flow: Ignore invalid ICMPv6 fields when parsing packets
[cascardo/ovs.git] / lib / flow.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2008, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014, 2015 Nicira, Inc.
3  *
4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
5  * you may not use this file except in compliance with the License.
6  * You may obtain a copy of the License at:
7  *
8  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
9  *
10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
13  * See the License for the specific language governing permissions and
14  * limitations under the License.
15  */
16 #include <config.h>
17 #include <sys/types.h>
18 #include "flow.h"
19 #include <errno.h>
20 #include <inttypes.h>
21 #include <limits.h>
22 #include <netinet/in.h>
23 #include <netinet/icmp6.h>
24 #include <netinet/ip6.h>
25 #include <stdint.h>
26 #include <stdlib.h>
27 #include <string.h>
28 #include "byte-order.h"
29 #include "coverage.h"
30 #include "csum.h"
31 #include "dynamic-string.h"
32 #include "hash.h"
33 #include "jhash.h"
34 #include "match.h"
35 #include "dp-packet.h"
36 #include "openflow/openflow.h"
37 #include "packets.h"
38 #include "odp-util.h"
39 #include "random.h"
40 #include "unaligned.h"
41
42 COVERAGE_DEFINE(flow_extract);
43 COVERAGE_DEFINE(miniflow_malloc);
44
45 /* U64 indices for segmented flow classification. */
46 const uint8_t flow_segment_u64s[4] = {
47     FLOW_SEGMENT_1_ENDS_AT / sizeof(uint64_t),
48     FLOW_SEGMENT_2_ENDS_AT / sizeof(uint64_t),
49     FLOW_SEGMENT_3_ENDS_AT / sizeof(uint64_t),
50     FLOW_U64S
51 };
52
53 /* Asserts that field 'f1' follows immediately after 'f0' in struct flow,
54  * without any intervening padding. */
55 #define ASSERT_SEQUENTIAL(f0, f1)                       \
56     BUILD_ASSERT_DECL(offsetof(struct flow, f0)         \
57                       + MEMBER_SIZEOF(struct flow, f0)  \
58                       == offsetof(struct flow, f1))
59
60 /* Asserts that fields 'f0' and 'f1' are in the same 32-bit aligned word within
61  * struct flow. */
62 #define ASSERT_SAME_WORD(f0, f1)                        \
63     BUILD_ASSERT_DECL(offsetof(struct flow, f0) / 4     \
64                       == offsetof(struct flow, f1) / 4)
65
66 /* Asserts that 'f0' and 'f1' are both sequential and within the same 32-bit
67  * aligned word in struct flow. */
68 #define ASSERT_SEQUENTIAL_SAME_WORD(f0, f1)     \
69     ASSERT_SEQUENTIAL(f0, f1);                  \
70     ASSERT_SAME_WORD(f0, f1)
71
72 /* miniflow_extract() assumes the following to be true to optimize the
73  * extraction process. */
74 ASSERT_SEQUENTIAL_SAME_WORD(dl_type, vlan_tci);
75
76 ASSERT_SEQUENTIAL_SAME_WORD(nw_frag, nw_tos);
77 ASSERT_SEQUENTIAL_SAME_WORD(nw_tos, nw_ttl);
78 ASSERT_SEQUENTIAL_SAME_WORD(nw_ttl, nw_proto);
79
80 /* TCP flags in the middle of a BE64, zeroes in the other half. */
81 BUILD_ASSERT_DECL(offsetof(struct flow, tcp_flags) % 8 == 4);
82
83 #if WORDS_BIGENDIAN
84 #define TCP_FLAGS_BE32(tcp_ctl) ((OVS_FORCE ovs_be32)TCP_FLAGS_BE16(tcp_ctl) \
85                                  << 16)
86 #else
87 #define TCP_FLAGS_BE32(tcp_ctl) ((OVS_FORCE ovs_be32)TCP_FLAGS_BE16(tcp_ctl))
88 #endif
89
90 ASSERT_SEQUENTIAL_SAME_WORD(tp_src, tp_dst);
91
92 /* Removes 'size' bytes from the head end of '*datap', of size '*sizep', which
93  * must contain at least 'size' bytes of data.  Returns the first byte of data
94  * removed. */
95 static inline const void *
96 data_pull(const void **datap, size_t *sizep, size_t size)
97 {
98     const char *data = *datap;
99     *datap = data + size;
100     *sizep -= size;
101     return data;
102 }
103
104 /* If '*datap' has at least 'size' bytes of data, removes that many bytes from
105  * the head end of '*datap' and returns the first byte removed.  Otherwise,
106  * returns a null pointer without modifying '*datap'. */
107 static inline const void *
108 data_try_pull(const void **datap, size_t *sizep, size_t size)
109 {
110     return OVS_LIKELY(*sizep >= size) ? data_pull(datap, sizep, size) : NULL;
111 }
112
113 /* Context for pushing data to a miniflow. */
114 struct mf_ctx {
115     uint64_t map;
116     uint64_t *data;
117     uint64_t * const end;
118 };
119
120 /* miniflow_push_* macros allow filling in a miniflow data values in order.
121  * Assertions are needed only when the layout of the struct flow is modified.
122  * 'ofs' is a compile-time constant, which allows most of the code be optimized
123  * away.  Some GCC versions gave warnings on ALWAYS_INLINE, so these are
124  * defined as macros. */
125
126 #if (FLOW_WC_SEQ != 31)
127 #define MINIFLOW_ASSERT(X) ovs_assert(X)
128 BUILD_MESSAGE("FLOW_WC_SEQ changed: miniflow_extract() will have runtime "
129                "assertions enabled. Consider updating FLOW_WC_SEQ after "
130                "testing")
131 #else
132 #define MINIFLOW_ASSERT(X)
133 #endif
134
135 #define miniflow_push_uint64_(MF, OFS, VALUE)                   \
136 {                                                               \
137     MINIFLOW_ASSERT(MF.data < MF.end && (OFS) % 8 == 0          \
138                     && !(MF.map & (UINT64_MAX << (OFS) / 8)));  \
139     *MF.data++ = VALUE;                                         \
140     MF.map |= UINT64_C(1) << (OFS) / 8;                         \
141 }
142
143 #define miniflow_push_be64_(MF, OFS, VALUE) \
144     miniflow_push_uint64_(MF, OFS, (OVS_FORCE uint64_t)(VALUE))
145
146 #define miniflow_push_uint32_(MF, OFS, VALUE)                   \
147 {                                                               \
148     MINIFLOW_ASSERT(MF.data < MF.end &&                                 \
149                     (((OFS) % 8 == 0 && !(MF.map & (UINT64_MAX << (OFS) / 8))) \
150                      || ((OFS) % 8 == 4 && MF.map & (UINT64_C(1) << (OFS) / 8) \
151                          && !(MF.map & (UINT64_MAX << ((OFS) / 8 + 1)))))); \
152                                                                         \
153     if ((OFS) % 8 == 0) {                                               \
154         *(uint32_t *)MF.data = VALUE;                                   \
155         MF.map |= UINT64_C(1) << (OFS) / 8;                             \
156     } else if ((OFS) % 8 == 4) {                                        \
157         *((uint32_t *)MF.data + 1) = VALUE;                             \
158         MF.data++;                                                      \
159     }                                                                   \
160 }
161
162 #define miniflow_push_be32_(MF, OFS, VALUE)                     \
163     miniflow_push_uint32_(MF, OFS, (OVS_FORCE uint32_t)(VALUE))
164
165 #define miniflow_push_uint16_(MF, OFS, VALUE)                           \
166 {                                                                       \
167     MINIFLOW_ASSERT(MF.data < MF.end &&                                 \
168                     (((OFS) % 8 == 0 && !(MF.map & (UINT64_MAX << (OFS) / 8))) \
169                      || ((OFS) % 2 == 0 && MF.map & (UINT64_C(1) << (OFS) / 8) \
170                          && !(MF.map & (UINT64_MAX << ((OFS) / 8 + 1)))))); \
171                                                                         \
172     if ((OFS) % 8 == 0) {                                               \
173         *(uint16_t *)MF.data = VALUE;                                   \
174         MF.map |= UINT64_C(1) << (OFS) / 8;                             \
175     } else if ((OFS) % 8 == 2) {                                        \
176         *((uint16_t *)MF.data + 1) = VALUE;                             \
177     } else if ((OFS) % 8 == 4) {                                        \
178         *((uint16_t *)MF.data + 2) = VALUE;                             \
179     } else if ((OFS) % 8 == 6) {                                        \
180         *((uint16_t *)MF.data + 3) = VALUE;                             \
181         MF.data++;                                                      \
182     }                                                                   \
183 }
184
185 #define miniflow_pad_to_64_(MF, OFS)                                    \
186 {                                                                   \
187     MINIFLOW_ASSERT((OFS) % 8 != 0);                                    \
188     MINIFLOW_ASSERT(MF.map & (UINT64_C(1) << (OFS) / 8));               \
189     MINIFLOW_ASSERT(!(MF.map & (UINT64_MAX << ((OFS) / 8 + 1))));       \
190                                                                         \
191     memset((uint8_t *)MF.data + (OFS) % 8, 0, 8 - (OFS) % 8);           \
192     MF.data++;                                                          \
193 }
194
195 #define miniflow_push_be16_(MF, OFS, VALUE)                     \
196     miniflow_push_uint16_(MF, OFS, (OVS_FORCE uint16_t)VALUE);
197
198 /* Data at 'valuep' may be unaligned. */
199 #define miniflow_push_words_(MF, OFS, VALUEP, N_WORDS)          \
200 {                                                               \
201     int ofs64 = (OFS) / 8;                                      \
202                                                                         \
203     MINIFLOW_ASSERT(MF.data + (N_WORDS) <= MF.end && (OFS) % 8 == 0     \
204                     && !(MF.map & (UINT64_MAX << ofs64)));              \
205                                                                         \
206     memcpy(MF.data, (VALUEP), (N_WORDS) * sizeof *MF.data);             \
207     MF.data += (N_WORDS);                                               \
208     MF.map |= ((UINT64_MAX >> (64 - (N_WORDS))) << ofs64);              \
209 }
210
211 /* Push 32-bit words padded to 64-bits. */
212 #define miniflow_push_words_32_(MF, OFS, VALUEP, N_WORDS)               \
213 {                                                                       \
214     int ofs64 = (OFS) / 8;                                              \
215                                                                         \
216     MINIFLOW_ASSERT(MF.data + DIV_ROUND_UP(N_WORDS, 2) <= MF.end        \
217                     && (OFS) % 8 == 0                                   \
218                     && !(MF.map & (UINT64_MAX << ofs64)));              \
219                                                                         \
220     memcpy(MF.data, (VALUEP), (N_WORDS) * sizeof(uint32_t));            \
221     MF.data += DIV_ROUND_UP(N_WORDS, 2);                                \
222     MF.map |= ((UINT64_MAX >> (64 - DIV_ROUND_UP(N_WORDS, 2))) << ofs64); \
223     if ((N_WORDS) & 1) {                                                \
224         *((uint32_t *)MF.data - 1) = 0;                                 \
225     }                                                                   \
226 }
227
228 /* Data at 'valuep' may be unaligned. */
229 /* MACs start 64-aligned, and must be followed by other data or padding. */
230 #define miniflow_push_macs_(MF, OFS, VALUEP)                    \
231 {                                                               \
232     int ofs64 = (OFS) / 8;                                      \
233                                                                 \
234     MINIFLOW_ASSERT(MF.data + 2 <= MF.end && (OFS) % 8 == 0     \
235                     && !(MF.map & (UINT64_MAX << ofs64)));      \
236                                                                 \
237     memcpy(MF.data, (VALUEP), 2 * ETH_ADDR_LEN);                \
238     MF.data += 1;                   /* First word only. */      \
239     MF.map |= UINT64_C(3) << ofs64; /* Both words. */           \
240 }
241
242 #define miniflow_push_uint32(MF, FIELD, VALUE)                      \
243     miniflow_push_uint32_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUE)
244
245 #define miniflow_push_be32(MF, FIELD, VALUE)                        \
246     miniflow_push_be32_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUE)
247
248 #define miniflow_push_uint16(MF, FIELD, VALUE)                      \
249     miniflow_push_uint16_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUE)
250
251 #define miniflow_push_be16(MF, FIELD, VALUE)                        \
252     miniflow_push_be16_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUE)
253
254 #define miniflow_pad_to_64(MF, FIELD)                       \
255     miniflow_pad_to_64_(MF, offsetof(struct flow, FIELD))
256
257 #define miniflow_push_words(MF, FIELD, VALUEP, N_WORDS)                 \
258     miniflow_push_words_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUEP, N_WORDS)
259
260 #define miniflow_push_words_32(MF, FIELD, VALUEP, N_WORDS)              \
261     miniflow_push_words_32_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUEP, N_WORDS)
262
263 #define miniflow_push_macs(MF, FIELD, VALUEP)                       \
264     miniflow_push_macs_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUEP)
265
266 /* Pulls the MPLS headers at '*datap' and returns the count of them. */
267 static inline int
268 parse_mpls(const void **datap, size_t *sizep)
269 {
270     const struct mpls_hdr *mh;
271     int count = 0;
272
273     while ((mh = data_try_pull(datap, sizep, sizeof *mh))) {
274         count++;
275         if (mh->mpls_lse.lo & htons(1 << MPLS_BOS_SHIFT)) {
276             break;
277         }
278     }
279     return MIN(count, FLOW_MAX_MPLS_LABELS);
280 }
281
282 static inline ovs_be16
283 parse_vlan(const void **datap, size_t *sizep)
284 {
285     const struct eth_header *eth = *datap;
286
287     struct qtag_prefix {
288         ovs_be16 eth_type;      /* ETH_TYPE_VLAN */
289         ovs_be16 tci;
290     };
291
292     data_pull(datap, sizep, ETH_ADDR_LEN * 2);
293
294     if (eth->eth_type == htons(ETH_TYPE_VLAN)) {
295         if (OVS_LIKELY(*sizep
296                        >= sizeof(struct qtag_prefix) + sizeof(ovs_be16))) {
297             const struct qtag_prefix *qp = data_pull(datap, sizep, sizeof *qp);
298             return qp->tci | htons(VLAN_CFI);
299         }
300     }
301     return 0;
302 }
303
304 static inline ovs_be16
305 parse_ethertype(const void **datap, size_t *sizep)
306 {
307     const struct llc_snap_header *llc;
308     ovs_be16 proto;
309
310     proto = *(ovs_be16 *) data_pull(datap, sizep, sizeof proto);
311     if (OVS_LIKELY(ntohs(proto) >= ETH_TYPE_MIN)) {
312         return proto;
313     }
314
315     if (OVS_UNLIKELY(*sizep < sizeof *llc)) {
316         return htons(FLOW_DL_TYPE_NONE);
317     }
318
319     llc = *datap;
320     if (OVS_UNLIKELY(llc->llc.llc_dsap != LLC_DSAP_SNAP
321                      || llc->llc.llc_ssap != LLC_SSAP_SNAP
322                      || llc->llc.llc_cntl != LLC_CNTL_SNAP
323                      || memcmp(llc->snap.snap_org, SNAP_ORG_ETHERNET,
324                                sizeof llc->snap.snap_org))) {
325         return htons(FLOW_DL_TYPE_NONE);
326     }
327
328     data_pull(datap, sizep, sizeof *llc);
329
330     if (OVS_LIKELY(ntohs(llc->snap.snap_type) >= ETH_TYPE_MIN)) {
331         return llc->snap.snap_type;
332     }
333
334     return htons(FLOW_DL_TYPE_NONE);
335 }
336
337 static inline void
338 parse_icmpv6(const void **datap, size_t *sizep, const struct icmp6_hdr *icmp,
339              const struct in6_addr **nd_target,
340              uint8_t arp_buf[2][ETH_ADDR_LEN])
341 {
342     if (icmp->icmp6_code == 0 &&
343         (icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_SOLICIT ||
344          icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_ADVERT)) {
345
346         *nd_target = data_try_pull(datap, sizep, sizeof **nd_target);
347         if (OVS_UNLIKELY(!*nd_target)) {
348             return;
349         }
350
351         while (*sizep >= 8) {
352             /* The minimum size of an option is 8 bytes, which also is
353              * the size of Ethernet link-layer options. */
354             const struct nd_opt_hdr *nd_opt = *datap;
355             int opt_len = nd_opt->nd_opt_len * 8;
356
357             if (!opt_len || opt_len > *sizep) {
358                 return;
359             }
360
361             /* Store the link layer address if the appropriate option is
362              * provided.  It is considered an error if the same link
363              * layer option is specified twice. */
364             if (nd_opt->nd_opt_type == ND_OPT_SOURCE_LINKADDR
365                     && opt_len == 8) {
366                 if (OVS_LIKELY(eth_addr_is_zero(arp_buf[0]))) {
367                     memcpy(arp_buf[0], nd_opt + 1, ETH_ADDR_LEN);
368                 } else {
369                     goto invalid;
370                 }
371             } else if (nd_opt->nd_opt_type == ND_OPT_TARGET_LINKADDR
372                     && opt_len == 8) {
373                 if (OVS_LIKELY(eth_addr_is_zero(arp_buf[1]))) {
374                     memcpy(arp_buf[1], nd_opt + 1, ETH_ADDR_LEN);
375                 } else {
376                     goto invalid;
377                 }
378             }
379
380             if (OVS_UNLIKELY(!data_try_pull(datap, sizep, opt_len))) {
381                 return;
382             }
383         }
384     }
385
386     return;
387
388 invalid:
389     *nd_target = NULL;
390     memset(arp_buf[0], 0, ETH_ADDR_LEN);
391     memset(arp_buf[1], 0, ETH_ADDR_LEN);
392     return;
393 }
394
395 /* Initializes 'flow' members from 'packet' and 'md'
396  *
397  * Initializes 'packet' header l2 pointer to the start of the Ethernet
398  * header, and the layer offsets as follows:
399  *
400  *    - packet->l2_5_ofs to the start of the MPLS shim header, or UINT16_MAX
401  *      when there is no MPLS shim header.
402  *
403  *    - packet->l3_ofs to just past the Ethernet header, or just past the
404  *      vlan_header if one is present, to the first byte of the payload of the
405  *      Ethernet frame.  UINT16_MAX if the frame is too short to contain an
406  *      Ethernet header.
407  *
408  *    - packet->l4_ofs to just past the IPv4 header, if one is present and
409  *      has at least the content used for the fields of interest for the flow,
410  *      otherwise UINT16_MAX.
411  */
412 void
413 flow_extract(struct dp_packet *packet, struct flow *flow)
414 {
415     struct {
416         struct miniflow mf;
417         uint64_t buf[FLOW_U64S];
418     } m;
419
420     COVERAGE_INC(flow_extract);
421
422     miniflow_initialize(&m.mf, m.buf);
423     miniflow_extract(packet, &m.mf);
424     miniflow_expand(&m.mf, flow);
425 }
426
427 /* Caller is responsible for initializing 'dst' with enough storage for
428  * FLOW_U64S * 8 bytes. */
429 void
430 miniflow_extract(struct dp_packet *packet, struct miniflow *dst)
431 {
432     const struct pkt_metadata *md = &packet->md;
433     const void *data = dp_packet_data(packet);
434     size_t size = dp_packet_size(packet);
435     uint64_t *values = miniflow_values(dst);
436     struct mf_ctx mf = { 0, values, values + FLOW_U64S };
437     const char *l2;
438     ovs_be16 dl_type;
439     uint8_t nw_frag, nw_tos, nw_ttl, nw_proto;
440
441     /* Metadata. */
442     if (md->tunnel.ip_dst) {
443         miniflow_push_words(mf, tunnel, &md->tunnel,
444                             sizeof md->tunnel / sizeof(uint64_t));
445     }
446     if (md->skb_priority || md->pkt_mark) {
447         miniflow_push_uint32(mf, skb_priority, md->skb_priority);
448         miniflow_push_uint32(mf, pkt_mark, md->pkt_mark);
449     }
450     miniflow_push_uint32(mf, dp_hash, md->dp_hash);
451     miniflow_push_uint32(mf, in_port, odp_to_u32(md->in_port.odp_port));
452     if (md->recirc_id) {
453         miniflow_push_uint32(mf, recirc_id, md->recirc_id);
454         miniflow_pad_to_64(mf, conj_id);
455     }
456
457     /* Initialize packet's layer pointer and offsets. */
458     l2 = data;
459     dp_packet_reset_offsets(packet);
460
461     /* Must have full Ethernet header to proceed. */
462     if (OVS_UNLIKELY(size < sizeof(struct eth_header))) {
463         goto out;
464     } else {
465         ovs_be16 vlan_tci;
466
467         /* Link layer. */
468         ASSERT_SEQUENTIAL(dl_dst, dl_src);
469         miniflow_push_macs(mf, dl_dst, data);
470         /* dl_type, vlan_tci. */
471         vlan_tci = parse_vlan(&data, &size);
472         dl_type = parse_ethertype(&data, &size);
473         miniflow_push_be16(mf, dl_type, dl_type);
474         miniflow_push_be16(mf, vlan_tci, vlan_tci);
475     }
476
477     /* Parse mpls. */
478     if (OVS_UNLIKELY(eth_type_mpls(dl_type))) {
479         int count;
480         const void *mpls = data;
481
482         packet->l2_5_ofs = (char *)data - l2;
483         count = parse_mpls(&data, &size);
484         miniflow_push_words_32(mf, mpls_lse, mpls, count);
485     }
486
487     /* Network layer. */
488     packet->l3_ofs = (char *)data - l2;
489
490     nw_frag = 0;
491     if (OVS_LIKELY(dl_type == htons(ETH_TYPE_IP))) {
492         const struct ip_header *nh = data;
493         int ip_len;
494         uint16_t tot_len;
495
496         if (OVS_UNLIKELY(size < IP_HEADER_LEN)) {
497             goto out;
498         }
499         ip_len = IP_IHL(nh->ip_ihl_ver) * 4;
500
501         if (OVS_UNLIKELY(ip_len < IP_HEADER_LEN)) {
502             goto out;
503         }
504         if (OVS_UNLIKELY(size < ip_len)) {
505             goto out;
506         }
507         tot_len = ntohs(nh->ip_tot_len);
508         if (OVS_UNLIKELY(tot_len > size)) {
509             goto out;
510         }
511         if (OVS_UNLIKELY(size - tot_len > UINT8_MAX)) {
512             goto out;
513         }
514         dp_packet_set_l2_pad_size(packet, size - tot_len);
515         size = tot_len;   /* Never pull padding. */
516
517         /* Push both source and destination address at once. */
518         miniflow_push_words(mf, nw_src, &nh->ip_src, 1);
519
520         miniflow_push_be32(mf, ipv6_label, 0); /* Padding for IPv4. */
521
522         nw_tos = nh->ip_tos;
523         nw_ttl = nh->ip_ttl;
524         nw_proto = nh->ip_proto;
525         if (OVS_UNLIKELY(IP_IS_FRAGMENT(nh->ip_frag_off))) {
526             nw_frag = FLOW_NW_FRAG_ANY;
527             if (nh->ip_frag_off & htons(IP_FRAG_OFF_MASK)) {
528                 nw_frag |= FLOW_NW_FRAG_LATER;
529             }
530         }
531         data_pull(&data, &size, ip_len);
532     } else if (dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
533         const struct ovs_16aligned_ip6_hdr *nh;
534         ovs_be32 tc_flow;
535         uint16_t plen;
536
537         if (OVS_UNLIKELY(size < sizeof *nh)) {
538             goto out;
539         }
540         nh = data_pull(&data, &size, sizeof *nh);
541
542         plen = ntohs(nh->ip6_plen);
543         if (OVS_UNLIKELY(plen > size)) {
544             goto out;
545         }
546         /* Jumbo Payload option not supported yet. */
547         if (OVS_UNLIKELY(size - plen > UINT8_MAX)) {
548             goto out;
549         }
550         dp_packet_set_l2_pad_size(packet, size - plen);
551         size = plen;   /* Never pull padding. */
552
553         miniflow_push_words(mf, ipv6_src, &nh->ip6_src,
554                             sizeof nh->ip6_src / 8);
555         miniflow_push_words(mf, ipv6_dst, &nh->ip6_dst,
556                             sizeof nh->ip6_dst / 8);
557
558         tc_flow = get_16aligned_be32(&nh->ip6_flow);
559         {
560             ovs_be32 label = tc_flow & htonl(IPV6_LABEL_MASK);
561             miniflow_push_be32(mf, ipv6_label, label);
562         }
563
564         nw_tos = ntohl(tc_flow) >> 20;
565         nw_ttl = nh->ip6_hlim;
566         nw_proto = nh->ip6_nxt;
567
568         while (1) {
569             if (OVS_LIKELY((nw_proto != IPPROTO_HOPOPTS)
570                            && (nw_proto != IPPROTO_ROUTING)
571                            && (nw_proto != IPPROTO_DSTOPTS)
572                            && (nw_proto != IPPROTO_AH)
573                            && (nw_proto != IPPROTO_FRAGMENT))) {
574                 /* It's either a terminal header (e.g., TCP, UDP) or one we
575                  * don't understand.  In either case, we're done with the
576                  * packet, so use it to fill in 'nw_proto'. */
577                 break;
578             }
579
580             /* We only verify that at least 8 bytes of the next header are
581              * available, but many of these headers are longer.  Ensure that
582              * accesses within the extension header are within those first 8
583              * bytes. All extension headers are required to be at least 8
584              * bytes. */
585             if (OVS_UNLIKELY(size < 8)) {
586                 goto out;
587             }
588
589             if ((nw_proto == IPPROTO_HOPOPTS)
590                 || (nw_proto == IPPROTO_ROUTING)
591                 || (nw_proto == IPPROTO_DSTOPTS)) {
592                 /* These headers, while different, have the fields we care
593                  * about in the same location and with the same
594                  * interpretation. */
595                 const struct ip6_ext *ext_hdr = data;
596                 nw_proto = ext_hdr->ip6e_nxt;
597                 if (OVS_UNLIKELY(!data_try_pull(&data, &size,
598                                                 (ext_hdr->ip6e_len + 1) * 8))) {
599                     goto out;
600                 }
601             } else if (nw_proto == IPPROTO_AH) {
602                 /* A standard AH definition isn't available, but the fields
603                  * we care about are in the same location as the generic
604                  * option header--only the header length is calculated
605                  * differently. */
606                 const struct ip6_ext *ext_hdr = data;
607                 nw_proto = ext_hdr->ip6e_nxt;
608                 if (OVS_UNLIKELY(!data_try_pull(&data, &size,
609                                                 (ext_hdr->ip6e_len + 2) * 4))) {
610                     goto out;
611                 }
612             } else if (nw_proto == IPPROTO_FRAGMENT) {
613                 const struct ovs_16aligned_ip6_frag *frag_hdr = data;
614
615                 nw_proto = frag_hdr->ip6f_nxt;
616                 if (!data_try_pull(&data, &size, sizeof *frag_hdr)) {
617                     goto out;
618                 }
619
620                 /* We only process the first fragment. */
621                 if (frag_hdr->ip6f_offlg != htons(0)) {
622                     nw_frag = FLOW_NW_FRAG_ANY;
623                     if ((frag_hdr->ip6f_offlg & IP6F_OFF_MASK) != htons(0)) {
624                         nw_frag |= FLOW_NW_FRAG_LATER;
625                         nw_proto = IPPROTO_FRAGMENT;
626                         break;
627                     }
628                 }
629             }
630         }
631     } else {
632         if (dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP) ||
633             dl_type == htons(ETH_TYPE_RARP)) {
634             uint8_t arp_buf[2][ETH_ADDR_LEN];
635             const struct arp_eth_header *arp = (const struct arp_eth_header *)
636                 data_try_pull(&data, &size, ARP_ETH_HEADER_LEN);
637
638             if (OVS_LIKELY(arp) && OVS_LIKELY(arp->ar_hrd == htons(1))
639                 && OVS_LIKELY(arp->ar_pro == htons(ETH_TYPE_IP))
640                 && OVS_LIKELY(arp->ar_hln == ETH_ADDR_LEN)
641                 && OVS_LIKELY(arp->ar_pln == 4)) {
642                 miniflow_push_be32(mf, nw_src,
643                                    get_16aligned_be32(&arp->ar_spa));
644                 miniflow_push_be32(mf, nw_dst,
645                                    get_16aligned_be32(&arp->ar_tpa));
646
647                 /* We only match on the lower 8 bits of the opcode. */
648                 if (OVS_LIKELY(ntohs(arp->ar_op) <= 0xff)) {
649                     miniflow_push_be32(mf, ipv6_label, 0); /* Pad with ARP. */
650                     miniflow_push_be32(mf, nw_frag, htonl(ntohs(arp->ar_op)));
651                 }
652
653                 /* Must be adjacent. */
654                 ASSERT_SEQUENTIAL(arp_sha, arp_tha);
655
656                 memcpy(arp_buf[0], arp->ar_sha, ETH_ADDR_LEN);
657                 memcpy(arp_buf[1], arp->ar_tha, ETH_ADDR_LEN);
658                 miniflow_push_macs(mf, arp_sha, arp_buf);
659                 miniflow_pad_to_64(mf, tcp_flags);
660             }
661         }
662         goto out;
663     }
664
665     packet->l4_ofs = (char *)data - l2;
666     miniflow_push_be32(mf, nw_frag,
667                        BYTES_TO_BE32(nw_frag, nw_tos, nw_ttl, nw_proto));
668
669     if (OVS_LIKELY(!(nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER))) {
670         if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_TCP)) {
671             if (OVS_LIKELY(size >= TCP_HEADER_LEN)) {
672                 const struct tcp_header *tcp = data;
673
674                 miniflow_push_be32(mf, arp_tha[2], 0);
675                 miniflow_push_be32(mf, tcp_flags,
676                                    TCP_FLAGS_BE32(tcp->tcp_ctl));
677                 miniflow_push_be16(mf, tp_src, tcp->tcp_src);
678                 miniflow_push_be16(mf, tp_dst, tcp->tcp_dst);
679                 miniflow_pad_to_64(mf, igmp_group_ip4);
680             }
681         } else if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_UDP)) {
682             if (OVS_LIKELY(size >= UDP_HEADER_LEN)) {
683                 const struct udp_header *udp = data;
684
685                 miniflow_push_be16(mf, tp_src, udp->udp_src);
686                 miniflow_push_be16(mf, tp_dst, udp->udp_dst);
687                 miniflow_pad_to_64(mf, igmp_group_ip4);
688             }
689         } else if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_SCTP)) {
690             if (OVS_LIKELY(size >= SCTP_HEADER_LEN)) {
691                 const struct sctp_header *sctp = data;
692
693                 miniflow_push_be16(mf, tp_src, sctp->sctp_src);
694                 miniflow_push_be16(mf, tp_dst, sctp->sctp_dst);
695                 miniflow_pad_to_64(mf, igmp_group_ip4);
696             }
697         } else if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_ICMP)) {
698             if (OVS_LIKELY(size >= ICMP_HEADER_LEN)) {
699                 const struct icmp_header *icmp = data;
700
701                 miniflow_push_be16(mf, tp_src, htons(icmp->icmp_type));
702                 miniflow_push_be16(mf, tp_dst, htons(icmp->icmp_code));
703                 miniflow_pad_to_64(mf, igmp_group_ip4);
704             }
705         } else if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_IGMP)) {
706             if (OVS_LIKELY(size >= IGMP_HEADER_LEN)) {
707                 const struct igmp_header *igmp = data;
708
709                 miniflow_push_be16(mf, tp_src, htons(igmp->igmp_type));
710                 miniflow_push_be16(mf, tp_dst, htons(igmp->igmp_code));
711                 miniflow_push_be32(mf, igmp_group_ip4,
712                                    get_16aligned_be32(&igmp->group));
713             }
714         } else if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_ICMPV6)) {
715             if (OVS_LIKELY(size >= sizeof(struct icmp6_hdr))) {
716                 const struct in6_addr *nd_target = NULL;
717                 uint8_t arp_buf[2][ETH_ADDR_LEN];
718                 const struct icmp6_hdr *icmp = data_pull(&data, &size,
719                                                          sizeof *icmp);
720                 memset(arp_buf, 0, sizeof arp_buf);
721                 parse_icmpv6(&data, &size, icmp, &nd_target, arp_buf);
722                 if (nd_target) {
723                     miniflow_push_words(mf, nd_target, nd_target,
724                                         sizeof *nd_target / 8);
725                 }
726                 miniflow_push_macs(mf, arp_sha, arp_buf);
727                 miniflow_pad_to_64(mf, tcp_flags);
728                 miniflow_push_be16(mf, tp_src, htons(icmp->icmp6_type));
729                 miniflow_push_be16(mf, tp_dst, htons(icmp->icmp6_code));
730                 miniflow_pad_to_64(mf, igmp_group_ip4);
731             }
732         }
733     }
734  out:
735     dst->map = mf.map;
736 }
737
738 /* For every bit of a field that is wildcarded in 'wildcards', sets the
739  * corresponding bit in 'flow' to zero. */
740 void
741 flow_zero_wildcards(struct flow *flow, const struct flow_wildcards *wildcards)
742 {
743     uint64_t *flow_u64 = (uint64_t *) flow;
744     const uint64_t *wc_u64 = (const uint64_t *) &wildcards->masks;
745     size_t i;
746
747     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
748         flow_u64[i] &= wc_u64[i];
749     }
750 }
751
752 void
753 flow_unwildcard_tp_ports(const struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc)
754 {
755     if (flow->nw_proto != IPPROTO_ICMP) {
756         memset(&wc->masks.tp_src, 0xff, sizeof wc->masks.tp_src);
757         memset(&wc->masks.tp_dst, 0xff, sizeof wc->masks.tp_dst);
758     } else {
759         wc->masks.tp_src = htons(0xff);
760         wc->masks.tp_dst = htons(0xff);
761     }
762 }
763
764 /* Initializes 'flow_metadata' with the metadata found in 'flow'. */
765 void
766 flow_get_metadata(const struct flow *flow, struct match *flow_metadata)
767 {
768     int i;
769
770     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 31);
771
772     match_init_catchall(flow_metadata);
773     if (flow->tunnel.tun_id != htonll(0)) {
774         match_set_tun_id(flow_metadata, flow->tunnel.tun_id);
775     }
776     if (flow->tunnel.ip_src != htonl(0)) {
777         match_set_tun_src(flow_metadata, flow->tunnel.ip_src);
778     }
779     if (flow->tunnel.ip_dst != htonl(0)) {
780         match_set_tun_dst(flow_metadata, flow->tunnel.ip_dst);
781     }
782     if (flow->tunnel.gbp_id != htons(0)) {
783         match_set_tun_gbp_id(flow_metadata, flow->tunnel.gbp_id);
784     }
785     if (flow->tunnel.gbp_flags) {
786         match_set_tun_gbp_flags(flow_metadata, flow->tunnel.gbp_flags);
787     }
788     if (flow->metadata != htonll(0)) {
789         match_set_metadata(flow_metadata, flow->metadata);
790     }
791
792     for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
793         if (flow->regs[i]) {
794             match_set_reg(flow_metadata, i, flow->regs[i]);
795         }
796     }
797
798     if (flow->pkt_mark != 0) {
799         match_set_pkt_mark(flow_metadata, flow->pkt_mark);
800     }
801
802     match_set_in_port(flow_metadata, flow->in_port.ofp_port);
803 }
804
805 char *
806 flow_to_string(const struct flow *flow)
807 {
808     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
809     flow_format(&ds, flow);
810     return ds_cstr(&ds);
811 }
812
813 const char *
814 flow_tun_flag_to_string(uint32_t flags)
815 {
816     switch (flags) {
817     case FLOW_TNL_F_DONT_FRAGMENT:
818         return "df";
819     case FLOW_TNL_F_CSUM:
820         return "csum";
821     case FLOW_TNL_F_KEY:
822         return "key";
823     case FLOW_TNL_F_OAM:
824         return "oam";
825     default:
826         return NULL;
827     }
828 }
829
830 void
831 format_flags(struct ds *ds, const char *(*bit_to_string)(uint32_t),
832              uint32_t flags, char del)
833 {
834     uint32_t bad = 0;
835
836     if (!flags) {
837         return;
838     }
839     while (flags) {
840         uint32_t bit = rightmost_1bit(flags);
841         const char *s;
842
843         s = bit_to_string(bit);
844         if (s) {
845             ds_put_format(ds, "%s%c", s, del);
846         } else {
847             bad |= bit;
848         }
849
850         flags &= ~bit;
851     }
852
853     if (bad) {
854         ds_put_format(ds, "0x%"PRIx32"%c", bad, del);
855     }
856     ds_chomp(ds, del);
857 }
858
859 void
860 format_flags_masked(struct ds *ds, const char *name,
861                     const char *(*bit_to_string)(uint32_t), uint32_t flags,
862                     uint32_t mask)
863 {
864     if (name) {
865         ds_put_format(ds, "%s=", name);
866     }
867     while (mask) {
868         uint32_t bit = rightmost_1bit(mask);
869         const char *s = bit_to_string(bit);
870
871         ds_put_format(ds, "%s%s", (flags & bit) ? "+" : "-",
872                       s ? s : "[Unknown]");
873         mask &= ~bit;
874     }
875 }
876
877 void
878 flow_format(struct ds *ds, const struct flow *flow)
879 {
880     struct match match;
881     struct flow_wildcards *wc = &match.wc;
882
883     match_wc_init(&match, flow);
884
885     /* As this function is most often used for formatting a packet in a
886      * packet-in message, skip formatting the packet context fields that are
887      * all-zeroes to make the print-out easier on the eyes.  This means that a
888      * missing context field implies a zero value for that field.  This is
889      * similar to OpenFlow encoding of these fields, as the specification
890      * states that all-zeroes context fields should not be encoded in the
891      * packet-in messages. */
892     if (!flow->in_port.ofp_port) {
893         WC_UNMASK_FIELD(wc, in_port);
894     }
895     if (!flow->skb_priority) {
896         WC_UNMASK_FIELD(wc, skb_priority);
897     }
898     if (!flow->pkt_mark) {
899         WC_UNMASK_FIELD(wc, pkt_mark);
900     }
901     if (!flow->recirc_id) {
902         WC_UNMASK_FIELD(wc, recirc_id);
903     }
904     if (!flow->dp_hash) {
905         WC_UNMASK_FIELD(wc, dp_hash);
906     }
907     for (int i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
908         if (!flow->regs[i]) {
909             WC_UNMASK_FIELD(wc, regs[i]);
910         }
911     }
912     if (!flow->metadata) {
913         WC_UNMASK_FIELD(wc, metadata);
914     }
915
916     match_format(&match, ds, OFP_DEFAULT_PRIORITY);
917 }
918
919 void
920 flow_print(FILE *stream, const struct flow *flow)
921 {
922     char *s = flow_to_string(flow);
923     fputs(s, stream);
924     free(s);
925 }
926 \f
927 /* flow_wildcards functions. */
928
929 /* Initializes 'wc' as a set of wildcards that matches every packet. */
930 void
931 flow_wildcards_init_catchall(struct flow_wildcards *wc)
932 {
933     memset(&wc->masks, 0, sizeof wc->masks);
934 }
935
936 /* Converts a flow into flow wildcards.  It sets the wildcard masks based on
937  * the packet headers extracted to 'flow'.  It will not set the mask for fields
938  * that do not make sense for the packet type.  OpenFlow-only metadata is
939  * wildcarded, but other metadata is unconditionally exact-matched. */
940 void flow_wildcards_init_for_packet(struct flow_wildcards *wc,
941                                     const struct flow *flow)
942 {
943     memset(&wc->masks, 0x0, sizeof wc->masks);
944
945     /* Update this function whenever struct flow changes. */
946     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 31);
947
948     if (flow->tunnel.ip_dst) {
949         if (flow->tunnel.flags & FLOW_TNL_F_KEY) {
950             WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.tun_id);
951         }
952         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.ip_src);
953         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.ip_dst);
954         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.flags);
955         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.ip_tos);
956         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.ip_ttl);
957         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.tp_src);
958         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.tp_dst);
959         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.gbp_id);
960         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.gbp_flags);
961     } else if (flow->tunnel.tun_id) {
962         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.tun_id);
963     }
964
965     /* metadata, regs, and conj_id wildcarded. */
966
967     WC_MASK_FIELD(wc, skb_priority);
968     WC_MASK_FIELD(wc, pkt_mark);
969     WC_MASK_FIELD(wc, recirc_id);
970     WC_MASK_FIELD(wc, dp_hash);
971     WC_MASK_FIELD(wc, in_port);
972
973     /* actset_output wildcarded. */
974
975     WC_MASK_FIELD(wc, dl_dst);
976     WC_MASK_FIELD(wc, dl_src);
977     WC_MASK_FIELD(wc, dl_type);
978     WC_MASK_FIELD(wc, vlan_tci);
979
980     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
981         WC_MASK_FIELD(wc, nw_src);
982         WC_MASK_FIELD(wc, nw_dst);
983     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
984         WC_MASK_FIELD(wc, ipv6_src);
985         WC_MASK_FIELD(wc, ipv6_dst);
986         WC_MASK_FIELD(wc, ipv6_label);
987     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP) ||
988                flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_RARP)) {
989         WC_MASK_FIELD(wc, nw_src);
990         WC_MASK_FIELD(wc, nw_dst);
991         WC_MASK_FIELD(wc, nw_proto);
992         WC_MASK_FIELD(wc, arp_sha);
993         WC_MASK_FIELD(wc, arp_tha);
994         return;
995     } else if (eth_type_mpls(flow->dl_type)) {
996         for (int i = 0; i < FLOW_MAX_MPLS_LABELS; i++) {
997             WC_MASK_FIELD(wc, mpls_lse[i]);
998             if (flow->mpls_lse[i] & htonl(MPLS_BOS_MASK)) {
999                 break;
1000             }
1001         }
1002         return;
1003     } else {
1004         return; /* Unknown ethertype. */
1005     }
1006
1007     /* IPv4 or IPv6. */
1008     WC_MASK_FIELD(wc, nw_frag);
1009     WC_MASK_FIELD(wc, nw_tos);
1010     WC_MASK_FIELD(wc, nw_ttl);
1011     WC_MASK_FIELD(wc, nw_proto);
1012
1013     /* No transport layer header in later fragments. */
1014     if (!(flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER) &&
1015         (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMP ||
1016          flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6 ||
1017          flow->nw_proto == IPPROTO_TCP ||
1018          flow->nw_proto == IPPROTO_UDP ||
1019          flow->nw_proto == IPPROTO_SCTP ||
1020          flow->nw_proto == IPPROTO_IGMP)) {
1021         WC_MASK_FIELD(wc, tp_src);
1022         WC_MASK_FIELD(wc, tp_dst);
1023
1024         if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
1025             WC_MASK_FIELD(wc, tcp_flags);
1026         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6) {
1027             WC_MASK_FIELD(wc, arp_sha);
1028             WC_MASK_FIELD(wc, arp_tha);
1029             WC_MASK_FIELD(wc, nd_target);
1030         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_IGMP) {
1031             WC_MASK_FIELD(wc, igmp_group_ip4);
1032         }
1033     }
1034 }
1035
1036 /* Return a map of possible fields for a packet of the same type as 'flow'.
1037  * Including extra bits in the returned mask is not wrong, it is just less
1038  * optimal.
1039  *
1040  * This is a less precise version of flow_wildcards_init_for_packet() above. */
1041 uint64_t
1042 flow_wc_map(const struct flow *flow)
1043 {
1044     /* Update this function whenever struct flow changes. */
1045     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 31);
1046
1047     uint64_t map = (flow->tunnel.ip_dst) ? MINIFLOW_MAP(tunnel) : 0;
1048
1049     /* Metadata fields that can appear on packet input. */
1050     map |= MINIFLOW_MAP(skb_priority) | MINIFLOW_MAP(pkt_mark)
1051         | MINIFLOW_MAP(recirc_id) | MINIFLOW_MAP(dp_hash)
1052         | MINIFLOW_MAP(in_port)
1053         | MINIFLOW_MAP(dl_dst) | MINIFLOW_MAP(dl_src)
1054         | MINIFLOW_MAP(dl_type) | MINIFLOW_MAP(vlan_tci);
1055
1056     /* Ethertype-dependent fields. */
1057     if (OVS_LIKELY(flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP))) {
1058         map |= MINIFLOW_MAP(nw_src) | MINIFLOW_MAP(nw_dst)
1059             | MINIFLOW_MAP(nw_proto) | MINIFLOW_MAP(nw_frag)
1060             | MINIFLOW_MAP(nw_tos) | MINIFLOW_MAP(nw_ttl);
1061         if (OVS_UNLIKELY(flow->nw_proto == IPPROTO_IGMP)) {
1062             map |= MINIFLOW_MAP(igmp_group_ip4);
1063         } else {
1064             map |= MINIFLOW_MAP(tcp_flags)
1065                 | MINIFLOW_MAP(tp_src) | MINIFLOW_MAP(tp_dst);
1066         }
1067     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1068         map |= MINIFLOW_MAP(ipv6_src) | MINIFLOW_MAP(ipv6_dst)
1069             | MINIFLOW_MAP(ipv6_label)
1070             | MINIFLOW_MAP(nw_proto) | MINIFLOW_MAP(nw_frag)
1071             | MINIFLOW_MAP(nw_tos) | MINIFLOW_MAP(nw_ttl);
1072         if (OVS_UNLIKELY(flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6)) {
1073             map |= MINIFLOW_MAP(nd_target)
1074                 | MINIFLOW_MAP(arp_sha) | MINIFLOW_MAP(arp_tha);
1075         } else {
1076             map |= MINIFLOW_MAP(tcp_flags)
1077                 | MINIFLOW_MAP(tp_src) | MINIFLOW_MAP(tp_dst);
1078         }
1079     } else if (eth_type_mpls(flow->dl_type)) {
1080         map |= MINIFLOW_MAP(mpls_lse);
1081     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP) ||
1082                flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_RARP)) {
1083         map |= MINIFLOW_MAP(nw_src) | MINIFLOW_MAP(nw_dst)
1084             | MINIFLOW_MAP(nw_proto)
1085             | MINIFLOW_MAP(arp_sha) | MINIFLOW_MAP(arp_tha);
1086     }
1087
1088     return map;
1089 }
1090
1091 /* Clear the metadata and register wildcard masks. They are not packet
1092  * header fields. */
1093 void
1094 flow_wildcards_clear_non_packet_fields(struct flow_wildcards *wc)
1095 {
1096     /* Update this function whenever struct flow changes. */
1097     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 31);
1098
1099     memset(&wc->masks.metadata, 0, sizeof wc->masks.metadata);
1100     memset(&wc->masks.regs, 0, sizeof wc->masks.regs);
1101     wc->masks.actset_output = 0;
1102     wc->masks.conj_id = 0;
1103 }
1104
1105 /* Returns true if 'wc' matches every packet, false if 'wc' fixes any bits or
1106  * fields. */
1107 bool
1108 flow_wildcards_is_catchall(const struct flow_wildcards *wc)
1109 {
1110     const uint64_t *wc_u64 = (const uint64_t *) &wc->masks;
1111     size_t i;
1112
1113     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1114         if (wc_u64[i]) {
1115             return false;
1116         }
1117     }
1118     return true;
1119 }
1120
1121 /* Sets 'dst' as the bitwise AND of wildcards in 'src1' and 'src2'.
1122  * That is, a bit or a field is wildcarded in 'dst' if it is wildcarded
1123  * in 'src1' or 'src2' or both.  */
1124 void
1125 flow_wildcards_and(struct flow_wildcards *dst,
1126                    const struct flow_wildcards *src1,
1127                    const struct flow_wildcards *src2)
1128 {
1129     uint64_t *dst_u64 = (uint64_t *) &dst->masks;
1130     const uint64_t *src1_u64 = (const uint64_t *) &src1->masks;
1131     const uint64_t *src2_u64 = (const uint64_t *) &src2->masks;
1132     size_t i;
1133
1134     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1135         dst_u64[i] = src1_u64[i] & src2_u64[i];
1136     }
1137 }
1138
1139 /* Sets 'dst' as the bitwise OR of wildcards in 'src1' and 'src2'.  That
1140  * is, a bit or a field is wildcarded in 'dst' if it is neither
1141  * wildcarded in 'src1' nor 'src2'. */
1142 void
1143 flow_wildcards_or(struct flow_wildcards *dst,
1144                   const struct flow_wildcards *src1,
1145                   const struct flow_wildcards *src2)
1146 {
1147     uint64_t *dst_u64 = (uint64_t *) &dst->masks;
1148     const uint64_t *src1_u64 = (const uint64_t *) &src1->masks;
1149     const uint64_t *src2_u64 = (const uint64_t *) &src2->masks;
1150     size_t i;
1151
1152     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1153         dst_u64[i] = src1_u64[i] | src2_u64[i];
1154     }
1155 }
1156
1157 /* Returns a hash of the wildcards in 'wc'. */
1158 uint32_t
1159 flow_wildcards_hash(const struct flow_wildcards *wc, uint32_t basis)
1160 {
1161     return flow_hash(&wc->masks, basis);
1162 }
1163
1164 /* Returns true if 'a' and 'b' represent the same wildcards, false if they are
1165  * different. */
1166 bool
1167 flow_wildcards_equal(const struct flow_wildcards *a,
1168                      const struct flow_wildcards *b)
1169 {
1170     return flow_equal(&a->masks, &b->masks);
1171 }
1172
1173 /* Returns true if at least one bit or field is wildcarded in 'a' but not in
1174  * 'b', false otherwise. */
1175 bool
1176 flow_wildcards_has_extra(const struct flow_wildcards *a,
1177                          const struct flow_wildcards *b)
1178 {
1179     const uint64_t *a_u64 = (const uint64_t *) &a->masks;
1180     const uint64_t *b_u64 = (const uint64_t *) &b->masks;
1181     size_t i;
1182
1183     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1184         if ((a_u64[i] & b_u64[i]) != b_u64[i]) {
1185             return true;
1186         }
1187     }
1188     return false;
1189 }
1190
1191 /* Returns true if 'a' and 'b' are equal, except that 0-bits (wildcarded bits)
1192  * in 'wc' do not need to be equal in 'a' and 'b'. */
1193 bool
1194 flow_equal_except(const struct flow *a, const struct flow *b,
1195                   const struct flow_wildcards *wc)
1196 {
1197     const uint64_t *a_u64 = (const uint64_t *) a;
1198     const uint64_t *b_u64 = (const uint64_t *) b;
1199     const uint64_t *wc_u64 = (const uint64_t *) &wc->masks;
1200     size_t i;
1201
1202     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1203         if ((a_u64[i] ^ b_u64[i]) & wc_u64[i]) {
1204             return false;
1205         }
1206     }
1207     return true;
1208 }
1209
1210 /* Sets the wildcard mask for register 'idx' in 'wc' to 'mask'.
1211  * (A 0-bit indicates a wildcard bit.) */
1212 void
1213 flow_wildcards_set_reg_mask(struct flow_wildcards *wc, int idx, uint32_t mask)
1214 {
1215     wc->masks.regs[idx] = mask;
1216 }
1217
1218 /* Sets the wildcard mask for register 'idx' in 'wc' to 'mask'.
1219  * (A 0-bit indicates a wildcard bit.) */
1220 void
1221 flow_wildcards_set_xreg_mask(struct flow_wildcards *wc, int idx, uint64_t mask)
1222 {
1223     flow_set_xreg(&wc->masks, idx, mask);
1224 }
1225
1226 /* Calculates the 5-tuple hash from the given miniflow.
1227  * This returns the same value as flow_hash_5tuple for the corresponding
1228  * flow. */
1229 uint32_t
1230 miniflow_hash_5tuple(const struct miniflow *flow, uint32_t basis)
1231 {
1232     uint32_t hash = basis;
1233
1234     if (flow) {
1235         ovs_be16 dl_type = MINIFLOW_GET_BE16(flow, dl_type);
1236
1237         hash = hash_add(hash, MINIFLOW_GET_U8(flow, nw_proto));
1238
1239         /* Separate loops for better optimization. */
1240         if (dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1241             uint64_t map = MINIFLOW_MAP(ipv6_src) | MINIFLOW_MAP(ipv6_dst);
1242             uint64_t value;
1243
1244             MINIFLOW_FOR_EACH_IN_MAP(value, flow, map) {
1245                 hash = hash_add64(hash, value);
1246             }
1247         } else {
1248             hash = hash_add(hash, MINIFLOW_GET_U32(flow, nw_src));
1249             hash = hash_add(hash, MINIFLOW_GET_U32(flow, nw_dst));
1250         }
1251         /* Add both ports at once. */
1252         hash = hash_add(hash, MINIFLOW_GET_U32(flow, tp_src));
1253         hash = hash_finish(hash, 42); /* Arbitrary number. */
1254     }
1255     return hash;
1256 }
1257
1258 ASSERT_SEQUENTIAL_SAME_WORD(tp_src, tp_dst);
1259 ASSERT_SEQUENTIAL(ipv6_src, ipv6_dst);
1260
1261 /* Calculates the 5-tuple hash from the given flow. */
1262 uint32_t
1263 flow_hash_5tuple(const struct flow *flow, uint32_t basis)
1264 {
1265     uint32_t hash = basis;
1266
1267     if (flow) {
1268         hash = hash_add(hash, flow->nw_proto);
1269
1270         if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1271             const uint64_t *flow_u64 = (const uint64_t *)flow;
1272             int ofs = offsetof(struct flow, ipv6_src) / 8;
1273             int end = ofs + 2 * sizeof flow->ipv6_src / 8;
1274
1275             for (;ofs < end; ofs++) {
1276                 hash = hash_add64(hash, flow_u64[ofs]);
1277             }
1278         } else {
1279             hash = hash_add(hash, (OVS_FORCE uint32_t) flow->nw_src);
1280             hash = hash_add(hash, (OVS_FORCE uint32_t) flow->nw_dst);
1281         }
1282         /* Add both ports at once. */
1283         hash = hash_add(hash,
1284                         ((const uint32_t *)flow)[offsetof(struct flow, tp_src)
1285                                                  / sizeof(uint32_t)]);
1286         hash = hash_finish(hash, 42); /* Arbitrary number. */
1287     }
1288     return hash;
1289 }
1290
1291 /* Hashes 'flow' based on its L2 through L4 protocol information. */
1292 uint32_t
1293 flow_hash_symmetric_l4(const struct flow *flow, uint32_t basis)
1294 {
1295     struct {
1296         union {
1297             ovs_be32 ipv4_addr;
1298             struct in6_addr ipv6_addr;
1299         };
1300         ovs_be16 eth_type;
1301         ovs_be16 vlan_tci;
1302         ovs_be16 tp_port;
1303         uint8_t eth_addr[ETH_ADDR_LEN];
1304         uint8_t ip_proto;
1305     } fields;
1306
1307     int i;
1308
1309     memset(&fields, 0, sizeof fields);
1310     for (i = 0; i < ETH_ADDR_LEN; i++) {
1311         fields.eth_addr[i] = flow->dl_src[i] ^ flow->dl_dst[i];
1312     }
1313     fields.vlan_tci = flow->vlan_tci & htons(VLAN_VID_MASK);
1314     fields.eth_type = flow->dl_type;
1315
1316     /* UDP source and destination port are not taken into account because they
1317      * will not necessarily be symmetric in a bidirectional flow. */
1318     if (fields.eth_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1319         fields.ipv4_addr = flow->nw_src ^ flow->nw_dst;
1320         fields.ip_proto = flow->nw_proto;
1321         if (fields.ip_proto == IPPROTO_TCP || fields.ip_proto == IPPROTO_SCTP) {
1322             fields.tp_port = flow->tp_src ^ flow->tp_dst;
1323         }
1324     } else if (fields.eth_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1325         const uint8_t *a = &flow->ipv6_src.s6_addr[0];
1326         const uint8_t *b = &flow->ipv6_dst.s6_addr[0];
1327         uint8_t *ipv6_addr = &fields.ipv6_addr.s6_addr[0];
1328
1329         for (i=0; i<16; i++) {
1330             ipv6_addr[i] = a[i] ^ b[i];
1331         }
1332         fields.ip_proto = flow->nw_proto;
1333         if (fields.ip_proto == IPPROTO_TCP || fields.ip_proto == IPPROTO_SCTP) {
1334             fields.tp_port = flow->tp_src ^ flow->tp_dst;
1335         }
1336     }
1337     return jhash_bytes(&fields, sizeof fields, basis);
1338 }
1339
1340 /* Initialize a flow with random fields that matter for nx_hash_fields. */
1341 void
1342 flow_random_hash_fields(struct flow *flow)
1343 {
1344     uint16_t rnd = random_uint16();
1345
1346     /* Initialize to all zeros. */
1347     memset(flow, 0, sizeof *flow);
1348
1349     eth_addr_random(flow->dl_src);
1350     eth_addr_random(flow->dl_dst);
1351
1352     flow->vlan_tci = (OVS_FORCE ovs_be16) (random_uint16() & VLAN_VID_MASK);
1353
1354     /* Make most of the random flows IPv4, some IPv6, and rest random. */
1355     flow->dl_type = rnd < 0x8000 ? htons(ETH_TYPE_IP) :
1356         rnd < 0xc000 ? htons(ETH_TYPE_IPV6) : (OVS_FORCE ovs_be16)rnd;
1357
1358     if (dl_type_is_ip_any(flow->dl_type)) {
1359         if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1360             flow->nw_src = (OVS_FORCE ovs_be32)random_uint32();
1361             flow->nw_dst = (OVS_FORCE ovs_be32)random_uint32();
1362         } else {
1363             random_bytes(&flow->ipv6_src, sizeof flow->ipv6_src);
1364             random_bytes(&flow->ipv6_dst, sizeof flow->ipv6_dst);
1365         }
1366         /* Make most of IP flows TCP, some UDP or SCTP, and rest random. */
1367         rnd = random_uint16();
1368         flow->nw_proto = rnd < 0x8000 ? IPPROTO_TCP :
1369             rnd < 0xc000 ? IPPROTO_UDP :
1370             rnd < 0xd000 ? IPPROTO_SCTP : (uint8_t)rnd;
1371         if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP ||
1372             flow->nw_proto == IPPROTO_UDP ||
1373             flow->nw_proto == IPPROTO_SCTP) {
1374             flow->tp_src = (OVS_FORCE ovs_be16)random_uint16();
1375             flow->tp_dst = (OVS_FORCE ovs_be16)random_uint16();
1376         }
1377     }
1378 }
1379
1380 /* Masks the fields in 'wc' that are used by the flow hash 'fields'. */
1381 void
1382 flow_mask_hash_fields(const struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc,
1383                       enum nx_hash_fields fields)
1384 {
1385     switch (fields) {
1386     case NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC:
1387         memset(&wc->masks.dl_src, 0xff, sizeof wc->masks.dl_src);
1388         break;
1389
1390     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4:
1391         memset(&wc->masks.dl_src, 0xff, sizeof wc->masks.dl_src);
1392         memset(&wc->masks.dl_dst, 0xff, sizeof wc->masks.dl_dst);
1393         if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1394             memset(&wc->masks.nw_src, 0xff, sizeof wc->masks.nw_src);
1395             memset(&wc->masks.nw_dst, 0xff, sizeof wc->masks.nw_dst);
1396         } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1397             memset(&wc->masks.ipv6_src, 0xff, sizeof wc->masks.ipv6_src);
1398             memset(&wc->masks.ipv6_dst, 0xff, sizeof wc->masks.ipv6_dst);
1399         }
1400         if (is_ip_any(flow)) {
1401             memset(&wc->masks.nw_proto, 0xff, sizeof wc->masks.nw_proto);
1402             flow_unwildcard_tp_ports(flow, wc);
1403         }
1404         wc->masks.vlan_tci |= htons(VLAN_VID_MASK | VLAN_CFI);
1405         break;
1406
1407     default:
1408         OVS_NOT_REACHED();
1409     }
1410 }
1411
1412 /* Hashes the portions of 'flow' designated by 'fields'. */
1413 uint32_t
1414 flow_hash_fields(const struct flow *flow, enum nx_hash_fields fields,
1415                  uint16_t basis)
1416 {
1417     switch (fields) {
1418
1419     case NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC:
1420         return jhash_bytes(flow->dl_src, sizeof flow->dl_src, basis);
1421
1422     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4:
1423         return flow_hash_symmetric_l4(flow, basis);
1424     }
1425
1426     OVS_NOT_REACHED();
1427 }
1428
1429 /* Returns a string representation of 'fields'. */
1430 const char *
1431 flow_hash_fields_to_str(enum nx_hash_fields fields)
1432 {
1433     switch (fields) {
1434     case NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC: return "eth_src";
1435     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4: return "symmetric_l4";
1436     default: return "<unknown>";
1437     }
1438 }
1439
1440 /* Returns true if the value of 'fields' is supported. Otherwise false. */
1441 bool
1442 flow_hash_fields_valid(enum nx_hash_fields fields)
1443 {
1444     return fields == NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC
1445         || fields == NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4;
1446 }
1447
1448 /* Returns a hash value for the bits of 'flow' that are active based on
1449  * 'wc', given 'basis'. */
1450 uint32_t
1451 flow_hash_in_wildcards(const struct flow *flow,
1452                        const struct flow_wildcards *wc, uint32_t basis)
1453 {
1454     const uint64_t *wc_u64 = (const uint64_t *) &wc->masks;
1455     const uint64_t *flow_u64 = (const uint64_t *) flow;
1456     uint32_t hash;
1457     size_t i;
1458
1459     hash = basis;
1460     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1461         hash = hash_add64(hash, flow_u64[i] & wc_u64[i]);
1462     }
1463     return hash_finish(hash, 8 * FLOW_U64S);
1464 }
1465
1466 /* Sets the VLAN VID that 'flow' matches to 'vid', which is interpreted as an
1467  * OpenFlow 1.0 "dl_vlan" value:
1468  *
1469  *      - If it is in the range 0...4095, 'flow->vlan_tci' is set to match
1470  *        that VLAN.  Any existing PCP match is unchanged (it becomes 0 if
1471  *        'flow' previously matched packets without a VLAN header).
1472  *
1473  *      - If it is OFP_VLAN_NONE, 'flow->vlan_tci' is set to match a packet
1474  *        without a VLAN tag.
1475  *
1476  *      - Other values of 'vid' should not be used. */
1477 void
1478 flow_set_dl_vlan(struct flow *flow, ovs_be16 vid)
1479 {
1480     if (vid == htons(OFP10_VLAN_NONE)) {
1481         flow->vlan_tci = htons(0);
1482     } else {
1483         vid &= htons(VLAN_VID_MASK);
1484         flow->vlan_tci &= ~htons(VLAN_VID_MASK);
1485         flow->vlan_tci |= htons(VLAN_CFI) | vid;
1486     }
1487 }
1488
1489 /* Sets the VLAN VID that 'flow' matches to 'vid', which is interpreted as an
1490  * OpenFlow 1.2 "vlan_vid" value, that is, the low 13 bits of 'vlan_tci' (VID
1491  * plus CFI). */
1492 void
1493 flow_set_vlan_vid(struct flow *flow, ovs_be16 vid)
1494 {
1495     ovs_be16 mask = htons(VLAN_VID_MASK | VLAN_CFI);
1496     flow->vlan_tci &= ~mask;
1497     flow->vlan_tci |= vid & mask;
1498 }
1499
1500 /* Sets the VLAN PCP that 'flow' matches to 'pcp', which should be in the
1501  * range 0...7.
1502  *
1503  * This function has no effect on the VLAN ID that 'flow' matches.
1504  *
1505  * After calling this function, 'flow' will not match packets without a VLAN
1506  * header. */
1507 void
1508 flow_set_vlan_pcp(struct flow *flow, uint8_t pcp)
1509 {
1510     pcp &= 0x07;
1511     flow->vlan_tci &= ~htons(VLAN_PCP_MASK);
1512     flow->vlan_tci |= htons((pcp << VLAN_PCP_SHIFT) | VLAN_CFI);
1513 }
1514
1515 /* Returns the number of MPLS LSEs present in 'flow'
1516  *
1517  * Returns 0 if the 'dl_type' of 'flow' is not an MPLS ethernet type.
1518  * Otherwise traverses 'flow''s MPLS label stack stopping at the
1519  * first entry that has the BoS bit set. If no such entry exists then
1520  * the maximum number of LSEs that can be stored in 'flow' is returned.
1521  */
1522 int
1523 flow_count_mpls_labels(const struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc)
1524 {
1525     /* dl_type is always masked. */
1526     if (eth_type_mpls(flow->dl_type)) {
1527         int i;
1528         int cnt;
1529
1530         cnt = 0;
1531         for (i = 0; i < FLOW_MAX_MPLS_LABELS; i++) {
1532             if (wc) {
1533                 wc->masks.mpls_lse[i] |= htonl(MPLS_BOS_MASK);
1534             }
1535             if (flow->mpls_lse[i] & htonl(MPLS_BOS_MASK)) {
1536                 return i + 1;
1537             }
1538             if (flow->mpls_lse[i]) {
1539                 cnt++;
1540             }
1541         }
1542         return cnt;
1543     } else {
1544         return 0;
1545     }
1546 }
1547
1548 /* Returns the number consecutive of MPLS LSEs, starting at the
1549  * innermost LSE, that are common in 'a' and 'b'.
1550  *
1551  * 'an' must be flow_count_mpls_labels(a).
1552  * 'bn' must be flow_count_mpls_labels(b).
1553  */
1554 int
1555 flow_count_common_mpls_labels(const struct flow *a, int an,
1556                               const struct flow *b, int bn,
1557                               struct flow_wildcards *wc)
1558 {
1559     int min_n = MIN(an, bn);
1560     if (min_n == 0) {
1561         return 0;
1562     } else {
1563         int common_n = 0;
1564         int a_last = an - 1;
1565         int b_last = bn - 1;
1566         int i;
1567
1568         for (i = 0; i < min_n; i++) {
1569             if (wc) {
1570                 wc->masks.mpls_lse[a_last - i] = OVS_BE32_MAX;
1571                 wc->masks.mpls_lse[b_last - i] = OVS_BE32_MAX;
1572             }
1573             if (a->mpls_lse[a_last - i] != b->mpls_lse[b_last - i]) {
1574                 break;
1575             } else {
1576                 common_n++;
1577             }
1578         }
1579
1580         return common_n;
1581     }
1582 }
1583
1584 /* Adds a new outermost MPLS label to 'flow' and changes 'flow''s Ethernet type
1585  * to 'mpls_eth_type', which must be an MPLS Ethertype.
1586  *
1587  * If the new label is the first MPLS label in 'flow', it is generated as;
1588  *
1589  *     - label: 2, if 'flow' is IPv6, otherwise 0.
1590  *
1591  *     - TTL: IPv4 or IPv6 TTL, if present and nonzero, otherwise 64.
1592  *
1593  *     - TC: IPv4 or IPv6 TOS, if present, otherwise 0.
1594  *
1595  *     - BoS: 1.
1596  *
1597  * If the new label is the second or later label MPLS label in 'flow', it is
1598  * generated as;
1599  *
1600  *     - label: Copied from outer label.
1601  *
1602  *     - TTL: Copied from outer label.
1603  *
1604  *     - TC: Copied from outer label.
1605  *
1606  *     - BoS: 0.
1607  *
1608  * 'n' must be flow_count_mpls_labels(flow).  'n' must be less than
1609  * FLOW_MAX_MPLS_LABELS (because otherwise flow->mpls_lse[] would overflow).
1610  */
1611 void
1612 flow_push_mpls(struct flow *flow, int n, ovs_be16 mpls_eth_type,
1613                struct flow_wildcards *wc)
1614 {
1615     ovs_assert(eth_type_mpls(mpls_eth_type));
1616     ovs_assert(n < FLOW_MAX_MPLS_LABELS);
1617
1618     if (n) {
1619         int i;
1620
1621         if (wc) {
1622             memset(&wc->masks.mpls_lse, 0xff, sizeof *wc->masks.mpls_lse * n);
1623         }
1624         for (i = n; i >= 1; i--) {
1625             flow->mpls_lse[i] = flow->mpls_lse[i - 1];
1626         }
1627         flow->mpls_lse[0] = (flow->mpls_lse[1] & htonl(~MPLS_BOS_MASK));
1628     } else {
1629         int label = 0;          /* IPv4 Explicit Null. */
1630         int tc = 0;
1631         int ttl = 64;
1632
1633         if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1634             label = 2;
1635         }
1636
1637         if (is_ip_any(flow)) {
1638             tc = (flow->nw_tos & IP_DSCP_MASK) >> 2;
1639             if (wc) {
1640                 wc->masks.nw_tos |= IP_DSCP_MASK;
1641                 wc->masks.nw_ttl = 0xff;
1642             }
1643
1644             if (flow->nw_ttl) {
1645                 ttl = flow->nw_ttl;
1646             }
1647         }
1648
1649         flow->mpls_lse[0] = set_mpls_lse_values(ttl, tc, 1, htonl(label));
1650
1651         /* Clear all L3 and L4 fields and dp_hash. */
1652         BUILD_ASSERT(FLOW_WC_SEQ == 31);
1653         memset((char *) flow + FLOW_SEGMENT_2_ENDS_AT, 0,
1654                sizeof(struct flow) - FLOW_SEGMENT_2_ENDS_AT);
1655         flow->dp_hash = 0;
1656     }
1657     flow->dl_type = mpls_eth_type;
1658 }
1659
1660 /* Tries to remove the outermost MPLS label from 'flow'.  Returns true if
1661  * successful, false otherwise.  On success, sets 'flow''s Ethernet type to
1662  * 'eth_type'.
1663  *
1664  * 'n' must be flow_count_mpls_labels(flow). */
1665 bool
1666 flow_pop_mpls(struct flow *flow, int n, ovs_be16 eth_type,
1667               struct flow_wildcards *wc)
1668 {
1669     int i;
1670
1671     if (n == 0) {
1672         /* Nothing to pop. */
1673         return false;
1674     } else if (n == FLOW_MAX_MPLS_LABELS) {
1675         if (wc) {
1676             wc->masks.mpls_lse[n - 1] |= htonl(MPLS_BOS_MASK);
1677         }
1678         if (!(flow->mpls_lse[n - 1] & htonl(MPLS_BOS_MASK))) {
1679             /* Can't pop because don't know what to fill in mpls_lse[n - 1]. */
1680             return false;
1681         }
1682     }
1683
1684     if (wc) {
1685         memset(&wc->masks.mpls_lse[1], 0xff,
1686                sizeof *wc->masks.mpls_lse * (n - 1));
1687     }
1688     for (i = 1; i < n; i++) {
1689         flow->mpls_lse[i - 1] = flow->mpls_lse[i];
1690     }
1691     flow->mpls_lse[n - 1] = 0;
1692     flow->dl_type = eth_type;
1693     return true;
1694 }
1695
1696 /* Sets the MPLS Label that 'flow' matches to 'label', which is interpreted
1697  * as an OpenFlow 1.1 "mpls_label" value. */
1698 void
1699 flow_set_mpls_label(struct flow *flow, int idx, ovs_be32 label)
1700 {
1701     set_mpls_lse_label(&flow->mpls_lse[idx], label);
1702 }
1703
1704 /* Sets the MPLS TTL that 'flow' matches to 'ttl', which should be in the
1705  * range 0...255. */
1706 void
1707 flow_set_mpls_ttl(struct flow *flow, int idx, uint8_t ttl)
1708 {
1709     set_mpls_lse_ttl(&flow->mpls_lse[idx], ttl);
1710 }
1711
1712 /* Sets the MPLS TC that 'flow' matches to 'tc', which should be in the
1713  * range 0...7. */
1714 void
1715 flow_set_mpls_tc(struct flow *flow, int idx, uint8_t tc)
1716 {
1717     set_mpls_lse_tc(&flow->mpls_lse[idx], tc);
1718 }
1719
1720 /* Sets the MPLS BOS bit that 'flow' matches to which should be 0 or 1. */
1721 void
1722 flow_set_mpls_bos(struct flow *flow, int idx, uint8_t bos)
1723 {
1724     set_mpls_lse_bos(&flow->mpls_lse[idx], bos);
1725 }
1726
1727 /* Sets the entire MPLS LSE. */
1728 void
1729 flow_set_mpls_lse(struct flow *flow, int idx, ovs_be32 lse)
1730 {
1731     flow->mpls_lse[idx] = lse;
1732 }
1733
1734 static size_t
1735 flow_compose_l4(struct dp_packet *p, const struct flow *flow)
1736 {
1737     size_t l4_len = 0;
1738
1739     if (!(flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_ANY)
1740         || !(flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER)) {
1741         if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
1742             struct tcp_header *tcp;
1743
1744             l4_len = sizeof *tcp;
1745             tcp = dp_packet_put_zeros(p, l4_len);
1746             tcp->tcp_src = flow->tp_src;
1747             tcp->tcp_dst = flow->tp_dst;
1748             tcp->tcp_ctl = TCP_CTL(ntohs(flow->tcp_flags), 5);
1749         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
1750             struct udp_header *udp;
1751
1752             l4_len = sizeof *udp;
1753             udp = dp_packet_put_zeros(p, l4_len);
1754             udp->udp_src = flow->tp_src;
1755             udp->udp_dst = flow->tp_dst;
1756         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_SCTP) {
1757             struct sctp_header *sctp;
1758
1759             l4_len = sizeof *sctp;
1760             sctp = dp_packet_put_zeros(p, l4_len);
1761             sctp->sctp_src = flow->tp_src;
1762             sctp->sctp_dst = flow->tp_dst;
1763         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMP) {
1764             struct icmp_header *icmp;
1765
1766             l4_len = sizeof *icmp;
1767             icmp = dp_packet_put_zeros(p, l4_len);
1768             icmp->icmp_type = ntohs(flow->tp_src);
1769             icmp->icmp_code = ntohs(flow->tp_dst);
1770             icmp->icmp_csum = csum(icmp, ICMP_HEADER_LEN);
1771         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_IGMP) {
1772             struct igmp_header *igmp;
1773
1774             l4_len = sizeof *igmp;
1775             igmp = dp_packet_put_zeros(p, l4_len);
1776             igmp->igmp_type = ntohs(flow->tp_src);
1777             igmp->igmp_code = ntohs(flow->tp_dst);
1778             put_16aligned_be32(&igmp->group, flow->igmp_group_ip4);
1779             igmp->igmp_csum = csum(igmp, IGMP_HEADER_LEN);
1780         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6) {
1781             struct icmp6_hdr *icmp;
1782
1783             l4_len = sizeof *icmp;
1784             icmp = dp_packet_put_zeros(p, l4_len);
1785             icmp->icmp6_type = ntohs(flow->tp_src);
1786             icmp->icmp6_code = ntohs(flow->tp_dst);
1787
1788             if (icmp->icmp6_code == 0 &&
1789                 (icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_SOLICIT ||
1790                  icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_ADVERT)) {
1791                 struct in6_addr *nd_target;
1792                 struct nd_opt_hdr *nd_opt;
1793
1794                 l4_len += sizeof *nd_target;
1795                 nd_target = dp_packet_put_zeros(p, sizeof *nd_target);
1796                 *nd_target = flow->nd_target;
1797
1798                 if (!eth_addr_is_zero(flow->arp_sha)) {
1799                     l4_len += 8;
1800                     nd_opt = dp_packet_put_zeros(p, 8);
1801                     nd_opt->nd_opt_len = 1;
1802                     nd_opt->nd_opt_type = ND_OPT_SOURCE_LINKADDR;
1803                     memcpy(nd_opt + 1, flow->arp_sha, ETH_ADDR_LEN);
1804                 }
1805                 if (!eth_addr_is_zero(flow->arp_tha)) {
1806                     l4_len += 8;
1807                     nd_opt = dp_packet_put_zeros(p, 8);
1808                     nd_opt->nd_opt_len = 1;
1809                     nd_opt->nd_opt_type = ND_OPT_TARGET_LINKADDR;
1810                     memcpy(nd_opt + 1, flow->arp_tha, ETH_ADDR_LEN);
1811                 }
1812             }
1813             icmp->icmp6_cksum = (OVS_FORCE uint16_t)
1814                 csum(icmp, (char *)dp_packet_tail(p) - (char *)icmp);
1815         }
1816     }
1817     return l4_len;
1818 }
1819
1820 /* Puts into 'b' a packet that flow_extract() would parse as having the given
1821  * 'flow'.
1822  *
1823  * (This is useful only for testing, obviously, and the packet isn't really
1824  * valid. It hasn't got some checksums filled in, for one, and lots of fields
1825  * are just zeroed.) */
1826 void
1827 flow_compose(struct dp_packet *p, const struct flow *flow)
1828 {
1829     size_t l4_len;
1830
1831     /* eth_compose() sets l3 pointer and makes sure it is 32-bit aligned. */
1832     eth_compose(p, flow->dl_dst, flow->dl_src, ntohs(flow->dl_type), 0);
1833     if (flow->dl_type == htons(FLOW_DL_TYPE_NONE)) {
1834         struct eth_header *eth = dp_packet_l2(p);
1835         eth->eth_type = htons(dp_packet_size(p));
1836         return;
1837     }
1838
1839     if (flow->vlan_tci & htons(VLAN_CFI)) {
1840         eth_push_vlan(p, htons(ETH_TYPE_VLAN), flow->vlan_tci);
1841     }
1842
1843     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1844         struct ip_header *ip;
1845
1846         ip = dp_packet_put_zeros(p, sizeof *ip);
1847         ip->ip_ihl_ver = IP_IHL_VER(5, 4);
1848         ip->ip_tos = flow->nw_tos;
1849         ip->ip_ttl = flow->nw_ttl;
1850         ip->ip_proto = flow->nw_proto;
1851         put_16aligned_be32(&ip->ip_src, flow->nw_src);
1852         put_16aligned_be32(&ip->ip_dst, flow->nw_dst);
1853
1854         if (flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_ANY) {
1855             ip->ip_frag_off |= htons(IP_MORE_FRAGMENTS);
1856             if (flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER) {
1857                 ip->ip_frag_off |= htons(100);
1858             }
1859         }
1860
1861         dp_packet_set_l4(p, dp_packet_tail(p));
1862
1863         l4_len = flow_compose_l4(p, flow);
1864
1865         ip = dp_packet_l3(p);
1866         ip->ip_tot_len = htons(p->l4_ofs - p->l3_ofs + l4_len);
1867         ip->ip_csum = csum(ip, sizeof *ip);
1868     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1869         struct ovs_16aligned_ip6_hdr *nh;
1870
1871         nh = dp_packet_put_zeros(p, sizeof *nh);
1872         put_16aligned_be32(&nh->ip6_flow, htonl(6 << 28) |
1873                            htonl(flow->nw_tos << 20) | flow->ipv6_label);
1874         nh->ip6_hlim = flow->nw_ttl;
1875         nh->ip6_nxt = flow->nw_proto;
1876
1877         memcpy(&nh->ip6_src, &flow->ipv6_src, sizeof(nh->ip6_src));
1878         memcpy(&nh->ip6_dst, &flow->ipv6_dst, sizeof(nh->ip6_dst));
1879
1880         dp_packet_set_l4(p, dp_packet_tail(p));
1881
1882         l4_len = flow_compose_l4(p, flow);
1883
1884         nh = dp_packet_l3(p);
1885         nh->ip6_plen = htons(l4_len);
1886     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP) ||
1887                flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_RARP)) {
1888         struct arp_eth_header *arp;
1889
1890         arp = dp_packet_put_zeros(p, sizeof *arp);
1891         dp_packet_set_l3(p, arp);
1892         arp->ar_hrd = htons(1);
1893         arp->ar_pro = htons(ETH_TYPE_IP);
1894         arp->ar_hln = ETH_ADDR_LEN;
1895         arp->ar_pln = 4;
1896         arp->ar_op = htons(flow->nw_proto);
1897
1898         if (flow->nw_proto == ARP_OP_REQUEST ||
1899             flow->nw_proto == ARP_OP_REPLY) {
1900             put_16aligned_be32(&arp->ar_spa, flow->nw_src);
1901             put_16aligned_be32(&arp->ar_tpa, flow->nw_dst);
1902             memcpy(arp->ar_sha, flow->arp_sha, ETH_ADDR_LEN);
1903             memcpy(arp->ar_tha, flow->arp_tha, ETH_ADDR_LEN);
1904         }
1905     }
1906
1907     if (eth_type_mpls(flow->dl_type)) {
1908         int n;
1909
1910         p->l2_5_ofs = p->l3_ofs;
1911         for (n = 1; n < FLOW_MAX_MPLS_LABELS; n++) {
1912             if (flow->mpls_lse[n - 1] & htonl(MPLS_BOS_MASK)) {
1913                 break;
1914             }
1915         }
1916         while (n > 0) {
1917             push_mpls(p, flow->dl_type, flow->mpls_lse[--n]);
1918         }
1919     }
1920 }
1921 \f
1922 /* Compressed flow. */
1923
1924 static int
1925 miniflow_n_values(const struct miniflow *flow)
1926 {
1927     return count_1bits(flow->map);
1928 }
1929
1930 static uint64_t *
1931 miniflow_alloc_values(struct miniflow *flow, int n)
1932 {
1933     int size = MINIFLOW_VALUES_SIZE(n);
1934
1935     if (size <= sizeof flow->inline_values) {
1936         flow->values_inline = true;
1937         return flow->inline_values;
1938     } else {
1939         COVERAGE_INC(miniflow_malloc);
1940         flow->values_inline = false;
1941         flow->offline_values = xmalloc(size);
1942         return flow->offline_values;
1943     }
1944 }
1945
1946 /* Completes an initialization of 'dst' as a miniflow copy of 'src' begun by
1947  * the caller.  The caller must have already initialized 'dst->map' properly
1948  * to indicate the significant uint64_t elements of 'src'.  'n' must be the
1949  * number of 1-bits in 'dst->map'.
1950  *
1951  * Normally the significant elements are the ones that are non-zero.  However,
1952  * when a miniflow is initialized from a (mini)mask, the values can be zeroes,
1953  * so that the flow and mask always have the same maps.
1954  *
1955  * This function initializes values (either inline if possible or with
1956  * malloc() otherwise) and copies the uint64_t elements of 'src' indicated by
1957  * 'dst->map' into it. */
1958 static void
1959 miniflow_init__(struct miniflow *dst, const struct flow *src, int n)
1960 {
1961     const uint64_t *src_u64 = (const uint64_t *) src;
1962     uint64_t *dst_u64 = miniflow_alloc_values(dst, n);
1963     int idx;
1964
1965     MAP_FOR_EACH_INDEX(idx, dst->map) {
1966         *dst_u64++ = src_u64[idx];
1967     }
1968 }
1969
1970 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'.  The caller must eventually free 'dst'
1971  * with miniflow_destroy().
1972  * Always allocates offline storage. */
1973 void
1974 miniflow_init(struct miniflow *dst, const struct flow *src)
1975 {
1976     const uint64_t *src_u64 = (const uint64_t *) src;
1977     unsigned int i;
1978     int n;
1979
1980     /* Initialize dst->map, counting the number of nonzero elements. */
1981     n = 0;
1982     dst->map = 0;
1983
1984     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1985         if (src_u64[i]) {
1986             dst->map |= UINT64_C(1) << i;
1987             n++;
1988         }
1989     }
1990
1991     miniflow_init__(dst, src, n);
1992 }
1993
1994 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src', using 'mask->map' as 'dst''s map.  The
1995  * caller must eventually free 'dst' with miniflow_destroy(). */
1996 void
1997 miniflow_init_with_minimask(struct miniflow *dst, const struct flow *src,
1998                             const struct minimask *mask)
1999 {
2000     dst->map = mask->masks.map;
2001     miniflow_init__(dst, src, miniflow_n_values(dst));
2002 }
2003
2004 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'.  The caller must eventually free 'dst'
2005  * with miniflow_destroy(). */
2006 void
2007 miniflow_clone(struct miniflow *dst, const struct miniflow *src)
2008 {
2009     int size = MINIFLOW_VALUES_SIZE(miniflow_n_values(src));
2010     uint64_t *values;
2011
2012     dst->map = src->map;
2013     if (size <= sizeof dst->inline_values) {
2014         dst->values_inline = true;
2015         values = dst->inline_values;
2016     } else {
2017         dst->values_inline = false;
2018         COVERAGE_INC(miniflow_malloc);
2019         dst->offline_values = xmalloc(size);
2020         values = dst->offline_values;
2021     }
2022     memcpy(values, miniflow_get_values(src), size);
2023 }
2024
2025 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'.  The caller must have allocated
2026  * 'dst' to have inline space all data in 'src'. */
2027 void
2028 miniflow_clone_inline(struct miniflow *dst, const struct miniflow *src,
2029                       size_t n_values)
2030 {
2031     dst->values_inline = true;
2032     dst->map = src->map;
2033     memcpy(dst->inline_values, miniflow_get_values(src),
2034            MINIFLOW_VALUES_SIZE(n_values));
2035 }
2036
2037 /* Initializes 'dst' with the data in 'src', destroying 'src'.
2038  * The caller must eventually free 'dst' with miniflow_destroy().
2039  * 'dst' must be regularly sized miniflow, but 'src' can have
2040  * storage for more than the default MINI_N_INLINE inline
2041  * values. */
2042 void
2043 miniflow_move(struct miniflow *dst, struct miniflow *src)
2044 {
2045     int size = MINIFLOW_VALUES_SIZE(miniflow_n_values(src));
2046
2047     dst->map = src->map;
2048     if (size <= sizeof dst->inline_values) {
2049         dst->values_inline = true;
2050         memcpy(dst->inline_values, miniflow_get_values(src), size);
2051         miniflow_destroy(src);
2052     } else if (src->values_inline) {
2053         dst->values_inline = false;
2054         COVERAGE_INC(miniflow_malloc);
2055         dst->offline_values = xmalloc(size);
2056         memcpy(dst->offline_values, src->inline_values, size);
2057     } else {
2058         dst->values_inline = false;
2059         dst->offline_values = src->offline_values;
2060     }
2061 }
2062
2063 /* Frees any memory owned by 'flow'.  Does not free the storage in which 'flow'
2064  * itself resides; the caller is responsible for that. */
2065 void
2066 miniflow_destroy(struct miniflow *flow)
2067 {
2068     if (!flow->values_inline) {
2069         free(flow->offline_values);
2070     }
2071 }
2072
2073 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'. */
2074 void
2075 miniflow_expand(const struct miniflow *src, struct flow *dst)
2076 {
2077     memset(dst, 0, sizeof *dst);
2078     flow_union_with_miniflow(dst, src);
2079 }
2080
2081 /* Returns true if 'a' and 'b' are the equal miniflow, false otherwise. */
2082 bool
2083 miniflow_equal(const struct miniflow *a, const struct miniflow *b)
2084 {
2085     const uint64_t *ap = miniflow_get_values(a);
2086     const uint64_t *bp = miniflow_get_values(b);
2087
2088     if (OVS_LIKELY(a->map == b->map)) {
2089         int count = miniflow_n_values(a);
2090
2091         return !memcmp(ap, bp, count * sizeof *ap);
2092     } else {
2093         uint64_t map;
2094
2095         for (map = a->map | b->map; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
2096             uint64_t bit = rightmost_1bit(map);
2097
2098             if ((a->map & bit ? *ap++ : 0) != (b->map & bit ? *bp++ : 0)) {
2099                 return false;
2100             }
2101         }
2102     }
2103
2104     return true;
2105 }
2106
2107 /* Returns false if 'a' and 'b' differ at the places where there are 1-bits
2108  * in 'mask', true otherwise. */
2109 bool
2110 miniflow_equal_in_minimask(const struct miniflow *a, const struct miniflow *b,
2111                            const struct minimask *mask)
2112 {
2113     const uint64_t *p = miniflow_get_values(&mask->masks);
2114     int idx;
2115
2116     MAP_FOR_EACH_INDEX(idx, mask->masks.map) {
2117         if ((miniflow_get(a, idx) ^ miniflow_get(b, idx)) & *p++) {
2118             return false;
2119         }
2120     }
2121
2122     return true;
2123 }
2124
2125 /* Returns true if 'a' and 'b' are equal at the places where there are 1-bits
2126  * in 'mask', false if they differ. */
2127 bool
2128 miniflow_equal_flow_in_minimask(const struct miniflow *a, const struct flow *b,
2129                                 const struct minimask *mask)
2130 {
2131     const uint64_t *b_u64 = (const uint64_t *) b;
2132     const uint64_t *p = miniflow_get_values(&mask->masks);
2133     int idx;
2134
2135     MAP_FOR_EACH_INDEX(idx, mask->masks.map) {
2136         if ((miniflow_get(a, idx) ^ b_u64[idx]) & *p++) {
2137             return false;
2138         }
2139     }
2140
2141     return true;
2142 }
2143
2144 \f
2145 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'.  The caller must eventually free 'dst'
2146  * with minimask_destroy(). */
2147 void
2148 minimask_init(struct minimask *mask, const struct flow_wildcards *wc)
2149 {
2150     miniflow_init(&mask->masks, &wc->masks);
2151 }
2152
2153 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'.  The caller must eventually free 'dst'
2154  * with minimask_destroy(). */
2155 void
2156 minimask_clone(struct minimask *dst, const struct minimask *src)
2157 {
2158     miniflow_clone(&dst->masks, &src->masks);
2159 }
2160
2161 /* Initializes 'dst' with the data in 'src', destroying 'src'.
2162  * The caller must eventually free 'dst' with minimask_destroy(). */
2163 void
2164 minimask_move(struct minimask *dst, struct minimask *src)
2165 {
2166     miniflow_move(&dst->masks, &src->masks);
2167 }
2168
2169 /* Initializes 'dst_' as the bit-wise "and" of 'a_' and 'b_'.
2170  *
2171  * The caller must provide room for FLOW_U64S "uint64_t"s in 'storage', for use
2172  * by 'dst_'.  The caller must *not* free 'dst_' with minimask_destroy(). */
2173 void
2174 minimask_combine(struct minimask *dst_,
2175                  const struct minimask *a_, const struct minimask *b_,
2176                  uint64_t storage[FLOW_U64S])
2177 {
2178     struct miniflow *dst = &dst_->masks;
2179     uint64_t *dst_values = storage;
2180     const struct miniflow *a = &a_->masks;
2181     const struct miniflow *b = &b_->masks;
2182     int idx;
2183
2184     dst->values_inline = false;
2185     dst->offline_values = storage;
2186
2187     dst->map = 0;
2188     MAP_FOR_EACH_INDEX(idx, a->map & b->map) {
2189         /* Both 'a' and 'b' have non-zero data at 'idx'. */
2190         uint64_t mask = miniflow_get__(a, idx) & miniflow_get__(b, idx);
2191
2192         if (mask) {
2193             dst->map |= UINT64_C(1) << idx;
2194             *dst_values++ = mask;
2195         }
2196     }
2197 }
2198
2199 /* Frees any memory owned by 'mask'.  Does not free the storage in which 'mask'
2200  * itself resides; the caller is responsible for that. */
2201 void
2202 minimask_destroy(struct minimask *mask)
2203 {
2204     miniflow_destroy(&mask->masks);
2205 }
2206
2207 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'. */
2208 void
2209 minimask_expand(const struct minimask *mask, struct flow_wildcards *wc)
2210 {
2211     miniflow_expand(&mask->masks, &wc->masks);
2212 }
2213
2214 /* Returns true if 'a' and 'b' are the same flow mask, false otherwise.
2215  * Minimasks may not have zero data values, so for the minimasks to be the
2216  * same, they need to have the same map and the same data values. */
2217 bool
2218 minimask_equal(const struct minimask *a, const struct minimask *b)
2219 {
2220     return a->masks.map == b->masks.map &&
2221         !memcmp(miniflow_get_values(&a->masks),
2222                 miniflow_get_values(&b->masks),
2223                 count_1bits(a->masks.map) * sizeof *a->masks.inline_values);
2224 }
2225
2226 /* Returns true if at least one bit matched by 'b' is wildcarded by 'a',
2227  * false otherwise. */
2228 bool
2229 minimask_has_extra(const struct minimask *a, const struct minimask *b)
2230 {
2231     const uint64_t *ap = miniflow_get_values(&a->masks);
2232     const uint64_t *bp = miniflow_get_values(&b->masks);
2233     int idx;
2234
2235     MAP_FOR_EACH_INDEX(idx, b->masks.map) {
2236         uint64_t b_u64 = *bp++;
2237
2238         /* 'b_u64' is non-zero, check if the data in 'a' is either zero
2239          * or misses some of the bits in 'b_u64'. */
2240         if (!(a->masks.map & (UINT64_C(1) << idx))
2241             || ((miniflow_values_get__(ap, a->masks.map, idx) & b_u64)
2242                 != b_u64)) {
2243             return true; /* 'a' wildcards some bits 'b' doesn't. */
2244         }
2245     }
2246
2247     return false;
2248 }