flow: Support OF1.5+ (draft) actset_output field.
[cascardo/ovs.git] / lib / flow.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2008, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014 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 /* U32 indices for segmented flow classification. */
46 const uint8_t flow_segment_u32s[4] = {
47     FLOW_SEGMENT_1_ENDS_AT / 4,
48     FLOW_SEGMENT_2_ENDS_AT / 4,
49     FLOW_SEGMENT_3_ENDS_AT / 4,
50     FLOW_U32S
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 first half of a BE32, zeroes in the other half. */
74 BUILD_ASSERT_DECL(offsetof(struct flow, tcp_flags) + 2
75                   == offsetof(struct flow, pad2) &&
76                   offsetof(struct flow, tcp_flags) / 4
77                   == offsetof(struct flow, pad2) / 4);
78 #if WORDS_BIGENDIAN
79 #define TCP_FLAGS_BE32(tcp_ctl) ((OVS_FORCE ovs_be32)TCP_FLAGS_BE16(tcp_ctl) \
80                                  << 16)
81 #else
82 #define TCP_FLAGS_BE32(tcp_ctl) ((OVS_FORCE ovs_be32)TCP_FLAGS_BE16(tcp_ctl))
83 #endif
84
85 BUILD_ASSERT_DECL(offsetof(struct flow, tp_src) + 2
86                   == offsetof(struct flow, tp_dst) &&
87                   offsetof(struct flow, tp_src) / 4
88                   == offsetof(struct flow, tp_dst) / 4);
89
90 /* Removes 'size' bytes from the head end of '*datap', of size '*sizep', which
91  * must contain at least 'size' bytes of data.  Returns the first byte of data
92  * removed. */
93 static inline const void *
94 data_pull(void **datap, size_t *sizep, size_t size)
95 {
96     char *data = (char *)*datap;
97     *datap = data + size;
98     *sizep -= size;
99     return data;
100 }
101
102 /* If '*datap' has at least 'size' bytes of data, removes that many bytes from
103  * the head end of '*datap' and returns the first byte removed.  Otherwise,
104  * returns a null pointer without modifying '*datap'. */
105 static inline const void *
106 data_try_pull(void **datap, size_t *sizep, size_t size)
107 {
108     return OVS_LIKELY(*sizep >= size) ? data_pull(datap, sizep, size) : NULL;
109 }
110
111 /* Context for pushing data to a miniflow. */
112 struct mf_ctx {
113     uint64_t map;
114     uint32_t *data;
115     uint32_t * const end;
116 };
117
118 /* miniflow_push_* macros allow filling in a miniflow data values in order.
119  * Assertions are needed only when the layout of the struct flow is modified.
120  * 'ofs' is a compile-time constant, which allows most of the code be optimized
121  * away.  Some GCC versions gave warnings on ALWAYS_INLINE, so these are
122  * defined as macros. */
123
124 #if (FLOW_WC_SEQ != 28)
125 #define MINIFLOW_ASSERT(X) ovs_assert(X)
126 BUILD_MESSAGE("FLOW_WC_SEQ changed: miniflow_extract() will have runtime "
127                "assertions enabled. Consider updating FLOW_WC_SEQ after "
128                "testing")
129 #else
130 #define MINIFLOW_ASSERT(X)
131 #endif
132
133 #define miniflow_push_uint32_(MF, OFS, VALUE)                   \
134 {                                                               \
135     MINIFLOW_ASSERT(MF.data < MF.end && (OFS) % 4 == 0          \
136                     && !(MF.map & (UINT64_MAX << (OFS) / 4)));  \
137     *MF.data++ = VALUE;                                         \
138     MF.map |= UINT64_C(1) << (OFS) / 4;                         \
139 }
140
141 #define miniflow_push_be32_(MF, OFS, VALUE) \
142     miniflow_push_uint32_(MF, OFS, (OVS_FORCE uint32_t)(VALUE))
143
144 #define miniflow_push_uint16_(MF, OFS, VALUE)                   \
145 {                                                               \
146     MINIFLOW_ASSERT(MF.data < MF.end &&                                 \
147                     (((OFS) % 4 == 0 && !(MF.map & (UINT64_MAX << (OFS) / 4))) \
148                      || ((OFS) % 4 == 2 && MF.map & (UINT64_C(1) << (OFS) / 4) \
149                          && !(MF.map & (UINT64_MAX << ((OFS) / 4 + 1)))))); \
150                                                                         \
151     if ((OFS) % 4 == 0) {                                               \
152         *(uint16_t *)MF.data = VALUE;                                   \
153         MF.map |= UINT64_C(1) << (OFS) / 4;                             \
154     } else if ((OFS) % 4 == 2) {                                        \
155         *((uint16_t *)MF.data + 1) = VALUE;                             \
156         MF.data++;                                                      \
157     }                                                                   \
158 }
159
160 #define miniflow_push_be16_(MF, OFS, VALUE)             \
161     miniflow_push_uint16_(MF, OFS, (OVS_FORCE uint16_t)VALUE);
162
163 /* Data at 'valuep' may be unaligned. */
164 #define miniflow_push_words_(MF, OFS, VALUEP, N_WORDS)          \
165 {                                                               \
166     int ofs32 = (OFS) / 4;                                      \
167                                                                         \
168     MINIFLOW_ASSERT(MF.data + (N_WORDS) <= MF.end && (OFS) % 4 == 0     \
169                     && !(MF.map & (UINT64_MAX << ofs32)));              \
170                                                                         \
171     memcpy(MF.data, (VALUEP), (N_WORDS) * sizeof *MF.data);             \
172     MF.data += (N_WORDS);                                               \
173     MF.map |= ((UINT64_MAX >> (64 - (N_WORDS))) << ofs32);              \
174 }
175
176 #define miniflow_push_uint32(MF, FIELD, VALUE)                          \
177     miniflow_push_uint32_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUE)
178
179 #define miniflow_push_be32(MF, FIELD, VALUE)                            \
180     miniflow_push_be32_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUE)
181
182 #define miniflow_push_uint32_check(MF, FIELD, VALUE)                    \
183     { if (OVS_LIKELY(VALUE)) {                                          \
184             miniflow_push_uint32_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUE); \
185         }                                                               \
186     }
187
188 #define miniflow_push_be32_check(MF, FIELD, VALUE)                      \
189     { if (OVS_LIKELY(VALUE)) {                                          \
190             miniflow_push_be32_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUE); \
191         }                                                               \
192     }
193
194 #define miniflow_push_uint16(MF, FIELD, VALUE)                          \
195     miniflow_push_uint16_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUE)
196
197 #define miniflow_push_be16(MF, FIELD, VALUE)                            \
198     miniflow_push_be16_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUE)
199
200 #define miniflow_push_words(MF, FIELD, VALUEP, N_WORDS)                 \
201     miniflow_push_words_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUEP, N_WORDS)
202
203 /* Pulls the MPLS headers at '*datap' and returns the count of them. */
204 static inline int
205 parse_mpls(void **datap, size_t *sizep)
206 {
207     const struct mpls_hdr *mh;
208     int count = 0;
209
210     while ((mh = data_try_pull(datap, sizep, sizeof *mh))) {
211         count++;
212         if (mh->mpls_lse.lo & htons(1 << MPLS_BOS_SHIFT)) {
213             break;
214         }
215     }
216     return MIN(count, FLOW_MAX_MPLS_LABELS);
217 }
218
219 static inline ovs_be16
220 parse_vlan(void **datap, size_t *sizep)
221 {
222     const struct eth_header *eth = *datap;
223
224     struct qtag_prefix {
225         ovs_be16 eth_type;      /* ETH_TYPE_VLAN */
226         ovs_be16 tci;
227     };
228
229     data_pull(datap, sizep, ETH_ADDR_LEN * 2);
230
231     if (eth->eth_type == htons(ETH_TYPE_VLAN)) {
232         if (OVS_LIKELY(*sizep
233                        >= sizeof(struct qtag_prefix) + sizeof(ovs_be16))) {
234             const struct qtag_prefix *qp = data_pull(datap, sizep, sizeof *qp);
235             return qp->tci | htons(VLAN_CFI);
236         }
237     }
238     return 0;
239 }
240
241 static inline ovs_be16
242 parse_ethertype(void **datap, size_t *sizep)
243 {
244     const struct llc_snap_header *llc;
245     ovs_be16 proto;
246
247     proto = *(ovs_be16 *) data_pull(datap, sizep, sizeof proto);
248     if (OVS_LIKELY(ntohs(proto) >= ETH_TYPE_MIN)) {
249         return proto;
250     }
251
252     if (OVS_UNLIKELY(*sizep < sizeof *llc)) {
253         return htons(FLOW_DL_TYPE_NONE);
254     }
255
256     llc = *datap;
257     if (OVS_UNLIKELY(llc->llc.llc_dsap != LLC_DSAP_SNAP
258                      || llc->llc.llc_ssap != LLC_SSAP_SNAP
259                      || llc->llc.llc_cntl != LLC_CNTL_SNAP
260                      || memcmp(llc->snap.snap_org, SNAP_ORG_ETHERNET,
261                                sizeof llc->snap.snap_org))) {
262         return htons(FLOW_DL_TYPE_NONE);
263     }
264
265     data_pull(datap, sizep, sizeof *llc);
266
267     if (OVS_LIKELY(ntohs(llc->snap.snap_type) >= ETH_TYPE_MIN)) {
268         return llc->snap.snap_type;
269     }
270
271     return htons(FLOW_DL_TYPE_NONE);
272 }
273
274 static inline bool
275 parse_icmpv6(void **datap, size_t *sizep, const struct icmp6_hdr *icmp,
276              const struct in6_addr **nd_target,
277              uint8_t arp_buf[2][ETH_ADDR_LEN])
278 {
279     if (icmp->icmp6_code == 0 &&
280         (icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_SOLICIT ||
281          icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_ADVERT)) {
282
283         *nd_target = data_try_pull(datap, sizep, sizeof **nd_target);
284         if (OVS_UNLIKELY(!*nd_target)) {
285             return false;
286         }
287
288         while (*sizep >= 8) {
289             /* The minimum size of an option is 8 bytes, which also is
290              * the size of Ethernet link-layer options. */
291             const struct nd_opt_hdr *nd_opt = *datap;
292             int opt_len = nd_opt->nd_opt_len * 8;
293
294             if (!opt_len || opt_len > *sizep) {
295                 goto invalid;
296             }
297
298             /* Store the link layer address if the appropriate option is
299              * provided.  It is considered an error if the same link
300              * layer option is specified twice. */
301             if (nd_opt->nd_opt_type == ND_OPT_SOURCE_LINKADDR
302                     && opt_len == 8) {
303                 if (OVS_LIKELY(eth_addr_is_zero(arp_buf[0]))) {
304                     memcpy(arp_buf[0], nd_opt + 1, ETH_ADDR_LEN);
305                 } else {
306                     goto invalid;
307                 }
308             } else if (nd_opt->nd_opt_type == ND_OPT_TARGET_LINKADDR
309                     && opt_len == 8) {
310                 if (OVS_LIKELY(eth_addr_is_zero(arp_buf[1]))) {
311                     memcpy(arp_buf[1], nd_opt + 1, ETH_ADDR_LEN);
312                 } else {
313                     goto invalid;
314                 }
315             }
316
317             if (OVS_UNLIKELY(!data_try_pull(datap, sizep, opt_len))) {
318                 goto invalid;
319             }
320         }
321     }
322
323     return true;
324
325 invalid:
326     return false;
327 }
328
329 /* Initializes 'flow' members from 'packet' and 'md'
330  *
331  * Initializes 'packet' header l2 pointer to the start of the Ethernet
332  * header, and the layer offsets as follows:
333  *
334  *    - packet->l2_5_ofs to the start of the MPLS shim header, or UINT16_MAX
335  *      when there is no MPLS shim header.
336  *
337  *    - packet->l3_ofs to just past the Ethernet header, or just past the
338  *      vlan_header if one is present, to the first byte of the payload of the
339  *      Ethernet frame.  UINT16_MAX if the frame is too short to contain an
340  *      Ethernet header.
341  *
342  *    - packet->l4_ofs to just past the IPv4 header, if one is present and
343  *      has at least the content used for the fields of interest for the flow,
344  *      otherwise UINT16_MAX.
345  */
346 void
347 flow_extract(struct ofpbuf *packet, const struct pkt_metadata *md,
348              struct flow *flow)
349 {
350     struct {
351         struct miniflow mf;
352         uint32_t buf[FLOW_U32S];
353     } m;
354
355     COVERAGE_INC(flow_extract);
356
357     miniflow_initialize(&m.mf, m.buf);
358     miniflow_extract(packet, md, &m.mf);
359     miniflow_expand(&m.mf, flow);
360 }
361
362 /* Caller is responsible for initializing 'dst' with enough storage for
363  * FLOW_U32S * 4 bytes. */
364 void
365 miniflow_extract(struct ofpbuf *packet, const struct pkt_metadata *md,
366                  struct miniflow *dst)
367 {
368     void *data = ofpbuf_data(packet);
369     size_t size = ofpbuf_size(packet);
370     uint32_t *values = miniflow_values(dst);
371     struct mf_ctx mf = { 0, values, values + FLOW_U32S };
372     char *l2;
373     ovs_be16 dl_type;
374     uint8_t nw_frag, nw_tos, nw_ttl, nw_proto;
375
376     /* Metadata. */
377     if (md) {
378         if (md->tunnel.ip_dst) {
379             miniflow_push_words(mf, tunnel, &md->tunnel,
380                                 sizeof md->tunnel / 4);
381         }
382         miniflow_push_uint32_check(mf, skb_priority, md->skb_priority);
383         miniflow_push_uint32_check(mf, pkt_mark, md->pkt_mark);
384         miniflow_push_uint32_check(mf, recirc_id, md->recirc_id);
385         miniflow_push_uint32(mf, in_port, odp_to_u32(md->in_port.odp_port));
386     }
387
388     /* Initialize packet's layer pointer and offsets. */
389     l2 = data;
390     ofpbuf_set_frame(packet, data);
391
392     /* Must have full Ethernet header to proceed. */
393     if (OVS_UNLIKELY(size < sizeof(struct eth_header))) {
394         goto out;
395     } else {
396         ovs_be16 vlan_tci;
397
398         /* Link layer. */
399         BUILD_ASSERT(offsetof(struct flow, dl_dst) + 6
400                      == offsetof(struct flow, dl_src));
401         miniflow_push_words(mf, dl_dst, data, ETH_ADDR_LEN * 2 / 4);
402         /* dl_type, vlan_tci. */
403         vlan_tci = parse_vlan(&data, &size);
404         dl_type = parse_ethertype(&data, &size);
405         miniflow_push_be16(mf, dl_type, dl_type);
406         miniflow_push_be16(mf, vlan_tci, vlan_tci);
407     }
408
409     /* Parse mpls. */
410     if (OVS_UNLIKELY(eth_type_mpls(dl_type))) {
411         int count;
412         const void *mpls = data;
413
414         packet->l2_5_ofs = (char *)data - l2;
415         count = parse_mpls(&data, &size);
416         miniflow_push_words(mf, mpls_lse, mpls, count);
417     }
418
419     /* Network layer. */
420     packet->l3_ofs = (char *)data - l2;
421
422     nw_frag = 0;
423     if (OVS_LIKELY(dl_type == htons(ETH_TYPE_IP))) {
424         const struct ip_header *nh = data;
425         int ip_len;
426
427         if (OVS_UNLIKELY(size < IP_HEADER_LEN)) {
428             goto out;
429         }
430         ip_len = IP_IHL(nh->ip_ihl_ver) * 4;
431
432         if (OVS_UNLIKELY(ip_len < IP_HEADER_LEN)) {
433             goto out;
434         }
435
436         /* Push both source and destination address at once. */
437         miniflow_push_words(mf, nw_src, &nh->ip_src, 2);
438
439         nw_tos = nh->ip_tos;
440         nw_ttl = nh->ip_ttl;
441         nw_proto = nh->ip_proto;
442         if (OVS_UNLIKELY(IP_IS_FRAGMENT(nh->ip_frag_off))) {
443             nw_frag = FLOW_NW_FRAG_ANY;
444             if (nh->ip_frag_off & htons(IP_FRAG_OFF_MASK)) {
445                 nw_frag |= FLOW_NW_FRAG_LATER;
446             }
447         }
448         if (OVS_UNLIKELY(size < ip_len)) {
449             goto out;
450         }
451         data_pull(&data, &size, ip_len);
452
453     } else if (dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
454         const struct ovs_16aligned_ip6_hdr *nh;
455         ovs_be32 tc_flow;
456
457         if (OVS_UNLIKELY(size < sizeof *nh)) {
458             goto out;
459         }
460         nh = data_pull(&data, &size, sizeof *nh);
461
462         miniflow_push_words(mf, ipv6_src, &nh->ip6_src,
463                             sizeof nh->ip6_src / 4);
464         miniflow_push_words(mf, ipv6_dst, &nh->ip6_dst,
465                             sizeof nh->ip6_dst / 4);
466
467         tc_flow = get_16aligned_be32(&nh->ip6_flow);
468         {
469             ovs_be32 label = tc_flow & htonl(IPV6_LABEL_MASK);
470             miniflow_push_be32_check(mf, ipv6_label, label);
471         }
472
473         nw_tos = ntohl(tc_flow) >> 20;
474         nw_ttl = nh->ip6_hlim;
475         nw_proto = nh->ip6_nxt;
476
477         while (1) {
478             if (OVS_LIKELY((nw_proto != IPPROTO_HOPOPTS)
479                            && (nw_proto != IPPROTO_ROUTING)
480                            && (nw_proto != IPPROTO_DSTOPTS)
481                            && (nw_proto != IPPROTO_AH)
482                            && (nw_proto != IPPROTO_FRAGMENT))) {
483                 /* It's either a terminal header (e.g., TCP, UDP) or one we
484                  * don't understand.  In either case, we're done with the
485                  * packet, so use it to fill in 'nw_proto'. */
486                 break;
487             }
488
489             /* We only verify that at least 8 bytes of the next header are
490              * available, but many of these headers are longer.  Ensure that
491              * accesses within the extension header are within those first 8
492              * bytes. All extension headers are required to be at least 8
493              * bytes. */
494             if (OVS_UNLIKELY(size < 8)) {
495                 goto out;
496             }
497
498             if ((nw_proto == IPPROTO_HOPOPTS)
499                 || (nw_proto == IPPROTO_ROUTING)
500                 || (nw_proto == IPPROTO_DSTOPTS)) {
501                 /* These headers, while different, have the fields we care
502                  * about in the same location and with the same
503                  * interpretation. */
504                 const struct ip6_ext *ext_hdr = data;
505                 nw_proto = ext_hdr->ip6e_nxt;
506                 if (OVS_UNLIKELY(!data_try_pull(&data, &size,
507                                                 (ext_hdr->ip6e_len + 1) * 8))) {
508                     goto out;
509                 }
510             } else if (nw_proto == IPPROTO_AH) {
511                 /* A standard AH definition isn't available, but the fields
512                  * we care about are in the same location as the generic
513                  * option header--only the header length is calculated
514                  * differently. */
515                 const struct ip6_ext *ext_hdr = data;
516                 nw_proto = ext_hdr->ip6e_nxt;
517                 if (OVS_UNLIKELY(!data_try_pull(&data, &size,
518                                                 (ext_hdr->ip6e_len + 2) * 4))) {
519                     goto out;
520                 }
521             } else if (nw_proto == IPPROTO_FRAGMENT) {
522                 const struct ovs_16aligned_ip6_frag *frag_hdr = data;
523
524                 nw_proto = frag_hdr->ip6f_nxt;
525                 if (!data_try_pull(&data, &size, sizeof *frag_hdr)) {
526                     goto out;
527                 }
528
529                 /* We only process the first fragment. */
530                 if (frag_hdr->ip6f_offlg != htons(0)) {
531                     nw_frag = FLOW_NW_FRAG_ANY;
532                     if ((frag_hdr->ip6f_offlg & IP6F_OFF_MASK) != htons(0)) {
533                         nw_frag |= FLOW_NW_FRAG_LATER;
534                         nw_proto = IPPROTO_FRAGMENT;
535                         break;
536                     }
537                 }
538             }
539         }
540     } else {
541         if (dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP) ||
542             dl_type == htons(ETH_TYPE_RARP)) {
543             uint8_t arp_buf[2][ETH_ADDR_LEN];
544             const struct arp_eth_header *arp = (const struct arp_eth_header *)
545                 data_try_pull(&data, &size, ARP_ETH_HEADER_LEN);
546
547             if (OVS_LIKELY(arp) && OVS_LIKELY(arp->ar_hrd == htons(1))
548                 && OVS_LIKELY(arp->ar_pro == htons(ETH_TYPE_IP))
549                 && OVS_LIKELY(arp->ar_hln == ETH_ADDR_LEN)
550                 && OVS_LIKELY(arp->ar_pln == 4)) {
551                 miniflow_push_words(mf, nw_src, &arp->ar_spa, 1);
552                 miniflow_push_words(mf, nw_dst, &arp->ar_tpa, 1);
553
554                 /* We only match on the lower 8 bits of the opcode. */
555                 if (OVS_LIKELY(ntohs(arp->ar_op) <= 0xff)) {
556                     miniflow_push_be32(mf, nw_frag, htonl(ntohs(arp->ar_op)));
557                 }
558
559                 /* Must be adjacent. */
560                 BUILD_ASSERT(offsetof(struct flow, arp_sha) + 6
561                              == offsetof(struct flow, arp_tha));
562
563                 memcpy(arp_buf[0], arp->ar_sha, ETH_ADDR_LEN);
564                 memcpy(arp_buf[1], arp->ar_tha, ETH_ADDR_LEN);
565                 miniflow_push_words(mf, arp_sha, arp_buf,
566                                     ETH_ADDR_LEN * 2 / 4);
567             }
568         }
569         goto out;
570     }
571
572     packet->l4_ofs = (char *)data - l2;
573     miniflow_push_be32(mf, nw_frag,
574                        BYTES_TO_BE32(nw_frag, nw_tos, nw_ttl, nw_proto));
575
576     if (OVS_LIKELY(!(nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER))) {
577         if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_TCP)) {
578             if (OVS_LIKELY(size >= TCP_HEADER_LEN)) {
579                 const struct tcp_header *tcp = data;
580
581                 miniflow_push_be32(mf, tcp_flags,
582                                    TCP_FLAGS_BE32(tcp->tcp_ctl));
583                 miniflow_push_words(mf, tp_src, &tcp->tcp_src, 1);
584             }
585         } else if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_UDP)) {
586             if (OVS_LIKELY(size >= UDP_HEADER_LEN)) {
587                 const struct udp_header *udp = data;
588
589                 miniflow_push_words(mf, tp_src, &udp->udp_src, 1);
590             }
591         } else if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_SCTP)) {
592             if (OVS_LIKELY(size >= SCTP_HEADER_LEN)) {
593                 const struct sctp_header *sctp = data;
594
595                 miniflow_push_words(mf, tp_src, &sctp->sctp_src, 1);
596             }
597         } else if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_ICMP)) {
598             if (OVS_LIKELY(size >= ICMP_HEADER_LEN)) {
599                 const struct icmp_header *icmp = data;
600
601                 miniflow_push_be16(mf, tp_src, htons(icmp->icmp_type));
602                 miniflow_push_be16(mf, tp_dst, htons(icmp->icmp_code));
603             }
604         } else if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_IGMP)) {
605             if (OVS_LIKELY(size >= IGMP_HEADER_LEN)) {
606                 const struct igmp_header *igmp = data;
607
608                 miniflow_push_be16(mf, tp_src, htons(igmp->igmp_type));
609                 miniflow_push_be16(mf, tp_dst, htons(igmp->igmp_code));
610                 miniflow_push_be32(mf, igmp_group_ip4,
611                                    get_16aligned_be32(&igmp->group));
612             }
613         } else if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_ICMPV6)) {
614             if (OVS_LIKELY(size >= sizeof(struct icmp6_hdr))) {
615                 const struct in6_addr *nd_target = NULL;
616                 uint8_t arp_buf[2][ETH_ADDR_LEN];
617                 const struct icmp6_hdr *icmp = data_pull(&data, &size,
618                                                          sizeof *icmp);
619                 memset(arp_buf, 0, sizeof arp_buf);
620                 if (OVS_LIKELY(parse_icmpv6(&data, &size, icmp, &nd_target,
621                                             arp_buf))) {
622                     miniflow_push_words(mf, arp_sha, arp_buf,
623                                              ETH_ADDR_LEN * 2 / 4);
624                     if (nd_target) {
625                         miniflow_push_words(mf, nd_target, nd_target,
626                                             sizeof *nd_target / 4);
627                     }
628                     miniflow_push_be16(mf, tp_src, htons(icmp->icmp6_type));
629                     miniflow_push_be16(mf, tp_dst, htons(icmp->icmp6_code));
630                 }
631             }
632         }
633     }
634     if (md) {
635         miniflow_push_uint32_check(mf, dp_hash, md->dp_hash);
636     }
637  out:
638     dst->map = mf.map;
639 }
640
641 /* For every bit of a field that is wildcarded in 'wildcards', sets the
642  * corresponding bit in 'flow' to zero. */
643 void
644 flow_zero_wildcards(struct flow *flow, const struct flow_wildcards *wildcards)
645 {
646     uint32_t *flow_u32 = (uint32_t *) flow;
647     const uint32_t *wc_u32 = (const uint32_t *) &wildcards->masks;
648     size_t i;
649
650     for (i = 0; i < FLOW_U32S; i++) {
651         flow_u32[i] &= wc_u32[i];
652     }
653 }
654
655 void
656 flow_unwildcard_tp_ports(const struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc)
657 {
658     if (flow->nw_proto != IPPROTO_ICMP) {
659         memset(&wc->masks.tp_src, 0xff, sizeof wc->masks.tp_src);
660         memset(&wc->masks.tp_dst, 0xff, sizeof wc->masks.tp_dst);
661     } else {
662         wc->masks.tp_src = htons(0xff);
663         wc->masks.tp_dst = htons(0xff);
664     }
665 }
666
667 /* Initializes 'fmd' with the metadata found in 'flow'. */
668 void
669 flow_get_metadata(const struct flow *flow, struct flow_metadata *fmd)
670 {
671     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 28);
672
673     fmd->dp_hash = flow->dp_hash;
674     fmd->recirc_id = flow->recirc_id;
675     fmd->tun_id = flow->tunnel.tun_id;
676     fmd->tun_src = flow->tunnel.ip_src;
677     fmd->tun_dst = flow->tunnel.ip_dst;
678     fmd->metadata = flow->metadata;
679     memcpy(fmd->regs, flow->regs, sizeof fmd->regs);
680     fmd->pkt_mark = flow->pkt_mark;
681     fmd->in_port = flow->in_port.ofp_port;
682 }
683
684 char *
685 flow_to_string(const struct flow *flow)
686 {
687     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
688     flow_format(&ds, flow);
689     return ds_cstr(&ds);
690 }
691
692 const char *
693 flow_tun_flag_to_string(uint32_t flags)
694 {
695     switch (flags) {
696     case FLOW_TNL_F_DONT_FRAGMENT:
697         return "df";
698     case FLOW_TNL_F_CSUM:
699         return "csum";
700     case FLOW_TNL_F_KEY:
701         return "key";
702     case FLOW_TNL_F_OAM:
703         return "oam";
704     default:
705         return NULL;
706     }
707 }
708
709 void
710 format_flags(struct ds *ds, const char *(*bit_to_string)(uint32_t),
711              uint32_t flags, char del)
712 {
713     uint32_t bad = 0;
714
715     if (!flags) {
716         return;
717     }
718     while (flags) {
719         uint32_t bit = rightmost_1bit(flags);
720         const char *s;
721
722         s = bit_to_string(bit);
723         if (s) {
724             ds_put_format(ds, "%s%c", s, del);
725         } else {
726             bad |= bit;
727         }
728
729         flags &= ~bit;
730     }
731
732     if (bad) {
733         ds_put_format(ds, "0x%"PRIx32"%c", bad, del);
734     }
735     ds_chomp(ds, del);
736 }
737
738 void
739 format_flags_masked(struct ds *ds, const char *name,
740                     const char *(*bit_to_string)(uint32_t), uint32_t flags,
741                     uint32_t mask)
742 {
743     if (name) {
744         ds_put_format(ds, "%s=", name);
745     }
746     while (mask) {
747         uint32_t bit = rightmost_1bit(mask);
748         const char *s = bit_to_string(bit);
749
750         ds_put_format(ds, "%s%s", (flags & bit) ? "+" : "-",
751                       s ? s : "[Unknown]");
752         mask &= ~bit;
753     }
754 }
755
756 void
757 flow_format(struct ds *ds, const struct flow *flow)
758 {
759     struct match match;
760     struct flow_wildcards *wc = &match.wc;
761
762     match_wc_init(&match, flow);
763
764     /* As this function is most often used for formatting a packet in a
765      * packet-in message, skip formatting the packet context fields that are
766      * all-zeroes (Openflow spec encourages leaving out all-zeroes context
767      * fields from the packet-in messages).  We make an exception with the
768      * 'in_port' field, which we always format, as packets usually have an
769      * in_port, and 0 is a port just like any other port. */
770     if (!flow->skb_priority) {
771         WC_UNMASK_FIELD(wc, skb_priority);
772     }
773     if (!flow->pkt_mark) {
774         WC_UNMASK_FIELD(wc, pkt_mark);
775     }
776     if (!flow->recirc_id) {
777         WC_UNMASK_FIELD(wc, recirc_id);
778     }
779     for (int i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
780         if (!flow->regs[i]) {
781             WC_UNMASK_FIELD(wc, regs[i]);
782         }
783     }
784     if (!flow->metadata) {
785         WC_UNMASK_FIELD(wc, metadata);
786     }
787
788     match_format(&match, ds, OFP_DEFAULT_PRIORITY);
789 }
790
791 void
792 flow_print(FILE *stream, const struct flow *flow)
793 {
794     char *s = flow_to_string(flow);
795     fputs(s, stream);
796     free(s);
797 }
798 \f
799 /* flow_wildcards functions. */
800
801 /* Initializes 'wc' as a set of wildcards that matches every packet. */
802 void
803 flow_wildcards_init_catchall(struct flow_wildcards *wc)
804 {
805     memset(&wc->masks, 0, sizeof wc->masks);
806 }
807
808 /* Converts a flow into flow wildcards.  It sets the wildcard masks based on
809  * the packet headers extracted to 'flow'.  It will not set the mask for fields
810  * that do not make sense for the packet type.  OpenFlow-only metadata is
811  * wildcarded, but other metadata is unconditionally exact-matched. */
812 void flow_wildcards_init_for_packet(struct flow_wildcards *wc,
813                                     const struct flow *flow)
814 {
815     memset(&wc->masks, 0x0, sizeof wc->masks);
816
817     /* Update this function whenever struct flow changes. */
818     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 28);
819
820     if (flow->tunnel.ip_dst) {
821         if (flow->tunnel.flags & FLOW_TNL_F_KEY) {
822             WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.tun_id);
823         }
824         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.ip_src);
825         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.ip_dst);
826         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.flags);
827         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.ip_tos);
828         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.ip_ttl);
829         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.tp_src);
830         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.tp_dst);
831     } else if (flow->tunnel.tun_id) {
832         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.tun_id);
833     }
834
835     /* metadata and regs wildcarded. */
836
837     WC_MASK_FIELD(wc, skb_priority);
838     WC_MASK_FIELD(wc, pkt_mark);
839     WC_MASK_FIELD(wc, recirc_id);
840     WC_MASK_FIELD(wc, dp_hash);
841     WC_MASK_FIELD(wc, in_port);
842
843     /* actset_output wildcarded. */
844
845     WC_MASK_FIELD(wc, dl_dst);
846     WC_MASK_FIELD(wc, dl_src);
847     WC_MASK_FIELD(wc, dl_type);
848     WC_MASK_FIELD(wc, vlan_tci);
849
850     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
851         WC_MASK_FIELD(wc, nw_src);
852         WC_MASK_FIELD(wc, nw_dst);
853     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
854         WC_MASK_FIELD(wc, ipv6_src);
855         WC_MASK_FIELD(wc, ipv6_dst);
856         WC_MASK_FIELD(wc, ipv6_label);
857     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP) ||
858                flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_RARP)) {
859         WC_MASK_FIELD(wc, nw_src);
860         WC_MASK_FIELD(wc, nw_dst);
861         WC_MASK_FIELD(wc, nw_proto);
862         WC_MASK_FIELD(wc, arp_sha);
863         WC_MASK_FIELD(wc, arp_tha);
864         return;
865     } else if (eth_type_mpls(flow->dl_type)) {
866         for (int i = 0; i < FLOW_MAX_MPLS_LABELS; i++) {
867             WC_MASK_FIELD(wc, mpls_lse[i]);
868             if (flow->mpls_lse[i] & htonl(MPLS_BOS_MASK)) {
869                 break;
870             }
871         }
872         return;
873     } else {
874         return; /* Unknown ethertype. */
875     }
876
877     /* IPv4 or IPv6. */
878     WC_MASK_FIELD(wc, nw_frag);
879     WC_MASK_FIELD(wc, nw_tos);
880     WC_MASK_FIELD(wc, nw_ttl);
881     WC_MASK_FIELD(wc, nw_proto);
882
883     /* No transport layer header in later fragments. */
884     if (!(flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER) &&
885         (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMP ||
886          flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6 ||
887          flow->nw_proto == IPPROTO_TCP ||
888          flow->nw_proto == IPPROTO_UDP ||
889          flow->nw_proto == IPPROTO_SCTP ||
890          flow->nw_proto == IPPROTO_IGMP)) {
891         WC_MASK_FIELD(wc, tp_src);
892         WC_MASK_FIELD(wc, tp_dst);
893
894         if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
895             WC_MASK_FIELD(wc, tcp_flags);
896         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6) {
897             WC_MASK_FIELD(wc, arp_sha);
898             WC_MASK_FIELD(wc, arp_tha);
899             WC_MASK_FIELD(wc, nd_target);
900         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_IGMP) {
901             WC_MASK_FIELD(wc, igmp_group_ip4);
902         }
903     }
904 }
905
906 /* Return a map of possible fields for a packet of the same type as 'flow'.
907  * Including extra bits in the returned mask is not wrong, it is just less
908  * optimal.
909  *
910  * This is a less precise version of flow_wildcards_init_for_packet() above. */
911 uint64_t
912 flow_wc_map(const struct flow *flow)
913 {
914     /* Update this function whenever struct flow changes. */
915     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 28);
916
917     uint64_t map = (flow->tunnel.ip_dst) ? MINIFLOW_MAP(tunnel) : 0;
918
919     /* Metadata fields that can appear on packet input. */
920     map |= MINIFLOW_MAP(skb_priority) | MINIFLOW_MAP(pkt_mark)
921         | MINIFLOW_MAP(recirc_id) | MINIFLOW_MAP(dp_hash)
922         | MINIFLOW_MAP(in_port)
923         | MINIFLOW_MAP(dl_dst) | MINIFLOW_MAP(dl_src)
924         | MINIFLOW_MAP(dl_type) | MINIFLOW_MAP(vlan_tci);
925
926     /* Ethertype-dependent fields. */
927     if (OVS_LIKELY(flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP))) {
928         map |= MINIFLOW_MAP(nw_src) | MINIFLOW_MAP(nw_dst)
929             | MINIFLOW_MAP(nw_proto) | MINIFLOW_MAP(nw_frag)
930             | MINIFLOW_MAP(nw_tos) | MINIFLOW_MAP(nw_ttl);
931         if (OVS_UNLIKELY(flow->nw_proto == IPPROTO_IGMP)) {
932             map |= MINIFLOW_MAP(igmp_group_ip4);
933         } else {
934             map |= MINIFLOW_MAP(tcp_flags)
935                 | MINIFLOW_MAP(tp_src) | MINIFLOW_MAP(tp_dst);
936         }
937     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
938         map |= MINIFLOW_MAP(ipv6_src) | MINIFLOW_MAP(ipv6_dst)
939             | MINIFLOW_MAP(ipv6_label)
940             | MINIFLOW_MAP(nw_proto) | MINIFLOW_MAP(nw_frag)
941             | MINIFLOW_MAP(nw_tos) | MINIFLOW_MAP(nw_ttl);
942         if (OVS_UNLIKELY(flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6)) {
943             map |= MINIFLOW_MAP(nd_target)
944                 | MINIFLOW_MAP(arp_sha) | MINIFLOW_MAP(arp_tha);
945         } else {
946             map |= MINIFLOW_MAP(tcp_flags)
947                 | MINIFLOW_MAP(tp_src) | MINIFLOW_MAP(tp_dst);
948         }
949     } else if (eth_type_mpls(flow->dl_type)) {
950         map |= MINIFLOW_MAP(mpls_lse);
951     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP) ||
952                flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_RARP)) {
953         map |= MINIFLOW_MAP(nw_src) | MINIFLOW_MAP(nw_dst)
954             | MINIFLOW_MAP(nw_proto)
955             | MINIFLOW_MAP(arp_sha) | MINIFLOW_MAP(arp_tha);
956     }
957
958     return map;
959 }
960
961 /* Clear the metadata and register wildcard masks. They are not packet
962  * header fields. */
963 void
964 flow_wildcards_clear_non_packet_fields(struct flow_wildcards *wc)
965 {
966     /* Update this function whenever struct flow changes. */
967     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 28);
968
969     memset(&wc->masks.metadata, 0, sizeof wc->masks.metadata);
970     memset(&wc->masks.regs, 0, sizeof wc->masks.regs);
971     wc->masks.actset_output = 0;
972 }
973
974 /* Returns true if 'wc' matches every packet, false if 'wc' fixes any bits or
975  * fields. */
976 bool
977 flow_wildcards_is_catchall(const struct flow_wildcards *wc)
978 {
979     const uint32_t *wc_u32 = (const uint32_t *) &wc->masks;
980     size_t i;
981
982     for (i = 0; i < FLOW_U32S; i++) {
983         if (wc_u32[i]) {
984             return false;
985         }
986     }
987     return true;
988 }
989
990 /* Sets 'dst' as the bitwise AND of wildcards in 'src1' and 'src2'.
991  * That is, a bit or a field is wildcarded in 'dst' if it is wildcarded
992  * in 'src1' or 'src2' or both.  */
993 void
994 flow_wildcards_and(struct flow_wildcards *dst,
995                    const struct flow_wildcards *src1,
996                    const struct flow_wildcards *src2)
997 {
998     uint32_t *dst_u32 = (uint32_t *) &dst->masks;
999     const uint32_t *src1_u32 = (const uint32_t *) &src1->masks;
1000     const uint32_t *src2_u32 = (const uint32_t *) &src2->masks;
1001     size_t i;
1002
1003     for (i = 0; i < FLOW_U32S; i++) {
1004         dst_u32[i] = src1_u32[i] & src2_u32[i];
1005     }
1006 }
1007
1008 /* Sets 'dst' as the bitwise OR of wildcards in 'src1' and 'src2'.  That
1009  * is, a bit or a field is wildcarded in 'dst' if it is neither
1010  * wildcarded in 'src1' nor 'src2'. */
1011 void
1012 flow_wildcards_or(struct flow_wildcards *dst,
1013                   const struct flow_wildcards *src1,
1014                   const struct flow_wildcards *src2)
1015 {
1016     uint32_t *dst_u32 = (uint32_t *) &dst->masks;
1017     const uint32_t *src1_u32 = (const uint32_t *) &src1->masks;
1018     const uint32_t *src2_u32 = (const uint32_t *) &src2->masks;
1019     size_t i;
1020
1021     for (i = 0; i < FLOW_U32S; i++) {
1022         dst_u32[i] = src1_u32[i] | src2_u32[i];
1023     }
1024 }
1025
1026 /* Returns a hash of the wildcards in 'wc'. */
1027 uint32_t
1028 flow_wildcards_hash(const struct flow_wildcards *wc, uint32_t basis)
1029 {
1030     return flow_hash(&wc->masks, basis);
1031 }
1032
1033 /* Returns true if 'a' and 'b' represent the same wildcards, false if they are
1034  * different. */
1035 bool
1036 flow_wildcards_equal(const struct flow_wildcards *a,
1037                      const struct flow_wildcards *b)
1038 {
1039     return flow_equal(&a->masks, &b->masks);
1040 }
1041
1042 /* Returns true if at least one bit or field is wildcarded in 'a' but not in
1043  * 'b', false otherwise. */
1044 bool
1045 flow_wildcards_has_extra(const struct flow_wildcards *a,
1046                          const struct flow_wildcards *b)
1047 {
1048     const uint32_t *a_u32 = (const uint32_t *) &a->masks;
1049     const uint32_t *b_u32 = (const uint32_t *) &b->masks;
1050     size_t i;
1051
1052     for (i = 0; i < FLOW_U32S; i++) {
1053         if ((a_u32[i] & b_u32[i]) != b_u32[i]) {
1054             return true;
1055         }
1056     }
1057     return false;
1058 }
1059
1060 /* Returns true if 'a' and 'b' are equal, except that 0-bits (wildcarded bits)
1061  * in 'wc' do not need to be equal in 'a' and 'b'. */
1062 bool
1063 flow_equal_except(const struct flow *a, const struct flow *b,
1064                   const struct flow_wildcards *wc)
1065 {
1066     const uint32_t *a_u32 = (const uint32_t *) a;
1067     const uint32_t *b_u32 = (const uint32_t *) b;
1068     const uint32_t *wc_u32 = (const uint32_t *) &wc->masks;
1069     size_t i;
1070
1071     for (i = 0; i < FLOW_U32S; i++) {
1072         if ((a_u32[i] ^ b_u32[i]) & wc_u32[i]) {
1073             return false;
1074         }
1075     }
1076     return true;
1077 }
1078
1079 /* Sets the wildcard mask for register 'idx' in 'wc' to 'mask'.
1080  * (A 0-bit indicates a wildcard bit.) */
1081 void
1082 flow_wildcards_set_reg_mask(struct flow_wildcards *wc, int idx, uint32_t mask)
1083 {
1084     wc->masks.regs[idx] = mask;
1085 }
1086
1087 /* Sets the wildcard mask for register 'idx' in 'wc' to 'mask'.
1088  * (A 0-bit indicates a wildcard bit.) */
1089 void
1090 flow_wildcards_set_xreg_mask(struct flow_wildcards *wc, int idx, uint64_t mask)
1091 {
1092     flow_set_xreg(&wc->masks, idx, mask);
1093 }
1094
1095 /* Calculates the 5-tuple hash from the given miniflow.
1096  * This returns the same value as flow_hash_5tuple for the corresponding
1097  * flow. */
1098 uint32_t
1099 miniflow_hash_5tuple(const struct miniflow *flow, uint32_t basis)
1100 {
1101     uint32_t hash = basis;
1102
1103     if (flow) {
1104         ovs_be16 dl_type = MINIFLOW_GET_BE16(flow, dl_type);
1105
1106         hash = hash_add(hash, MINIFLOW_GET_U8(flow, nw_proto));
1107
1108         /* Separate loops for better optimization. */
1109         if (dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1110             uint64_t map = MINIFLOW_MAP(ipv6_src) | MINIFLOW_MAP(ipv6_dst)
1111                 | MINIFLOW_MAP(tp_src); /* Covers both ports */
1112             uint32_t value;
1113
1114             MINIFLOW_FOR_EACH_IN_MAP(value, flow, map) {
1115                 hash = hash_add(hash, value);
1116             }
1117         } else {
1118             uint64_t map = MINIFLOW_MAP(nw_src) | MINIFLOW_MAP(nw_dst)
1119                 | MINIFLOW_MAP(tp_src); /* Covers both ports */
1120             uint32_t value;
1121
1122             MINIFLOW_FOR_EACH_IN_MAP(value, flow, map) {
1123                 hash = hash_add(hash, value);
1124             }
1125         }
1126         hash = hash_finish(hash, 42); /* Arbitrary number. */
1127     }
1128     return hash;
1129 }
1130
1131 BUILD_ASSERT_DECL(offsetof(struct flow, tp_src) + 2
1132                   == offsetof(struct flow, tp_dst) &&
1133                   offsetof(struct flow, tp_src) / 4
1134                   == offsetof(struct flow, tp_dst) / 4);
1135 BUILD_ASSERT_DECL(offsetof(struct flow, ipv6_src) + 16
1136                   == offsetof(struct flow, ipv6_dst));
1137
1138 /* Calculates the 5-tuple hash from the given flow. */
1139 uint32_t
1140 flow_hash_5tuple(const struct flow *flow, uint32_t basis)
1141 {
1142     uint32_t hash = basis;
1143
1144     if (flow) {
1145         const uint32_t *flow_u32 = (const uint32_t *)flow;
1146
1147         hash = hash_add(hash, flow->nw_proto);
1148
1149         if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1150             int ofs = offsetof(struct flow, ipv6_src) / 4;
1151             int end = ofs + 2 * sizeof flow->ipv6_src / 4;
1152
1153             while (ofs < end) {
1154                 hash = hash_add(hash, flow_u32[ofs++]);
1155             }
1156         } else {
1157             hash = hash_add(hash, (OVS_FORCE uint32_t) flow->nw_src);
1158             hash = hash_add(hash, (OVS_FORCE uint32_t) flow->nw_dst);
1159         }
1160         hash = hash_add(hash, flow_u32[offsetof(struct flow, tp_src) / 4]);
1161
1162         hash = hash_finish(hash, 42); /* Arbitrary number. */
1163     }
1164     return hash;
1165 }
1166
1167 /* Hashes 'flow' based on its L2 through L4 protocol information. */
1168 uint32_t
1169 flow_hash_symmetric_l4(const struct flow *flow, uint32_t basis)
1170 {
1171     struct {
1172         union {
1173             ovs_be32 ipv4_addr;
1174             struct in6_addr ipv6_addr;
1175         };
1176         ovs_be16 eth_type;
1177         ovs_be16 vlan_tci;
1178         ovs_be16 tp_port;
1179         uint8_t eth_addr[ETH_ADDR_LEN];
1180         uint8_t ip_proto;
1181     } fields;
1182
1183     int i;
1184
1185     memset(&fields, 0, sizeof fields);
1186     for (i = 0; i < ETH_ADDR_LEN; i++) {
1187         fields.eth_addr[i] = flow->dl_src[i] ^ flow->dl_dst[i];
1188     }
1189     fields.vlan_tci = flow->vlan_tci & htons(VLAN_VID_MASK);
1190     fields.eth_type = flow->dl_type;
1191
1192     /* UDP source and destination port are not taken into account because they
1193      * will not necessarily be symmetric in a bidirectional flow. */
1194     if (fields.eth_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1195         fields.ipv4_addr = flow->nw_src ^ flow->nw_dst;
1196         fields.ip_proto = flow->nw_proto;
1197         if (fields.ip_proto == IPPROTO_TCP || fields.ip_proto == IPPROTO_SCTP) {
1198             fields.tp_port = flow->tp_src ^ flow->tp_dst;
1199         }
1200     } else if (fields.eth_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1201         const uint8_t *a = &flow->ipv6_src.s6_addr[0];
1202         const uint8_t *b = &flow->ipv6_dst.s6_addr[0];
1203         uint8_t *ipv6_addr = &fields.ipv6_addr.s6_addr[0];
1204
1205         for (i=0; i<16; i++) {
1206             ipv6_addr[i] = a[i] ^ b[i];
1207         }
1208         fields.ip_proto = flow->nw_proto;
1209         if (fields.ip_proto == IPPROTO_TCP || fields.ip_proto == IPPROTO_SCTP) {
1210             fields.tp_port = flow->tp_src ^ flow->tp_dst;
1211         }
1212     }
1213     return jhash_bytes(&fields, sizeof fields, basis);
1214 }
1215
1216 /* Initialize a flow with random fields that matter for nx_hash_fields. */
1217 void
1218 flow_random_hash_fields(struct flow *flow)
1219 {
1220     uint16_t rnd = random_uint16();
1221
1222     /* Initialize to all zeros. */
1223     memset(flow, 0, sizeof *flow);
1224
1225     eth_addr_random(flow->dl_src);
1226     eth_addr_random(flow->dl_dst);
1227
1228     flow->vlan_tci = (OVS_FORCE ovs_be16) (random_uint16() & VLAN_VID_MASK);
1229
1230     /* Make most of the random flows IPv4, some IPv6, and rest random. */
1231     flow->dl_type = rnd < 0x8000 ? htons(ETH_TYPE_IP) :
1232         rnd < 0xc000 ? htons(ETH_TYPE_IPV6) : (OVS_FORCE ovs_be16)rnd;
1233
1234     if (dl_type_is_ip_any(flow->dl_type)) {
1235         if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1236             flow->nw_src = (OVS_FORCE ovs_be32)random_uint32();
1237             flow->nw_dst = (OVS_FORCE ovs_be32)random_uint32();
1238         } else {
1239             random_bytes(&flow->ipv6_src, sizeof flow->ipv6_src);
1240             random_bytes(&flow->ipv6_dst, sizeof flow->ipv6_dst);
1241         }
1242         /* Make most of IP flows TCP, some UDP or SCTP, and rest random. */
1243         rnd = random_uint16();
1244         flow->nw_proto = rnd < 0x8000 ? IPPROTO_TCP :
1245             rnd < 0xc000 ? IPPROTO_UDP :
1246             rnd < 0xd000 ? IPPROTO_SCTP : (uint8_t)rnd;
1247         if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP ||
1248             flow->nw_proto == IPPROTO_UDP ||
1249             flow->nw_proto == IPPROTO_SCTP) {
1250             flow->tp_src = (OVS_FORCE ovs_be16)random_uint16();
1251             flow->tp_dst = (OVS_FORCE ovs_be16)random_uint16();
1252         }
1253     }
1254 }
1255
1256 /* Masks the fields in 'wc' that are used by the flow hash 'fields'. */
1257 void
1258 flow_mask_hash_fields(const struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc,
1259                       enum nx_hash_fields fields)
1260 {
1261     switch (fields) {
1262     case NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC:
1263         memset(&wc->masks.dl_src, 0xff, sizeof wc->masks.dl_src);
1264         break;
1265
1266     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4:
1267         memset(&wc->masks.dl_src, 0xff, sizeof wc->masks.dl_src);
1268         memset(&wc->masks.dl_dst, 0xff, sizeof wc->masks.dl_dst);
1269         if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1270             memset(&wc->masks.nw_src, 0xff, sizeof wc->masks.nw_src);
1271             memset(&wc->masks.nw_dst, 0xff, sizeof wc->masks.nw_dst);
1272         } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1273             memset(&wc->masks.ipv6_src, 0xff, sizeof wc->masks.ipv6_src);
1274             memset(&wc->masks.ipv6_dst, 0xff, sizeof wc->masks.ipv6_dst);
1275         }
1276         if (is_ip_any(flow)) {
1277             memset(&wc->masks.nw_proto, 0xff, sizeof wc->masks.nw_proto);
1278             flow_unwildcard_tp_ports(flow, wc);
1279         }
1280         wc->masks.vlan_tci |= htons(VLAN_VID_MASK | VLAN_CFI);
1281         break;
1282
1283     default:
1284         OVS_NOT_REACHED();
1285     }
1286 }
1287
1288 /* Hashes the portions of 'flow' designated by 'fields'. */
1289 uint32_t
1290 flow_hash_fields(const struct flow *flow, enum nx_hash_fields fields,
1291                  uint16_t basis)
1292 {
1293     switch (fields) {
1294
1295     case NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC:
1296         return jhash_bytes(flow->dl_src, sizeof flow->dl_src, basis);
1297
1298     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4:
1299         return flow_hash_symmetric_l4(flow, basis);
1300     }
1301
1302     OVS_NOT_REACHED();
1303 }
1304
1305 /* Returns a string representation of 'fields'. */
1306 const char *
1307 flow_hash_fields_to_str(enum nx_hash_fields fields)
1308 {
1309     switch (fields) {
1310     case NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC: return "eth_src";
1311     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4: return "symmetric_l4";
1312     default: return "<unknown>";
1313     }
1314 }
1315
1316 /* Returns true if the value of 'fields' is supported. Otherwise false. */
1317 bool
1318 flow_hash_fields_valid(enum nx_hash_fields fields)
1319 {
1320     return fields == NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC
1321         || fields == NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4;
1322 }
1323
1324 /* Returns a hash value for the bits of 'flow' that are active based on
1325  * 'wc', given 'basis'. */
1326 uint32_t
1327 flow_hash_in_wildcards(const struct flow *flow,
1328                        const struct flow_wildcards *wc, uint32_t basis)
1329 {
1330     const uint32_t *wc_u32 = (const uint32_t *) &wc->masks;
1331     const uint32_t *flow_u32 = (const uint32_t *) flow;
1332     uint32_t hash;
1333     size_t i;
1334
1335     hash = basis;
1336     for (i = 0; i < FLOW_U32S; i++) {
1337         hash = hash_add(hash, flow_u32[i] & wc_u32[i]);
1338     }
1339     return hash_finish(hash, 4 * FLOW_U32S);
1340 }
1341
1342 /* Sets the VLAN VID that 'flow' matches to 'vid', which is interpreted as an
1343  * OpenFlow 1.0 "dl_vlan" value:
1344  *
1345  *      - If it is in the range 0...4095, 'flow->vlan_tci' is set to match
1346  *        that VLAN.  Any existing PCP match is unchanged (it becomes 0 if
1347  *        'flow' previously matched packets without a VLAN header).
1348  *
1349  *      - If it is OFP_VLAN_NONE, 'flow->vlan_tci' is set to match a packet
1350  *        without a VLAN tag.
1351  *
1352  *      - Other values of 'vid' should not be used. */
1353 void
1354 flow_set_dl_vlan(struct flow *flow, ovs_be16 vid)
1355 {
1356     if (vid == htons(OFP10_VLAN_NONE)) {
1357         flow->vlan_tci = htons(0);
1358     } else {
1359         vid &= htons(VLAN_VID_MASK);
1360         flow->vlan_tci &= ~htons(VLAN_VID_MASK);
1361         flow->vlan_tci |= htons(VLAN_CFI) | vid;
1362     }
1363 }
1364
1365 /* Sets the VLAN VID that 'flow' matches to 'vid', which is interpreted as an
1366  * OpenFlow 1.2 "vlan_vid" value, that is, the low 13 bits of 'vlan_tci' (VID
1367  * plus CFI). */
1368 void
1369 flow_set_vlan_vid(struct flow *flow, ovs_be16 vid)
1370 {
1371     ovs_be16 mask = htons(VLAN_VID_MASK | VLAN_CFI);
1372     flow->vlan_tci &= ~mask;
1373     flow->vlan_tci |= vid & mask;
1374 }
1375
1376 /* Sets the VLAN PCP that 'flow' matches to 'pcp', which should be in the
1377  * range 0...7.
1378  *
1379  * This function has no effect on the VLAN ID that 'flow' matches.
1380  *
1381  * After calling this function, 'flow' will not match packets without a VLAN
1382  * header. */
1383 void
1384 flow_set_vlan_pcp(struct flow *flow, uint8_t pcp)
1385 {
1386     pcp &= 0x07;
1387     flow->vlan_tci &= ~htons(VLAN_PCP_MASK);
1388     flow->vlan_tci |= htons((pcp << VLAN_PCP_SHIFT) | VLAN_CFI);
1389 }
1390
1391 /* Returns the number of MPLS LSEs present in 'flow'
1392  *
1393  * Returns 0 if the 'dl_type' of 'flow' is not an MPLS ethernet type.
1394  * Otherwise traverses 'flow''s MPLS label stack stopping at the
1395  * first entry that has the BoS bit set. If no such entry exists then
1396  * the maximum number of LSEs that can be stored in 'flow' is returned.
1397  */
1398 int
1399 flow_count_mpls_labels(const struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc)
1400 {
1401     /* dl_type is always masked. */
1402     if (eth_type_mpls(flow->dl_type)) {
1403         int i;
1404         int len = FLOW_MAX_MPLS_LABELS;
1405
1406         for (i = 0; i < len; i++) {
1407             if (wc) {
1408                 wc->masks.mpls_lse[i] |= htonl(MPLS_BOS_MASK);
1409             }
1410             if (flow->mpls_lse[i] & htonl(MPLS_BOS_MASK)) {
1411                 return i + 1;
1412             }
1413         }
1414
1415         return len;
1416     } else {
1417         return 0;
1418     }
1419 }
1420
1421 /* Returns the number consecutive of MPLS LSEs, starting at the
1422  * innermost LSE, that are common in 'a' and 'b'.
1423  *
1424  * 'an' must be flow_count_mpls_labels(a).
1425  * 'bn' must be flow_count_mpls_labels(b).
1426  */
1427 int
1428 flow_count_common_mpls_labels(const struct flow *a, int an,
1429                               const struct flow *b, int bn,
1430                               struct flow_wildcards *wc)
1431 {
1432     int min_n = MIN(an, bn);
1433     if (min_n == 0) {
1434         return 0;
1435     } else {
1436         int common_n = 0;
1437         int a_last = an - 1;
1438         int b_last = bn - 1;
1439         int i;
1440
1441         for (i = 0; i < min_n; i++) {
1442             if (wc) {
1443                 wc->masks.mpls_lse[a_last - i] = OVS_BE32_MAX;
1444                 wc->masks.mpls_lse[b_last - i] = OVS_BE32_MAX;
1445             }
1446             if (a->mpls_lse[a_last - i] != b->mpls_lse[b_last - i]) {
1447                 break;
1448             } else {
1449                 common_n++;
1450             }
1451         }
1452
1453         return common_n;
1454     }
1455 }
1456
1457 /* Adds a new outermost MPLS label to 'flow' and changes 'flow''s Ethernet type
1458  * to 'mpls_eth_type', which must be an MPLS Ethertype.
1459  *
1460  * If the new label is the first MPLS label in 'flow', it is generated as;
1461  *
1462  *     - label: 2, if 'flow' is IPv6, otherwise 0.
1463  *
1464  *     - TTL: IPv4 or IPv6 TTL, if present and nonzero, otherwise 64.
1465  *
1466  *     - TC: IPv4 or IPv6 TOS, if present, otherwise 0.
1467  *
1468  *     - BoS: 1.
1469  *
1470  * If the new label is the second or later label MPLS label in 'flow', it is
1471  * generated as;
1472  *
1473  *     - label: Copied from outer label.
1474  *
1475  *     - TTL: Copied from outer label.
1476  *
1477  *     - TC: Copied from outer label.
1478  *
1479  *     - BoS: 0.
1480  *
1481  * 'n' must be flow_count_mpls_labels(flow).  'n' must be less than
1482  * FLOW_MAX_MPLS_LABELS (because otherwise flow->mpls_lse[] would overflow).
1483  */
1484 void
1485 flow_push_mpls(struct flow *flow, int n, ovs_be16 mpls_eth_type,
1486                struct flow_wildcards *wc)
1487 {
1488     ovs_assert(eth_type_mpls(mpls_eth_type));
1489     ovs_assert(n < FLOW_MAX_MPLS_LABELS);
1490
1491     if (n) {
1492         int i;
1493
1494         if (wc) {
1495             memset(&wc->masks.mpls_lse, 0xff, sizeof *wc->masks.mpls_lse * n);
1496         }
1497         for (i = n; i >= 1; i--) {
1498             flow->mpls_lse[i] = flow->mpls_lse[i - 1];
1499         }
1500         flow->mpls_lse[0] = (flow->mpls_lse[1] & htonl(~MPLS_BOS_MASK));
1501     } else {
1502         int label = 0;          /* IPv4 Explicit Null. */
1503         int tc = 0;
1504         int ttl = 64;
1505
1506         if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1507             label = 2;
1508         }
1509
1510         if (is_ip_any(flow)) {
1511             tc = (flow->nw_tos & IP_DSCP_MASK) >> 2;
1512             if (wc) {
1513                 wc->masks.nw_tos |= IP_DSCP_MASK;
1514                 wc->masks.nw_ttl = 0xff;
1515             }
1516
1517             if (flow->nw_ttl) {
1518                 ttl = flow->nw_ttl;
1519             }
1520         }
1521
1522         flow->mpls_lse[0] = set_mpls_lse_values(ttl, tc, 1, htonl(label));
1523
1524         /* Clear all L3 and L4 fields. */
1525         BUILD_ASSERT(FLOW_WC_SEQ == 28);
1526         memset((char *) flow + FLOW_SEGMENT_2_ENDS_AT, 0,
1527                sizeof(struct flow) - FLOW_SEGMENT_2_ENDS_AT);
1528     }
1529     flow->dl_type = mpls_eth_type;
1530 }
1531
1532 /* Tries to remove the outermost MPLS label from 'flow'.  Returns true if
1533  * successful, false otherwise.  On success, sets 'flow''s Ethernet type to
1534  * 'eth_type'.
1535  *
1536  * 'n' must be flow_count_mpls_labels(flow). */
1537 bool
1538 flow_pop_mpls(struct flow *flow, int n, ovs_be16 eth_type,
1539               struct flow_wildcards *wc)
1540 {
1541     int i;
1542
1543     if (n == 0) {
1544         /* Nothing to pop. */
1545         return false;
1546     } else if (n == FLOW_MAX_MPLS_LABELS) {
1547         if (wc) {
1548             wc->masks.mpls_lse[n - 1] |= htonl(MPLS_BOS_MASK);
1549         }
1550         if (!(flow->mpls_lse[n - 1] & htonl(MPLS_BOS_MASK))) {
1551             /* Can't pop because don't know what to fill in mpls_lse[n - 1]. */
1552             return false;
1553         }
1554     }
1555
1556     if (wc) {
1557         memset(&wc->masks.mpls_lse[1], 0xff,
1558                sizeof *wc->masks.mpls_lse * (n - 1));
1559     }
1560     for (i = 1; i < n; i++) {
1561         flow->mpls_lse[i - 1] = flow->mpls_lse[i];
1562     }
1563     flow->mpls_lse[n - 1] = 0;
1564     flow->dl_type = eth_type;
1565     return true;
1566 }
1567
1568 /* Sets the MPLS Label that 'flow' matches to 'label', which is interpreted
1569  * as an OpenFlow 1.1 "mpls_label" value. */
1570 void
1571 flow_set_mpls_label(struct flow *flow, int idx, ovs_be32 label)
1572 {
1573     set_mpls_lse_label(&flow->mpls_lse[idx], label);
1574 }
1575
1576 /* Sets the MPLS TTL that 'flow' matches to 'ttl', which should be in the
1577  * range 0...255. */
1578 void
1579 flow_set_mpls_ttl(struct flow *flow, int idx, uint8_t ttl)
1580 {
1581     set_mpls_lse_ttl(&flow->mpls_lse[idx], ttl);
1582 }
1583
1584 /* Sets the MPLS TC that 'flow' matches to 'tc', which should be in the
1585  * range 0...7. */
1586 void
1587 flow_set_mpls_tc(struct flow *flow, int idx, uint8_t tc)
1588 {
1589     set_mpls_lse_tc(&flow->mpls_lse[idx], tc);
1590 }
1591
1592 /* Sets the MPLS BOS bit that 'flow' matches to which should be 0 or 1. */
1593 void
1594 flow_set_mpls_bos(struct flow *flow, int idx, uint8_t bos)
1595 {
1596     set_mpls_lse_bos(&flow->mpls_lse[idx], bos);
1597 }
1598
1599 /* Sets the entire MPLS LSE. */
1600 void
1601 flow_set_mpls_lse(struct flow *flow, int idx, ovs_be32 lse)
1602 {
1603     flow->mpls_lse[idx] = lse;
1604 }
1605
1606 static size_t
1607 flow_compose_l4(struct ofpbuf *b, const struct flow *flow)
1608 {
1609     size_t l4_len = 0;
1610
1611     if (!(flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_ANY)
1612         || !(flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER)) {
1613         if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
1614             struct tcp_header *tcp;
1615
1616             l4_len = sizeof *tcp;
1617             tcp = ofpbuf_put_zeros(b, l4_len);
1618             tcp->tcp_src = flow->tp_src;
1619             tcp->tcp_dst = flow->tp_dst;
1620             tcp->tcp_ctl = TCP_CTL(ntohs(flow->tcp_flags), 5);
1621         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
1622             struct udp_header *udp;
1623
1624             l4_len = sizeof *udp;
1625             udp = ofpbuf_put_zeros(b, l4_len);
1626             udp->udp_src = flow->tp_src;
1627             udp->udp_dst = flow->tp_dst;
1628         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_SCTP) {
1629             struct sctp_header *sctp;
1630
1631             l4_len = sizeof *sctp;
1632             sctp = ofpbuf_put_zeros(b, l4_len);
1633             sctp->sctp_src = flow->tp_src;
1634             sctp->sctp_dst = flow->tp_dst;
1635         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMP) {
1636             struct icmp_header *icmp;
1637
1638             l4_len = sizeof *icmp;
1639             icmp = ofpbuf_put_zeros(b, l4_len);
1640             icmp->icmp_type = ntohs(flow->tp_src);
1641             icmp->icmp_code = ntohs(flow->tp_dst);
1642             icmp->icmp_csum = csum(icmp, ICMP_HEADER_LEN);
1643         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_IGMP) {
1644             struct igmp_header *igmp;
1645
1646             l4_len = sizeof *igmp;
1647             igmp = ofpbuf_put_zeros(b, l4_len);
1648             igmp->igmp_type = ntohs(flow->tp_src);
1649             igmp->igmp_code = ntohs(flow->tp_dst);
1650             put_16aligned_be32(&igmp->group, flow->igmp_group_ip4);
1651             igmp->igmp_csum = csum(igmp, IGMP_HEADER_LEN);
1652         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6) {
1653             struct icmp6_hdr *icmp;
1654
1655             l4_len = sizeof *icmp;
1656             icmp = ofpbuf_put_zeros(b, l4_len);
1657             icmp->icmp6_type = ntohs(flow->tp_src);
1658             icmp->icmp6_code = ntohs(flow->tp_dst);
1659
1660             if (icmp->icmp6_code == 0 &&
1661                 (icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_SOLICIT ||
1662                  icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_ADVERT)) {
1663                 struct in6_addr *nd_target;
1664                 struct nd_opt_hdr *nd_opt;
1665
1666                 l4_len += sizeof *nd_target;
1667                 nd_target = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *nd_target);
1668                 *nd_target = flow->nd_target;
1669
1670                 if (!eth_addr_is_zero(flow->arp_sha)) {
1671                     l4_len += 8;
1672                     nd_opt = ofpbuf_put_zeros(b, 8);
1673                     nd_opt->nd_opt_len = 1;
1674                     nd_opt->nd_opt_type = ND_OPT_SOURCE_LINKADDR;
1675                     memcpy(nd_opt + 1, flow->arp_sha, ETH_ADDR_LEN);
1676                 }
1677                 if (!eth_addr_is_zero(flow->arp_tha)) {
1678                     l4_len += 8;
1679                     nd_opt = ofpbuf_put_zeros(b, 8);
1680                     nd_opt->nd_opt_len = 1;
1681                     nd_opt->nd_opt_type = ND_OPT_TARGET_LINKADDR;
1682                     memcpy(nd_opt + 1, flow->arp_tha, ETH_ADDR_LEN);
1683                 }
1684             }
1685             icmp->icmp6_cksum = (OVS_FORCE uint16_t)
1686                 csum(icmp, (char *)ofpbuf_tail(b) - (char *)icmp);
1687         }
1688     }
1689     return l4_len;
1690 }
1691
1692 /* Puts into 'b' a packet that flow_extract() would parse as having the given
1693  * 'flow'.
1694  *
1695  * (This is useful only for testing, obviously, and the packet isn't really
1696  * valid. It hasn't got some checksums filled in, for one, and lots of fields
1697  * are just zeroed.) */
1698 void
1699 flow_compose(struct ofpbuf *b, const struct flow *flow)
1700 {
1701     size_t l4_len;
1702
1703     /* eth_compose() sets l3 pointer and makes sure it is 32-bit aligned. */
1704     eth_compose(b, flow->dl_dst, flow->dl_src, ntohs(flow->dl_type), 0);
1705     if (flow->dl_type == htons(FLOW_DL_TYPE_NONE)) {
1706         struct eth_header *eth = ofpbuf_l2(b);
1707         eth->eth_type = htons(ofpbuf_size(b));
1708         return;
1709     }
1710
1711     if (flow->vlan_tci & htons(VLAN_CFI)) {
1712         eth_push_vlan(b, htons(ETH_TYPE_VLAN), flow->vlan_tci);
1713     }
1714
1715     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1716         struct ip_header *ip;
1717
1718         ip = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *ip);
1719         ip->ip_ihl_ver = IP_IHL_VER(5, 4);
1720         ip->ip_tos = flow->nw_tos;
1721         ip->ip_ttl = flow->nw_ttl;
1722         ip->ip_proto = flow->nw_proto;
1723         put_16aligned_be32(&ip->ip_src, flow->nw_src);
1724         put_16aligned_be32(&ip->ip_dst, flow->nw_dst);
1725
1726         if (flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_ANY) {
1727             ip->ip_frag_off |= htons(IP_MORE_FRAGMENTS);
1728             if (flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER) {
1729                 ip->ip_frag_off |= htons(100);
1730             }
1731         }
1732
1733         ofpbuf_set_l4(b, ofpbuf_tail(b));
1734
1735         l4_len = flow_compose_l4(b, flow);
1736
1737         ip = ofpbuf_l3(b);
1738         ip->ip_tot_len = htons(b->l4_ofs - b->l3_ofs + l4_len);
1739         ip->ip_csum = csum(ip, sizeof *ip);
1740     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1741         struct ovs_16aligned_ip6_hdr *nh;
1742
1743         nh = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *nh);
1744         put_16aligned_be32(&nh->ip6_flow, htonl(6 << 28) |
1745                            htonl(flow->nw_tos << 20) | flow->ipv6_label);
1746         nh->ip6_hlim = flow->nw_ttl;
1747         nh->ip6_nxt = flow->nw_proto;
1748
1749         memcpy(&nh->ip6_src, &flow->ipv6_src, sizeof(nh->ip6_src));
1750         memcpy(&nh->ip6_dst, &flow->ipv6_dst, sizeof(nh->ip6_dst));
1751
1752         ofpbuf_set_l4(b, ofpbuf_tail(b));
1753
1754         l4_len = flow_compose_l4(b, flow);
1755
1756         nh = ofpbuf_l3(b);
1757         nh->ip6_plen = htons(l4_len);
1758     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP) ||
1759                flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_RARP)) {
1760         struct arp_eth_header *arp;
1761
1762         arp = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *arp);
1763         ofpbuf_set_l3(b, arp);
1764         arp->ar_hrd = htons(1);
1765         arp->ar_pro = htons(ETH_TYPE_IP);
1766         arp->ar_hln = ETH_ADDR_LEN;
1767         arp->ar_pln = 4;
1768         arp->ar_op = htons(flow->nw_proto);
1769
1770         if (flow->nw_proto == ARP_OP_REQUEST ||
1771             flow->nw_proto == ARP_OP_REPLY) {
1772             put_16aligned_be32(&arp->ar_spa, flow->nw_src);
1773             put_16aligned_be32(&arp->ar_tpa, flow->nw_dst);
1774             memcpy(arp->ar_sha, flow->arp_sha, ETH_ADDR_LEN);
1775             memcpy(arp->ar_tha, flow->arp_tha, ETH_ADDR_LEN);
1776         }
1777     }
1778
1779     if (eth_type_mpls(flow->dl_type)) {
1780         int n;
1781
1782         b->l2_5_ofs = b->l3_ofs;
1783         for (n = 1; n < FLOW_MAX_MPLS_LABELS; n++) {
1784             if (flow->mpls_lse[n - 1] & htonl(MPLS_BOS_MASK)) {
1785                 break;
1786             }
1787         }
1788         while (n > 0) {
1789             push_mpls(b, flow->dl_type, flow->mpls_lse[--n]);
1790         }
1791     }
1792 }
1793 \f
1794 /* Compressed flow. */
1795
1796 static int
1797 miniflow_n_values(const struct miniflow *flow)
1798 {
1799     return count_1bits(flow->map);
1800 }
1801
1802 static uint32_t *
1803 miniflow_alloc_values(struct miniflow *flow, int n)
1804 {
1805     int size = MINIFLOW_VALUES_SIZE(n);
1806
1807     if (size <= sizeof flow->inline_values) {
1808         flow->values_inline = true;
1809         return flow->inline_values;
1810     } else {
1811         COVERAGE_INC(miniflow_malloc);
1812         flow->values_inline = false;
1813         flow->offline_values = xmalloc(size);
1814         return flow->offline_values;
1815     }
1816 }
1817
1818 /* Completes an initialization of 'dst' as a miniflow copy of 'src' begun by
1819  * the caller.  The caller must have already initialized 'dst->map' properly
1820  * to indicate the significant uint32_t elements of 'src'.  'n' must be the
1821  * number of 1-bits in 'dst->map'.
1822  *
1823  * Normally the significant elements are the ones that are non-zero.  However,
1824  * when a miniflow is initialized from a (mini)mask, the values can be zeroes,
1825  * so that the flow and mask always have the same maps.
1826  *
1827  * This function initializes values (either inline if possible or with
1828  * malloc() otherwise) and copies the uint32_t elements of 'src' indicated by
1829  * 'dst->map' into it. */
1830 static void
1831 miniflow_init__(struct miniflow *dst, const struct flow *src, int n)
1832 {
1833     const uint32_t *src_u32 = (const uint32_t *) src;
1834     uint32_t *dst_u32 = miniflow_alloc_values(dst, n);
1835     uint64_t map;
1836
1837     for (map = dst->map; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
1838         *dst_u32++ = src_u32[raw_ctz(map)];
1839     }
1840 }
1841
1842 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'.  The caller must eventually free 'dst'
1843  * with miniflow_destroy().
1844  * Always allocates offline storage. */
1845 void
1846 miniflow_init(struct miniflow *dst, const struct flow *src)
1847 {
1848     const uint32_t *src_u32 = (const uint32_t *) src;
1849     unsigned int i;
1850     int n;
1851
1852     /* Initialize dst->map, counting the number of nonzero elements. */
1853     n = 0;
1854     dst->map = 0;
1855
1856     for (i = 0; i < FLOW_U32S; i++) {
1857         if (src_u32[i]) {
1858             dst->map |= UINT64_C(1) << i;
1859             n++;
1860         }
1861     }
1862
1863     miniflow_init__(dst, src, n);
1864 }
1865
1866 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src', using 'mask->map' as 'dst''s map.  The
1867  * caller must eventually free 'dst' with miniflow_destroy(). */
1868 void
1869 miniflow_init_with_minimask(struct miniflow *dst, const struct flow *src,
1870                             const struct minimask *mask)
1871 {
1872     dst->map = mask->masks.map;
1873     miniflow_init__(dst, src, miniflow_n_values(dst));
1874 }
1875
1876 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'.  The caller must eventually free 'dst'
1877  * with miniflow_destroy(). */
1878 void
1879 miniflow_clone(struct miniflow *dst, const struct miniflow *src)
1880 {
1881     int size = MINIFLOW_VALUES_SIZE(miniflow_n_values(src));
1882     uint32_t *values;
1883
1884     dst->map = src->map;
1885     if (size <= sizeof dst->inline_values) {
1886         dst->values_inline = true;
1887         values = dst->inline_values;
1888     } else {
1889         dst->values_inline = false;
1890         COVERAGE_INC(miniflow_malloc);
1891         dst->offline_values = xmalloc(size);
1892         values = dst->offline_values;
1893     }
1894     memcpy(values, miniflow_get_values(src), size);
1895 }
1896
1897 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'.  The caller must have allocated
1898  * 'dst' to have inline space all data in 'src'. */
1899 void
1900 miniflow_clone_inline(struct miniflow *dst, const struct miniflow *src,
1901                       size_t n_values)
1902 {
1903     dst->values_inline = true;
1904     dst->map = src->map;
1905     memcpy(dst->inline_values, miniflow_get_values(src),
1906            MINIFLOW_VALUES_SIZE(n_values));
1907 }
1908
1909 /* Initializes 'dst' with the data in 'src', destroying 'src'.
1910  * The caller must eventually free 'dst' with miniflow_destroy().
1911  * 'dst' must be regularly sized miniflow, but 'src' can have
1912  * storage for more than the default MINI_N_INLINE inline
1913  * values. */
1914 void
1915 miniflow_move(struct miniflow *dst, struct miniflow *src)
1916 {
1917     int size = MINIFLOW_VALUES_SIZE(miniflow_n_values(src));
1918
1919     dst->map = src->map;
1920     if (size <= sizeof dst->inline_values) {
1921         dst->values_inline = true;
1922         memcpy(dst->inline_values, miniflow_get_values(src), size);
1923         miniflow_destroy(src);
1924     } else if (src->values_inline) {
1925         dst->values_inline = false;
1926         COVERAGE_INC(miniflow_malloc);
1927         dst->offline_values = xmalloc(size);
1928         memcpy(dst->offline_values, src->inline_values, size);
1929     } else {
1930         dst->values_inline = false;
1931         dst->offline_values = src->offline_values;
1932     }
1933 }
1934
1935 /* Frees any memory owned by 'flow'.  Does not free the storage in which 'flow'
1936  * itself resides; the caller is responsible for that. */
1937 void
1938 miniflow_destroy(struct miniflow *flow)
1939 {
1940     if (!flow->values_inline) {
1941         free(flow->offline_values);
1942     }
1943 }
1944
1945 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'. */
1946 void
1947 miniflow_expand(const struct miniflow *src, struct flow *dst)
1948 {
1949     memset(dst, 0, sizeof *dst);
1950     flow_union_with_miniflow(dst, src);
1951 }
1952
1953 /* Returns the uint32_t that would be at byte offset '4 * u32_ofs' if 'flow'
1954  * were expanded into a "struct flow". */
1955 static uint32_t
1956 miniflow_get(const struct miniflow *flow, unsigned int u32_ofs)
1957 {
1958     return (flow->map & UINT64_C(1) << u32_ofs)
1959         ? *(miniflow_get_u32_values(flow) +
1960             count_1bits(flow->map & ((UINT64_C(1) << u32_ofs) - 1)))
1961         : 0;
1962 }
1963
1964 /* Returns true if 'a' and 'b' are the equal miniflow, false otherwise. */
1965 bool
1966 miniflow_equal(const struct miniflow *a, const struct miniflow *b)
1967 {
1968     const uint32_t *ap = miniflow_get_u32_values(a);
1969     const uint32_t *bp = miniflow_get_u32_values(b);
1970     const uint64_t a_map = a->map;
1971     const uint64_t b_map = b->map;
1972
1973     if (OVS_LIKELY(a_map == b_map)) {
1974         int count = miniflow_n_values(a);
1975
1976         return !memcmp(ap, bp, count * sizeof *ap);
1977     } else {
1978         uint64_t map;
1979
1980         for (map = a_map | b_map; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
1981             uint64_t bit = rightmost_1bit(map);
1982             uint64_t a_value = a_map & bit ? *ap++ : 0;
1983             uint64_t b_value = b_map & bit ? *bp++ : 0;
1984
1985             if (a_value != b_value) {
1986                 return false;
1987             }
1988         }
1989     }
1990
1991     return true;
1992 }
1993
1994 /* Returns true if 'a' and 'b' are equal at the places where there are 1-bits
1995  * in 'mask', false if they differ. */
1996 bool
1997 miniflow_equal_in_minimask(const struct miniflow *a, const struct miniflow *b,
1998                            const struct minimask *mask)
1999 {
2000     const uint32_t *p = miniflow_get_u32_values(&mask->masks);
2001     uint64_t map;
2002
2003     for (map = mask->masks.map; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
2004         int ofs = raw_ctz(map);
2005
2006         if ((miniflow_get(a, ofs) ^ miniflow_get(b, ofs)) & *p++) {
2007             return false;
2008         }
2009     }
2010
2011     return true;
2012 }
2013
2014 /* Returns true if 'a' and 'b' are equal at the places where there are 1-bits
2015  * in 'mask', false if they differ. */
2016 bool
2017 miniflow_equal_flow_in_minimask(const struct miniflow *a, const struct flow *b,
2018                                 const struct minimask *mask)
2019 {
2020     const uint32_t *b_u32 = (const uint32_t *) b;
2021     const uint32_t *p = miniflow_get_u32_values(&mask->masks);
2022     uint64_t map;
2023
2024     for (map = mask->masks.map; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
2025         int ofs = raw_ctz(map);
2026
2027         if ((miniflow_get(a, ofs) ^ b_u32[ofs]) & *p++) {
2028             return false;
2029         }
2030     }
2031
2032     return true;
2033 }
2034
2035 \f
2036 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'.  The caller must eventually free 'dst'
2037  * with minimask_destroy(). */
2038 void
2039 minimask_init(struct minimask *mask, const struct flow_wildcards *wc)
2040 {
2041     miniflow_init(&mask->masks, &wc->masks);
2042 }
2043
2044 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'.  The caller must eventually free 'dst'
2045  * with minimask_destroy(). */
2046 void
2047 minimask_clone(struct minimask *dst, const struct minimask *src)
2048 {
2049     miniflow_clone(&dst->masks, &src->masks);
2050 }
2051
2052 /* Initializes 'dst' with the data in 'src', destroying 'src'.
2053  * The caller must eventually free 'dst' with minimask_destroy(). */
2054 void
2055 minimask_move(struct minimask *dst, struct minimask *src)
2056 {
2057     miniflow_move(&dst->masks, &src->masks);
2058 }
2059
2060 /* Initializes 'dst_' as the bit-wise "and" of 'a_' and 'b_'.
2061  *
2062  * The caller must provide room for FLOW_U32S "uint32_t"s in 'storage', for use
2063  * by 'dst_'.  The caller must *not* free 'dst_' with minimask_destroy(). */
2064 void
2065 minimask_combine(struct minimask *dst_,
2066                  const struct minimask *a_, const struct minimask *b_,
2067                  uint32_t storage[FLOW_U32S])
2068 {
2069     struct miniflow *dst = &dst_->masks;
2070     uint32_t *dst_values = storage;
2071     const struct miniflow *a = &a_->masks;
2072     const struct miniflow *b = &b_->masks;
2073     uint64_t map;
2074     int n = 0;
2075
2076     dst->values_inline = false;
2077     dst->offline_values = storage;
2078
2079     dst->map = 0;
2080     for (map = a->map & b->map; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
2081         int ofs = raw_ctz(map);
2082         uint32_t mask = miniflow_get(a, ofs) & miniflow_get(b, ofs);
2083
2084         if (mask) {
2085             dst->map |= rightmost_1bit(map);
2086             dst_values[n++] = mask;
2087         }
2088     }
2089 }
2090
2091 /* Frees any memory owned by 'mask'.  Does not free the storage in which 'mask'
2092  * itself resides; the caller is responsible for that. */
2093 void
2094 minimask_destroy(struct minimask *mask)
2095 {
2096     miniflow_destroy(&mask->masks);
2097 }
2098
2099 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'. */
2100 void
2101 minimask_expand(const struct minimask *mask, struct flow_wildcards *wc)
2102 {
2103     miniflow_expand(&mask->masks, &wc->masks);
2104 }
2105
2106 /* Returns the uint32_t that would be at byte offset '4 * u32_ofs' if 'mask'
2107  * were expanded into a "struct flow_wildcards". */
2108 uint32_t
2109 minimask_get(const struct minimask *mask, unsigned int u32_ofs)
2110 {
2111     return miniflow_get(&mask->masks, u32_ofs);
2112 }
2113
2114 /* Returns true if 'a' and 'b' are the same flow mask, false otherwise.  */
2115 bool
2116 minimask_equal(const struct minimask *a, const struct minimask *b)
2117 {
2118     return miniflow_equal(&a->masks, &b->masks);
2119 }
2120
2121 /* Returns true if at least one bit matched by 'b' is wildcarded by 'a',
2122  * false otherwise. */
2123 bool
2124 minimask_has_extra(const struct minimask *a, const struct minimask *b)
2125 {
2126     const uint32_t *p = miniflow_get_u32_values(&b->masks);
2127     uint64_t map;
2128
2129     for (map = b->masks.map; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
2130         uint32_t a_u32 = minimask_get(a, raw_ctz(map));
2131         uint32_t b_u32 = *p++;
2132
2133         if ((a_u32 & b_u32) != b_u32) {
2134             return true;
2135         }
2136     }
2137
2138     return false;
2139 }