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