81b36f927b91ab14cc95b89c7a74e798b8b812fd
[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 "ofpbuf.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 /* miniflow_extract() assumes the following to be true to optimize the
54  * extraction process. */
55 BUILD_ASSERT_DECL(offsetof(struct flow, dl_type) + 2
56                   == offsetof(struct flow, vlan_tci) &&
57                   offsetof(struct flow, dl_type) / 4
58                   == offsetof(struct flow, vlan_tci) / 4 );
59
60 BUILD_ASSERT_DECL(offsetof(struct flow, nw_frag) + 3
61                   == offsetof(struct flow, nw_proto) &&
62                   offsetof(struct flow, nw_tos) + 2
63                   == offsetof(struct flow, nw_proto) &&
64                   offsetof(struct flow, nw_ttl) + 1
65                   == offsetof(struct flow, nw_proto) &&
66                   offsetof(struct flow, nw_frag) / 4
67                   == offsetof(struct flow, nw_tos) / 4 &&
68                   offsetof(struct flow, nw_ttl) / 4
69                   == offsetof(struct flow, nw_tos) / 4 &&
70                   offsetof(struct flow, nw_proto) / 4
71                   == offsetof(struct flow, nw_tos) / 4);
72
73 /* TCP flags in the middle of a BE64, zeroes in the other half. */
74 BUILD_ASSERT_DECL(offsetof(struct flow, tcp_flags) % 8 == 4);
75
76 #if WORDS_BIGENDIAN
77 #define TCP_FLAGS_BE32(tcp_ctl) ((OVS_FORCE ovs_be32)TCP_FLAGS_BE16(tcp_ctl) \
78                                  << 16)
79 #else
80 #define TCP_FLAGS_BE32(tcp_ctl) ((OVS_FORCE ovs_be32)TCP_FLAGS_BE16(tcp_ctl))
81 #endif
82
83 BUILD_ASSERT_DECL(offsetof(struct flow, tp_src) + 2
84                   == offsetof(struct flow, tp_dst) &&
85                   offsetof(struct flow, tp_src) / 4
86                   == offsetof(struct flow, tp_dst) / 4);
87
88 /* Removes 'size' bytes from the head end of '*datap', of size '*sizep', which
89  * must contain at least 'size' bytes of data.  Returns the first byte of data
90  * removed. */
91 static inline const void *
92 data_pull(void **datap, size_t *sizep, size_t size)
93 {
94     char *data = (char *)*datap;
95     *datap = data + size;
96     *sizep -= size;
97     return data;
98 }
99
100 /* If '*datap' has at least 'size' bytes of data, removes that many bytes from
101  * the head end of '*datap' and returns the first byte removed.  Otherwise,
102  * returns a null pointer without modifying '*datap'. */
103 static inline const void *
104 data_try_pull(void **datap, size_t *sizep, size_t size)
105 {
106     return OVS_LIKELY(*sizep >= size) ? data_pull(datap, sizep, size) : NULL;
107 }
108
109 /* Context for pushing data to a miniflow. */
110 struct mf_ctx {
111     uint64_t map;
112     uint64_t *data;
113     uint64_t * const end;
114 };
115
116 /* miniflow_push_* macros allow filling in a miniflow data values in order.
117  * Assertions are needed only when the layout of the struct flow is modified.
118  * 'ofs' is a compile-time constant, which allows most of the code be optimized
119  * away.  Some GCC versions gave warnings on ALWAYS_INLINE, so these are
120  * defined as macros. */
121
122 #if (FLOW_WC_SEQ != 31)
123 #define MINIFLOW_ASSERT(X) ovs_assert(X)
124 BUILD_MESSAGE("FLOW_WC_SEQ changed: miniflow_extract() will have runtime "
125                "assertions enabled. Consider updating FLOW_WC_SEQ after "
126                "testing")
127 #else
128 #define MINIFLOW_ASSERT(X)
129 #endif
130
131 #define miniflow_push_uint64_(MF, OFS, VALUE)                   \
132 {                                                               \
133     MINIFLOW_ASSERT(MF.data < MF.end && (OFS) % 8 == 0          \
134                     && !(MF.map & (UINT64_MAX << (OFS) / 8)));  \
135     *MF.data++ = VALUE;                                         \
136     MF.map |= UINT64_C(1) << (OFS) / 8;                         \
137 }
138
139 #define miniflow_push_be64_(MF, OFS, VALUE) \
140     miniflow_push_uint64_(MF, OFS, (OVS_FORCE uint64_t)(VALUE))
141
142 #define miniflow_push_uint32_(MF, OFS, VALUE)                   \
143 {                                                               \
144     MINIFLOW_ASSERT(MF.data < MF.end &&                                 \
145                     (((OFS) % 8 == 0 && !(MF.map & (UINT64_MAX << (OFS) / 8))) \
146                      || ((OFS) % 8 == 4 && MF.map & (UINT64_C(1) << (OFS) / 8) \
147                          && !(MF.map & (UINT64_MAX << ((OFS) / 8 + 1)))))); \
148                                                                         \
149     if ((OFS) % 8 == 0) {                                               \
150         *(uint32_t *)MF.data = VALUE;                                   \
151         MF.map |= UINT64_C(1) << (OFS) / 8;                             \
152     } else if ((OFS) % 8 == 4) {                                        \
153         *((uint32_t *)MF.data + 1) = VALUE;                             \
154         MF.data++;                                                      \
155     }                                                                   \
156 }
157
158 #define miniflow_push_be32_(MF, OFS, VALUE)                     \
159     miniflow_push_uint32_(MF, OFS, (OVS_FORCE uint32_t)(VALUE))
160
161 #define miniflow_push_uint16_(MF, OFS, VALUE)                           \
162 {                                                                       \
163     MINIFLOW_ASSERT(MF.data < MF.end &&                                 \
164                     (((OFS) % 8 == 0 && !(MF.map & (UINT64_MAX << (OFS) / 8))) \
165                      || ((OFS) % 2 == 0 && MF.map & (UINT64_C(1) << (OFS) / 8) \
166                          && !(MF.map & (UINT64_MAX << ((OFS) / 8 + 1)))))); \
167                                                                         \
168     if ((OFS) % 8 == 0) {                                               \
169         *(uint16_t *)MF.data = VALUE;                                   \
170         MF.map |= UINT64_C(1) << (OFS) / 8;                             \
171     } else if ((OFS) % 8 == 2) {                                        \
172         *((uint16_t *)MF.data + 1) = VALUE;                             \
173     } else if ((OFS) % 8 == 4) {                                        \
174         *((uint16_t *)MF.data + 2) = VALUE;                             \
175     } else if ((OFS) % 8 == 6) {                                        \
176         *((uint16_t *)MF.data + 3) = VALUE;                             \
177         MF.data++;                                                      \
178     }                                                                   \
179 }
180
181 #define miniflow_pad_to_64_(MF, OFS)                                    \
182 {                                                                   \
183     MINIFLOW_ASSERT((OFS) % 8 != 0);                                    \
184     MINIFLOW_ASSERT(MF.map & (UINT64_C(1) << (OFS) / 8));               \
185     MINIFLOW_ASSERT(!(MF.map & (UINT64_MAX << ((OFS) / 8 + 1))));       \
186                                                                         \
187     memset((uint8_t *)MF.data + (OFS) % 8, 0, 8 - (OFS) % 8);           \
188     MF.data++;                                                          \
189 }
190
191 #define miniflow_push_be16_(MF, OFS, VALUE)                     \
192     miniflow_push_uint16_(MF, OFS, (OVS_FORCE uint16_t)VALUE);
193
194 /* Data at 'valuep' may be unaligned. */
195 #define miniflow_push_words_(MF, OFS, VALUEP, N_WORDS)          \
196 {                                                               \
197     int ofs64 = (OFS) / 8;                                      \
198                                                                         \
199     MINIFLOW_ASSERT(MF.data + (N_WORDS) <= MF.end && (OFS) % 8 == 0     \
200                     && !(MF.map & (UINT64_MAX << ofs64)));              \
201                                                                         \
202     memcpy(MF.data, (VALUEP), (N_WORDS) * sizeof *MF.data);             \
203     MF.data += (N_WORDS);                                               \
204     MF.map |= ((UINT64_MAX >> (64 - (N_WORDS))) << ofs64);              \
205 }
206
207 /* Push 32-bit words padded to 64-bits. */
208 #define miniflow_push_words_32_(MF, OFS, VALUEP, N_WORDS)               \
209 {                                                                       \
210     int ofs64 = (OFS) / 8;                                              \
211                                                                         \
212     MINIFLOW_ASSERT(MF.data + DIV_ROUND_UP(N_WORDS, 2) <= MF.end        \
213                     && (OFS) % 8 == 0                                   \
214                     && !(MF.map & (UINT64_MAX << ofs64)));              \
215                                                                         \
216     memcpy(MF.data, (VALUEP), (N_WORDS) * sizeof(uint32_t));            \
217     MF.data += DIV_ROUND_UP(N_WORDS, 2);                                \
218     MF.map |= ((UINT64_MAX >> (64 - DIV_ROUND_UP(N_WORDS, 2))) << ofs64); \
219     if ((N_WORDS) & 1) {                                                \
220         *((uint32_t *)MF.data - 1) = 0;                                 \
221     }                                                                   \
222 }
223
224 /* Data at 'valuep' may be unaligned. */
225 /* MACs start 64-aligned, and must be followed by other data or padding. */
226 #define miniflow_push_macs_(MF, OFS, VALUEP)                    \
227 {                                                               \
228     int ofs64 = (OFS) / 8;                                      \
229                                                                 \
230     MINIFLOW_ASSERT(MF.data + 2 <= MF.end && (OFS) % 8 == 0     \
231                     && !(MF.map & (UINT64_MAX << ofs64)));      \
232                                                                 \
233     memcpy(MF.data, (VALUEP), 2 * ETH_ADDR_LEN);                \
234     MF.data += 1;                   /* First word only. */      \
235     MF.map |= UINT64_C(3) << ofs64; /* Both words. */           \
236 }
237
238 #define miniflow_push_uint32(MF, FIELD, VALUE)                      \
239     miniflow_push_uint32_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUE)
240
241 #define miniflow_push_be32(MF, FIELD, VALUE)                        \
242     miniflow_push_be32_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUE)
243
244 #define miniflow_push_uint16(MF, FIELD, VALUE)                      \
245     miniflow_push_uint16_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUE)
246
247 #define miniflow_push_be16(MF, FIELD, VALUE)                        \
248     miniflow_push_be16_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUE)
249
250 #define miniflow_pad_to_64(MF, FIELD)                       \
251     miniflow_pad_to_64_(MF, offsetof(struct flow, FIELD))
252
253 #define miniflow_push_words(MF, FIELD, VALUEP, N_WORDS)                 \
254     miniflow_push_words_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUEP, N_WORDS)
255
256 #define miniflow_push_words_32(MF, FIELD, VALUEP, N_WORDS)              \
257     miniflow_push_words_32_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUEP, N_WORDS)
258
259 #define miniflow_push_macs(MF, FIELD, VALUEP)                       \
260     miniflow_push_macs_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUEP)
261
262 /* Pulls the MPLS headers at '*datap' and returns the count of them. */
263 static inline int
264 parse_mpls(void **datap, size_t *sizep)
265 {
266     const struct mpls_hdr *mh;
267     int count = 0;
268
269     while ((mh = data_try_pull(datap, sizep, sizeof *mh))) {
270         count++;
271         if (mh->mpls_lse.lo & htons(1 << MPLS_BOS_SHIFT)) {
272             break;
273         }
274     }
275     return MIN(count, FLOW_MAX_MPLS_LABELS);
276 }
277
278 static inline ovs_be16
279 parse_vlan(void **datap, size_t *sizep)
280 {
281     const struct eth_header *eth = *datap;
282
283     struct qtag_prefix {
284         ovs_be16 eth_type;      /* ETH_TYPE_VLAN */
285         ovs_be16 tci;
286     };
287
288     data_pull(datap, sizep, ETH_ADDR_LEN * 2);
289
290     if (eth->eth_type == htons(ETH_TYPE_VLAN)) {
291         if (OVS_LIKELY(*sizep
292                        >= sizeof(struct qtag_prefix) + sizeof(ovs_be16))) {
293             const struct qtag_prefix *qp = data_pull(datap, sizep, sizeof *qp);
294             return qp->tci | htons(VLAN_CFI);
295         }
296     }
297     return 0;
298 }
299
300 static inline ovs_be16
301 parse_ethertype(void **datap, size_t *sizep)
302 {
303     const struct llc_snap_header *llc;
304     ovs_be16 proto;
305
306     proto = *(ovs_be16 *) data_pull(datap, sizep, sizeof proto);
307     if (OVS_LIKELY(ntohs(proto) >= ETH_TYPE_MIN)) {
308         return proto;
309     }
310
311     if (OVS_UNLIKELY(*sizep < sizeof *llc)) {
312         return htons(FLOW_DL_TYPE_NONE);
313     }
314
315     llc = *datap;
316     if (OVS_UNLIKELY(llc->llc.llc_dsap != LLC_DSAP_SNAP
317                      || llc->llc.llc_ssap != LLC_SSAP_SNAP
318                      || llc->llc.llc_cntl != LLC_CNTL_SNAP
319                      || memcmp(llc->snap.snap_org, SNAP_ORG_ETHERNET,
320                                sizeof llc->snap.snap_org))) {
321         return htons(FLOW_DL_TYPE_NONE);
322     }
323
324     data_pull(datap, sizep, sizeof *llc);
325
326     if (OVS_LIKELY(ntohs(llc->snap.snap_type) >= ETH_TYPE_MIN)) {
327         return llc->snap.snap_type;
328     }
329
330     return htons(FLOW_DL_TYPE_NONE);
331 }
332
333 static inline bool
334 parse_icmpv6(void **datap, size_t *sizep, const struct icmp6_hdr *icmp,
335              const struct in6_addr **nd_target,
336              uint8_t arp_buf[2][ETH_ADDR_LEN])
337 {
338     if (icmp->icmp6_code == 0 &&
339         (icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_SOLICIT ||
340          icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_ADVERT)) {
341
342         *nd_target = data_try_pull(datap, sizep, sizeof **nd_target);
343         if (OVS_UNLIKELY(!*nd_target)) {
344             return false;
345         }
346
347         while (*sizep >= 8) {
348             /* The minimum size of an option is 8 bytes, which also is
349              * the size of Ethernet link-layer options. */
350             const struct nd_opt_hdr *nd_opt = *datap;
351             int opt_len = nd_opt->nd_opt_len * 8;
352
353             if (!opt_len || opt_len > *sizep) {
354                 goto invalid;
355             }
356
357             /* Store the link layer address if the appropriate option is
358              * provided.  It is considered an error if the same link
359              * layer option is specified twice. */
360             if (nd_opt->nd_opt_type == ND_OPT_SOURCE_LINKADDR
361                     && opt_len == 8) {
362                 if (OVS_LIKELY(eth_addr_is_zero(arp_buf[0]))) {
363                     memcpy(arp_buf[0], nd_opt + 1, ETH_ADDR_LEN);
364                 } else {
365                     goto invalid;
366                 }
367             } else if (nd_opt->nd_opt_type == ND_OPT_TARGET_LINKADDR
368                     && opt_len == 8) {
369                 if (OVS_LIKELY(eth_addr_is_zero(arp_buf[1]))) {
370                     memcpy(arp_buf[1], nd_opt + 1, ETH_ADDR_LEN);
371                 } else {
372                     goto invalid;
373                 }
374             }
375
376             if (OVS_UNLIKELY(!data_try_pull(datap, sizep, opt_len))) {
377                 goto invalid;
378             }
379         }
380     }
381
382     return true;
383
384 invalid:
385     return false;
386 }
387
388 /* Initializes 'flow' members from 'packet' and 'md'
389  *
390  * Initializes 'packet' header l2 pointer to the start of the Ethernet
391  * header, and the layer offsets as follows:
392  *
393  *    - packet->l2_5_ofs to the start of the MPLS shim header, or UINT16_MAX
394  *      when there is no MPLS shim header.
395  *
396  *    - packet->l3_ofs to just past the Ethernet header, or just past the
397  *      vlan_header if one is present, to the first byte of the payload of the
398  *      Ethernet frame.  UINT16_MAX if the frame is too short to contain an
399  *      Ethernet header.
400  *
401  *    - packet->l4_ofs to just past the IPv4 header, if one is present and
402  *      has at least the content used for the fields of interest for the flow,
403  *      otherwise UINT16_MAX.
404  */
405 void
406 flow_extract(struct ofpbuf *packet, const struct pkt_metadata *md,
407              struct flow *flow)
408 {
409     struct {
410         struct miniflow mf;
411         uint64_t buf[FLOW_U64S];
412     } m;
413
414     COVERAGE_INC(flow_extract);
415
416     miniflow_initialize(&m.mf, m.buf);
417     miniflow_extract(packet, md, &m.mf);
418     miniflow_expand(&m.mf, flow);
419 }
420
421 /* Caller is responsible for initializing 'dst' with enough storage for
422  * FLOW_U64S * 8 bytes. */
423 void
424 miniflow_extract(struct ofpbuf *packet, const struct pkt_metadata *md,
425                  struct miniflow *dst)
426 {
427     void *data = ofpbuf_data(packet);
428     size_t size = ofpbuf_size(packet);
429     uint64_t *values = miniflow_values(dst);
430     struct mf_ctx mf = { 0, values, values + FLOW_U64S };
431     char *l2;
432     ovs_be16 dl_type;
433     uint8_t nw_frag, nw_tos, nw_ttl, nw_proto;
434
435     /* Metadata. */
436     if (md) {
437         if (md->tunnel.ip_dst) {
438             miniflow_push_words(mf, tunnel, &md->tunnel,
439                                 sizeof md->tunnel / sizeof(uint64_t));
440         }
441         if (md->skb_priority || md->pkt_mark) {
442             miniflow_push_uint32(mf, skb_priority, md->skb_priority);
443             miniflow_push_uint32(mf, pkt_mark, md->pkt_mark);
444         }
445         miniflow_push_uint32(mf, dp_hash, md->dp_hash);
446         miniflow_push_uint32(mf, in_port, odp_to_u32(md->in_port.odp_port));
447         if (md->recirc_id) {
448             miniflow_push_uint32(mf, recirc_id, md->recirc_id);
449             miniflow_pad_to_64(mf, conj_id);
450         }
451     }
452
453     /* Initialize packet's layer pointer and offsets. */
454     l2 = data;
455     ofpbuf_set_frame(packet, data);
456
457     /* Must have full Ethernet header to proceed. */
458     if (OVS_UNLIKELY(size < sizeof(struct eth_header))) {
459         goto out;
460     } else {
461         ovs_be16 vlan_tci;
462
463         /* Link layer. */
464         BUILD_ASSERT(offsetof(struct flow, dl_dst) + 6
465                      == offsetof(struct flow, dl_src));
466         miniflow_push_macs(mf, dl_dst, data);
467         /* dl_type, vlan_tci. */
468         vlan_tci = parse_vlan(&data, &size);
469         dl_type = parse_ethertype(&data, &size);
470         miniflow_push_be16(mf, dl_type, dl_type);
471         miniflow_push_be16(mf, vlan_tci, vlan_tci);
472     }
473
474     /* Parse mpls. */
475     if (OVS_UNLIKELY(eth_type_mpls(dl_type))) {
476         int count;
477         const void *mpls = data;
478
479         packet->l2_5_ofs = (char *)data - l2;
480         count = parse_mpls(&data, &size);
481         miniflow_push_words_32(mf, mpls_lse, mpls, count);
482     }
483
484     /* Network layer. */
485     packet->l3_ofs = (char *)data - l2;
486
487     nw_frag = 0;
488     if (OVS_LIKELY(dl_type == htons(ETH_TYPE_IP))) {
489         const struct ip_header *nh = data;
490         int ip_len;
491         uint16_t tot_len;
492
493         if (OVS_UNLIKELY(size < IP_HEADER_LEN)) {
494             goto out;
495         }
496         ip_len = IP_IHL(nh->ip_ihl_ver) * 4;
497
498         if (OVS_UNLIKELY(ip_len < IP_HEADER_LEN)) {
499             goto out;
500         }
501         if (OVS_UNLIKELY(size < ip_len)) {
502             goto out;
503         }
504         tot_len = ntohs(nh->ip_tot_len);
505         if (OVS_UNLIKELY(tot_len > size)) {
506             goto out;
507         }
508         if (OVS_UNLIKELY(size - tot_len > UINT8_MAX)) {
509             goto out;
510         }
511         ofpbuf_set_l2_pad_size(packet, size - tot_len);
512         size = tot_len;   /* Never pull padding. */
513
514         /* Push both source and destination address at once. */
515         miniflow_push_words(mf, nw_src, &nh->ip_src, 1);
516
517         miniflow_push_be32(mf, ipv6_label, 0); /* Padding for IPv4. */
518
519         nw_tos = nh->ip_tos;
520         nw_ttl = nh->ip_ttl;
521         nw_proto = nh->ip_proto;
522         if (OVS_UNLIKELY(IP_IS_FRAGMENT(nh->ip_frag_off))) {
523             nw_frag = FLOW_NW_FRAG_ANY;
524             if (nh->ip_frag_off & htons(IP_FRAG_OFF_MASK)) {
525                 nw_frag |= FLOW_NW_FRAG_LATER;
526             }
527         }
528         data_pull(&data, &size, ip_len);
529     } else if (dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
530         const struct ovs_16aligned_ip6_hdr *nh;
531         ovs_be32 tc_flow;
532         uint16_t plen;
533
534         if (OVS_UNLIKELY(size < sizeof *nh)) {
535             goto out;
536         }
537         nh = data_pull(&data, &size, sizeof *nh);
538
539         plen = ntohs(nh->ip6_plen);
540         if (OVS_UNLIKELY(plen > size)) {
541             goto out;
542         }
543         /* Jumbo Payload option not supported yet. */
544         if (OVS_UNLIKELY(size - plen > UINT8_MAX)) {
545             goto out;
546         }
547         ofpbuf_set_l2_pad_size(packet, size - plen);
548         size = plen;   /* Never pull padding. */
549
550         miniflow_push_words(mf, ipv6_src, &nh->ip6_src,
551                             sizeof nh->ip6_src / 8);
552         miniflow_push_words(mf, ipv6_dst, &nh->ip6_dst,
553                             sizeof nh->ip6_dst / 8);
554
555         tc_flow = get_16aligned_be32(&nh->ip6_flow);
556         {
557             ovs_be32 label = tc_flow & htonl(IPV6_LABEL_MASK);
558             miniflow_push_be32(mf, ipv6_label, label);
559         }
560
561         nw_tos = ntohl(tc_flow) >> 20;
562         nw_ttl = nh->ip6_hlim;
563         nw_proto = nh->ip6_nxt;
564
565         while (1) {
566             if (OVS_LIKELY((nw_proto != IPPROTO_HOPOPTS)
567                            && (nw_proto != IPPROTO_ROUTING)
568                            && (nw_proto != IPPROTO_DSTOPTS)
569                            && (nw_proto != IPPROTO_AH)
570                            && (nw_proto != IPPROTO_FRAGMENT))) {
571                 /* It's either a terminal header (e.g., TCP, UDP) or one we
572                  * don't understand.  In either case, we're done with the
573                  * packet, so use it to fill in 'nw_proto'. */
574                 break;
575             }
576
577             /* We only verify that at least 8 bytes of the next header are
578              * available, but many of these headers are longer.  Ensure that
579              * accesses within the extension header are within those first 8
580              * bytes. All extension headers are required to be at least 8
581              * bytes. */
582             if (OVS_UNLIKELY(size < 8)) {
583                 goto out;
584             }
585
586             if ((nw_proto == IPPROTO_HOPOPTS)
587                 || (nw_proto == IPPROTO_ROUTING)
588                 || (nw_proto == IPPROTO_DSTOPTS)) {
589                 /* These headers, while different, have the fields we care
590                  * about in the same location and with the same
591                  * interpretation. */
592                 const struct ip6_ext *ext_hdr = data;
593                 nw_proto = ext_hdr->ip6e_nxt;
594                 if (OVS_UNLIKELY(!data_try_pull(&data, &size,
595                                                 (ext_hdr->ip6e_len + 1) * 8))) {
596                     goto out;
597                 }
598             } else if (nw_proto == IPPROTO_AH) {
599                 /* A standard AH definition isn't available, but the fields
600                  * we care about are in the same location as the generic
601                  * option header--only the header length is calculated
602                  * differently. */
603                 const struct ip6_ext *ext_hdr = data;
604                 nw_proto = ext_hdr->ip6e_nxt;
605                 if (OVS_UNLIKELY(!data_try_pull(&data, &size,
606                                                 (ext_hdr->ip6e_len + 2) * 4))) {
607                     goto out;
608                 }
609             } else if (nw_proto == IPPROTO_FRAGMENT) {
610                 const struct ovs_16aligned_ip6_frag *frag_hdr = data;
611
612                 nw_proto = frag_hdr->ip6f_nxt;
613                 if (!data_try_pull(&data, &size, sizeof *frag_hdr)) {
614                     goto out;
615                 }
616
617                 /* We only process the first fragment. */
618                 if (frag_hdr->ip6f_offlg != htons(0)) {
619                     nw_frag = FLOW_NW_FRAG_ANY;
620                     if ((frag_hdr->ip6f_offlg & IP6F_OFF_MASK) != htons(0)) {
621                         nw_frag |= FLOW_NW_FRAG_LATER;
622                         nw_proto = IPPROTO_FRAGMENT;
623                         break;
624                     }
625                 }
626             }
627         }
628     } else {
629         if (dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP) ||
630             dl_type == htons(ETH_TYPE_RARP)) {
631             uint8_t arp_buf[2][ETH_ADDR_LEN];
632             const struct arp_eth_header *arp = (const struct arp_eth_header *)
633                 data_try_pull(&data, &size, ARP_ETH_HEADER_LEN);
634
635             if (OVS_LIKELY(arp) && OVS_LIKELY(arp->ar_hrd == htons(1))
636                 && OVS_LIKELY(arp->ar_pro == htons(ETH_TYPE_IP))
637                 && OVS_LIKELY(arp->ar_hln == ETH_ADDR_LEN)
638                 && OVS_LIKELY(arp->ar_pln == 4)) {
639                 miniflow_push_be32(mf, nw_src,
640                                    get_16aligned_be32(&arp->ar_spa));
641                 miniflow_push_be32(mf, nw_dst,
642                                    get_16aligned_be32(&arp->ar_tpa));
643
644                 /* We only match on the lower 8 bits of the opcode. */
645                 if (OVS_LIKELY(ntohs(arp->ar_op) <= 0xff)) {
646                     miniflow_push_be32(mf, ipv6_label, 0); /* Pad with ARP. */
647                     miniflow_push_be32(mf, nw_frag, htonl(ntohs(arp->ar_op)));
648                 }
649
650                 /* Must be adjacent. */
651                 BUILD_ASSERT(offsetof(struct flow, arp_sha) + 6
652                              == offsetof(struct flow, arp_tha));
653
654                 memcpy(arp_buf[0], arp->ar_sha, ETH_ADDR_LEN);
655                 memcpy(arp_buf[1], arp->ar_tha, ETH_ADDR_LEN);
656                 miniflow_push_macs(mf, arp_sha, arp_buf);
657                 miniflow_pad_to_64(mf, tcp_flags);
658             }
659         }
660         goto out;
661     }
662
663     packet->l4_ofs = (char *)data - l2;
664     miniflow_push_be32(mf, nw_frag,
665                        BYTES_TO_BE32(nw_frag, nw_tos, nw_ttl, nw_proto));
666
667     if (OVS_LIKELY(!(nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER))) {
668         if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_TCP)) {
669             if (OVS_LIKELY(size >= TCP_HEADER_LEN)) {
670                 const struct tcp_header *tcp = data;
671
672                 miniflow_push_be32(mf, arp_tha[2], 0);
673                 miniflow_push_be32(mf, tcp_flags,
674                                    TCP_FLAGS_BE32(tcp->tcp_ctl));
675                 miniflow_push_be16(mf, tp_src, tcp->tcp_src);
676                 miniflow_push_be16(mf, tp_dst, tcp->tcp_dst);
677                 miniflow_pad_to_64(mf, igmp_group_ip4);
678             }
679         } else if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_UDP)) {
680             if (OVS_LIKELY(size >= UDP_HEADER_LEN)) {
681                 const struct udp_header *udp = data;
682
683                 miniflow_push_be16(mf, tp_src, udp->udp_src);
684                 miniflow_push_be16(mf, tp_dst, udp->udp_dst);
685                 miniflow_pad_to_64(mf, igmp_group_ip4);
686             }
687         } else if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_SCTP)) {
688             if (OVS_LIKELY(size >= SCTP_HEADER_LEN)) {
689                 const struct sctp_header *sctp = data;
690
691                 miniflow_push_be16(mf, tp_src, sctp->sctp_src);
692                 miniflow_push_be16(mf, tp_dst, sctp->sctp_dst);
693                 miniflow_pad_to_64(mf, igmp_group_ip4);
694             }
695         } else if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_ICMP)) {
696             if (OVS_LIKELY(size >= ICMP_HEADER_LEN)) {
697                 const struct icmp_header *icmp = data;
698
699                 miniflow_push_be16(mf, tp_src, htons(icmp->icmp_type));
700                 miniflow_push_be16(mf, tp_dst, htons(icmp->icmp_code));
701                 miniflow_pad_to_64(mf, igmp_group_ip4);
702             }
703         } else if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_IGMP)) {
704             if (OVS_LIKELY(size >= IGMP_HEADER_LEN)) {
705                 const struct igmp_header *igmp = data;
706
707                 miniflow_push_be16(mf, tp_src, htons(igmp->igmp_type));
708                 miniflow_push_be16(mf, tp_dst, htons(igmp->igmp_code));
709                 miniflow_push_be32(mf, igmp_group_ip4,
710                                    get_16aligned_be32(&igmp->group));
711             }
712         } else if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_ICMPV6)) {
713             if (OVS_LIKELY(size >= sizeof(struct icmp6_hdr))) {
714                 const struct in6_addr *nd_target = NULL;
715                 uint8_t arp_buf[2][ETH_ADDR_LEN];
716                 const struct icmp6_hdr *icmp = data_pull(&data, &size,
717                                                          sizeof *icmp);
718                 memset(arp_buf, 0, sizeof arp_buf);
719                 if (OVS_LIKELY(parse_icmpv6(&data, &size, icmp, &nd_target,
720                                             arp_buf))) {
721                     if (nd_target) {
722                         miniflow_push_words(mf, nd_target, nd_target,
723                                             sizeof *nd_target / 8);
724                     }
725                     miniflow_push_macs(mf, arp_sha, arp_buf);
726                     miniflow_pad_to_64(mf, tcp_flags);
727                     miniflow_push_be16(mf, tp_src, htons(icmp->icmp6_type));
728                     miniflow_push_be16(mf, tp_dst, htons(icmp->icmp6_code));
729                     miniflow_pad_to_64(mf, igmp_group_ip4);
730                 }
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 'fmd' with the metadata found in 'flow'. */
765 void
766 flow_get_metadata(const struct flow *flow, struct flow_metadata *fmd)
767 {
768     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 31);
769
770     fmd->dp_hash = flow->dp_hash;
771     fmd->recirc_id = flow->recirc_id;
772     fmd->tun_id = flow->tunnel.tun_id;
773     fmd->tun_src = flow->tunnel.ip_src;
774     fmd->tun_dst = flow->tunnel.ip_dst;
775     fmd->gbp_id = flow->tunnel.gbp_id;
776     fmd->gbp_flags = flow->tunnel.gbp_flags;
777     fmd->metadata = flow->metadata;
778     memcpy(fmd->regs, flow->regs, sizeof fmd->regs);
779     fmd->pkt_mark = flow->pkt_mark;
780     fmd->in_port = flow->in_port.ofp_port;
781 }
782
783 char *
784 flow_to_string(const struct flow *flow)
785 {
786     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
787     flow_format(&ds, flow);
788     return ds_cstr(&ds);
789 }
790
791 const char *
792 flow_tun_flag_to_string(uint32_t flags)
793 {
794     switch (flags) {
795     case FLOW_TNL_F_DONT_FRAGMENT:
796         return "df";
797     case FLOW_TNL_F_CSUM:
798         return "csum";
799     case FLOW_TNL_F_KEY:
800         return "key";
801     case FLOW_TNL_F_OAM:
802         return "oam";
803     default:
804         return NULL;
805     }
806 }
807
808 void
809 format_flags(struct ds *ds, const char *(*bit_to_string)(uint32_t),
810              uint32_t flags, char del)
811 {
812     uint32_t bad = 0;
813
814     if (!flags) {
815         return;
816     }
817     while (flags) {
818         uint32_t bit = rightmost_1bit(flags);
819         const char *s;
820
821         s = bit_to_string(bit);
822         if (s) {
823             ds_put_format(ds, "%s%c", s, del);
824         } else {
825             bad |= bit;
826         }
827
828         flags &= ~bit;
829     }
830
831     if (bad) {
832         ds_put_format(ds, "0x%"PRIx32"%c", bad, del);
833     }
834     ds_chomp(ds, del);
835 }
836
837 void
838 format_flags_masked(struct ds *ds, const char *name,
839                     const char *(*bit_to_string)(uint32_t), uint32_t flags,
840                     uint32_t mask)
841 {
842     if (name) {
843         ds_put_format(ds, "%s=", name);
844     }
845     while (mask) {
846         uint32_t bit = rightmost_1bit(mask);
847         const char *s = bit_to_string(bit);
848
849         ds_put_format(ds, "%s%s", (flags & bit) ? "+" : "-",
850                       s ? s : "[Unknown]");
851         mask &= ~bit;
852     }
853 }
854
855 void
856 flow_format(struct ds *ds, const struct flow *flow)
857 {
858     struct match match;
859     struct flow_wildcards *wc = &match.wc;
860
861     match_wc_init(&match, flow);
862
863     /* As this function is most often used for formatting a packet in a
864      * packet-in message, skip formatting the packet context fields that are
865      * all-zeroes (Openflow spec encourages leaving out all-zeroes context
866      * fields from the packet-in messages).  We make an exception with the
867      * 'in_port' field, which we always format, as packets usually have an
868      * in_port, and 0 is a port just like any other port. */
869     if (!flow->skb_priority) {
870         WC_UNMASK_FIELD(wc, skb_priority);
871     }
872     if (!flow->pkt_mark) {
873         WC_UNMASK_FIELD(wc, pkt_mark);
874     }
875     if (!flow->recirc_id) {
876         WC_UNMASK_FIELD(wc, recirc_id);
877     }
878     for (int i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
879         if (!flow->regs[i]) {
880             WC_UNMASK_FIELD(wc, regs[i]);
881         }
882     }
883     if (!flow->metadata) {
884         WC_UNMASK_FIELD(wc, metadata);
885     }
886
887     match_format(&match, ds, OFP_DEFAULT_PRIORITY);
888 }
889
890 void
891 flow_print(FILE *stream, const struct flow *flow)
892 {
893     char *s = flow_to_string(flow);
894     fputs(s, stream);
895     free(s);
896 }
897 \f
898 /* flow_wildcards functions. */
899
900 /* Initializes 'wc' as a set of wildcards that matches every packet. */
901 void
902 flow_wildcards_init_catchall(struct flow_wildcards *wc)
903 {
904     memset(&wc->masks, 0, sizeof wc->masks);
905 }
906
907 /* Converts a flow into flow wildcards.  It sets the wildcard masks based on
908  * the packet headers extracted to 'flow'.  It will not set the mask for fields
909  * that do not make sense for the packet type.  OpenFlow-only metadata is
910  * wildcarded, but other metadata is unconditionally exact-matched. */
911 void flow_wildcards_init_for_packet(struct flow_wildcards *wc,
912                                     const struct flow *flow)
913 {
914     memset(&wc->masks, 0x0, sizeof wc->masks);
915
916     /* Update this function whenever struct flow changes. */
917     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 31);
918
919     if (flow->tunnel.ip_dst) {
920         if (flow->tunnel.flags & FLOW_TNL_F_KEY) {
921             WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.tun_id);
922         }
923         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.ip_src);
924         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.ip_dst);
925         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.flags);
926         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.ip_tos);
927         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.ip_ttl);
928         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.tp_src);
929         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.tp_dst);
930         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.gbp_id);
931         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.gbp_flags);
932     } else if (flow->tunnel.tun_id) {
933         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.tun_id);
934     }
935
936     /* metadata, regs, and conj_id wildcarded. */
937
938     WC_MASK_FIELD(wc, skb_priority);
939     WC_MASK_FIELD(wc, pkt_mark);
940     WC_MASK_FIELD(wc, recirc_id);
941     WC_MASK_FIELD(wc, dp_hash);
942     WC_MASK_FIELD(wc, in_port);
943
944     /* actset_output wildcarded. */
945
946     WC_MASK_FIELD(wc, dl_dst);
947     WC_MASK_FIELD(wc, dl_src);
948     WC_MASK_FIELD(wc, dl_type);
949     WC_MASK_FIELD(wc, vlan_tci);
950
951     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
952         WC_MASK_FIELD(wc, nw_src);
953         WC_MASK_FIELD(wc, nw_dst);
954     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
955         WC_MASK_FIELD(wc, ipv6_src);
956         WC_MASK_FIELD(wc, ipv6_dst);
957         WC_MASK_FIELD(wc, ipv6_label);
958     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP) ||
959                flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_RARP)) {
960         WC_MASK_FIELD(wc, nw_src);
961         WC_MASK_FIELD(wc, nw_dst);
962         WC_MASK_FIELD(wc, nw_proto);
963         WC_MASK_FIELD(wc, arp_sha);
964         WC_MASK_FIELD(wc, arp_tha);
965         return;
966     } else if (eth_type_mpls(flow->dl_type)) {
967         for (int i = 0; i < FLOW_MAX_MPLS_LABELS; i++) {
968             WC_MASK_FIELD(wc, mpls_lse[i]);
969             if (flow->mpls_lse[i] & htonl(MPLS_BOS_MASK)) {
970                 break;
971             }
972         }
973         return;
974     } else {
975         return; /* Unknown ethertype. */
976     }
977
978     /* IPv4 or IPv6. */
979     WC_MASK_FIELD(wc, nw_frag);
980     WC_MASK_FIELD(wc, nw_tos);
981     WC_MASK_FIELD(wc, nw_ttl);
982     WC_MASK_FIELD(wc, nw_proto);
983
984     /* No transport layer header in later fragments. */
985     if (!(flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER) &&
986         (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMP ||
987          flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6 ||
988          flow->nw_proto == IPPROTO_TCP ||
989          flow->nw_proto == IPPROTO_UDP ||
990          flow->nw_proto == IPPROTO_SCTP ||
991          flow->nw_proto == IPPROTO_IGMP)) {
992         WC_MASK_FIELD(wc, tp_src);
993         WC_MASK_FIELD(wc, tp_dst);
994
995         if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
996             WC_MASK_FIELD(wc, tcp_flags);
997         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6) {
998             WC_MASK_FIELD(wc, arp_sha);
999             WC_MASK_FIELD(wc, arp_tha);
1000             WC_MASK_FIELD(wc, nd_target);
1001         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_IGMP) {
1002             WC_MASK_FIELD(wc, igmp_group_ip4);
1003         }
1004     }
1005 }
1006
1007 /* Return a map of possible fields for a packet of the same type as 'flow'.
1008  * Including extra bits in the returned mask is not wrong, it is just less
1009  * optimal.
1010  *
1011  * This is a less precise version of flow_wildcards_init_for_packet() above. */
1012 uint64_t
1013 flow_wc_map(const struct flow *flow)
1014 {
1015     /* Update this function whenever struct flow changes. */
1016     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 31);
1017
1018     uint64_t map = (flow->tunnel.ip_dst) ? MINIFLOW_MAP(tunnel) : 0;
1019
1020     /* Metadata fields that can appear on packet input. */
1021     map |= MINIFLOW_MAP(skb_priority) | MINIFLOW_MAP(pkt_mark)
1022         | MINIFLOW_MAP(recirc_id) | MINIFLOW_MAP(dp_hash)
1023         | MINIFLOW_MAP(in_port)
1024         | MINIFLOW_MAP(dl_dst) | MINIFLOW_MAP(dl_src)
1025         | MINIFLOW_MAP(dl_type) | MINIFLOW_MAP(vlan_tci);
1026
1027     /* Ethertype-dependent fields. */
1028     if (OVS_LIKELY(flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP))) {
1029         map |= MINIFLOW_MAP(nw_src) | MINIFLOW_MAP(nw_dst)
1030             | MINIFLOW_MAP(nw_proto) | MINIFLOW_MAP(nw_frag)
1031             | MINIFLOW_MAP(nw_tos) | MINIFLOW_MAP(nw_ttl);
1032         if (OVS_UNLIKELY(flow->nw_proto == IPPROTO_IGMP)) {
1033             map |= MINIFLOW_MAP(igmp_group_ip4);
1034         } else {
1035             map |= MINIFLOW_MAP(tcp_flags)
1036                 | MINIFLOW_MAP(tp_src) | MINIFLOW_MAP(tp_dst);
1037         }
1038     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1039         map |= MINIFLOW_MAP(ipv6_src) | MINIFLOW_MAP(ipv6_dst)
1040             | MINIFLOW_MAP(ipv6_label)
1041             | MINIFLOW_MAP(nw_proto) | MINIFLOW_MAP(nw_frag)
1042             | MINIFLOW_MAP(nw_tos) | MINIFLOW_MAP(nw_ttl);
1043         if (OVS_UNLIKELY(flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6)) {
1044             map |= MINIFLOW_MAP(nd_target)
1045                 | MINIFLOW_MAP(arp_sha) | MINIFLOW_MAP(arp_tha);
1046         } else {
1047             map |= MINIFLOW_MAP(tcp_flags)
1048                 | MINIFLOW_MAP(tp_src) | MINIFLOW_MAP(tp_dst);
1049         }
1050     } else if (eth_type_mpls(flow->dl_type)) {
1051         map |= MINIFLOW_MAP(mpls_lse);
1052     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP) ||
1053                flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_RARP)) {
1054         map |= MINIFLOW_MAP(nw_src) | MINIFLOW_MAP(nw_dst)
1055             | MINIFLOW_MAP(nw_proto)
1056             | MINIFLOW_MAP(arp_sha) | MINIFLOW_MAP(arp_tha);
1057     }
1058
1059     return map;
1060 }
1061
1062 /* Clear the metadata and register wildcard masks. They are not packet
1063  * header fields. */
1064 void
1065 flow_wildcards_clear_non_packet_fields(struct flow_wildcards *wc)
1066 {
1067     /* Update this function whenever struct flow changes. */
1068     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 31);
1069
1070     memset(&wc->masks.metadata, 0, sizeof wc->masks.metadata);
1071     memset(&wc->masks.regs, 0, sizeof wc->masks.regs);
1072     wc->masks.actset_output = 0;
1073     wc->masks.conj_id = 0;
1074 }
1075
1076 /* Returns true if 'wc' matches every packet, false if 'wc' fixes any bits or
1077  * fields. */
1078 bool
1079 flow_wildcards_is_catchall(const struct flow_wildcards *wc)
1080 {
1081     const uint64_t *wc_u64 = (const uint64_t *) &wc->masks;
1082     size_t i;
1083
1084     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1085         if (wc_u64[i]) {
1086             return false;
1087         }
1088     }
1089     return true;
1090 }
1091
1092 /* Sets 'dst' as the bitwise AND of wildcards in 'src1' and 'src2'.
1093  * That is, a bit or a field is wildcarded in 'dst' if it is wildcarded
1094  * in 'src1' or 'src2' or both.  */
1095 void
1096 flow_wildcards_and(struct flow_wildcards *dst,
1097                    const struct flow_wildcards *src1,
1098                    const struct flow_wildcards *src2)
1099 {
1100     uint64_t *dst_u64 = (uint64_t *) &dst->masks;
1101     const uint64_t *src1_u64 = (const uint64_t *) &src1->masks;
1102     const uint64_t *src2_u64 = (const uint64_t *) &src2->masks;
1103     size_t i;
1104
1105     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1106         dst_u64[i] = src1_u64[i] & src2_u64[i];
1107     }
1108 }
1109
1110 /* Sets 'dst' as the bitwise OR of wildcards in 'src1' and 'src2'.  That
1111  * is, a bit or a field is wildcarded in 'dst' if it is neither
1112  * wildcarded in 'src1' nor 'src2'. */
1113 void
1114 flow_wildcards_or(struct flow_wildcards *dst,
1115                   const struct flow_wildcards *src1,
1116                   const struct flow_wildcards *src2)
1117 {
1118     uint64_t *dst_u64 = (uint64_t *) &dst->masks;
1119     const uint64_t *src1_u64 = (const uint64_t *) &src1->masks;
1120     const uint64_t *src2_u64 = (const uint64_t *) &src2->masks;
1121     size_t i;
1122
1123     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1124         dst_u64[i] = src1_u64[i] | src2_u64[i];
1125     }
1126 }
1127
1128 /* Returns a hash of the wildcards in 'wc'. */
1129 uint32_t
1130 flow_wildcards_hash(const struct flow_wildcards *wc, uint32_t basis)
1131 {
1132     return flow_hash(&wc->masks, basis);
1133 }
1134
1135 /* Returns true if 'a' and 'b' represent the same wildcards, false if they are
1136  * different. */
1137 bool
1138 flow_wildcards_equal(const struct flow_wildcards *a,
1139                      const struct flow_wildcards *b)
1140 {
1141     return flow_equal(&a->masks, &b->masks);
1142 }
1143
1144 /* Returns true if at least one bit or field is wildcarded in 'a' but not in
1145  * 'b', false otherwise. */
1146 bool
1147 flow_wildcards_has_extra(const struct flow_wildcards *a,
1148                          const struct flow_wildcards *b)
1149 {
1150     const uint64_t *a_u64 = (const uint64_t *) &a->masks;
1151     const uint64_t *b_u64 = (const uint64_t *) &b->masks;
1152     size_t i;
1153
1154     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1155         if ((a_u64[i] & b_u64[i]) != b_u64[i]) {
1156             return true;
1157         }
1158     }
1159     return false;
1160 }
1161
1162 /* Returns true if 'a' and 'b' are equal, except that 0-bits (wildcarded bits)
1163  * in 'wc' do not need to be equal in 'a' and 'b'. */
1164 bool
1165 flow_equal_except(const struct flow *a, const struct flow *b,
1166                   const struct flow_wildcards *wc)
1167 {
1168     const uint64_t *a_u64 = (const uint64_t *) a;
1169     const uint64_t *b_u64 = (const uint64_t *) b;
1170     const uint64_t *wc_u64 = (const uint64_t *) &wc->masks;
1171     size_t i;
1172
1173     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1174         if ((a_u64[i] ^ b_u64[i]) & wc_u64[i]) {
1175             return false;
1176         }
1177     }
1178     return true;
1179 }
1180
1181 /* Sets the wildcard mask for register 'idx' in 'wc' to 'mask'.
1182  * (A 0-bit indicates a wildcard bit.) */
1183 void
1184 flow_wildcards_set_reg_mask(struct flow_wildcards *wc, int idx, uint32_t mask)
1185 {
1186     wc->masks.regs[idx] = mask;
1187 }
1188
1189 /* Sets the wildcard mask for register 'idx' in 'wc' to 'mask'.
1190  * (A 0-bit indicates a wildcard bit.) */
1191 void
1192 flow_wildcards_set_xreg_mask(struct flow_wildcards *wc, int idx, uint64_t mask)
1193 {
1194     flow_set_xreg(&wc->masks, idx, mask);
1195 }
1196
1197 /* Calculates the 5-tuple hash from the given miniflow.
1198  * This returns the same value as flow_hash_5tuple for the corresponding
1199  * flow. */
1200 uint32_t
1201 miniflow_hash_5tuple(const struct miniflow *flow, uint32_t basis)
1202 {
1203     uint32_t hash = basis;
1204
1205     if (flow) {
1206         ovs_be16 dl_type = MINIFLOW_GET_BE16(flow, dl_type);
1207
1208         hash = hash_add(hash, MINIFLOW_GET_U8(flow, nw_proto));
1209
1210         /* Separate loops for better optimization. */
1211         if (dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1212             uint64_t map = MINIFLOW_MAP(ipv6_src) | MINIFLOW_MAP(ipv6_dst);
1213             uint64_t value;
1214
1215             MINIFLOW_FOR_EACH_IN_MAP(value, flow, map) {
1216                 hash = hash_add64(hash, value);
1217             }
1218         } else {
1219             hash = hash_add(hash, MINIFLOW_GET_U32(flow, nw_src));
1220             hash = hash_add(hash, MINIFLOW_GET_U32(flow, nw_dst));
1221         }
1222         /* Add both ports at once. */
1223         hash = hash_add(hash, MINIFLOW_GET_U32(flow, tp_src));
1224         hash = hash_finish(hash, 42); /* Arbitrary number. */
1225     }
1226     return hash;
1227 }
1228
1229 BUILD_ASSERT_DECL(offsetof(struct flow, tp_src) + 2
1230                   == offsetof(struct flow, tp_dst) &&
1231                   offsetof(struct flow, tp_src) / 4
1232                   == offsetof(struct flow, tp_dst) / 4);
1233 BUILD_ASSERT_DECL(offsetof(struct flow, ipv6_src) + 16
1234                   == offsetof(struct flow, ipv6_dst));
1235
1236 /* Calculates the 5-tuple hash from the given flow. */
1237 uint32_t
1238 flow_hash_5tuple(const struct flow *flow, uint32_t basis)
1239 {
1240     uint32_t hash = basis;
1241
1242     if (flow) {
1243         hash = hash_add(hash, flow->nw_proto);
1244
1245         if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1246             const uint64_t *flow_u64 = (const uint64_t *)flow;
1247             int ofs = offsetof(struct flow, ipv6_src) / 8;
1248             int end = ofs + 2 * sizeof flow->ipv6_src / 8;
1249
1250             for (;ofs < end; ofs++) {
1251                 hash = hash_add64(hash, flow_u64[ofs]);
1252             }
1253         } else {
1254             hash = hash_add(hash, (OVS_FORCE uint32_t) flow->nw_src);
1255             hash = hash_add(hash, (OVS_FORCE uint32_t) flow->nw_dst);
1256         }
1257         /* Add both ports at once. */
1258         hash = hash_add(hash,
1259                         ((const uint32_t *)flow)[offsetof(struct flow, tp_src)
1260                                                  / sizeof(uint32_t)]);
1261         hash = hash_finish(hash, 42); /* Arbitrary number. */
1262     }
1263     return hash;
1264 }
1265
1266 /* Hashes 'flow' based on its L2 through L4 protocol information. */
1267 uint32_t
1268 flow_hash_symmetric_l4(const struct flow *flow, uint32_t basis)
1269 {
1270     struct {
1271         union {
1272             ovs_be32 ipv4_addr;
1273             struct in6_addr ipv6_addr;
1274         };
1275         ovs_be16 eth_type;
1276         ovs_be16 vlan_tci;
1277         ovs_be16 tp_port;
1278         uint8_t eth_addr[ETH_ADDR_LEN];
1279         uint8_t ip_proto;
1280     } fields;
1281
1282     int i;
1283
1284     memset(&fields, 0, sizeof fields);
1285     for (i = 0; i < ETH_ADDR_LEN; i++) {
1286         fields.eth_addr[i] = flow->dl_src[i] ^ flow->dl_dst[i];
1287     }
1288     fields.vlan_tci = flow->vlan_tci & htons(VLAN_VID_MASK);
1289     fields.eth_type = flow->dl_type;
1290
1291     /* UDP source and destination port are not taken into account because they
1292      * will not necessarily be symmetric in a bidirectional flow. */
1293     if (fields.eth_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1294         fields.ipv4_addr = flow->nw_src ^ flow->nw_dst;
1295         fields.ip_proto = flow->nw_proto;
1296         if (fields.ip_proto == IPPROTO_TCP || fields.ip_proto == IPPROTO_SCTP) {
1297             fields.tp_port = flow->tp_src ^ flow->tp_dst;
1298         }
1299     } else if (fields.eth_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1300         const uint8_t *a = &flow->ipv6_src.s6_addr[0];
1301         const uint8_t *b = &flow->ipv6_dst.s6_addr[0];
1302         uint8_t *ipv6_addr = &fields.ipv6_addr.s6_addr[0];
1303
1304         for (i=0; i<16; i++) {
1305             ipv6_addr[i] = a[i] ^ b[i];
1306         }
1307         fields.ip_proto = flow->nw_proto;
1308         if (fields.ip_proto == IPPROTO_TCP || fields.ip_proto == IPPROTO_SCTP) {
1309             fields.tp_port = flow->tp_src ^ flow->tp_dst;
1310         }
1311     }
1312     return jhash_bytes(&fields, sizeof fields, basis);
1313 }
1314
1315 /* Initialize a flow with random fields that matter for nx_hash_fields. */
1316 void
1317 flow_random_hash_fields(struct flow *flow)
1318 {
1319     uint16_t rnd = random_uint16();
1320
1321     /* Initialize to all zeros. */
1322     memset(flow, 0, sizeof *flow);
1323
1324     eth_addr_random(flow->dl_src);
1325     eth_addr_random(flow->dl_dst);
1326
1327     flow->vlan_tci = (OVS_FORCE ovs_be16) (random_uint16() & VLAN_VID_MASK);
1328
1329     /* Make most of the random flows IPv4, some IPv6, and rest random. */
1330     flow->dl_type = rnd < 0x8000 ? htons(ETH_TYPE_IP) :
1331         rnd < 0xc000 ? htons(ETH_TYPE_IPV6) : (OVS_FORCE ovs_be16)rnd;
1332
1333     if (dl_type_is_ip_any(flow->dl_type)) {
1334         if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1335             flow->nw_src = (OVS_FORCE ovs_be32)random_uint32();
1336             flow->nw_dst = (OVS_FORCE ovs_be32)random_uint32();
1337         } else {
1338             random_bytes(&flow->ipv6_src, sizeof flow->ipv6_src);
1339             random_bytes(&flow->ipv6_dst, sizeof flow->ipv6_dst);
1340         }
1341         /* Make most of IP flows TCP, some UDP or SCTP, and rest random. */
1342         rnd = random_uint16();
1343         flow->nw_proto = rnd < 0x8000 ? IPPROTO_TCP :
1344             rnd < 0xc000 ? IPPROTO_UDP :
1345             rnd < 0xd000 ? IPPROTO_SCTP : (uint8_t)rnd;
1346         if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP ||
1347             flow->nw_proto == IPPROTO_UDP ||
1348             flow->nw_proto == IPPROTO_SCTP) {
1349             flow->tp_src = (OVS_FORCE ovs_be16)random_uint16();
1350             flow->tp_dst = (OVS_FORCE ovs_be16)random_uint16();
1351         }
1352     }
1353 }
1354
1355 /* Masks the fields in 'wc' that are used by the flow hash 'fields'. */
1356 void
1357 flow_mask_hash_fields(const struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc,
1358                       enum nx_hash_fields fields)
1359 {
1360     switch (fields) {
1361     case NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC:
1362         memset(&wc->masks.dl_src, 0xff, sizeof wc->masks.dl_src);
1363         break;
1364
1365     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4:
1366         memset(&wc->masks.dl_src, 0xff, sizeof wc->masks.dl_src);
1367         memset(&wc->masks.dl_dst, 0xff, sizeof wc->masks.dl_dst);
1368         if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1369             memset(&wc->masks.nw_src, 0xff, sizeof wc->masks.nw_src);
1370             memset(&wc->masks.nw_dst, 0xff, sizeof wc->masks.nw_dst);
1371         } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1372             memset(&wc->masks.ipv6_src, 0xff, sizeof wc->masks.ipv6_src);
1373             memset(&wc->masks.ipv6_dst, 0xff, sizeof wc->masks.ipv6_dst);
1374         }
1375         if (is_ip_any(flow)) {
1376             memset(&wc->masks.nw_proto, 0xff, sizeof wc->masks.nw_proto);
1377             flow_unwildcard_tp_ports(flow, wc);
1378         }
1379         wc->masks.vlan_tci |= htons(VLAN_VID_MASK | VLAN_CFI);
1380         break;
1381
1382     default:
1383         OVS_NOT_REACHED();
1384     }
1385 }
1386
1387 /* Hashes the portions of 'flow' designated by 'fields'. */
1388 uint32_t
1389 flow_hash_fields(const struct flow *flow, enum nx_hash_fields fields,
1390                  uint16_t basis)
1391 {
1392     switch (fields) {
1393
1394     case NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC:
1395         return jhash_bytes(flow->dl_src, sizeof flow->dl_src, basis);
1396
1397     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4:
1398         return flow_hash_symmetric_l4(flow, basis);
1399     }
1400
1401     OVS_NOT_REACHED();
1402 }
1403
1404 /* Returns a string representation of 'fields'. */
1405 const char *
1406 flow_hash_fields_to_str(enum nx_hash_fields fields)
1407 {
1408     switch (fields) {
1409     case NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC: return "eth_src";
1410     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4: return "symmetric_l4";
1411     default: return "<unknown>";
1412     }
1413 }
1414
1415 /* Returns true if the value of 'fields' is supported. Otherwise false. */
1416 bool
1417 flow_hash_fields_valid(enum nx_hash_fields fields)
1418 {
1419     return fields == NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC
1420         || fields == NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4;
1421 }
1422
1423 /* Returns a hash value for the bits of 'flow' that are active based on
1424  * 'wc', given 'basis'. */
1425 uint32_t
1426 flow_hash_in_wildcards(const struct flow *flow,
1427                        const struct flow_wildcards *wc, uint32_t basis)
1428 {
1429     const uint64_t *wc_u64 = (const uint64_t *) &wc->masks;
1430     const uint64_t *flow_u64 = (const uint64_t *) flow;
1431     uint32_t hash;
1432     size_t i;
1433
1434     hash = basis;
1435     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1436         hash = hash_add64(hash, flow_u64[i] & wc_u64[i]);
1437     }
1438     return hash_finish(hash, 8 * FLOW_U64S);
1439 }
1440
1441 /* Sets the VLAN VID that 'flow' matches to 'vid', which is interpreted as an
1442  * OpenFlow 1.0 "dl_vlan" value:
1443  *
1444  *      - If it is in the range 0...4095, 'flow->vlan_tci' is set to match
1445  *        that VLAN.  Any existing PCP match is unchanged (it becomes 0 if
1446  *        'flow' previously matched packets without a VLAN header).
1447  *
1448  *      - If it is OFP_VLAN_NONE, 'flow->vlan_tci' is set to match a packet
1449  *        without a VLAN tag.
1450  *
1451  *      - Other values of 'vid' should not be used. */
1452 void
1453 flow_set_dl_vlan(struct flow *flow, ovs_be16 vid)
1454 {
1455     if (vid == htons(OFP10_VLAN_NONE)) {
1456         flow->vlan_tci = htons(0);
1457     } else {
1458         vid &= htons(VLAN_VID_MASK);
1459         flow->vlan_tci &= ~htons(VLAN_VID_MASK);
1460         flow->vlan_tci |= htons(VLAN_CFI) | vid;
1461     }
1462 }
1463
1464 /* Sets the VLAN VID that 'flow' matches to 'vid', which is interpreted as an
1465  * OpenFlow 1.2 "vlan_vid" value, that is, the low 13 bits of 'vlan_tci' (VID
1466  * plus CFI). */
1467 void
1468 flow_set_vlan_vid(struct flow *flow, ovs_be16 vid)
1469 {
1470     ovs_be16 mask = htons(VLAN_VID_MASK | VLAN_CFI);
1471     flow->vlan_tci &= ~mask;
1472     flow->vlan_tci |= vid & mask;
1473 }
1474
1475 /* Sets the VLAN PCP that 'flow' matches to 'pcp', which should be in the
1476  * range 0...7.
1477  *
1478  * This function has no effect on the VLAN ID that 'flow' matches.
1479  *
1480  * After calling this function, 'flow' will not match packets without a VLAN
1481  * header. */
1482 void
1483 flow_set_vlan_pcp(struct flow *flow, uint8_t pcp)
1484 {
1485     pcp &= 0x07;
1486     flow->vlan_tci &= ~htons(VLAN_PCP_MASK);
1487     flow->vlan_tci |= htons((pcp << VLAN_PCP_SHIFT) | VLAN_CFI);
1488 }
1489
1490 /* Returns the number of MPLS LSEs present in 'flow'
1491  *
1492  * Returns 0 if the 'dl_type' of 'flow' is not an MPLS ethernet type.
1493  * Otherwise traverses 'flow''s MPLS label stack stopping at the
1494  * first entry that has the BoS bit set. If no such entry exists then
1495  * the maximum number of LSEs that can be stored in 'flow' is returned.
1496  */
1497 int
1498 flow_count_mpls_labels(const struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc)
1499 {
1500     /* dl_type is always masked. */
1501     if (eth_type_mpls(flow->dl_type)) {
1502         int i;
1503         int cnt;
1504
1505         cnt = 0;
1506         for (i = 0; i < FLOW_MAX_MPLS_LABELS; i++) {
1507             if (wc) {
1508                 wc->masks.mpls_lse[i] |= htonl(MPLS_BOS_MASK);
1509             }
1510             if (flow->mpls_lse[i] & htonl(MPLS_BOS_MASK)) {
1511                 return i + 1;
1512             }
1513             if (flow->mpls_lse[i]) {
1514                 cnt++;
1515             }
1516         }
1517         return cnt;
1518     } else {
1519         return 0;
1520     }
1521 }
1522
1523 /* Returns the number consecutive of MPLS LSEs, starting at the
1524  * innermost LSE, that are common in 'a' and 'b'.
1525  *
1526  * 'an' must be flow_count_mpls_labels(a).
1527  * 'bn' must be flow_count_mpls_labels(b).
1528  */
1529 int
1530 flow_count_common_mpls_labels(const struct flow *a, int an,
1531                               const struct flow *b, int bn,
1532                               struct flow_wildcards *wc)
1533 {
1534     int min_n = MIN(an, bn);
1535     if (min_n == 0) {
1536         return 0;
1537     } else {
1538         int common_n = 0;
1539         int a_last = an - 1;
1540         int b_last = bn - 1;
1541         int i;
1542
1543         for (i = 0; i < min_n; i++) {
1544             if (wc) {
1545                 wc->masks.mpls_lse[a_last - i] = OVS_BE32_MAX;
1546                 wc->masks.mpls_lse[b_last - i] = OVS_BE32_MAX;
1547             }
1548             if (a->mpls_lse[a_last - i] != b->mpls_lse[b_last - i]) {
1549                 break;
1550             } else {
1551                 common_n++;
1552             }
1553         }
1554
1555         return common_n;
1556     }
1557 }
1558
1559 /* Adds a new outermost MPLS label to 'flow' and changes 'flow''s Ethernet type
1560  * to 'mpls_eth_type', which must be an MPLS Ethertype.
1561  *
1562  * If the new label is the first MPLS label in 'flow', it is generated as;
1563  *
1564  *     - label: 2, if 'flow' is IPv6, otherwise 0.
1565  *
1566  *     - TTL: IPv4 or IPv6 TTL, if present and nonzero, otherwise 64.
1567  *
1568  *     - TC: IPv4 or IPv6 TOS, if present, otherwise 0.
1569  *
1570  *     - BoS: 1.
1571  *
1572  * If the new label is the second or later label MPLS label in 'flow', it is
1573  * generated as;
1574  *
1575  *     - label: Copied from outer label.
1576  *
1577  *     - TTL: Copied from outer label.
1578  *
1579  *     - TC: Copied from outer label.
1580  *
1581  *     - BoS: 0.
1582  *
1583  * 'n' must be flow_count_mpls_labels(flow).  'n' must be less than
1584  * FLOW_MAX_MPLS_LABELS (because otherwise flow->mpls_lse[] would overflow).
1585  */
1586 void
1587 flow_push_mpls(struct flow *flow, int n, ovs_be16 mpls_eth_type,
1588                struct flow_wildcards *wc)
1589 {
1590     ovs_assert(eth_type_mpls(mpls_eth_type));
1591     ovs_assert(n < FLOW_MAX_MPLS_LABELS);
1592
1593     if (n) {
1594         int i;
1595
1596         if (wc) {
1597             memset(&wc->masks.mpls_lse, 0xff, sizeof *wc->masks.mpls_lse * n);
1598         }
1599         for (i = n; i >= 1; i--) {
1600             flow->mpls_lse[i] = flow->mpls_lse[i - 1];
1601         }
1602         flow->mpls_lse[0] = (flow->mpls_lse[1] & htonl(~MPLS_BOS_MASK));
1603     } else {
1604         int label = 0;          /* IPv4 Explicit Null. */
1605         int tc = 0;
1606         int ttl = 64;
1607
1608         if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1609             label = 2;
1610         }
1611
1612         if (is_ip_any(flow)) {
1613             tc = (flow->nw_tos & IP_DSCP_MASK) >> 2;
1614             if (wc) {
1615                 wc->masks.nw_tos |= IP_DSCP_MASK;
1616                 wc->masks.nw_ttl = 0xff;
1617             }
1618
1619             if (flow->nw_ttl) {
1620                 ttl = flow->nw_ttl;
1621             }
1622         }
1623
1624         flow->mpls_lse[0] = set_mpls_lse_values(ttl, tc, 1, htonl(label));
1625
1626         /* Clear all L3 and L4 fields and dp_hash. */
1627         BUILD_ASSERT(FLOW_WC_SEQ == 31);
1628         memset((char *) flow + FLOW_SEGMENT_2_ENDS_AT, 0,
1629                sizeof(struct flow) - FLOW_SEGMENT_2_ENDS_AT);
1630         flow->dp_hash = 0;
1631     }
1632     flow->dl_type = mpls_eth_type;
1633 }
1634
1635 /* Tries to remove the outermost MPLS label from 'flow'.  Returns true if
1636  * successful, false otherwise.  On success, sets 'flow''s Ethernet type to
1637  * 'eth_type'.
1638  *
1639  * 'n' must be flow_count_mpls_labels(flow). */
1640 bool
1641 flow_pop_mpls(struct flow *flow, int n, ovs_be16 eth_type,
1642               struct flow_wildcards *wc)
1643 {
1644     int i;
1645
1646     if (n == 0) {
1647         /* Nothing to pop. */
1648         return false;
1649     } else if (n == FLOW_MAX_MPLS_LABELS) {
1650         if (wc) {
1651             wc->masks.mpls_lse[n - 1] |= htonl(MPLS_BOS_MASK);
1652         }
1653         if (!(flow->mpls_lse[n - 1] & htonl(MPLS_BOS_MASK))) {
1654             /* Can't pop because don't know what to fill in mpls_lse[n - 1]. */
1655             return false;
1656         }
1657     }
1658
1659     if (wc) {
1660         memset(&wc->masks.mpls_lse[1], 0xff,
1661                sizeof *wc->masks.mpls_lse * (n - 1));
1662     }
1663     for (i = 1; i < n; i++) {
1664         flow->mpls_lse[i - 1] = flow->mpls_lse[i];
1665     }
1666     flow->mpls_lse[n - 1] = 0;
1667     flow->dl_type = eth_type;
1668     return true;
1669 }
1670
1671 /* Sets the MPLS Label that 'flow' matches to 'label', which is interpreted
1672  * as an OpenFlow 1.1 "mpls_label" value. */
1673 void
1674 flow_set_mpls_label(struct flow *flow, int idx, ovs_be32 label)
1675 {
1676     set_mpls_lse_label(&flow->mpls_lse[idx], label);
1677 }
1678
1679 /* Sets the MPLS TTL that 'flow' matches to 'ttl', which should be in the
1680  * range 0...255. */
1681 void
1682 flow_set_mpls_ttl(struct flow *flow, int idx, uint8_t ttl)
1683 {
1684     set_mpls_lse_ttl(&flow->mpls_lse[idx], ttl);
1685 }
1686
1687 /* Sets the MPLS TC that 'flow' matches to 'tc', which should be in the
1688  * range 0...7. */
1689 void
1690 flow_set_mpls_tc(struct flow *flow, int idx, uint8_t tc)
1691 {
1692     set_mpls_lse_tc(&flow->mpls_lse[idx], tc);
1693 }
1694
1695 /* Sets the MPLS BOS bit that 'flow' matches to which should be 0 or 1. */
1696 void
1697 flow_set_mpls_bos(struct flow *flow, int idx, uint8_t bos)
1698 {
1699     set_mpls_lse_bos(&flow->mpls_lse[idx], bos);
1700 }
1701
1702 /* Sets the entire MPLS LSE. */
1703 void
1704 flow_set_mpls_lse(struct flow *flow, int idx, ovs_be32 lse)
1705 {
1706     flow->mpls_lse[idx] = lse;
1707 }
1708
1709 static size_t
1710 flow_compose_l4(struct ofpbuf *b, const struct flow *flow)
1711 {
1712     size_t l4_len = 0;
1713
1714     if (!(flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_ANY)
1715         || !(flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER)) {
1716         if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
1717             struct tcp_header *tcp;
1718
1719             l4_len = sizeof *tcp;
1720             tcp = ofpbuf_put_zeros(b, l4_len);
1721             tcp->tcp_src = flow->tp_src;
1722             tcp->tcp_dst = flow->tp_dst;
1723             tcp->tcp_ctl = TCP_CTL(ntohs(flow->tcp_flags), 5);
1724         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
1725             struct udp_header *udp;
1726
1727             l4_len = sizeof *udp;
1728             udp = ofpbuf_put_zeros(b, l4_len);
1729             udp->udp_src = flow->tp_src;
1730             udp->udp_dst = flow->tp_dst;
1731         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_SCTP) {
1732             struct sctp_header *sctp;
1733
1734             l4_len = sizeof *sctp;
1735             sctp = ofpbuf_put_zeros(b, l4_len);
1736             sctp->sctp_src = flow->tp_src;
1737             sctp->sctp_dst = flow->tp_dst;
1738         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMP) {
1739             struct icmp_header *icmp;
1740
1741             l4_len = sizeof *icmp;
1742             icmp = ofpbuf_put_zeros(b, l4_len);
1743             icmp->icmp_type = ntohs(flow->tp_src);
1744             icmp->icmp_code = ntohs(flow->tp_dst);
1745             icmp->icmp_csum = csum(icmp, ICMP_HEADER_LEN);
1746         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_IGMP) {
1747             struct igmp_header *igmp;
1748
1749             l4_len = sizeof *igmp;
1750             igmp = ofpbuf_put_zeros(b, l4_len);
1751             igmp->igmp_type = ntohs(flow->tp_src);
1752             igmp->igmp_code = ntohs(flow->tp_dst);
1753             put_16aligned_be32(&igmp->group, flow->igmp_group_ip4);
1754             igmp->igmp_csum = csum(igmp, IGMP_HEADER_LEN);
1755         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6) {
1756             struct icmp6_hdr *icmp;
1757
1758             l4_len = sizeof *icmp;
1759             icmp = ofpbuf_put_zeros(b, l4_len);
1760             icmp->icmp6_type = ntohs(flow->tp_src);
1761             icmp->icmp6_code = ntohs(flow->tp_dst);
1762
1763             if (icmp->icmp6_code == 0 &&
1764                 (icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_SOLICIT ||
1765                  icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_ADVERT)) {
1766                 struct in6_addr *nd_target;
1767                 struct nd_opt_hdr *nd_opt;
1768
1769                 l4_len += sizeof *nd_target;
1770                 nd_target = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *nd_target);
1771                 *nd_target = flow->nd_target;
1772
1773                 if (!eth_addr_is_zero(flow->arp_sha)) {
1774                     l4_len += 8;
1775                     nd_opt = ofpbuf_put_zeros(b, 8);
1776                     nd_opt->nd_opt_len = 1;
1777                     nd_opt->nd_opt_type = ND_OPT_SOURCE_LINKADDR;
1778                     memcpy(nd_opt + 1, flow->arp_sha, ETH_ADDR_LEN);
1779                 }
1780                 if (!eth_addr_is_zero(flow->arp_tha)) {
1781                     l4_len += 8;
1782                     nd_opt = ofpbuf_put_zeros(b, 8);
1783                     nd_opt->nd_opt_len = 1;
1784                     nd_opt->nd_opt_type = ND_OPT_TARGET_LINKADDR;
1785                     memcpy(nd_opt + 1, flow->arp_tha, ETH_ADDR_LEN);
1786                 }
1787             }
1788             icmp->icmp6_cksum = (OVS_FORCE uint16_t)
1789                 csum(icmp, (char *)ofpbuf_tail(b) - (char *)icmp);
1790         }
1791     }
1792     return l4_len;
1793 }
1794
1795 /* Puts into 'b' a packet that flow_extract() would parse as having the given
1796  * 'flow'.
1797  *
1798  * (This is useful only for testing, obviously, and the packet isn't really
1799  * valid. It hasn't got some checksums filled in, for one, and lots of fields
1800  * are just zeroed.) */
1801 void
1802 flow_compose(struct ofpbuf *b, const struct flow *flow)
1803 {
1804     size_t l4_len;
1805
1806     /* eth_compose() sets l3 pointer and makes sure it is 32-bit aligned. */
1807     eth_compose(b, flow->dl_dst, flow->dl_src, ntohs(flow->dl_type), 0);
1808     if (flow->dl_type == htons(FLOW_DL_TYPE_NONE)) {
1809         struct eth_header *eth = ofpbuf_l2(b);
1810         eth->eth_type = htons(ofpbuf_size(b));
1811         return;
1812     }
1813
1814     if (flow->vlan_tci & htons(VLAN_CFI)) {
1815         eth_push_vlan(b, htons(ETH_TYPE_VLAN), flow->vlan_tci);
1816     }
1817
1818     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1819         struct ip_header *ip;
1820
1821         ip = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *ip);
1822         ip->ip_ihl_ver = IP_IHL_VER(5, 4);
1823         ip->ip_tos = flow->nw_tos;
1824         ip->ip_ttl = flow->nw_ttl;
1825         ip->ip_proto = flow->nw_proto;
1826         put_16aligned_be32(&ip->ip_src, flow->nw_src);
1827         put_16aligned_be32(&ip->ip_dst, flow->nw_dst);
1828
1829         if (flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_ANY) {
1830             ip->ip_frag_off |= htons(IP_MORE_FRAGMENTS);
1831             if (flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER) {
1832                 ip->ip_frag_off |= htons(100);
1833             }
1834         }
1835
1836         ofpbuf_set_l4(b, ofpbuf_tail(b));
1837
1838         l4_len = flow_compose_l4(b, flow);
1839
1840         ip = ofpbuf_l3(b);
1841         ip->ip_tot_len = htons(b->l4_ofs - b->l3_ofs + l4_len);
1842         ip->ip_csum = csum(ip, sizeof *ip);
1843     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1844         struct ovs_16aligned_ip6_hdr *nh;
1845
1846         nh = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *nh);
1847         put_16aligned_be32(&nh->ip6_flow, htonl(6 << 28) |
1848                            htonl(flow->nw_tos << 20) | flow->ipv6_label);
1849         nh->ip6_hlim = flow->nw_ttl;
1850         nh->ip6_nxt = flow->nw_proto;
1851
1852         memcpy(&nh->ip6_src, &flow->ipv6_src, sizeof(nh->ip6_src));
1853         memcpy(&nh->ip6_dst, &flow->ipv6_dst, sizeof(nh->ip6_dst));
1854
1855         ofpbuf_set_l4(b, ofpbuf_tail(b));
1856
1857         l4_len = flow_compose_l4(b, flow);
1858
1859         nh = ofpbuf_l3(b);
1860         nh->ip6_plen = htons(l4_len);
1861     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP) ||
1862                flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_RARP)) {
1863         struct arp_eth_header *arp;
1864
1865         arp = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *arp);
1866         ofpbuf_set_l3(b, arp);
1867         arp->ar_hrd = htons(1);
1868         arp->ar_pro = htons(ETH_TYPE_IP);
1869         arp->ar_hln = ETH_ADDR_LEN;
1870         arp->ar_pln = 4;
1871         arp->ar_op = htons(flow->nw_proto);
1872
1873         if (flow->nw_proto == ARP_OP_REQUEST ||
1874             flow->nw_proto == ARP_OP_REPLY) {
1875             put_16aligned_be32(&arp->ar_spa, flow->nw_src);
1876             put_16aligned_be32(&arp->ar_tpa, flow->nw_dst);
1877             memcpy(arp->ar_sha, flow->arp_sha, ETH_ADDR_LEN);
1878             memcpy(arp->ar_tha, flow->arp_tha, ETH_ADDR_LEN);
1879         }
1880     }
1881
1882     if (eth_type_mpls(flow->dl_type)) {
1883         int n;
1884
1885         b->l2_5_ofs = b->l3_ofs;
1886         for (n = 1; n < FLOW_MAX_MPLS_LABELS; n++) {
1887             if (flow->mpls_lse[n - 1] & htonl(MPLS_BOS_MASK)) {
1888                 break;
1889             }
1890         }
1891         while (n > 0) {
1892             push_mpls(b, flow->dl_type, flow->mpls_lse[--n]);
1893         }
1894     }
1895 }
1896 \f
1897 /* Compressed flow. */
1898
1899 static int
1900 miniflow_n_values(const struct miniflow *flow)
1901 {
1902     return count_1bits(flow->map);
1903 }
1904
1905 static uint64_t *
1906 miniflow_alloc_values(struct miniflow *flow, int n)
1907 {
1908     int size = MINIFLOW_VALUES_SIZE(n);
1909
1910     if (size <= sizeof flow->inline_values) {
1911         flow->values_inline = true;
1912         return flow->inline_values;
1913     } else {
1914         COVERAGE_INC(miniflow_malloc);
1915         flow->values_inline = false;
1916         flow->offline_values = xmalloc(size);
1917         return flow->offline_values;
1918     }
1919 }
1920
1921 /* Completes an initialization of 'dst' as a miniflow copy of 'src' begun by
1922  * the caller.  The caller must have already initialized 'dst->map' properly
1923  * to indicate the significant uint64_t elements of 'src'.  'n' must be the
1924  * number of 1-bits in 'dst->map'.
1925  *
1926  * Normally the significant elements are the ones that are non-zero.  However,
1927  * when a miniflow is initialized from a (mini)mask, the values can be zeroes,
1928  * so that the flow and mask always have the same maps.
1929  *
1930  * This function initializes values (either inline if possible or with
1931  * malloc() otherwise) and copies the uint64_t elements of 'src' indicated by
1932  * 'dst->map' into it. */
1933 static void
1934 miniflow_init__(struct miniflow *dst, const struct flow *src, int n)
1935 {
1936     const uint64_t *src_u64 = (const uint64_t *) src;
1937     uint64_t *dst_u64 = miniflow_alloc_values(dst, n);
1938     int idx;
1939
1940     MAP_FOR_EACH_INDEX(idx, dst->map) {
1941         *dst_u64++ = src_u64[idx];
1942     }
1943 }
1944
1945 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'.  The caller must eventually free 'dst'
1946  * with miniflow_destroy().
1947  * Always allocates offline storage. */
1948 void
1949 miniflow_init(struct miniflow *dst, const struct flow *src)
1950 {
1951     const uint64_t *src_u64 = (const uint64_t *) src;
1952     unsigned int i;
1953     int n;
1954
1955     /* Initialize dst->map, counting the number of nonzero elements. */
1956     n = 0;
1957     dst->map = 0;
1958
1959     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1960         if (src_u64[i]) {
1961             dst->map |= UINT64_C(1) << i;
1962             n++;
1963         }
1964     }
1965
1966     miniflow_init__(dst, src, n);
1967 }
1968
1969 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src', using 'mask->map' as 'dst''s map.  The
1970  * caller must eventually free 'dst' with miniflow_destroy(). */
1971 void
1972 miniflow_init_with_minimask(struct miniflow *dst, const struct flow *src,
1973                             const struct minimask *mask)
1974 {
1975     dst->map = mask->masks.map;
1976     miniflow_init__(dst, src, miniflow_n_values(dst));
1977 }
1978
1979 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'.  The caller must eventually free 'dst'
1980  * with miniflow_destroy(). */
1981 void
1982 miniflow_clone(struct miniflow *dst, const struct miniflow *src)
1983 {
1984     int size = MINIFLOW_VALUES_SIZE(miniflow_n_values(src));
1985     uint64_t *values;
1986
1987     dst->map = src->map;
1988     if (size <= sizeof dst->inline_values) {
1989         dst->values_inline = true;
1990         values = dst->inline_values;
1991     } else {
1992         dst->values_inline = false;
1993         COVERAGE_INC(miniflow_malloc);
1994         dst->offline_values = xmalloc(size);
1995         values = dst->offline_values;
1996     }
1997     memcpy(values, miniflow_get_values(src), size);
1998 }
1999
2000 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'.  The caller must have allocated
2001  * 'dst' to have inline space all data in 'src'. */
2002 void
2003 miniflow_clone_inline(struct miniflow *dst, const struct miniflow *src,
2004                       size_t n_values)
2005 {
2006     dst->values_inline = true;
2007     dst->map = src->map;
2008     memcpy(dst->inline_values, miniflow_get_values(src),
2009            MINIFLOW_VALUES_SIZE(n_values));
2010 }
2011
2012 /* Initializes 'dst' with the data in 'src', destroying 'src'.
2013  * The caller must eventually free 'dst' with miniflow_destroy().
2014  * 'dst' must be regularly sized miniflow, but 'src' can have
2015  * storage for more than the default MINI_N_INLINE inline
2016  * values. */
2017 void
2018 miniflow_move(struct miniflow *dst, struct miniflow *src)
2019 {
2020     int size = MINIFLOW_VALUES_SIZE(miniflow_n_values(src));
2021
2022     dst->map = src->map;
2023     if (size <= sizeof dst->inline_values) {
2024         dst->values_inline = true;
2025         memcpy(dst->inline_values, miniflow_get_values(src), size);
2026         miniflow_destroy(src);
2027     } else if (src->values_inline) {
2028         dst->values_inline = false;
2029         COVERAGE_INC(miniflow_malloc);
2030         dst->offline_values = xmalloc(size);
2031         memcpy(dst->offline_values, src->inline_values, size);
2032     } else {
2033         dst->values_inline = false;
2034         dst->offline_values = src->offline_values;
2035     }
2036 }
2037
2038 /* Frees any memory owned by 'flow'.  Does not free the storage in which 'flow'
2039  * itself resides; the caller is responsible for that. */
2040 void
2041 miniflow_destroy(struct miniflow *flow)
2042 {
2043     if (!flow->values_inline) {
2044         free(flow->offline_values);
2045     }
2046 }
2047
2048 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'. */
2049 void
2050 miniflow_expand(const struct miniflow *src, struct flow *dst)
2051 {
2052     memset(dst, 0, sizeof *dst);
2053     flow_union_with_miniflow(dst, src);
2054 }
2055
2056 /* Returns true if 'a' and 'b' are the equal miniflow, false otherwise. */
2057 bool
2058 miniflow_equal(const struct miniflow *a, const struct miniflow *b)
2059 {
2060     const uint64_t *ap = miniflow_get_values(a);
2061     const uint64_t *bp = miniflow_get_values(b);
2062
2063     if (OVS_LIKELY(a->map == b->map)) {
2064         int count = miniflow_n_values(a);
2065
2066         return !memcmp(ap, bp, count * sizeof *ap);
2067     } else {
2068         uint64_t map;
2069
2070         for (map = a->map | b->map; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
2071             uint64_t bit = rightmost_1bit(map);
2072
2073             if ((a->map & bit ? *ap++ : 0) != (b->map & bit ? *bp++ : 0)) {
2074                 return false;
2075             }
2076         }
2077     }
2078
2079     return true;
2080 }
2081
2082 /* Returns false if 'a' and 'b' differ at the places where there are 1-bits
2083  * in 'mask', true otherwise. */
2084 bool
2085 miniflow_equal_in_minimask(const struct miniflow *a, const struct miniflow *b,
2086                            const struct minimask *mask)
2087 {
2088     const uint64_t *p = miniflow_get_values(&mask->masks);
2089     int idx;
2090
2091     MAP_FOR_EACH_INDEX(idx, mask->masks.map) {
2092         if ((miniflow_get(a, idx) ^ miniflow_get(b, idx)) & *p++) {
2093             return false;
2094         }
2095     }
2096
2097     return true;
2098 }
2099
2100 /* Returns true if 'a' and 'b' are equal at the places where there are 1-bits
2101  * in 'mask', false if they differ. */
2102 bool
2103 miniflow_equal_flow_in_minimask(const struct miniflow *a, const struct flow *b,
2104                                 const struct minimask *mask)
2105 {
2106     const uint64_t *b_u64 = (const uint64_t *) b;
2107     const uint64_t *p = miniflow_get_values(&mask->masks);
2108     int idx;
2109
2110     MAP_FOR_EACH_INDEX(idx, mask->masks.map) {
2111         if ((miniflow_get(a, idx) ^ b_u64[idx]) & *p++) {
2112             return false;
2113         }
2114     }
2115
2116     return true;
2117 }
2118
2119 \f
2120 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'.  The caller must eventually free 'dst'
2121  * with minimask_destroy(). */
2122 void
2123 minimask_init(struct minimask *mask, const struct flow_wildcards *wc)
2124 {
2125     miniflow_init(&mask->masks, &wc->masks);
2126 }
2127
2128 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'.  The caller must eventually free 'dst'
2129  * with minimask_destroy(). */
2130 void
2131 minimask_clone(struct minimask *dst, const struct minimask *src)
2132 {
2133     miniflow_clone(&dst->masks, &src->masks);
2134 }
2135
2136 /* Initializes 'dst' with the data in 'src', destroying 'src'.
2137  * The caller must eventually free 'dst' with minimask_destroy(). */
2138 void
2139 minimask_move(struct minimask *dst, struct minimask *src)
2140 {
2141     miniflow_move(&dst->masks, &src->masks);
2142 }
2143
2144 /* Initializes 'dst_' as the bit-wise "and" of 'a_' and 'b_'.
2145  *
2146  * The caller must provide room for FLOW_U64S "uint64_t"s in 'storage', for use
2147  * by 'dst_'.  The caller must *not* free 'dst_' with minimask_destroy(). */
2148 void
2149 minimask_combine(struct minimask *dst_,
2150                  const struct minimask *a_, const struct minimask *b_,
2151                  uint64_t storage[FLOW_U64S])
2152 {
2153     struct miniflow *dst = &dst_->masks;
2154     uint64_t *dst_values = storage;
2155     const struct miniflow *a = &a_->masks;
2156     const struct miniflow *b = &b_->masks;
2157     int idx;
2158
2159     dst->values_inline = false;
2160     dst->offline_values = storage;
2161
2162     dst->map = 0;
2163     MAP_FOR_EACH_INDEX(idx, a->map & b->map) {
2164         /* Both 'a' and 'b' have non-zero data at 'idx'. */
2165         uint64_t mask = miniflow_get__(a, idx) & miniflow_get__(b, idx);
2166
2167         if (mask) {
2168             dst->map |= UINT64_C(1) << idx;
2169             *dst_values++ = mask;
2170         }
2171     }
2172 }
2173
2174 /* Frees any memory owned by 'mask'.  Does not free the storage in which 'mask'
2175  * itself resides; the caller is responsible for that. */
2176 void
2177 minimask_destroy(struct minimask *mask)
2178 {
2179     miniflow_destroy(&mask->masks);
2180 }
2181
2182 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'. */
2183 void
2184 minimask_expand(const struct minimask *mask, struct flow_wildcards *wc)
2185 {
2186     miniflow_expand(&mask->masks, &wc->masks);
2187 }
2188
2189 /* Returns true if 'a' and 'b' are the same flow mask, false otherwise.
2190  * Minimasks may not have zero data values, so for the minimasks to be the
2191  * same, they need to have the same map and the same data values. */
2192 bool
2193 minimask_equal(const struct minimask *a, const struct minimask *b)
2194 {
2195     return a->masks.map == b->masks.map &&
2196         !memcmp(miniflow_get_values(&a->masks),
2197                 miniflow_get_values(&b->masks),
2198                 count_1bits(a->masks.map) * sizeof *a->masks.inline_values);
2199 }
2200
2201 /* Returns true if at least one bit matched by 'b' is wildcarded by 'a',
2202  * false otherwise. */
2203 bool
2204 minimask_has_extra(const struct minimask *a, const struct minimask *b)
2205 {
2206     const uint64_t *ap = miniflow_get_values(&a->masks);
2207     const uint64_t *bp = miniflow_get_values(&b->masks);
2208     int idx;
2209
2210     MAP_FOR_EACH_INDEX(idx, b->masks.map) {
2211         uint64_t b_u64 = *bp++;
2212
2213         /* 'b_u64' is non-zero, check if the data in 'a' is either zero
2214          * or misses some of the bits in 'b_u64'. */
2215         if (!(a->masks.map & (UINT64_C(1) << idx))
2216             || ((miniflow_values_get__(ap, a->masks.map, idx) & b_u64)
2217                 != b_u64)) {
2218             return true; /* 'a' wildcards some bits 'b' doesn't. */
2219         }
2220     }
2221
2222     return false;
2223 }