1559             }
1560         } else {
1561             hash = hash_add(hash, MINIFLOW_GET_U32(flow, nw_src));
1562             hash = hash_add(hash, MINIFLOW_GET_U32(flow, nw_dst));
1563         }
1564         /* Add both ports at once. */
1565         hash = hash_add(hash, MINIFLOW_GET_U32(flow, tp_src));
1566         hash = hash_finish(hash, 42); /* Arbitrary number. */
1567     }
1568     return hash;
1569 }
1570
1571 ASSERT_SEQUENTIAL_SAME_WORD(tp_src, tp_dst);
1572 ASSERT_SEQUENTIAL(ipv6_src, ipv6_dst);
1573
1574 /* Calculates the 5-tuple hash from the given flow. */
1575 uint32_t
1576 flow_hash_5tuple(const struct flow *flow, uint32_t basis)
1577 {
1578     uint32_t hash = basis;
1579
1580     if (flow) {
1581         hash = hash_add(hash, flow->nw_proto);
1582
1583         if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1584             const uint64_t *flow_u64 = (const uint64_t *)flow;
1585             int ofs = offsetof(struct flow, ipv6_src) / 8;
1586             int end = ofs + 2 * sizeof flow->ipv6_src / 8;
1587
1588             for (;ofs < end; ofs++) {
1589                 hash = hash_add64(hash, flow_u64[ofs]);
1590             }
1591         } else {
1592             hash = hash_add(hash, (OVS_FORCE uint32_t) flow->nw_src);
1593             hash = hash_add(hash, (OVS_FORCE uint32_t) flow->nw_dst);
1594         }
1595         /* Add both ports at once. */
1596         hash = hash_add(hash,
1597                         ((const uint32_t *)flow)[offsetof(struct flow, tp_src)
1598                                                  / sizeof(uint32_t)]);
1599         hash = hash_finish(hash, 42); /* Arbitrary number. */
1600     }
1601     return hash;
1602 }
1603
1604 /* Hashes 'flow' based on its L2 through L4 protocol information. */
1605 uint32_t
1606 flow_hash_symmetric_l4(const struct flow *flow, uint32_t basis)
1607 {
1608     struct {
1609         union {
1610             ovs_be32 ipv4_addr;
1611             struct in6_addr ipv6_addr;
1612         };
1613         ovs_be16 eth_type;
1614         ovs_be16 vlan_tci;
1615         ovs_be16 tp_port;
1616         struct eth_addr eth_addr;
1617         uint8_t ip_proto;
1618     } fields;
1619
1620     int i;
1621
1622     memset(&fields, 0, sizeof fields);
1623     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fields.eth_addr.be16); i++) {
1624         fields.eth_addr.be16[i] = flow->dl_src.be16[i] ^ flow->dl_dst.be16[i];
1625     }
1626     fields.vlan_tci = flow->vlan_tci & htons(VLAN_VID_MASK);
1627     fields.eth_type = flow->dl_type;
1628
1629     /* UDP source and destination port are not taken into account because they
1630      * will not necessarily be symmetric in a bidirectional flow. */
1631     if (fields.eth_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1632         fields.ipv4_addr = flow->nw_src ^ flow->nw_dst;
1633         fields.ip_proto = flow->nw_proto;
1634         if (fields.ip_proto == IPPROTO_TCP || fields.ip_proto == IPPROTO_SCTP) {
1635             fields.tp_port = flow->tp_src ^ flow->tp_dst;
1636         }
1637     } else if (fields.eth_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1638         const uint8_t *a = &flow->ipv6_src.s6_addr[0];
1639         const uint8_t *b = &flow->ipv6_dst.s6_addr[0];
1640         uint8_t *ipv6_addr = &fields.ipv6_addr.s6_addr[0];
1641
1642         for (i=0; i<16; i++) {
1643             ipv6_addr[i] = a[i] ^ b[i];
1644         }
1645         fields.ip_proto = flow->nw_proto;
1646         if (fields.ip_proto == IPPROTO_TCP || fields.ip_proto == IPPROTO_SCTP) {
1647             fields.tp_port = flow->tp_src ^ flow->tp_dst;
1648         }
1649     }
1650     return jhash_bytes(&fields, sizeof fields, basis);
1651 }
1652
1653 /* Hashes 'flow' based on its L3 through L4 protocol information */
1654 uint32_t
1655 flow_hash_symmetric_l3l4(const struct flow *flow, uint32_t basis,
1656                          bool inc_udp_ports)
1657 {
1658     uint32_t hash = basis;
1659
1660     /* UDP source and destination port are also taken into account. */
1661     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1662         hash = hash_add(hash,
1663                         (OVS_FORCE uint32_t) (flow->nw_src ^ flow->nw_dst));
1664     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1665         /* IPv6 addresses are 64-bit aligned inside struct flow. */
1666         const uint64_t *a = ALIGNED_CAST(uint64_t *, flow->ipv6_src.s6_addr);
1667         const uint64_t *b = ALIGNED_CAST(uint64_t *, flow->ipv6_dst.s6_addr);
1668
1669         for (int i = 0; i < 4; i++) {
1670             hash = hash_add64(hash, a[i] ^ b[i]);
1671         }
1672     } else {
1673         /* Cannot hash non-IP flows */
1674         return 0;
1675     }
1676
1677     hash = hash_add(hash, flow->nw_proto);
1678     if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP || flow->nw_proto == IPPROTO_SCTP ||
1679          (inc_udp_ports && flow->nw_proto == IPPROTO_UDP)) {
1680         hash = hash_add(hash,
1681                         (OVS_FORCE uint16_t) (flow->tp_src ^ flow->tp_dst));
1682     }
1683
1684     return hash_finish(hash, basis);
1685 }
1686
1687 /* Initialize a flow with random fields that matter for nx_hash_fields. */
1688 void
1689 flow_random_hash_fields(struct flow *flow)
1690 {
1691     uint16_t rnd = random_uint16();
1692
1693     /* Initialize to all zeros. */
1694     memset(flow, 0, sizeof *flow);
1695
1696     eth_addr_random(&flow->dl_src);
1697     eth_addr_random(&flow->dl_dst);
1698
1699     flow->vlan_tci = (OVS_FORCE ovs_be16) (random_uint16() & VLAN_VID_MASK);
1700
1701     /* Make most of the random flows IPv4, some IPv6, and rest random. */
1702     flow->dl_type = rnd < 0x8000 ? htons(ETH_TYPE_IP) :
1703         rnd < 0xc000 ? htons(ETH_TYPE_IPV6) : (OVS_FORCE ovs_be16)rnd;
1704
1705     if (dl_type_is_ip_any(flow->dl_type)) {
1706         if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1707             flow->nw_src = (OVS_FORCE ovs_be32)random_uint32();
1708             flow->nw_dst = (OVS_FORCE ovs_be32)random_uint32();
1709         } else {
1710             random_bytes(&flow->ipv6_src, sizeof flow->ipv6_src);
1711             random_bytes(&flow->ipv6_dst, sizeof flow->ipv6_dst);
1712         }
1713         /* Make most of IP flows TCP, some UDP or SCTP, and rest random. */
1714         rnd = random_uint16();
1715         flow->nw_proto = rnd < 0x8000 ? IPPROTO_TCP :
1716             rnd < 0xc000 ? IPPROTO_UDP :
1717             rnd < 0xd000 ? IPPROTO_SCTP : (uint8_t)rnd;
1718         if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP ||
1719             flow->nw_proto == IPPROTO_UDP ||
1720             flow->nw_proto == IPPROTO_SCTP) {
1721             flow->tp_src = (OVS_FORCE ovs_be16)random_uint16();
1722             flow->tp_dst = (OVS_FORCE ovs_be16)random_uint16();
1723         }
1724     }
1725 }
1726
1727 /* Masks the fields in 'wc' that are used by the flow hash 'fields'. */
1728 void
1729 flow_mask_hash_fields(const struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc,
1730                       enum nx_hash_fields fields)
1731 {
1732     switch (fields) {
1733     case NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC:
1734         memset(&wc->masks.dl_src, 0xff, sizeof wc->masks.dl_src);
1735         break;
1736
1737     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4:
1738         memset(&wc->masks.dl_src, 0xff, sizeof wc->masks.dl_src);
1739         memset(&wc->masks.dl_dst, 0xff, sizeof wc->masks.dl_dst);
1740         if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1741             memset(&wc->masks.nw_src, 0xff, sizeof wc->masks.nw_src);
1742             memset(&wc->masks.nw_dst, 0xff, sizeof wc->masks.nw_dst);
1743         } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1744             memset(&wc->masks.ipv6_src, 0xff, sizeof wc->masks.ipv6_src);
1745             memset(&wc->masks.ipv6_dst, 0xff, sizeof wc->masks.ipv6_dst);
1746         }
1747         if (is_ip_any(flow)) {
1748             memset(&wc->masks.nw_proto, 0xff, sizeof wc->masks.nw_proto);
1749             flow_unwildcard_tp_ports(flow, wc);
1750         }
1751         wc->masks.vlan_tci |= htons(VLAN_VID_MASK | VLAN_CFI);
1752         break;
1753
1754     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L3L4_UDP:
1755         if (is_ip_any(flow) && flow->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
1756             memset(&wc->masks.tp_src, 0xff, sizeof wc->masks.tp_src);
1757             memset(&wc->masks.tp_dst, 0xff, sizeof wc->masks.tp_dst);
1758         }
1759         /* no break */
1760     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L3L4:
1761         if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1762             memset(&wc->masks.nw_src, 0xff, sizeof wc->masks.nw_src);
1763             memset(&wc->masks.nw_dst, 0xff, sizeof wc->masks.nw_dst);
1764         } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1765             memset(&wc->masks.ipv6_src, 0xff, sizeof wc->masks.ipv6_src);
1766             memset(&wc->masks.ipv6_dst, 0xff, sizeof wc->masks.ipv6_dst);
1767         } else {
1768             break; /* non-IP flow */
1769         }
1770
1771         memset(&wc->masks.nw_proto, 0xff, sizeof wc->masks.nw_proto);
1772         if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP || flow->nw_proto == IPPROTO_SCTP) {
1773             memset(&wc->masks.tp_src, 0xff, sizeof wc->masks.tp_src);
1774             memset(&wc->masks.tp_dst, 0xff, sizeof wc->masks.tp_dst);
1775         }
1776         break;
1777
1778     default:
1779         OVS_NOT_REACHED();
1780     }
1781 }
1782
1783 /* Hashes the portions of 'flow' designated by 'fields'. */
1784 uint32_t
1785 flow_hash_fields(const struct flow *flow, enum nx_hash_fields fields,
1786                  uint16_t basis)
1787 {
1788     switch (fields) {
1789
1790     case NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC:
1791         return jhash_bytes(&flow->dl_src, sizeof flow->dl_src, basis);
1792
1793     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4:
1794         return flow_hash_symmetric_l4(flow, basis);
1795
1796     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L3L4:
1797         return flow_hash_symmetric_l3l4(flow, basis, false);
1798
1799     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L3L4_UDP:
1800         return flow_hash_symmetric_l3l4(flow, basis, true);
1801
1802     }
1803
1804     OVS_NOT_REACHED();
1805 }
1806
1807 /* Returns a string representation of 'fields'. */
1808 const char *
1809 flow_hash_fields_to_str(enum nx_hash_fields fields)
1810 {
1811     switch (fields) {
1812     case NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC: return "eth_src";
1813     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4: return "symmetric_l4";
1814     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L3L4: return "symmetric_l3l4";
1815     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L3L4_UDP: return "symmetric_l3l4+udp";
1816     default: return "<unknown>";
1817     }
1818 }
1819
1820 /* Returns true if the value of 'fields' is supported. Otherwise false. */
1821 bool
1822 flow_hash_fields_valid(enum nx_hash_fields fields)
1823 {
1824     return fields == NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC
1825         || fields == NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4
1826         || fields == NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L3L4
1827         || fields == NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L3L4_UDP;
1828 }
1829
1830 /* Returns a hash value for the bits of 'flow' that are active based on
1831  * 'wc', given 'basis'. */
1832 uint32_t
1833 flow_hash_in_wildcards(const struct flow *flow,
1834                        const struct flow_wildcards *wc, uint32_t basis)
1835 {
1836     const uint64_t *wc_u64 = (const uint64_t *) &wc->masks;
1837     const uint64_t *flow_u64 = (const uint64_t *) flow;
1838     uint32_t hash;
1839     size_t i;
1840
1841     hash = basis;
1842     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1843         hash = hash_add64(hash, flow_u64[i] & wc_u64[i]);
1844     }
1845     return hash_finish(hash, 8 * FLOW_U64S);
1846 }
1847
1848 /* Sets the VLAN VID that 'flow' matches to 'vid', which is interpreted as an
1849  * OpenFlow 1.0 "dl_vlan" value:
1850  *
1851  *      - If it is in the range 0...4095, 'flow->vlan_tci' is set to match
1852  *        that VLAN.  Any existing PCP match is unchanged (it becomes 0 if
1853  *        'flow' previously matched packets without a VLAN header).
1854  *
1855  *      - If it is OFP_VLAN_NONE, 'flow->vlan_tci' is set to match a packet
1856  *        without a VLAN tag.
1857  *
1858  *      - Other values of 'vid' should not be used. */
1859 void
1860 flow_set_dl_vlan(struct flow *flow, ovs_be16 vid)
1861 {
1862     if (vid == htons(OFP10_VLAN_NONE)) {
1863         flow->vlan_tci = htons(0);
1864     } else {
1865         vid &= htons(VLAN_VID_MASK);
1866         flow->vlan_tci &= ~htons(VLAN_VID_MASK);
1867         flow->vlan_tci |= htons(VLAN_CFI) | vid;
1868     }
1869 }
1870
1871 /* Sets the VLAN VID that 'flow' matches to 'vid', which is interpreted as an
1872  * OpenFlow 1.2 "vlan_vid" value, that is, the low 13 bits of 'vlan_tci' (VID
1873  * plus CFI). */
1874 void
1875 flow_set_vlan_vid(struct flow *flow, ovs_be16 vid)
1876 {
1877     ovs_be16 mask = htons(VLAN_VID_MASK | VLAN_CFI);
1878     flow->vlan_tci &= ~mask;
1879     flow->vlan_tci |= vid & mask;
1880 }
1881
1882 /* Sets the VLAN PCP that 'flow' matches to 'pcp', which should be in the
1883  * range 0...7.
1884  *
1885  * This function has no effect on the VLAN ID that 'flow' matches.
1886  *
1887  * After calling this function, 'flow' will not match packets without a VLAN
1888  * header. */
1889 void
1890 flow_set_vlan_pcp(struct flow *flow, uint8_t pcp)
1891 {
1892     pcp &= 0x07;
1893     flow->vlan_tci &= ~htons(VLAN_PCP_MASK);
1894     flow->vlan_tci |= htons((pcp << VLAN_PCP_SHIFT) | VLAN_CFI);
1895 }
1896
1897 /* Returns the number of MPLS LSEs present in 'flow'
1898  *
1899  * Returns 0 if the 'dl_type' of 'flow' is not an MPLS ethernet type.
1900  * Otherwise traverses 'flow''s MPLS label stack stopping at the
1901  * first entry that has the BoS bit set. If no such entry exists then
1902  * the maximum number of LSEs that can be stored in 'flow' is returned.
1903  */
1904 int
1905 flow_count_mpls_labels(const struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc)
1906 {
1907     /* dl_type is always masked. */
1908     if (eth_type_mpls(flow->dl_type)) {
1909         int i;
1910         int cnt;
1911
1912         cnt = 0;
1913         for (i = 0; i < FLOW_MAX_MPLS_LABELS; i++) {
1914             if (wc) {
1915                 wc->masks.mpls_lse[i] |= htonl(MPLS_BOS_MASK);
1916             }
1917             if (flow->mpls_lse[i] & htonl(MPLS_BOS_MASK)) {
1918                 return i + 1;
1919             }
1920             if (flow->mpls_lse[i]) {
1921                 cnt++;
1922             }
1923         }
1924         return cnt;
1925     } else {
1926         return 0;
1927     }
1928 }
1929
1930 /* Returns the number consecutive of MPLS LSEs, starting at the
1931  * innermost LSE, that are common in 'a' and 'b'.
1932  *
1933  * 'an' must be flow_count_mpls_labels(a).
1934  * 'bn' must be flow_count_mpls_labels(b).
1935  */
1936 int
1937 flow_count_common_mpls_labels(const struct flow *a, int an,
1938                               const struct flow *b, int bn,
1939                               struct flow_wildcards *wc)
1940 {
1941     int min_n = MIN(an, bn);
1942     if (min_n == 0) {
1943         return 0;
1944     } else {
1945         int common_n = 0;
1946         int a_last = an - 1;
1947         int b_last = bn - 1;
1948         int i;
1949
1950         for (i = 0; i < min_n; i++) {
1951             if (wc) {
1952                 wc->masks.mpls_lse[a_last - i] = OVS_BE32_MAX;
1953                 wc->masks.mpls_lse[b_last - i] = OVS_BE32_MAX;
1954             }
1955             if (a->mpls_lse[a_last - i] != b->mpls_lse[b_last - i]) {
1956                 break;
1957             } else {
1958                 common_n++;
1959             }
1960         }
1961
1962         return common_n;
1963     }
1964 }
1965
1966 /* Adds a new outermost MPLS label to 'flow' and changes 'flow''s Ethernet type
1967  * to 'mpls_eth_type', which must be an MPLS Ethertype.
1968  *
1969  * If the new label is the first MPLS label in 'flow', it is generated as;
1970  *
1971  *     - label: 2, if 'flow' is IPv6, otherwise 0.
1972  *
1973  *     - TTL: IPv4 or IPv6 TTL, if present and nonzero, otherwise 64.
1974  *
1975  *     - TC: IPv4 or IPv6 TOS, if present, otherwise 0.
1976  *
1977  *     - BoS: 1.
1978  *
1979  * If the new label is the second or later label MPLS label in 'flow', it is
1980  * generated as;
1981  *
1982  *     - label: Copied from outer label.
1983  *
1984  *     - TTL: Copied from outer label.
1985  *
1986  *     - TC: Copied from outer label.
1987  *
1988  *     - BoS: 0.
1989  *
1990  * 'n' must be flow_count_mpls_labels(flow).  'n' must be less than
1991  * FLOW_MAX_MPLS_LABELS (because otherwise flow->mpls_lse[] would overflow).
1992  */
1993 void
1994 flow_push_mpls(struct flow *flow, int n, ovs_be16 mpls_eth_type,
1995                struct flow_wildcards *wc)
1996 {
1997     ovs_assert(eth_type_mpls(mpls_eth_type));
1998     ovs_assert(n < FLOW_MAX_MPLS_LABELS);
1999
2000     if (n) {
2001         int i;
2002
2003         if (wc) {
2004             memset(&wc->masks.mpls_lse, 0xff, sizeof *wc->masks.mpls_lse * n);
2005         }
2006         for (i = n; i >= 1; i--) {
2007             flow->mpls_lse[i] = flow->mpls_lse[i - 1];
2008         }
2009         flow->mpls_lse[0] = (flow->mpls_lse[1] & htonl(~MPLS_BOS_MASK));
2010     } else {
2011         int label = 0;          /* IPv4 Explicit Null. */
2012         int tc = 0;
2013         int ttl = 64;
2014
2015         if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
2016             label = 2;
2017         }
2018
2019         if (is_ip_any(flow)) {
2020             tc = (flow->nw_tos & IP_DSCP_MASK) >> 2;
2021             if (wc) {
2022                 wc->masks.nw_tos |= IP_DSCP_MASK;
2023                 wc->masks.nw_ttl = 0xff;
2024             }
2025
2026             if (flow->nw_ttl) {
2027                 ttl = flow->nw_ttl;
2028             }
2029         }
2030
2031         flow->mpls_lse[0] = set_mpls_lse_values(ttl, tc, 1, htonl(label));
2032
2033         /* Clear all L3 and L4 fields and dp_hash. */
2034         BUILD_ASSERT(FLOW_WC_SEQ == 34);
2035         memset((char *) flow + FLOW_SEGMENT_2_ENDS_AT, 0,
2036                sizeof(struct flow) - FLOW_SEGMENT_2_ENDS_AT);
2037         flow->dp_hash = 0;
2038     }
2039     flow->dl_type = mpls_eth_type;
2040 }
2041
2042 /* Tries to remove the outermost MPLS label from 'flow'.  Returns true if
2043  * successful, false otherwise.  On success, sets 'flow''s Ethernet type to
2044  * 'eth_type'.
2045  *
2046  * 'n' must be flow_count_mpls_labels(flow). */
2047 bool
2048 flow_pop_mpls(struct flow *flow, int n, ovs_be16 eth_type,
2049               struct flow_wildcards *wc)
2050 {
2051     int i;
2052
2053     if (n == 0) {
2054         /* Nothing to pop. */
2055         return false;
2056     } else if (n == FLOW_MAX_MPLS_LABELS) {
2057         if (wc) {
2058             wc->masks.mpls_lse[n - 1] |= htonl(MPLS_BOS_MASK);
2059         }
2060         if (!(flow->mpls_lse[n - 1] & htonl(MPLS_BOS_MASK))) {
2061             /* Can't pop because don't know what to fill in mpls_lse[n - 1]. */
2062             return false;
2063         }
2064     }
2065
2066     if (wc) {
2067         memset(&wc->masks.mpls_lse[1], 0xff,
2068                sizeof *wc->masks.mpls_lse * (n - 1));
2069     }
2070     for (i = 1; i < n; i++) {
2071         flow->mpls_lse[i - 1] = flow->mpls_lse[i];
2072     }
2073     flow->mpls_lse[n - 1] = 0;
2074     flow->dl_type = eth_type;
2075     return true;
2076 }
2077
2078 /* Sets the MPLS Label that 'flow' matches to 'label', which is interpreted
2079  * as an OpenFlow 1.1 "mpls_label" value. */
2080 void
2081 flow_set_mpls_label(struct flow *flow, int idx, ovs_be32 label)
2082 {
2083     set_mpls_lse_label(&flow->mpls_lse[idx], label);
2084 }
2085
2086 /* Sets the MPLS TTL that 'flow' matches to 'ttl', which should be in the
2087  * range 0...255. */
2088 void
2089 flow_set_mpls_ttl(struct flow *flow, int idx, uint8_t ttl)
2090 {
2091     set_mpls_lse_ttl(&flow->mpls_lse[idx], ttl);
2092 }
2093
2094 /* Sets the MPLS TC that 'flow' matches to 'tc', which should be in the
2095  * range 0...7. */
2096 void
2097 flow_set_mpls_tc(struct flow *flow, int idx, uint8_t tc)
2098 {
2099     set_mpls_lse_tc(&flow->mpls_lse[idx], tc);
2100 }
2101
2102 /* Sets the MPLS BOS bit that 'flow' matches to which should be 0 or 1. */
2103 void
2104 flow_set_mpls_bos(struct flow *flow, int idx, uint8_t bos)
2105 {
2106     set_mpls_lse_bos(&flow->mpls_lse[idx], bos);
2107 }
2108
2109 /* Sets the entire MPLS LSE. */
2110 void
2111 flow_set_mpls_lse(struct flow *flow, int idx, ovs_be32 lse)
2112 {
2113     flow->mpls_lse[idx] = lse;
2114 }
2115
2116 static size_t
2117 flow_compose_l4(struct dp_packet *p, const struct flow *flow)
2118 {
2119     size_t l4_len = 0;
2120
2121     if (!(flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_ANY)
2122         || !(flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER)) {
2123         if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
2124             struct tcp_header *tcp;
2125
2126             l4_len = sizeof *tcp;
2127             tcp = dp_packet_put_zeros(p, l4_len);
2128             tcp->tcp_src = flow->tp_src;
2129             tcp->tcp_dst = flow->tp_dst;
2130             tcp->tcp_ctl = TCP_CTL(ntohs(flow->tcp_flags), 5);
2131         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
2132             struct udp_header *udp;
2133
2134             l4_len = sizeof *udp;
2135             udp = dp_packet_put_zeros(p, l4_len);
2136             udp->udp_src = flow->tp_src;
2137             udp->udp_dst = flow->tp_dst;
2138         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_SCTP) {
2139             struct sctp_header *sctp;
2140
2141             l4_len = sizeof *sctp;
2142             sctp = dp_packet_put_zeros(p, l4_len);
2143             sctp->sctp_src = flow->tp_src;
2144             sctp->sctp_dst = flow->tp_dst;
2145         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMP) {
2146             struct icmp_header *icmp;
2147
2148             l4_len = sizeof *icmp;
2149             icmp = dp_packet_put_zeros(p, l4_len);
2150             icmp->icmp_type = ntohs(flow->tp_src);
2151             icmp->icmp_code = ntohs(flow->tp_dst);
2152             icmp->icmp_csum = csum(icmp, ICMP_HEADER_LEN);
2153         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_IGMP) {
2154             struct igmp_header *igmp;
2155
2156             l4_len = sizeof *igmp;
2157             igmp = dp_packet_put_zeros(p, l4_len);
2158             igmp->igmp_type = ntohs(flow->tp_src);
2159             igmp->igmp_code = ntohs(flow->tp_dst);
2160             put_16aligned_be32(&igmp->group, flow->igmp_group_ip4);
2161             igmp->igmp_csum = csum(igmp, IGMP_HEADER_LEN);
2162         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6) {
2163             struct icmp6_hdr *icmp;
2164
2165             l4_len = sizeof *icmp;
2166             icmp = dp_packet_put_zeros(p, l4_len);
2167             icmp->icmp6_type = ntohs(flow->tp_src);
2168             icmp->icmp6_code = ntohs(flow->tp_dst);
2169
2170             if (icmp->icmp6_code == 0 &&
2171                 (icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_SOLICIT ||
2172                  icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_ADVERT)) {
2173                 struct in6_addr *nd_target;
2174                 struct ovs_nd_opt *nd_opt;
2175
2176                 l4_len += sizeof *nd_target;
2177                 nd_target = dp_packet_put_zeros(p, sizeof *nd_target);
2178                 *nd_target = flow->nd_target;
2179
2180                 if (!eth_addr_is_zero(flow->arp_sha)) {
2181                     l4_len += 8;
2182                     nd_opt = dp_packet_put_zeros(p, 8);
2183                     nd_opt->nd_opt_len = 1;
2184                     nd_opt->nd_opt_type = ND_OPT_SOURCE_LINKADDR;
2185                     nd_opt->nd_opt_mac = flow->arp_sha;
2186                 }
2187                 if (!eth_addr_is_zero(flow->arp_tha)) {
2188                     l4_len += 8;
2189                     nd_opt = dp_packet_put_zeros(p, 8);
2190                     nd_opt->nd_opt_len = 1;
2191                     nd_opt->nd_opt_type = ND_OPT_TARGET_LINKADDR;
2192                     nd_opt->nd_opt_mac = flow->arp_tha;
2193                 }
2194             }
2195             icmp->icmp6_cksum = (OVS_FORCE uint16_t)
2196                 csum(icmp, (char *)dp_packet_tail(p) - (char *)icmp);
2197         }
2198     }
2199     return l4_len;
2200 }
2201
2202 /* Puts into 'b' a packet that flow_extract() would parse as having the given
2203  * 'flow'.
2204  *
2205  * (This is useful only for testing, obviously, and the packet isn't really
2206  * valid. It hasn't got some checksums filled in, for one, and lots of fields
2207  * are just zeroed.) */
2208 void
2209 flow_compose(struct dp_packet *p, const struct flow *flow)
2210 {
2211     size_t l4_len;
2212
2213     /* eth_compose() sets l3 pointer and makes sure it is 32-bit aligned. */
2214     eth_compose(p, flow->dl_dst, flow->dl_src, ntohs(flow->dl_type), 0);
2215     if (flow->dl_type == htons(FLOW_DL_TYPE_NONE)) {
2216         struct eth_header *eth = dp_packet_l2(p);
2217         eth->eth_type = htons(dp_packet_size(p));
2218         return;
2219     }
2220
2221     if (flow->vlan_tci & htons(VLAN_CFI)) {
2222         eth_push_vlan(p, htons(ETH_TYPE_VLAN), flow->vlan_tci);
2223     }
2224
2225     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
2226         struct ip_header *ip;
2227
2228         ip = dp_packet_put_zeros(p, sizeof *ip);
2229         ip->ip_ihl_ver = IP_IHL_VER(5, 4);
2230         ip->ip_tos = flow->nw_tos;
2231         ip->ip_ttl = flow->nw_ttl;
2232         ip->ip_proto = flow->nw_proto;
2233         put_16aligned_be32(&ip->ip_src, flow->nw_src);
2234         put_16aligned_be32(&ip->ip_dst, flow->nw_dst);
2235
2236         if (flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_ANY) {
2237             ip->ip_frag_off |= htons(IP_MORE_FRAGMENTS);
2238             if (flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER) {
2239                 ip->ip_frag_off |= htons(100);
2240             }
2241         }
2242
2243         dp_packet_set_l4(p, dp_packet_tail(p));
2244
2245         l4_len = flow_compose_l4(p, flow);
2246
2247         ip = dp_packet_l3(p);
2248         ip->ip_tot_len = htons(p->l4_ofs - p->l3_ofs + l4_len);
2249         ip->ip_csum = csum(ip, sizeof *ip);
2250     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
2251         struct ovs_16aligned_ip6_hdr *nh;
2252
2253         nh = dp_packet_put_zeros(p, sizeof *nh);
2254         put_16aligned_be32(&nh->ip6_flow, htonl(6 << 28) |
2255                            htonl(flow->nw_tos << 20) | flow->ipv6_label);
2256         nh->ip6_hlim = flow->nw_ttl;
2257         nh->ip6_nxt = flow->nw_proto;
2258
2259         memcpy(&nh->ip6_src, &flow->ipv6_src, sizeof(nh->ip6_src));
2260         memcpy(&nh->ip6_dst, &flow->ipv6_dst, sizeof(nh->ip6_dst));
2261
2262         dp_packet_set_l4(p, dp_packet_tail(p));
2263
2264         l4_len = flow_compose_l4(p, flow);
2265
2266         nh = dp_packet_l3(p);
2267         nh->ip6_plen = htons(l4_len);
2268     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP) ||
2269                flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_RARP)) {
2270         struct arp_eth_header *arp;
2271
2272         arp = dp_packet_put_zeros(p, sizeof *arp);
2273         dp_packet_set_l3(p, arp);
2274         arp->ar_hrd = htons(1);
2275         arp->ar_pro = htons(ETH_TYPE_IP);
2276         arp->ar_hln = ETH_ADDR_LEN;
2277         arp->ar_pln = 4;
2278         arp->ar_op = htons(flow->nw_proto);
2279
2280         if (flow->nw_proto == ARP_OP_REQUEST ||
2281             flow->nw_proto == ARP_OP_REPLY) {
2282             put_16aligned_be32(&arp->ar_spa, flow->nw_src);
2283             put_16aligned_be32(&arp->ar_tpa, flow->nw_dst);
2284             arp->ar_sha = flow->arp_sha;
2285             arp->ar_tha = flow->arp_tha;
2286         }
2287     }
2288
2289     if (eth_type_mpls(flow->dl_type)) {
2290         int n;
2291
2292         p->l2_5_ofs = p->l3_ofs;
2293         for (n = 1; n < FLOW_MAX_MPLS_LABELS; n++) {
2294             if (flow->mpls_lse[n - 1] & htonl(MPLS_BOS_MASK)) {
2295                 break;
2296             }
2297         }
2298         while (n > 0) {
2299             push_mpls(p, flow->dl_type, flow->mpls_lse[--n]);
2300         }
2301     }
2302 }
2303 \f
2304 /* Compressed flow. */
2305
2306 /* Completes an initialization of 'dst' as a miniflow copy of 'src' begun by
2307  * the caller.  The caller must have already computed 'dst->map' properly to
2308  * indicate the significant uint64_t elements of 'src'.
2309  *
2310  * Normally the significant elements are the ones that are non-zero.  However,
2311  * when a miniflow is initialized from a (mini)mask, the values can be zeroes,
2312  * so that the flow and mask always have the same maps. */
2313 void
2314 miniflow_init(struct miniflow *dst, const struct flow *src)
2315 {
2316     uint64_t *dst_u64 = miniflow_values(dst);
2317     size_t idx;
2318
2319     FLOWMAP_FOR_EACH_INDEX(idx, dst->map) {
2320         *dst_u64++ = flow_u64_value(src, idx);
2321     }
2322 }
2323
2324 /* Initialize the maps of 'flow' from 'src'. */
2325 void
2326 miniflow_map_init(struct miniflow *flow, const struct flow *src)
2327 {
2328     /* Initialize map, counting the number of nonzero elements. */
2329     flowmap_init(&flow->map);
2330     for (size_t i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
2331         if (flow_u64_value(src, i)) {
2332             flowmap_set(&flow->map, i, 1);
2333         }
2334     }
2335 }
2336
2337 /* Allocates 'n' count of miniflows, consecutive in memory, initializing the
2338  * map of each from 'src'.
2339  * Returns the size of the miniflow data. */
2340 size_t
2341 miniflow_alloc(struct miniflow *dsts[], size_t n, const struct miniflow *src)
2342 {
2343     size_t n_values = miniflow_n_values(src);
2344     size_t data_size = MINIFLOW_VALUES_SIZE(n_values);
2345     struct miniflow *dst = xmalloc(n * (sizeof *src + data_size));
2346     size_t i;
2347
2348     COVERAGE_INC(miniflow_malloc);
2349
2350     for (i = 0; i < n; i++) {
2351         *dst = *src;   /* Copy maps. */
2352         dsts[i] = dst;
2353         dst += 1;      /* Just past the maps. */
2354         dst = (struct miniflow *)((uint64_t *)dst + n_values); /* Skip data. */
2355     }
2356     return data_size;
2357 }
2358
2359 /* Returns a miniflow copy of 'src'.  The caller must eventually free() the
2360  * returned miniflow. */
2361 struct miniflow *
2362 miniflow_create(const struct flow *src)
2363 {
2364     struct miniflow tmp;
2365     struct miniflow *dst;
2366
2367     miniflow_map_init(&tmp, src);
2368
2369     miniflow_alloc(&dst, 1, &tmp);
2370     miniflow_init(dst, src);
2371     return dst;
2372 }
2373
2374 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'.  The caller must have allocated
2375  * 'dst' to have inline space for 'n_values' data in 'src'. */
2376 void
2377 miniflow_clone(struct miniflow *dst, const struct miniflow *src,
2378                size_t n_values)
2379 {
2380     *dst = *src;   /* Copy maps. */
2381     memcpy(miniflow_values(dst), miniflow_get_values(src),
2382            MINIFLOW_VALUES_SIZE(n_values));
2383 }
2384
2385 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'. */
2386 void
2387 miniflow_expand(const struct miniflow *src, struct flow *dst)
2388 {
2389     memset(dst, 0, sizeof *dst);
2390     flow_union_with_miniflow(dst, src);
2391 }
2392
2393 /* Returns true if 'a' and 'b' are equal miniflows, false otherwise. */
2394 bool
2395 miniflow_equal(const struct miniflow *a, const struct miniflow *b)
2396 {
2397     const uint64_t *ap = miniflow_get_values(a);
2398     const uint64_t *bp = miniflow_get_values(b);
2399
2400     /* This is mostly called after a matching hash, so it is highly likely that
2401      * the maps are equal as well. */
2402     if (OVS_LIKELY(flowmap_equal(a->map, b->map))) {
2403         return !memcmp(ap, bp, miniflow_n_values(a) * sizeof *ap);
2404     } else {
2405         size_t idx;
2406
2407         FLOWMAP_FOR_EACH_INDEX (idx, flowmap_or(a->map, b->map)) {
2408             if ((flowmap_is_set(&a->map, idx) ? *ap++ : 0)
2409                 != (flowmap_is_set(&b->map, idx) ? *bp++ : 0)) {
2410                 return false;
2411             }
2412         }
2413     }
2414
2415     return true;
2416 }
2417
2418 /* Returns false if 'a' and 'b' differ at the places where there are 1-bits
2419  * in 'mask', true otherwise. */
2420 bool
2421 miniflow_equal_in_minimask(const struct miniflow *a, const struct miniflow *b,
2422                            const struct minimask *mask)
2423 {
2424     const uint64_t *p = miniflow_get_values(&mask->masks);
2425     size_t idx;
2426
2427     FLOWMAP_FOR_EACH_INDEX(idx, mask->masks.map) {
2428         if ((miniflow_get(a, idx) ^ miniflow_get(b, idx)) & *p++) {
2429             return false;
2430         }
2431     }
2432
2433     return true;
2434 }
2435
2436 /* Returns true if 'a' and 'b' are equal at the places where there are 1-bits
2437  * in 'mask', false if they differ. */
2438 bool
2439 miniflow_equal_flow_in_minimask(const struct miniflow *a, const struct flow *b,
2440                                 const struct minimask *mask)
2441 {
2442     const uint64_t *p = miniflow_get_values(&mask->masks);
2443     size_t idx;
2444
2445     FLOWMAP_FOR_EACH_INDEX(idx, mask->masks.map) {
2446         if ((miniflow_get(a, idx) ^ flow_u64_value(b, idx)) & *p++) {
2447             return false;
2448         }
2449     }
2450
2451     return true;
2452 }
2453
2454 \f
2455 void
2456 minimask_init(struct minimask *mask, const struct flow_wildcards *wc)
2457 {
2458     miniflow_init(&mask->masks, &wc->masks);
2459 }
2460
2461 /* Returns a minimask copy of 'wc'.  The caller must eventually free the
2462  * returned minimask with free(). */
2463 struct minimask *
2464 minimask_create(const struct flow_wildcards *wc)
2465 {
2466     return (struct minimask *)miniflow_create(&wc->masks);
2467 }
2468
2469 /* Initializes 'dst_' as the bit-wise "and" of 'a_' and 'b_'.
2470  *
2471  * The caller must provide room for FLOW_U64S "uint64_t"s in 'storage', which
2472  * must follow '*dst_' in memory, for use by 'dst_'.  The caller must *not*
2473  * free 'dst_' free(). */
2474 void
2475 minimask_combine(struct minimask *dst_,
2476                  const struct minimask *a_, const struct minimask *b_,
2477                  uint64_t storage[FLOW_U64S])
2478 {
2479     struct miniflow *dst = &dst_->masks;
2480     uint64_t *dst_values = storage;
2481     const struct miniflow *a = &a_->masks;
2482     const struct miniflow *b = &b_->masks;
2483     size_t idx;
2484
2485     flowmap_init(&dst->map);
2486
2487     FLOWMAP_FOR_EACH_INDEX(idx, flowmap_and(a->map, b->map)) {
2488         /* Both 'a' and 'b' have non-zero data at 'idx'. */
2489         uint64_t mask = *miniflow_get__(a, idx) & *miniflow_get__(b, idx);
2490
2491         if (mask) {
2492             flowmap_set(&dst->map, idx, 1);
2493             *dst_values++ = mask;
2494         }
2495     }
2496 }
2497
2498 /* Initializes 'wc' as a copy of 'mask'. */
2499 void
2500 minimask_expand(const struct minimask *mask, struct flow_wildcards *wc)
2501 {
2502     miniflow_expand(&mask->masks, &wc->masks);
2503 }
2504
2505 /* Returns true if 'a' and 'b' are the same flow mask, false otherwise.
2506  * Minimasks may not have zero data values, so for the minimasks to be the
2507  * same, they need to have the same map and the same data values. */
2508 bool
2509 minimask_equal(const struct minimask *a, const struct minimask *b)
2510 {
2511     return !memcmp(a, b, sizeof *a
2512                    + MINIFLOW_VALUES_SIZE(miniflow_n_values(&a->masks)));
2513 }
2514
2515 /* Returns true if at least one bit matched by 'b' is wildcarded by 'a',
2516  * false otherwise. */
2517 bool
2518 minimask_has_extra(const struct minimask *a, const struct minimask *b)
2519 {
2520     const uint64_t *bp = miniflow_get_values(&b->masks);
2521     size_t idx;
2522
2523     FLOWMAP_FOR_EACH_INDEX(idx, b->masks.map) {
2524         uint64_t b_u64 = *bp++;
2525
2526         /* 'b_u64' is non-zero, check if the data in 'a' is either zero
2527          * or misses some of the bits in 'b_u64'. */
2528         if (!MINIFLOW_IN_MAP(&a->masks, idx)
2529             || ((*miniflow_get__(&a->masks, idx) & b_u64) != b_u64)) {
2530             return true; /* 'a' wildcards some bits 'b' doesn't. */
2531         }
2532     }
2533
2534     return false;
2535 }