classifier: Add support for conjunctive matches.
[cascardo/ovs.git] / lib / flow.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2008, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014, 2015 Nicira, Inc.
3  *
4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
5  * you may not use this file except in compliance with the License.
6  * You may obtain a copy of the License at:
7  *
8  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
9  *
10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
13  * See the License for the specific language governing permissions and
14  * limitations under the License.
15  */
16 #include <config.h>
17 #include <sys/types.h>
18 #include "flow.h"
19 #include <errno.h>
20 #include <inttypes.h>
21 #include <limits.h>
22 #include <netinet/in.h>
23 #include <netinet/icmp6.h>
24 #include <netinet/ip6.h>
25 #include <stdint.h>
26 #include <stdlib.h>
27 #include <string.h>
28 #include "byte-order.h"
29 #include "coverage.h"
30 #include "csum.h"
31 #include "dynamic-string.h"
32 #include "hash.h"
33 #include "jhash.h"
34 #include "match.h"
35 #include "ofpbuf.h"
36 #include "openflow/openflow.h"
37 #include "packets.h"
38 #include "odp-util.h"
39 #include "random.h"
40 #include "unaligned.h"
41
42 COVERAGE_DEFINE(flow_extract);
43 COVERAGE_DEFINE(miniflow_malloc);
44
45 /* U64 indices for segmented flow classification. */
46 const uint8_t flow_segment_u64s[4] = {
47     FLOW_SEGMENT_1_ENDS_AT / sizeof(uint64_t),
48     FLOW_SEGMENT_2_ENDS_AT / sizeof(uint64_t),
49     FLOW_SEGMENT_3_ENDS_AT / sizeof(uint64_t),
50     FLOW_U64S
51 };
52
53 /* miniflow_extract() assumes the following to be true to optimize the
54  * extraction process. */
55 BUILD_ASSERT_DECL(offsetof(struct flow, dl_type) + 2
56                   == offsetof(struct flow, vlan_tci) &&
57                   offsetof(struct flow, dl_type) / 4
58                   == offsetof(struct flow, vlan_tci) / 4 );
59
60 BUILD_ASSERT_DECL(offsetof(struct flow, nw_frag) + 3
61                   == offsetof(struct flow, nw_proto) &&
62                   offsetof(struct flow, nw_tos) + 2
63                   == offsetof(struct flow, nw_proto) &&
64                   offsetof(struct flow, nw_ttl) + 1
65                   == offsetof(struct flow, nw_proto) &&
66                   offsetof(struct flow, nw_frag) / 4
67                   == offsetof(struct flow, nw_tos) / 4 &&
68                   offsetof(struct flow, nw_ttl) / 4
69                   == offsetof(struct flow, nw_tos) / 4 &&
70                   offsetof(struct flow, nw_proto) / 4
71                   == offsetof(struct flow, nw_tos) / 4);
72
73 /* TCP flags in the middle of a BE64, zeroes in the other half. */
74 BUILD_ASSERT_DECL(offsetof(struct flow, tcp_flags) % 8 == 4);
75
76 #if WORDS_BIGENDIAN
77 #define TCP_FLAGS_BE32(tcp_ctl) ((OVS_FORCE ovs_be32)TCP_FLAGS_BE16(tcp_ctl) \
78                                  << 16)
79 #else
80 #define TCP_FLAGS_BE32(tcp_ctl) ((OVS_FORCE ovs_be32)TCP_FLAGS_BE16(tcp_ctl))
81 #endif
82
83 BUILD_ASSERT_DECL(offsetof(struct flow, tp_src) + 2
84                   == offsetof(struct flow, tp_dst) &&
85                   offsetof(struct flow, tp_src) / 4
86                   == offsetof(struct flow, tp_dst) / 4);
87
88 /* Removes 'size' bytes from the head end of '*datap', of size '*sizep', which
89  * must contain at least 'size' bytes of data.  Returns the first byte of data
90  * removed. */
91 static inline const void *
92 data_pull(void **datap, size_t *sizep, size_t size)
93 {
94     char *data = (char *)*datap;
95     *datap = data + size;
96     *sizep -= size;
97     return data;
98 }
99
100 /* If '*datap' has at least 'size' bytes of data, removes that many bytes from
101  * the head end of '*datap' and returns the first byte removed.  Otherwise,
102  * returns a null pointer without modifying '*datap'. */
103 static inline const void *
104 data_try_pull(void **datap, size_t *sizep, size_t size)
105 {
106     return OVS_LIKELY(*sizep >= size) ? data_pull(datap, sizep, size) : NULL;
107 }
108
109 /* Context for pushing data to a miniflow. */
110 struct mf_ctx {
111     uint64_t map;
112     uint64_t *data;
113     uint64_t * const end;
114 };
115
116 /* miniflow_push_* macros allow filling in a miniflow data values in order.
117  * Assertions are needed only when the layout of the struct flow is modified.
118  * 'ofs' is a compile-time constant, which allows most of the code be optimized
119  * away.  Some GCC versions gave warnings on ALWAYS_INLINE, so these are
120  * defined as macros. */
121
122 #if (FLOW_WC_SEQ != 30)
123 #define MINIFLOW_ASSERT(X) ovs_assert(X)
124 BUILD_MESSAGE("FLOW_WC_SEQ changed: miniflow_extract() will have runtime "
125                "assertions enabled. Consider updating FLOW_WC_SEQ after "
126                "testing")
127 #else
128 #define MINIFLOW_ASSERT(X)
129 #endif
130
131 #define miniflow_push_uint64_(MF, OFS, VALUE)                   \
132 {                                                               \
133     MINIFLOW_ASSERT(MF.data < MF.end && (OFS) % 8 == 0          \
134                     && !(MF.map & (UINT64_MAX << (OFS) / 8)));  \
135     *MF.data++ = VALUE;                                         \
136     MF.map |= UINT64_C(1) << (OFS) / 8;                         \
137 }
138
139 #define miniflow_push_be64_(MF, OFS, VALUE) \
140     miniflow_push_uint64_(MF, OFS, (OVS_FORCE uint64_t)(VALUE))
141
142 #define miniflow_push_uint32_(MF, OFS, VALUE)                   \
143 {                                                               \
144     MINIFLOW_ASSERT(MF.data < MF.end &&                                 \
145                     (((OFS) % 8 == 0 && !(MF.map & (UINT64_MAX << (OFS) / 8))) \
146                      || ((OFS) % 8 == 4 && MF.map & (UINT64_C(1) << (OFS) / 8) \
147                          && !(MF.map & (UINT64_MAX << ((OFS) / 8 + 1)))))); \
148                                                                         \
149     if ((OFS) % 8 == 0) {                                               \
150         *(uint32_t *)MF.data = VALUE;                                   \
151         MF.map |= UINT64_C(1) << (OFS) / 8;                             \
152     } else if ((OFS) % 8 == 4) {                                        \
153         *((uint32_t *)MF.data + 1) = VALUE;                             \
154         MF.data++;                                                      \
155     }                                                                   \
156 }
157
158 #define miniflow_push_be32_(MF, OFS, VALUE)                     \
159     miniflow_push_uint32_(MF, OFS, (OVS_FORCE uint32_t)(VALUE))
160
161 #define miniflow_push_uint16_(MF, OFS, VALUE)                           \
162 {                                                                       \
163     MINIFLOW_ASSERT(MF.data < MF.end &&                                 \
164                     (((OFS) % 8 == 0 && !(MF.map & (UINT64_MAX << (OFS) / 8))) \
165                      || ((OFS) % 2 == 0 && MF.map & (UINT64_C(1) << (OFS) / 8) \
166                          && !(MF.map & (UINT64_MAX << ((OFS) / 8 + 1)))))); \
167                                                                         \
168     if ((OFS) % 8 == 0) {                                               \
169         *(uint16_t *)MF.data = VALUE;                                   \
170         MF.map |= UINT64_C(1) << (OFS) / 8;                             \
171     } else if ((OFS) % 8 == 2) {                                        \
172         *((uint16_t *)MF.data + 1) = VALUE;                             \
173     } else if ((OFS) % 8 == 4) {                                        \
174         *((uint16_t *)MF.data + 2) = VALUE;                             \
175     } else if ((OFS) % 8 == 6) {                                        \
176         *((uint16_t *)MF.data + 3) = VALUE;                             \
177         MF.data++;                                                      \
178     }                                                                   \
179 }
180
181 #define miniflow_pad_to_64_(MF, OFS)                                    \
182 {                                                                   \
183     MINIFLOW_ASSERT((OFS) % 8 != 0);                                    \
184     MINIFLOW_ASSERT(MF.map & (UINT64_C(1) << (OFS) / 8));               \
185     MINIFLOW_ASSERT(!(MF.map & (UINT64_MAX << ((OFS) / 8 + 1))));       \
186                                                                         \
187     memset((uint8_t *)MF.data + (OFS) % 8, 0, 8 - (OFS) % 8);           \
188     MF.data++;                                                          \
189 }
190
191 #define miniflow_push_be16_(MF, OFS, VALUE)                     \
192     miniflow_push_uint16_(MF, OFS, (OVS_FORCE uint16_t)VALUE);
193
194 /* Data at 'valuep' may be unaligned. */
195 #define miniflow_push_words_(MF, OFS, VALUEP, N_WORDS)          \
196 {                                                               \
197     int ofs64 = (OFS) / 8;                                      \
198                                                                         \
199     MINIFLOW_ASSERT(MF.data + (N_WORDS) <= MF.end && (OFS) % 8 == 0     \
200                     && !(MF.map & (UINT64_MAX << ofs64)));              \
201                                                                         \
202     memcpy(MF.data, (VALUEP), (N_WORDS) * sizeof *MF.data);             \
203     MF.data += (N_WORDS);                                               \
204     MF.map |= ((UINT64_MAX >> (64 - (N_WORDS))) << ofs64);              \
205 }
206
207 /* Push 32-bit words padded to 64-bits. */
208 #define miniflow_push_words_32_(MF, OFS, VALUEP, N_WORDS)               \
209 {                                                                       \
210     int ofs64 = (OFS) / 8;                                              \
211                                                                         \
212     MINIFLOW_ASSERT(MF.data + DIV_ROUND_UP(N_WORDS, 2) <= MF.end        \
213                     && (OFS) % 8 == 0                                   \
214                     && !(MF.map & (UINT64_MAX << ofs64)));              \
215                                                                         \
216     memcpy(MF.data, (VALUEP), (N_WORDS) * sizeof(uint32_t));            \
217     MF.data += DIV_ROUND_UP(N_WORDS, 2);                                \
218     MF.map |= ((UINT64_MAX >> (64 - DIV_ROUND_UP(N_WORDS, 2))) << ofs64); \
219     if ((N_WORDS) & 1) {                                                \
220         *((uint32_t *)MF.data - 1) = 0;                                 \
221     }                                                                   \
222 }
223
224 /* Data at 'valuep' may be unaligned. */
225 /* MACs start 64-aligned, and must be followed by other data or padding. */
226 #define miniflow_push_macs_(MF, OFS, VALUEP)                    \
227 {                                                               \
228     int ofs64 = (OFS) / 8;                                      \
229                                                                 \
230     MINIFLOW_ASSERT(MF.data + 2 <= MF.end && (OFS) % 8 == 0     \
231                     && !(MF.map & (UINT64_MAX << ofs64)));      \
232                                                                 \
233     memcpy(MF.data, (VALUEP), 2 * ETH_ADDR_LEN);                \
234     MF.data += 1;                   /* First word only. */      \
235     MF.map |= UINT64_C(3) << ofs64; /* Both words. */           \
236 }
237
238 #define miniflow_push_uint32(MF, FIELD, VALUE)                      \
239     miniflow_push_uint32_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUE)
240
241 #define miniflow_push_be32(MF, FIELD, VALUE)                        \
242     miniflow_push_be32_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUE)
243
244 #define miniflow_push_uint16(MF, FIELD, VALUE)                      \
245     miniflow_push_uint16_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUE)
246
247 #define miniflow_push_be16(MF, FIELD, VALUE)                        \
248     miniflow_push_be16_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUE)
249
250 #define miniflow_pad_to_64(MF, FIELD)                       \
251     miniflow_pad_to_64_(MF, offsetof(struct flow, FIELD))
252
253 #define miniflow_push_words(MF, FIELD, VALUEP, N_WORDS)                 \
254     miniflow_push_words_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUEP, N_WORDS)
255
256 #define miniflow_push_words_32(MF, FIELD, VALUEP, N_WORDS)              \
257     miniflow_push_words_32_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUEP, N_WORDS)
258
259 #define miniflow_push_macs(MF, FIELD, VALUEP)                       \
260     miniflow_push_macs_(MF, offsetof(struct flow, FIELD), VALUEP)
261
262 /* Pulls the MPLS headers at '*datap' and returns the count of them. */
263 static inline int
264 parse_mpls(void **datap, size_t *sizep)
265 {
266     const struct mpls_hdr *mh;
267     int count = 0;
268
269     while ((mh = data_try_pull(datap, sizep, sizeof *mh))) {
270         count++;
271         if (mh->mpls_lse.lo & htons(1 << MPLS_BOS_SHIFT)) {
272             break;
273         }
274     }
275     return MIN(count, FLOW_MAX_MPLS_LABELS);
276 }
277
278 static inline ovs_be16
279 parse_vlan(void **datap, size_t *sizep)
280 {
281     const struct eth_header *eth = *datap;
282
283     struct qtag_prefix {
284         ovs_be16 eth_type;      /* ETH_TYPE_VLAN */
285         ovs_be16 tci;
286     };
287
288     data_pull(datap, sizep, ETH_ADDR_LEN * 2);
289
290     if (eth->eth_type == htons(ETH_TYPE_VLAN)) {
291         if (OVS_LIKELY(*sizep
292                        >= sizeof(struct qtag_prefix) + sizeof(ovs_be16))) {
293             const struct qtag_prefix *qp = data_pull(datap, sizep, sizeof *qp);
294             return qp->tci | htons(VLAN_CFI);
295         }
296     }
297     return 0;
298 }
299
300 static inline ovs_be16
301 parse_ethertype(void **datap, size_t *sizep)
302 {
303     const struct llc_snap_header *llc;
304     ovs_be16 proto;
305
306     proto = *(ovs_be16 *) data_pull(datap, sizep, sizeof proto);
307     if (OVS_LIKELY(ntohs(proto) >= ETH_TYPE_MIN)) {
308         return proto;
309     }
310
311     if (OVS_UNLIKELY(*sizep < sizeof *llc)) {
312         return htons(FLOW_DL_TYPE_NONE);
313     }
314
315     llc = *datap;
316     if (OVS_UNLIKELY(llc->llc.llc_dsap != LLC_DSAP_SNAP
317                      || llc->llc.llc_ssap != LLC_SSAP_SNAP
318                      || llc->llc.llc_cntl != LLC_CNTL_SNAP
319                      || memcmp(llc->snap.snap_org, SNAP_ORG_ETHERNET,
320                                sizeof llc->snap.snap_org))) {
321         return htons(FLOW_DL_TYPE_NONE);
322     }
323
324     data_pull(datap, sizep, sizeof *llc);
325
326     if (OVS_LIKELY(ntohs(llc->snap.snap_type) >= ETH_TYPE_MIN)) {
327         return llc->snap.snap_type;
328     }
329
330     return htons(FLOW_DL_TYPE_NONE);
331 }
332
333 static inline bool
334 parse_icmpv6(void **datap, size_t *sizep, const struct icmp6_hdr *icmp,
335              const struct in6_addr **nd_target,
336              uint8_t arp_buf[2][ETH_ADDR_LEN])
337 {
338     if (icmp->icmp6_code == 0 &&
339         (icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_SOLICIT ||
340          icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_ADVERT)) {
341
342         *nd_target = data_try_pull(datap, sizep, sizeof **nd_target);
343         if (OVS_UNLIKELY(!*nd_target)) {
344             return false;
345         }
346
347         while (*sizep >= 8) {
348             /* The minimum size of an option is 8 bytes, which also is
349              * the size of Ethernet link-layer options. */
350             const struct nd_opt_hdr *nd_opt = *datap;
351             int opt_len = nd_opt->nd_opt_len * 8;
352
353             if (!opt_len || opt_len > *sizep) {
354                 goto invalid;
355             }
356
357             /* Store the link layer address if the appropriate option is
358              * provided.  It is considered an error if the same link
359              * layer option is specified twice. */
360             if (nd_opt->nd_opt_type == ND_OPT_SOURCE_LINKADDR
361                     && opt_len == 8) {
362                 if (OVS_LIKELY(eth_addr_is_zero(arp_buf[0]))) {
363                     memcpy(arp_buf[0], nd_opt + 1, ETH_ADDR_LEN);
364                 } else {
365                     goto invalid;
366                 }
367             } else if (nd_opt->nd_opt_type == ND_OPT_TARGET_LINKADDR
368                     && opt_len == 8) {
369                 if (OVS_LIKELY(eth_addr_is_zero(arp_buf[1]))) {
370                     memcpy(arp_buf[1], nd_opt + 1, ETH_ADDR_LEN);
371                 } else {
372                     goto invalid;
373                 }
374             }
375
376             if (OVS_UNLIKELY(!data_try_pull(datap, sizep, opt_len))) {
377                 goto invalid;
378             }
379         }
380     }
381
382     return true;
383
384 invalid:
385     return false;
386 }
387
388 /* Initializes 'flow' members from 'packet' and 'md'
389  *
390  * Initializes 'packet' header l2 pointer to the start of the Ethernet
391  * header, and the layer offsets as follows:
392  *
393  *    - packet->l2_5_ofs to the start of the MPLS shim header, or UINT16_MAX
394  *      when there is no MPLS shim header.
395  *
396  *    - packet->l3_ofs to just past the Ethernet header, or just past the
397  *      vlan_header if one is present, to the first byte of the payload of the
398  *      Ethernet frame.  UINT16_MAX if the frame is too short to contain an
399  *      Ethernet header.
400  *
401  *    - packet->l4_ofs to just past the IPv4 header, if one is present and
402  *      has at least the content used for the fields of interest for the flow,
403  *      otherwise UINT16_MAX.
404  */
405 void
406 flow_extract(struct ofpbuf *packet, const struct pkt_metadata *md,
407              struct flow *flow)
408 {
409     struct {
410         struct miniflow mf;
411         uint64_t buf[FLOW_U64S];
412     } m;
413
414     COVERAGE_INC(flow_extract);
415
416     miniflow_initialize(&m.mf, m.buf);
417     miniflow_extract(packet, md, &m.mf);
418     miniflow_expand(&m.mf, flow);
419 }
420
421 /* Caller is responsible for initializing 'dst' with enough storage for
422  * FLOW_U64S * 8 bytes. */
423 void
424 miniflow_extract(struct ofpbuf *packet, const struct pkt_metadata *md,
425                  struct miniflow *dst)
426 {
427     void *data = ofpbuf_data(packet);
428     size_t size = ofpbuf_size(packet);
429     uint64_t *values = miniflow_values(dst);
430     struct mf_ctx mf = { 0, values, values + FLOW_U64S };
431     char *l2;
432     ovs_be16 dl_type;
433     uint8_t nw_frag, nw_tos, nw_ttl, nw_proto;
434
435     /* Metadata. */
436     if (md) {
437         if (md->tunnel.ip_dst) {
438             miniflow_push_words(mf, tunnel, &md->tunnel,
439                                 sizeof md->tunnel / sizeof(uint64_t));
440         }
441         if (md->skb_priority || md->pkt_mark) {
442             miniflow_push_uint32(mf, skb_priority, md->skb_priority);
443             miniflow_push_uint32(mf, pkt_mark, md->pkt_mark);
444         }
445         miniflow_push_uint32(mf, dp_hash, md->dp_hash);
446         miniflow_push_uint32(mf, in_port, odp_to_u32(md->in_port.odp_port));
447         if (md->recirc_id) {
448             miniflow_push_uint32(mf, recirc_id, md->recirc_id);
449             miniflow_pad_to_64(mf, conj_id);
450         }
451     }
452
453     /* Initialize packet's layer pointer and offsets. */
454     l2 = data;
455     ofpbuf_set_frame(packet, data);
456
457     /* Must have full Ethernet header to proceed. */
458     if (OVS_UNLIKELY(size < sizeof(struct eth_header))) {
459         goto out;
460     } else {
461         ovs_be16 vlan_tci;
462
463         /* Link layer. */
464         BUILD_ASSERT(offsetof(struct flow, dl_dst) + 6
465                      == offsetof(struct flow, dl_src));
466         miniflow_push_macs(mf, dl_dst, data);
467         /* dl_type, vlan_tci. */
468         vlan_tci = parse_vlan(&data, &size);
469         dl_type = parse_ethertype(&data, &size);
470         miniflow_push_be16(mf, dl_type, dl_type);
471         miniflow_push_be16(mf, vlan_tci, vlan_tci);
472     }
473
474     /* Parse mpls. */
475     if (OVS_UNLIKELY(eth_type_mpls(dl_type))) {
476         int count;
477         const void *mpls = data;
478
479         packet->l2_5_ofs = (char *)data - l2;
480         count = parse_mpls(&data, &size);
481         miniflow_push_words_32(mf, mpls_lse, mpls, count);
482     }
483
484     /* Network layer. */
485     packet->l3_ofs = (char *)data - l2;
486
487     nw_frag = 0;
488     if (OVS_LIKELY(dl_type == htons(ETH_TYPE_IP))) {
489         const struct ip_header *nh = data;
490         int ip_len;
491         uint16_t tot_len;
492
493         if (OVS_UNLIKELY(size < IP_HEADER_LEN)) {
494             goto out;
495         }
496         ip_len = IP_IHL(nh->ip_ihl_ver) * 4;
497
498         if (OVS_UNLIKELY(ip_len < IP_HEADER_LEN)) {
499             goto out;
500         }
501         if (OVS_UNLIKELY(size < ip_len)) {
502             goto out;
503         }
504         tot_len = ntohs(nh->ip_tot_len);
505         if (OVS_UNLIKELY(tot_len > size)) {
506             goto out;
507         }
508         if (OVS_UNLIKELY(size - tot_len > UINT8_MAX)) {
509             goto out;
510         }
511         ofpbuf_set_l2_pad_size(packet, size - tot_len);
512         size = tot_len;   /* Never pull padding. */
513
514         /* Push both source and destination address at once. */
515         miniflow_push_words(mf, nw_src, &nh->ip_src, 1);
516
517         miniflow_push_be32(mf, ipv6_label, 0); /* Padding for IPv4. */
518
519         nw_tos = nh->ip_tos;
520         nw_ttl = nh->ip_ttl;
521         nw_proto = nh->ip_proto;
522         if (OVS_UNLIKELY(IP_IS_FRAGMENT(nh->ip_frag_off))) {
523             nw_frag = FLOW_NW_FRAG_ANY;
524             if (nh->ip_frag_off & htons(IP_FRAG_OFF_MASK)) {
525                 nw_frag |= FLOW_NW_FRAG_LATER;
526             }
527         }
528         data_pull(&data, &size, ip_len);
529     } else if (dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
530         const struct ovs_16aligned_ip6_hdr *nh;
531         ovs_be32 tc_flow;
532         uint16_t plen;
533
534         if (OVS_UNLIKELY(size < sizeof *nh)) {
535             goto out;
536         }
537         nh = data_pull(&data, &size, sizeof *nh);
538
539         plen = ntohs(nh->ip6_plen);
540         if (OVS_UNLIKELY(plen > size)) {
541             goto out;
542         }
543         /* Jumbo Payload option not supported yet. */
544         if (OVS_UNLIKELY(size - plen > UINT8_MAX)) {
545             goto out;
546         }
547         ofpbuf_set_l2_pad_size(packet, size - plen);
548         size = plen;   /* Never pull padding. */
549
550         miniflow_push_words(mf, ipv6_src, &nh->ip6_src,
551                             sizeof nh->ip6_src / 8);
552         miniflow_push_words(mf, ipv6_dst, &nh->ip6_dst,
553                             sizeof nh->ip6_dst / 8);
554
555         tc_flow = get_16aligned_be32(&nh->ip6_flow);
556         {
557             ovs_be32 label = tc_flow & htonl(IPV6_LABEL_MASK);
558             miniflow_push_be32(mf, ipv6_label, label);
559         }
560
561         nw_tos = ntohl(tc_flow) >> 20;
562         nw_ttl = nh->ip6_hlim;
563         nw_proto = nh->ip6_nxt;
564
565         while (1) {
566             if (OVS_LIKELY((nw_proto != IPPROTO_HOPOPTS)
567                            && (nw_proto != IPPROTO_ROUTING)
568                            && (nw_proto != IPPROTO_DSTOPTS)
569                            && (nw_proto != IPPROTO_AH)
570                            && (nw_proto != IPPROTO_FRAGMENT))) {
571                 /* It's either a terminal header (e.g., TCP, UDP) or one we
572                  * don't understand.  In either case, we're done with the
573                  * packet, so use it to fill in 'nw_proto'. */
574                 break;
575             }
576
577             /* We only verify that at least 8 bytes of the next header are
578              * available, but many of these headers are longer.  Ensure that
579              * accesses within the extension header are within those first 8
580              * bytes. All extension headers are required to be at least 8
581              * bytes. */
582             if (OVS_UNLIKELY(size < 8)) {
583                 goto out;
584             }
585
586             if ((nw_proto == IPPROTO_HOPOPTS)
587                 || (nw_proto == IPPROTO_ROUTING)
588                 || (nw_proto == IPPROTO_DSTOPTS)) {
589                 /* These headers, while different, have the fields we care
590                  * about in the same location and with the same
591                  * interpretation. */
592                 const struct ip6_ext *ext_hdr = data;
593                 nw_proto = ext_hdr->ip6e_nxt;
594                 if (OVS_UNLIKELY(!data_try_pull(&data, &size,
595                                                 (ext_hdr->ip6e_len + 1) * 8))) {
596                     goto out;
597                 }
598             } else if (nw_proto == IPPROTO_AH) {
599                 /* A standard AH definition isn't available, but the fields
600                  * we care about are in the same location as the generic
601                  * option header--only the header length is calculated
602                  * differently. */
603                 const struct ip6_ext *ext_hdr = data;
604                 nw_proto = ext_hdr->ip6e_nxt;
605                 if (OVS_UNLIKELY(!data_try_pull(&data, &size,
606                                                 (ext_hdr->ip6e_len + 2) * 4))) {
607                     goto out;
608                 }
609             } else if (nw_proto == IPPROTO_FRAGMENT) {
610                 const struct ovs_16aligned_ip6_frag *frag_hdr = data;
611
612                 nw_proto = frag_hdr->ip6f_nxt;
613                 if (!data_try_pull(&data, &size, sizeof *frag_hdr)) {
614                     goto out;
615                 }
616
617                 /* We only process the first fragment. */
618                 if (frag_hdr->ip6f_offlg != htons(0)) {
619                     nw_frag = FLOW_NW_FRAG_ANY;
620                     if ((frag_hdr->ip6f_offlg & IP6F_OFF_MASK) != htons(0)) {
621                         nw_frag |= FLOW_NW_FRAG_LATER;
622                         nw_proto = IPPROTO_FRAGMENT;
623                         break;
624                     }
625                 }
626             }
627         }
628     } else {
629         if (dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP) ||
630             dl_type == htons(ETH_TYPE_RARP)) {
631             uint8_t arp_buf[2][ETH_ADDR_LEN];
632             const struct arp_eth_header *arp = (const struct arp_eth_header *)
633                 data_try_pull(&data, &size, ARP_ETH_HEADER_LEN);
634
635             if (OVS_LIKELY(arp) && OVS_LIKELY(arp->ar_hrd == htons(1))
636                 && OVS_LIKELY(arp->ar_pro == htons(ETH_TYPE_IP))
637                 && OVS_LIKELY(arp->ar_hln == ETH_ADDR_LEN)
638                 && OVS_LIKELY(arp->ar_pln == 4)) {
639                 miniflow_push_be32(mf, nw_src,
640                                    get_16aligned_be32(&arp->ar_spa));
641                 miniflow_push_be32(mf, nw_dst,
642                                    get_16aligned_be32(&arp->ar_tpa));
643
644                 /* We only match on the lower 8 bits of the opcode. */
645                 if (OVS_LIKELY(ntohs(arp->ar_op) <= 0xff)) {
646                     miniflow_push_be32(mf, ipv6_label, 0); /* Pad with ARP. */
647                     miniflow_push_be32(mf, nw_frag, htonl(ntohs(arp->ar_op)));
648                 }
649
650                 /* Must be adjacent. */
651                 BUILD_ASSERT(offsetof(struct flow, arp_sha) + 6
652                              == offsetof(struct flow, arp_tha));
653
654                 memcpy(arp_buf[0], arp->ar_sha, ETH_ADDR_LEN);
655                 memcpy(arp_buf[1], arp->ar_tha, ETH_ADDR_LEN);
656                 miniflow_push_macs(mf, arp_sha, arp_buf);
657                 miniflow_pad_to_64(mf, tcp_flags);
658             }
659         }
660         goto out;
661     }
662
663     packet->l4_ofs = (char *)data - l2;
664     miniflow_push_be32(mf, nw_frag,
665                        BYTES_TO_BE32(nw_frag, nw_tos, nw_ttl, nw_proto));
666
667     if (OVS_LIKELY(!(nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER))) {
668         if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_TCP)) {
669             if (OVS_LIKELY(size >= TCP_HEADER_LEN)) {
670                 const struct tcp_header *tcp = data;
671
672                 miniflow_push_be32(mf, arp_tha[2], 0);
673                 miniflow_push_be32(mf, tcp_flags,
674                                    TCP_FLAGS_BE32(tcp->tcp_ctl));
675                 miniflow_push_words(mf, tp_src, &tcp->tcp_src, 1);
676                 miniflow_pad_to_64(mf, igmp_group_ip4);
677             }
678         } else if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_UDP)) {
679             if (OVS_LIKELY(size >= UDP_HEADER_LEN)) {
680                 const struct udp_header *udp = data;
681
682                 miniflow_push_words(mf, tp_src, &udp->udp_src, 1);
683                 miniflow_pad_to_64(mf, igmp_group_ip4);
684             }
685         } else if (OVS_LIKELY(nw_proto == IPPROTO_SCTP)) {
686             if (OVS_LIKELY(size >= SCTP_HEADER_LEN)) {
687                 const struct sctp_header *sctp = data;
688
689                 miniflow_push_words(mf, tp_src, &sctp->sctp_src, 1);
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 == 30);
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->metadata = flow->metadata;
773     memcpy(fmd->regs, flow->regs, sizeof fmd->regs);
774     fmd->pkt_mark = flow->pkt_mark;
775     fmd->in_port = flow->in_port.ofp_port;
776 }
777
778 char *
779 flow_to_string(const struct flow *flow)
780 {
781     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
782     flow_format(&ds, flow);
783     return ds_cstr(&ds);
784 }
785
786 const char *
787 flow_tun_flag_to_string(uint32_t flags)
788 {
789     switch (flags) {
790     case FLOW_TNL_F_DONT_FRAGMENT:
791         return "df";
792     case FLOW_TNL_F_CSUM:
793         return "csum";
794     case FLOW_TNL_F_KEY:
795         return "key";
796     case FLOW_TNL_F_OAM:
797         return "oam";
798     default:
799         return NULL;
800     }
801 }
802
803 void
804 format_flags(struct ds *ds, const char *(*bit_to_string)(uint32_t),
805              uint32_t flags, char del)
806 {
807     uint32_t bad = 0;
808
809     if (!flags) {
810         return;
811     }
812     while (flags) {
813         uint32_t bit = rightmost_1bit(flags);
814         const char *s;
815
816         s = bit_to_string(bit);
817         if (s) {
818             ds_put_format(ds, "%s%c", s, del);
819         } else {
820             bad |= bit;
821         }
822
823         flags &= ~bit;
824     }
825
826     if (bad) {
827         ds_put_format(ds, "0x%"PRIx32"%c", bad, del);
828     }
829     ds_chomp(ds, del);
830 }
831
832 void
833 format_flags_masked(struct ds *ds, const char *name,
834                     const char *(*bit_to_string)(uint32_t), uint32_t flags,
835                     uint32_t mask)
836 {
837     if (name) {
838         ds_put_format(ds, "%s=", name);
839     }
840     while (mask) {
841         uint32_t bit = rightmost_1bit(mask);
842         const char *s = bit_to_string(bit);
843
844         ds_put_format(ds, "%s%s", (flags & bit) ? "+" : "-",
845                       s ? s : "[Unknown]");
846         mask &= ~bit;
847     }
848 }
849
850 void
851 flow_format(struct ds *ds, const struct flow *flow)
852 {
853     struct match match;
854     struct flow_wildcards *wc = &match.wc;
855
856     match_wc_init(&match, flow);
857
858     /* As this function is most often used for formatting a packet in a
859      * packet-in message, skip formatting the packet context fields that are
860      * all-zeroes (Openflow spec encourages leaving out all-zeroes context
861      * fields from the packet-in messages).  We make an exception with the
862      * 'in_port' field, which we always format, as packets usually have an
863      * in_port, and 0 is a port just like any other port. */
864     if (!flow->skb_priority) {
865         WC_UNMASK_FIELD(wc, skb_priority);
866     }
867     if (!flow->pkt_mark) {
868         WC_UNMASK_FIELD(wc, pkt_mark);
869     }
870     if (!flow->recirc_id) {
871         WC_UNMASK_FIELD(wc, recirc_id);
872     }
873     for (int i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
874         if (!flow->regs[i]) {
875             WC_UNMASK_FIELD(wc, regs[i]);
876         }
877     }
878     if (!flow->metadata) {
879         WC_UNMASK_FIELD(wc, metadata);
880     }
881
882     match_format(&match, ds, OFP_DEFAULT_PRIORITY);
883 }
884
885 void
886 flow_print(FILE *stream, const struct flow *flow)
887 {
888     char *s = flow_to_string(flow);
889     fputs(s, stream);
890     free(s);
891 }
892 \f
893 /* flow_wildcards functions. */
894
895 /* Initializes 'wc' as a set of wildcards that matches every packet. */
896 void
897 flow_wildcards_init_catchall(struct flow_wildcards *wc)
898 {
899     memset(&wc->masks, 0, sizeof wc->masks);
900 }
901
902 /* Converts a flow into flow wildcards.  It sets the wildcard masks based on
903  * the packet headers extracted to 'flow'.  It will not set the mask for fields
904  * that do not make sense for the packet type.  OpenFlow-only metadata is
905  * wildcarded, but other metadata is unconditionally exact-matched. */
906 void flow_wildcards_init_for_packet(struct flow_wildcards *wc,
907                                     const struct flow *flow)
908 {
909     memset(&wc->masks, 0x0, sizeof wc->masks);
910
911     /* Update this function whenever struct flow changes. */
912     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 30);
913
914     if (flow->tunnel.ip_dst) {
915         if (flow->tunnel.flags & FLOW_TNL_F_KEY) {
916             WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.tun_id);
917         }
918         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.ip_src);
919         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.ip_dst);
920         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.flags);
921         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.ip_tos);
922         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.ip_ttl);
923         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.tp_src);
924         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.tp_dst);
925     } else if (flow->tunnel.tun_id) {
926         WC_MASK_FIELD(wc, tunnel.tun_id);
927     }
928
929     /* metadata, regs, and conj_id wildcarded. */
930
931     WC_MASK_FIELD(wc, skb_priority);
932     WC_MASK_FIELD(wc, pkt_mark);
933     WC_MASK_FIELD(wc, recirc_id);
934     WC_MASK_FIELD(wc, dp_hash);
935     WC_MASK_FIELD(wc, in_port);
936
937     /* actset_output wildcarded. */
938
939     WC_MASK_FIELD(wc, dl_dst);
940     WC_MASK_FIELD(wc, dl_src);
941     WC_MASK_FIELD(wc, dl_type);
942     WC_MASK_FIELD(wc, vlan_tci);
943
944     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
945         WC_MASK_FIELD(wc, nw_src);
946         WC_MASK_FIELD(wc, nw_dst);
947     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
948         WC_MASK_FIELD(wc, ipv6_src);
949         WC_MASK_FIELD(wc, ipv6_dst);
950         WC_MASK_FIELD(wc, ipv6_label);
951     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP) ||
952                flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_RARP)) {
953         WC_MASK_FIELD(wc, nw_src);
954         WC_MASK_FIELD(wc, nw_dst);
955         WC_MASK_FIELD(wc, nw_proto);
956         WC_MASK_FIELD(wc, arp_sha);
957         WC_MASK_FIELD(wc, arp_tha);
958         return;
959     } else if (eth_type_mpls(flow->dl_type)) {
960         for (int i = 0; i < FLOW_MAX_MPLS_LABELS; i++) {
961             WC_MASK_FIELD(wc, mpls_lse[i]);
962             if (flow->mpls_lse[i] & htonl(MPLS_BOS_MASK)) {
963                 break;
964             }
965         }
966         return;
967     } else {
968         return; /* Unknown ethertype. */
969     }
970
971     /* IPv4 or IPv6. */
972     WC_MASK_FIELD(wc, nw_frag);
973     WC_MASK_FIELD(wc, nw_tos);
974     WC_MASK_FIELD(wc, nw_ttl);
975     WC_MASK_FIELD(wc, nw_proto);
976
977     /* No transport layer header in later fragments. */
978     if (!(flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER) &&
979         (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMP ||
980          flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6 ||
981          flow->nw_proto == IPPROTO_TCP ||
982          flow->nw_proto == IPPROTO_UDP ||
983          flow->nw_proto == IPPROTO_SCTP ||
984          flow->nw_proto == IPPROTO_IGMP)) {
985         WC_MASK_FIELD(wc, tp_src);
986         WC_MASK_FIELD(wc, tp_dst);
987
988         if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
989             WC_MASK_FIELD(wc, tcp_flags);
990         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6) {
991             WC_MASK_FIELD(wc, arp_sha);
992             WC_MASK_FIELD(wc, arp_tha);
993             WC_MASK_FIELD(wc, nd_target);
994         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_IGMP) {
995             WC_MASK_FIELD(wc, igmp_group_ip4);
996         }
997     }
998 }
999
1000 /* Return a map of possible fields for a packet of the same type as 'flow'.
1001  * Including extra bits in the returned mask is not wrong, it is just less
1002  * optimal.
1003  *
1004  * This is a less precise version of flow_wildcards_init_for_packet() above. */
1005 uint64_t
1006 flow_wc_map(const struct flow *flow)
1007 {
1008     /* Update this function whenever struct flow changes. */
1009     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 30);
1010
1011     uint64_t map = (flow->tunnel.ip_dst) ? MINIFLOW_MAP(tunnel) : 0;
1012
1013     /* Metadata fields that can appear on packet input. */
1014     map |= MINIFLOW_MAP(skb_priority) | MINIFLOW_MAP(pkt_mark)
1015         | MINIFLOW_MAP(recirc_id) | MINIFLOW_MAP(dp_hash)
1016         | MINIFLOW_MAP(in_port)
1017         | MINIFLOW_MAP(dl_dst) | MINIFLOW_MAP(dl_src)
1018         | MINIFLOW_MAP(dl_type) | MINIFLOW_MAP(vlan_tci);
1019
1020     /* Ethertype-dependent fields. */
1021     if (OVS_LIKELY(flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP))) {
1022         map |= MINIFLOW_MAP(nw_src) | MINIFLOW_MAP(nw_dst)
1023             | MINIFLOW_MAP(nw_proto) | MINIFLOW_MAP(nw_frag)
1024             | MINIFLOW_MAP(nw_tos) | MINIFLOW_MAP(nw_ttl);
1025         if (OVS_UNLIKELY(flow->nw_proto == IPPROTO_IGMP)) {
1026             map |= MINIFLOW_MAP(igmp_group_ip4);
1027         } else {
1028             map |= MINIFLOW_MAP(tcp_flags)
1029                 | MINIFLOW_MAP(tp_src) | MINIFLOW_MAP(tp_dst);
1030         }
1031     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1032         map |= MINIFLOW_MAP(ipv6_src) | MINIFLOW_MAP(ipv6_dst)
1033             | MINIFLOW_MAP(ipv6_label)
1034             | MINIFLOW_MAP(nw_proto) | MINIFLOW_MAP(nw_frag)
1035             | MINIFLOW_MAP(nw_tos) | MINIFLOW_MAP(nw_ttl);
1036         if (OVS_UNLIKELY(flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6)) {
1037             map |= MINIFLOW_MAP(nd_target)
1038                 | MINIFLOW_MAP(arp_sha) | MINIFLOW_MAP(arp_tha);
1039         } else {
1040             map |= MINIFLOW_MAP(tcp_flags)
1041                 | MINIFLOW_MAP(tp_src) | MINIFLOW_MAP(tp_dst);
1042         }
1043     } else if (eth_type_mpls(flow->dl_type)) {
1044         map |= MINIFLOW_MAP(mpls_lse);
1045     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP) ||
1046                flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_RARP)) {
1047         map |= MINIFLOW_MAP(nw_src) | MINIFLOW_MAP(nw_dst)
1048             | MINIFLOW_MAP(nw_proto)
1049             | MINIFLOW_MAP(arp_sha) | MINIFLOW_MAP(arp_tha);
1050     }
1051
1052     return map;
1053 }
1054
1055 /* Clear the metadata and register wildcard masks. They are not packet
1056  * header fields. */
1057 void
1058 flow_wildcards_clear_non_packet_fields(struct flow_wildcards *wc)
1059 {
1060     /* Update this function whenever struct flow changes. */
1061     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 30);
1062
1063     memset(&wc->masks.metadata, 0, sizeof wc->masks.metadata);
1064     memset(&wc->masks.regs, 0, sizeof wc->masks.regs);
1065     wc->masks.actset_output = 0;
1066     wc->masks.conj_id = 0;
1067 }
1068
1069 /* Returns true if 'wc' matches every packet, false if 'wc' fixes any bits or
1070  * fields. */
1071 bool
1072 flow_wildcards_is_catchall(const struct flow_wildcards *wc)
1073 {
1074     const uint64_t *wc_u64 = (const uint64_t *) &wc->masks;
1075     size_t i;
1076
1077     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1078         if (wc_u64[i]) {
1079             return false;
1080         }
1081     }
1082     return true;
1083 }
1084
1085 /* Sets 'dst' as the bitwise AND of wildcards in 'src1' and 'src2'.
1086  * That is, a bit or a field is wildcarded in 'dst' if it is wildcarded
1087  * in 'src1' or 'src2' or both.  */
1088 void
1089 flow_wildcards_and(struct flow_wildcards *dst,
1090                    const struct flow_wildcards *src1,
1091                    const struct flow_wildcards *src2)
1092 {
1093     uint64_t *dst_u64 = (uint64_t *) &dst->masks;
1094     const uint64_t *src1_u64 = (const uint64_t *) &src1->masks;
1095     const uint64_t *src2_u64 = (const uint64_t *) &src2->masks;
1096     size_t i;
1097
1098     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1099         dst_u64[i] = src1_u64[i] & src2_u64[i];
1100     }
1101 }
1102
1103 /* Sets 'dst' as the bitwise OR of wildcards in 'src1' and 'src2'.  That
1104  * is, a bit or a field is wildcarded in 'dst' if it is neither
1105  * wildcarded in 'src1' nor 'src2'. */
1106 void
1107 flow_wildcards_or(struct flow_wildcards *dst,
1108                   const struct flow_wildcards *src1,
1109                   const struct flow_wildcards *src2)
1110 {
1111     uint64_t *dst_u64 = (uint64_t *) &dst->masks;
1112     const uint64_t *src1_u64 = (const uint64_t *) &src1->masks;
1113     const uint64_t *src2_u64 = (const uint64_t *) &src2->masks;
1114     size_t i;
1115
1116     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1117         dst_u64[i] = src1_u64[i] | src2_u64[i];
1118     }
1119 }
1120
1121 /* Returns a hash of the wildcards in 'wc'. */
1122 uint32_t
1123 flow_wildcards_hash(const struct flow_wildcards *wc, uint32_t basis)
1124 {
1125     return flow_hash(&wc->masks, basis);
1126 }
1127
1128 /* Returns true if 'a' and 'b' represent the same wildcards, false if they are
1129  * different. */
1130 bool
1131 flow_wildcards_equal(const struct flow_wildcards *a,
1132                      const struct flow_wildcards *b)
1133 {
1134     return flow_equal(&a->masks, &b->masks);
1135 }
1136
1137 /* Returns true if at least one bit or field is wildcarded in 'a' but not in
1138  * 'b', false otherwise. */
1139 bool
1140 flow_wildcards_has_extra(const struct flow_wildcards *a,
1141                          const struct flow_wildcards *b)
1142 {
1143     const uint64_t *a_u64 = (const uint64_t *) &a->masks;
1144     const uint64_t *b_u64 = (const uint64_t *) &b->masks;
1145     size_t i;
1146
1147     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1148         if ((a_u64[i] & b_u64[i]) != b_u64[i]) {
1149             return true;
1150         }
1151     }
1152     return false;
1153 }
1154
1155 /* Returns true if 'a' and 'b' are equal, except that 0-bits (wildcarded bits)
1156  * in 'wc' do not need to be equal in 'a' and 'b'. */
1157 bool
1158 flow_equal_except(const struct flow *a, const struct flow *b,
1159                   const struct flow_wildcards *wc)
1160 {
1161     const uint64_t *a_u64 = (const uint64_t *) a;
1162     const uint64_t *b_u64 = (const uint64_t *) b;
1163     const uint64_t *wc_u64 = (const uint64_t *) &wc->masks;
1164     size_t i;
1165
1166     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1167         if ((a_u64[i] ^ b_u64[i]) & wc_u64[i]) {
1168             return false;
1169         }
1170     }
1171     return true;
1172 }
1173
1174 /* Sets the wildcard mask for register 'idx' in 'wc' to 'mask'.
1175  * (A 0-bit indicates a wildcard bit.) */
1176 void
1177 flow_wildcards_set_reg_mask(struct flow_wildcards *wc, int idx, uint32_t mask)
1178 {
1179     wc->masks.regs[idx] = mask;
1180 }
1181
1182 /* Sets the wildcard mask for register 'idx' in 'wc' to 'mask'.
1183  * (A 0-bit indicates a wildcard bit.) */
1184 void
1185 flow_wildcards_set_xreg_mask(struct flow_wildcards *wc, int idx, uint64_t mask)
1186 {
1187     flow_set_xreg(&wc->masks, idx, mask);
1188 }
1189
1190 /* Calculates the 5-tuple hash from the given miniflow.
1191  * This returns the same value as flow_hash_5tuple for the corresponding
1192  * flow. */
1193 uint32_t
1194 miniflow_hash_5tuple(const struct miniflow *flow, uint32_t basis)
1195 {
1196     uint32_t hash = basis;
1197
1198     if (flow) {
1199         ovs_be16 dl_type = MINIFLOW_GET_BE16(flow, dl_type);
1200
1201         hash = hash_add(hash, MINIFLOW_GET_U8(flow, nw_proto));
1202
1203         /* Separate loops for better optimization. */
1204         if (dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1205             uint64_t map = MINIFLOW_MAP(ipv6_src) | MINIFLOW_MAP(ipv6_dst);
1206             uint64_t value;
1207
1208             MINIFLOW_FOR_EACH_IN_MAP(value, flow, map) {
1209                 hash = hash_add64(hash, value);
1210             }
1211         } else {
1212             hash = hash_add(hash, MINIFLOW_GET_U32(flow, nw_src));
1213             hash = hash_add(hash, MINIFLOW_GET_U32(flow, nw_dst));
1214         }
1215         /* Add both ports at once. */
1216         hash = hash_add(hash, MINIFLOW_GET_U32(flow, tp_src));
1217         hash = hash_finish(hash, 42); /* Arbitrary number. */
1218     }
1219     return hash;
1220 }
1221
1222 BUILD_ASSERT_DECL(offsetof(struct flow, tp_src) + 2
1223                   == offsetof(struct flow, tp_dst) &&
1224                   offsetof(struct flow, tp_src) / 4
1225                   == offsetof(struct flow, tp_dst) / 4);
1226 BUILD_ASSERT_DECL(offsetof(struct flow, ipv6_src) + 16
1227                   == offsetof(struct flow, ipv6_dst));
1228
1229 /* Calculates the 5-tuple hash from the given flow. */
1230 uint32_t
1231 flow_hash_5tuple(const struct flow *flow, uint32_t basis)
1232 {
1233     uint32_t hash = basis;
1234
1235     if (flow) {
1236         hash = hash_add(hash, flow->nw_proto);
1237
1238         if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1239             const uint64_t *flow_u64 = (const uint64_t *)flow;
1240             int ofs = offsetof(struct flow, ipv6_src) / 8;
1241             int end = ofs + 2 * sizeof flow->ipv6_src / 8;
1242
1243             for (;ofs < end; ofs++) {
1244                 hash = hash_add64(hash, flow_u64[ofs]);
1245             }
1246         } else {
1247             hash = hash_add(hash, (OVS_FORCE uint32_t) flow->nw_src);
1248             hash = hash_add(hash, (OVS_FORCE uint32_t) flow->nw_dst);
1249         }
1250         /* Add both ports at once. */
1251         hash = hash_add(hash,
1252                         ((const uint32_t *)flow)[offsetof(struct flow, tp_src)
1253                                                  / sizeof(uint32_t)]);
1254         hash = hash_finish(hash, 42); /* Arbitrary number. */
1255     }
1256     return hash;
1257 }
1258
1259 /* Hashes 'flow' based on its L2 through L4 protocol information. */
1260 uint32_t
1261 flow_hash_symmetric_l4(const struct flow *flow, uint32_t basis)
1262 {
1263     struct {
1264         union {
1265             ovs_be32 ipv4_addr;
1266             struct in6_addr ipv6_addr;
1267         };
1268         ovs_be16 eth_type;
1269         ovs_be16 vlan_tci;
1270         ovs_be16 tp_port;
1271         uint8_t eth_addr[ETH_ADDR_LEN];
1272         uint8_t ip_proto;
1273     } fields;
1274
1275     int i;
1276
1277     memset(&fields, 0, sizeof fields);
1278     for (i = 0; i < ETH_ADDR_LEN; i++) {
1279         fields.eth_addr[i] = flow->dl_src[i] ^ flow->dl_dst[i];
1280     }
1281     fields.vlan_tci = flow->vlan_tci & htons(VLAN_VID_MASK);
1282     fields.eth_type = flow->dl_type;
1283
1284     /* UDP source and destination port are not taken into account because they
1285      * will not necessarily be symmetric in a bidirectional flow. */
1286     if (fields.eth_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1287         fields.ipv4_addr = flow->nw_src ^ flow->nw_dst;
1288         fields.ip_proto = flow->nw_proto;
1289         if (fields.ip_proto == IPPROTO_TCP || fields.ip_proto == IPPROTO_SCTP) {
1290             fields.tp_port = flow->tp_src ^ flow->tp_dst;
1291         }
1292     } else if (fields.eth_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1293         const uint8_t *a = &flow->ipv6_src.s6_addr[0];
1294         const uint8_t *b = &flow->ipv6_dst.s6_addr[0];
1295         uint8_t *ipv6_addr = &fields.ipv6_addr.s6_addr[0];
1296
1297         for (i=0; i<16; i++) {
1298             ipv6_addr[i] = a[i] ^ b[i];
1299         }
1300         fields.ip_proto = flow->nw_proto;
1301         if (fields.ip_proto == IPPROTO_TCP || fields.ip_proto == IPPROTO_SCTP) {
1302             fields.tp_port = flow->tp_src ^ flow->tp_dst;
1303         }
1304     }
1305     return jhash_bytes(&fields, sizeof fields, basis);
1306 }
1307
1308 /* Initialize a flow with random fields that matter for nx_hash_fields. */
1309 void
1310 flow_random_hash_fields(struct flow *flow)
1311 {
1312     uint16_t rnd = random_uint16();
1313
1314     /* Initialize to all zeros. */
1315     memset(flow, 0, sizeof *flow);
1316
1317     eth_addr_random(flow->dl_src);
1318     eth_addr_random(flow->dl_dst);
1319
1320     flow->vlan_tci = (OVS_FORCE ovs_be16) (random_uint16() & VLAN_VID_MASK);
1321
1322     /* Make most of the random flows IPv4, some IPv6, and rest random. */
1323     flow->dl_type = rnd < 0x8000 ? htons(ETH_TYPE_IP) :
1324         rnd < 0xc000 ? htons(ETH_TYPE_IPV6) : (OVS_FORCE ovs_be16)rnd;
1325
1326     if (dl_type_is_ip_any(flow->dl_type)) {
1327         if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1328             flow->nw_src = (OVS_FORCE ovs_be32)random_uint32();
1329             flow->nw_dst = (OVS_FORCE ovs_be32)random_uint32();
1330         } else {
1331             random_bytes(&flow->ipv6_src, sizeof flow->ipv6_src);
1332             random_bytes(&flow->ipv6_dst, sizeof flow->ipv6_dst);
1333         }
1334         /* Make most of IP flows TCP, some UDP or SCTP, and rest random. */
1335         rnd = random_uint16();
1336         flow->nw_proto = rnd < 0x8000 ? IPPROTO_TCP :
1337             rnd < 0xc000 ? IPPROTO_UDP :
1338             rnd < 0xd000 ? IPPROTO_SCTP : (uint8_t)rnd;
1339         if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP ||
1340             flow->nw_proto == IPPROTO_UDP ||
1341             flow->nw_proto == IPPROTO_SCTP) {
1342             flow->tp_src = (OVS_FORCE ovs_be16)random_uint16();
1343             flow->tp_dst = (OVS_FORCE ovs_be16)random_uint16();
1344         }
1345     }
1346 }
1347
1348 /* Masks the fields in 'wc' that are used by the flow hash 'fields'. */
1349 void
1350 flow_mask_hash_fields(const struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc,
1351                       enum nx_hash_fields fields)
1352 {
1353     switch (fields) {
1354     case NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC:
1355         memset(&wc->masks.dl_src, 0xff, sizeof wc->masks.dl_src);
1356         break;
1357
1358     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4:
1359         memset(&wc->masks.dl_src, 0xff, sizeof wc->masks.dl_src);
1360         memset(&wc->masks.dl_dst, 0xff, sizeof wc->masks.dl_dst);
1361         if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1362             memset(&wc->masks.nw_src, 0xff, sizeof wc->masks.nw_src);
1363             memset(&wc->masks.nw_dst, 0xff, sizeof wc->masks.nw_dst);
1364         } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1365             memset(&wc->masks.ipv6_src, 0xff, sizeof wc->masks.ipv6_src);
1366             memset(&wc->masks.ipv6_dst, 0xff, sizeof wc->masks.ipv6_dst);
1367         }
1368         if (is_ip_any(flow)) {
1369             memset(&wc->masks.nw_proto, 0xff, sizeof wc->masks.nw_proto);
1370             flow_unwildcard_tp_ports(flow, wc);
1371         }
1372         wc->masks.vlan_tci |= htons(VLAN_VID_MASK | VLAN_CFI);
1373         break;
1374
1375     default:
1376         OVS_NOT_REACHED();
1377     }
1378 }
1379
1380 /* Hashes the portions of 'flow' designated by 'fields'. */
1381 uint32_t
1382 flow_hash_fields(const struct flow *flow, enum nx_hash_fields fields,
1383                  uint16_t basis)
1384 {
1385     switch (fields) {
1386
1387     case NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC:
1388         return jhash_bytes(flow->dl_src, sizeof flow->dl_src, basis);
1389
1390     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4:
1391         return flow_hash_symmetric_l4(flow, basis);
1392     }
1393
1394     OVS_NOT_REACHED();
1395 }
1396
1397 /* Returns a string representation of 'fields'. */
1398 const char *
1399 flow_hash_fields_to_str(enum nx_hash_fields fields)
1400 {
1401     switch (fields) {
1402     case NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC: return "eth_src";
1403     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4: return "symmetric_l4";
1404     default: return "<unknown>";
1405     }
1406 }
1407
1408 /* Returns true if the value of 'fields' is supported. Otherwise false. */
1409 bool
1410 flow_hash_fields_valid(enum nx_hash_fields fields)
1411 {
1412     return fields == NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC
1413         || fields == NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4;
1414 }
1415
1416 /* Returns a hash value for the bits of 'flow' that are active based on
1417  * 'wc', given 'basis'. */
1418 uint32_t
1419 flow_hash_in_wildcards(const struct flow *flow,
1420                        const struct flow_wildcards *wc, uint32_t basis)
1421 {
1422     const uint64_t *wc_u64 = (const uint64_t *) &wc->masks;
1423     const uint64_t *flow_u64 = (const uint64_t *) flow;
1424     uint32_t hash;
1425     size_t i;
1426
1427     hash = basis;
1428     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1429         hash = hash_add64(hash, flow_u64[i] & wc_u64[i]);
1430     }
1431     return hash_finish(hash, 8 * FLOW_U64S);
1432 }
1433
1434 /* Sets the VLAN VID that 'flow' matches to 'vid', which is interpreted as an
1435  * OpenFlow 1.0 "dl_vlan" value:
1436  *
1437  *      - If it is in the range 0...4095, 'flow->vlan_tci' is set to match
1438  *        that VLAN.  Any existing PCP match is unchanged (it becomes 0 if
1439  *        'flow' previously matched packets without a VLAN header).
1440  *
1441  *      - If it is OFP_VLAN_NONE, 'flow->vlan_tci' is set to match a packet
1442  *        without a VLAN tag.
1443  *
1444  *      - Other values of 'vid' should not be used. */
1445 void
1446 flow_set_dl_vlan(struct flow *flow, ovs_be16 vid)
1447 {
1448     if (vid == htons(OFP10_VLAN_NONE)) {
1449         flow->vlan_tci = htons(0);
1450     } else {
1451         vid &= htons(VLAN_VID_MASK);
1452         flow->vlan_tci &= ~htons(VLAN_VID_MASK);
1453         flow->vlan_tci |= htons(VLAN_CFI) | vid;
1454     }
1455 }
1456
1457 /* Sets the VLAN VID that 'flow' matches to 'vid', which is interpreted as an
1458  * OpenFlow 1.2 "vlan_vid" value, that is, the low 13 bits of 'vlan_tci' (VID
1459  * plus CFI). */
1460 void
1461 flow_set_vlan_vid(struct flow *flow, ovs_be16 vid)
1462 {
1463     ovs_be16 mask = htons(VLAN_VID_MASK | VLAN_CFI);
1464     flow->vlan_tci &= ~mask;
1465     flow->vlan_tci |= vid & mask;
1466 }
1467
1468 /* Sets the VLAN PCP that 'flow' matches to 'pcp', which should be in the
1469  * range 0...7.
1470  *
1471  * This function has no effect on the VLAN ID that 'flow' matches.
1472  *
1473  * After calling this function, 'flow' will not match packets without a VLAN
1474  * header. */
1475 void
1476 flow_set_vlan_pcp(struct flow *flow, uint8_t pcp)
1477 {
1478     pcp &= 0x07;
1479     flow->vlan_tci &= ~htons(VLAN_PCP_MASK);
1480     flow->vlan_tci |= htons((pcp << VLAN_PCP_SHIFT) | VLAN_CFI);
1481 }
1482
1483 /* Returns the number of MPLS LSEs present in 'flow'
1484  *
1485  * Returns 0 if the 'dl_type' of 'flow' is not an MPLS ethernet type.
1486  * Otherwise traverses 'flow''s MPLS label stack stopping at the
1487  * first entry that has the BoS bit set. If no such entry exists then
1488  * the maximum number of LSEs that can be stored in 'flow' is returned.
1489  */
1490 int
1491 flow_count_mpls_labels(const struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc)
1492 {
1493     /* dl_type is always masked. */
1494     if (eth_type_mpls(flow->dl_type)) {
1495         int i;
1496         int cnt;
1497
1498         cnt = 0;
1499         for (i = 0; i < FLOW_MAX_MPLS_LABELS; i++) {
1500             if (wc) {
1501                 wc->masks.mpls_lse[i] |= htonl(MPLS_BOS_MASK);
1502             }
1503             if (flow->mpls_lse[i] & htonl(MPLS_BOS_MASK)) {
1504                 return i + 1;
1505             }
1506             if (flow->mpls_lse[i]) {
1507                 cnt++;
1508             }
1509         }
1510         return cnt;
1511     } else {
1512         return 0;
1513     }
1514 }
1515
1516 /* Returns the number consecutive of MPLS LSEs, starting at the
1517  * innermost LSE, that are common in 'a' and 'b'.
1518  *
1519  * 'an' must be flow_count_mpls_labels(a).
1520  * 'bn' must be flow_count_mpls_labels(b).
1521  */
1522 int
1523 flow_count_common_mpls_labels(const struct flow *a, int an,
1524                               const struct flow *b, int bn,
1525                               struct flow_wildcards *wc)
1526 {
1527     int min_n = MIN(an, bn);
1528     if (min_n == 0) {
1529         return 0;
1530     } else {
1531         int common_n = 0;
1532         int a_last = an - 1;
1533         int b_last = bn - 1;
1534         int i;
1535
1536         for (i = 0; i < min_n; i++) {
1537             if (wc) {
1538                 wc->masks.mpls_lse[a_last - i] = OVS_BE32_MAX;
1539                 wc->masks.mpls_lse[b_last - i] = OVS_BE32_MAX;
1540             }
1541             if (a->mpls_lse[a_last - i] != b->mpls_lse[b_last - i]) {
1542                 break;
1543             } else {
1544                 common_n++;
1545             }
1546         }
1547
1548         return common_n;
1549     }
1550 }
1551
1552 /* Adds a new outermost MPLS label to 'flow' and changes 'flow''s Ethernet type
1553  * to 'mpls_eth_type', which must be an MPLS Ethertype.
1554  *
1555  * If the new label is the first MPLS label in 'flow', it is generated as;
1556  *
1557  *     - label: 2, if 'flow' is IPv6, otherwise 0.
1558  *
1559  *     - TTL: IPv4 or IPv6 TTL, if present and nonzero, otherwise 64.
1560  *
1561  *     - TC: IPv4 or IPv6 TOS, if present, otherwise 0.
1562  *
1563  *     - BoS: 1.
1564  *
1565  * If the new label is the second or later label MPLS label in 'flow', it is
1566  * generated as;
1567  *
1568  *     - label: Copied from outer label.
1569  *
1570  *     - TTL: Copied from outer label.
1571  *
1572  *     - TC: Copied from outer label.
1573  *
1574  *     - BoS: 0.
1575  *
1576  * 'n' must be flow_count_mpls_labels(flow).  'n' must be less than
1577  * FLOW_MAX_MPLS_LABELS (because otherwise flow->mpls_lse[] would overflow).
1578  */
1579 void
1580 flow_push_mpls(struct flow *flow, int n, ovs_be16 mpls_eth_type,
1581                struct flow_wildcards *wc)
1582 {
1583     ovs_assert(eth_type_mpls(mpls_eth_type));
1584     ovs_assert(n < FLOW_MAX_MPLS_LABELS);
1585
1586     if (n) {
1587         int i;
1588
1589         if (wc) {
1590             memset(&wc->masks.mpls_lse, 0xff, sizeof *wc->masks.mpls_lse * n);
1591         }
1592         for (i = n; i >= 1; i--) {
1593             flow->mpls_lse[i] = flow->mpls_lse[i - 1];
1594         }
1595         flow->mpls_lse[0] = (flow->mpls_lse[1] & htonl(~MPLS_BOS_MASK));
1596     } else {
1597         int label = 0;          /* IPv4 Explicit Null. */
1598         int tc = 0;
1599         int ttl = 64;
1600
1601         if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1602             label = 2;
1603         }
1604
1605         if (is_ip_any(flow)) {
1606             tc = (flow->nw_tos & IP_DSCP_MASK) >> 2;
1607             if (wc) {
1608                 wc->masks.nw_tos |= IP_DSCP_MASK;
1609                 wc->masks.nw_ttl = 0xff;
1610             }
1611
1612             if (flow->nw_ttl) {
1613                 ttl = flow->nw_ttl;
1614             }
1615         }
1616
1617         flow->mpls_lse[0] = set_mpls_lse_values(ttl, tc, 1, htonl(label));
1618
1619         /* Clear all L3 and L4 fields and dp_hash. */
1620         BUILD_ASSERT(FLOW_WC_SEQ == 30);
1621         memset((char *) flow + FLOW_SEGMENT_2_ENDS_AT, 0,
1622                sizeof(struct flow) - FLOW_SEGMENT_2_ENDS_AT);
1623         flow->dp_hash = 0;
1624     }
1625     flow->dl_type = mpls_eth_type;
1626 }
1627
1628 /* Tries to remove the outermost MPLS label from 'flow'.  Returns true if
1629  * successful, false otherwise.  On success, sets 'flow''s Ethernet type to
1630  * 'eth_type'.
1631  *
1632  * 'n' must be flow_count_mpls_labels(flow). */
1633 bool
1634 flow_pop_mpls(struct flow *flow, int n, ovs_be16 eth_type,
1635               struct flow_wildcards *wc)
1636 {
1637     int i;
1638
1639     if (n == 0) {
1640         /* Nothing to pop. */
1641         return false;
1642     } else if (n == FLOW_MAX_MPLS_LABELS) {
1643         if (wc) {
1644             wc->masks.mpls_lse[n - 1] |= htonl(MPLS_BOS_MASK);
1645         }
1646         if (!(flow->mpls_lse[n - 1] & htonl(MPLS_BOS_MASK))) {
1647             /* Can't pop because don't know what to fill in mpls_lse[n - 1]. */
1648             return false;
1649         }
1650     }
1651
1652     if (wc) {
1653         memset(&wc->masks.mpls_lse[1], 0xff,
1654                sizeof *wc->masks.mpls_lse * (n - 1));
1655     }
1656     for (i = 1; i < n; i++) {
1657         flow->mpls_lse[i - 1] = flow->mpls_lse[i];
1658     }
1659     flow->mpls_lse[n - 1] = 0;
1660     flow->dl_type = eth_type;
1661     return true;
1662 }
1663
1664 /* Sets the MPLS Label that 'flow' matches to 'label', which is interpreted
1665  * as an OpenFlow 1.1 "mpls_label" value. */
1666 void
1667 flow_set_mpls_label(struct flow *flow, int idx, ovs_be32 label)
1668 {
1669     set_mpls_lse_label(&flow->mpls_lse[idx], label);
1670 }
1671
1672 /* Sets the MPLS TTL that 'flow' matches to 'ttl', which should be in the
1673  * range 0...255. */
1674 void
1675 flow_set_mpls_ttl(struct flow *flow, int idx, uint8_t ttl)
1676 {
1677     set_mpls_lse_ttl(&flow->mpls_lse[idx], ttl);
1678 }
1679
1680 /* Sets the MPLS TC that 'flow' matches to 'tc', which should be in the
1681  * range 0...7. */
1682 void
1683 flow_set_mpls_tc(struct flow *flow, int idx, uint8_t tc)
1684 {
1685     set_mpls_lse_tc(&flow->mpls_lse[idx], tc);
1686 }
1687
1688 /* Sets the MPLS BOS bit that 'flow' matches to which should be 0 or 1. */
1689 void
1690 flow_set_mpls_bos(struct flow *flow, int idx, uint8_t bos)
1691 {
1692     set_mpls_lse_bos(&flow->mpls_lse[idx], bos);
1693 }
1694
1695 /* Sets the entire MPLS LSE. */
1696 void
1697 flow_set_mpls_lse(struct flow *flow, int idx, ovs_be32 lse)
1698 {
1699     flow->mpls_lse[idx] = lse;
1700 }
1701
1702 static size_t
1703 flow_compose_l4(struct ofpbuf *b, const struct flow *flow)
1704 {
1705     size_t l4_len = 0;
1706
1707     if (!(flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_ANY)
1708         || !(flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER)) {
1709         if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
1710             struct tcp_header *tcp;
1711
1712             l4_len = sizeof *tcp;
1713             tcp = ofpbuf_put_zeros(b, l4_len);
1714             tcp->tcp_src = flow->tp_src;
1715             tcp->tcp_dst = flow->tp_dst;
1716             tcp->tcp_ctl = TCP_CTL(ntohs(flow->tcp_flags), 5);
1717         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
1718             struct udp_header *udp;
1719
1720             l4_len = sizeof *udp;
1721             udp = ofpbuf_put_zeros(b, l4_len);
1722             udp->udp_src = flow->tp_src;
1723             udp->udp_dst = flow->tp_dst;
1724         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_SCTP) {
1725             struct sctp_header *sctp;
1726
1727             l4_len = sizeof *sctp;
1728             sctp = ofpbuf_put_zeros(b, l4_len);
1729             sctp->sctp_src = flow->tp_src;
1730             sctp->sctp_dst = flow->tp_dst;
1731         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMP) {
1732             struct icmp_header *icmp;
1733
1734             l4_len = sizeof *icmp;
1735             icmp = ofpbuf_put_zeros(b, l4_len);
1736             icmp->icmp_type = ntohs(flow->tp_src);
1737             icmp->icmp_code = ntohs(flow->tp_dst);
1738             icmp->icmp_csum = csum(icmp, ICMP_HEADER_LEN);
1739         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_IGMP) {
1740             struct igmp_header *igmp;
1741
1742             l4_len = sizeof *igmp;
1743             igmp = ofpbuf_put_zeros(b, l4_len);
1744             igmp->igmp_type = ntohs(flow->tp_src);
1745             igmp->igmp_code = ntohs(flow->tp_dst);
1746             put_16aligned_be32(&igmp->group, flow->igmp_group_ip4);
1747             igmp->igmp_csum = csum(igmp, IGMP_HEADER_LEN);
1748         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6) {
1749             struct icmp6_hdr *icmp;
1750
1751             l4_len = sizeof *icmp;
1752             icmp = ofpbuf_put_zeros(b, l4_len);
1753             icmp->icmp6_type = ntohs(flow->tp_src);
1754             icmp->icmp6_code = ntohs(flow->tp_dst);
1755
1756             if (icmp->icmp6_code == 0 &&
1757                 (icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_SOLICIT ||
1758                  icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_ADVERT)) {
1759                 struct in6_addr *nd_target;
1760                 struct nd_opt_hdr *nd_opt;
1761
1762                 l4_len += sizeof *nd_target;
1763                 nd_target = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *nd_target);
1764                 *nd_target = flow->nd_target;
1765
1766                 if (!eth_addr_is_zero(flow->arp_sha)) {
1767                     l4_len += 8;
1768                     nd_opt = ofpbuf_put_zeros(b, 8);
1769                     nd_opt->nd_opt_len = 1;
1770                     nd_opt->nd_opt_type = ND_OPT_SOURCE_LINKADDR;
1771                     memcpy(nd_opt + 1, flow->arp_sha, ETH_ADDR_LEN);
1772                 }
1773                 if (!eth_addr_is_zero(flow->arp_tha)) {
1774                     l4_len += 8;
1775                     nd_opt = ofpbuf_put_zeros(b, 8);
1776                     nd_opt->nd_opt_len = 1;
1777                     nd_opt->nd_opt_type = ND_OPT_TARGET_LINKADDR;
1778                     memcpy(nd_opt + 1, flow->arp_tha, ETH_ADDR_LEN);
1779                 }
1780             }
1781             icmp->icmp6_cksum = (OVS_FORCE uint16_t)
1782                 csum(icmp, (char *)ofpbuf_tail(b) - (char *)icmp);
1783         }
1784     }
1785     return l4_len;
1786 }
1787
1788 /* Puts into 'b' a packet that flow_extract() would parse as having the given
1789  * 'flow'.
1790  *
1791  * (This is useful only for testing, obviously, and the packet isn't really
1792  * valid. It hasn't got some checksums filled in, for one, and lots of fields
1793  * are just zeroed.) */
1794 void
1795 flow_compose(struct ofpbuf *b, const struct flow *flow)
1796 {
1797     size_t l4_len;
1798
1799     /* eth_compose() sets l3 pointer and makes sure it is 32-bit aligned. */
1800     eth_compose(b, flow->dl_dst, flow->dl_src, ntohs(flow->dl_type), 0);
1801     if (flow->dl_type == htons(FLOW_DL_TYPE_NONE)) {
1802         struct eth_header *eth = ofpbuf_l2(b);
1803         eth->eth_type = htons(ofpbuf_size(b));
1804         return;
1805     }
1806
1807     if (flow->vlan_tci & htons(VLAN_CFI)) {
1808         eth_push_vlan(b, htons(ETH_TYPE_VLAN), flow->vlan_tci);
1809     }
1810
1811     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1812         struct ip_header *ip;
1813
1814         ip = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *ip);
1815         ip->ip_ihl_ver = IP_IHL_VER(5, 4);
1816         ip->ip_tos = flow->nw_tos;
1817         ip->ip_ttl = flow->nw_ttl;
1818         ip->ip_proto = flow->nw_proto;
1819         put_16aligned_be32(&ip->ip_src, flow->nw_src);
1820         put_16aligned_be32(&ip->ip_dst, flow->nw_dst);
1821
1822         if (flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_ANY) {
1823             ip->ip_frag_off |= htons(IP_MORE_FRAGMENTS);
1824             if (flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER) {
1825                 ip->ip_frag_off |= htons(100);
1826             }
1827         }
1828
1829         ofpbuf_set_l4(b, ofpbuf_tail(b));
1830
1831         l4_len = flow_compose_l4(b, flow);
1832
1833         ip = ofpbuf_l3(b);
1834         ip->ip_tot_len = htons(b->l4_ofs - b->l3_ofs + l4_len);
1835         ip->ip_csum = csum(ip, sizeof *ip);
1836     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1837         struct ovs_16aligned_ip6_hdr *nh;
1838
1839         nh = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *nh);
1840         put_16aligned_be32(&nh->ip6_flow, htonl(6 << 28) |
1841                            htonl(flow->nw_tos << 20) | flow->ipv6_label);
1842         nh->ip6_hlim = flow->nw_ttl;
1843         nh->ip6_nxt = flow->nw_proto;
1844
1845         memcpy(&nh->ip6_src, &flow->ipv6_src, sizeof(nh->ip6_src));
1846         memcpy(&nh->ip6_dst, &flow->ipv6_dst, sizeof(nh->ip6_dst));
1847
1848         ofpbuf_set_l4(b, ofpbuf_tail(b));
1849
1850         l4_len = flow_compose_l4(b, flow);
1851
1852         nh = ofpbuf_l3(b);
1853         nh->ip6_plen = htons(l4_len);
1854     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP) ||
1855                flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_RARP)) {
1856         struct arp_eth_header *arp;
1857
1858         arp = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *arp);
1859         ofpbuf_set_l3(b, arp);
1860         arp->ar_hrd = htons(1);
1861         arp->ar_pro = htons(ETH_TYPE_IP);
1862         arp->ar_hln = ETH_ADDR_LEN;
1863         arp->ar_pln = 4;
1864         arp->ar_op = htons(flow->nw_proto);
1865
1866         if (flow->nw_proto == ARP_OP_REQUEST ||
1867             flow->nw_proto == ARP_OP_REPLY) {
1868             put_16aligned_be32(&arp->ar_spa, flow->nw_src);
1869             put_16aligned_be32(&arp->ar_tpa, flow->nw_dst);
1870             memcpy(arp->ar_sha, flow->arp_sha, ETH_ADDR_LEN);
1871             memcpy(arp->ar_tha, flow->arp_tha, ETH_ADDR_LEN);
1872         }
1873     }
1874
1875     if (eth_type_mpls(flow->dl_type)) {
1876         int n;
1877
1878         b->l2_5_ofs = b->l3_ofs;
1879         for (n = 1; n < FLOW_MAX_MPLS_LABELS; n++) {
1880             if (flow->mpls_lse[n - 1] & htonl(MPLS_BOS_MASK)) {
1881                 break;
1882             }
1883         }
1884         while (n > 0) {
1885             push_mpls(b, flow->dl_type, flow->mpls_lse[--n]);
1886         }
1887     }
1888 }
1889 \f
1890 /* Compressed flow. */
1891
1892 static int
1893 miniflow_n_values(const struct miniflow *flow)
1894 {
1895     return count_1bits(flow->map);
1896 }
1897
1898 static uint64_t *
1899 miniflow_alloc_values(struct miniflow *flow, int n)
1900 {
1901     int size = MINIFLOW_VALUES_SIZE(n);
1902
1903     if (size <= sizeof flow->inline_values) {
1904         flow->values_inline = true;
1905         return flow->inline_values;
1906     } else {
1907         COVERAGE_INC(miniflow_malloc);
1908         flow->values_inline = false;
1909         flow->offline_values = xmalloc(size);
1910         return flow->offline_values;
1911     }
1912 }
1913
1914 /* Completes an initialization of 'dst' as a miniflow copy of 'src' begun by
1915  * the caller.  The caller must have already initialized 'dst->map' properly
1916  * to indicate the significant uint64_t elements of 'src'.  'n' must be the
1917  * number of 1-bits in 'dst->map'.
1918  *
1919  * Normally the significant elements are the ones that are non-zero.  However,
1920  * when a miniflow is initialized from a (mini)mask, the values can be zeroes,
1921  * so that the flow and mask always have the same maps.
1922  *
1923  * This function initializes values (either inline if possible or with
1924  * malloc() otherwise) and copies the uint64_t elements of 'src' indicated by
1925  * 'dst->map' into it. */
1926 static void
1927 miniflow_init__(struct miniflow *dst, const struct flow *src, int n)
1928 {
1929     const uint64_t *src_u64 = (const uint64_t *) src;
1930     uint64_t *dst_u64 = miniflow_alloc_values(dst, n);
1931     int idx;
1932
1933     MAP_FOR_EACH_INDEX(idx, dst->map) {
1934         *dst_u64++ = src_u64[idx];
1935     }
1936 }
1937
1938 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'.  The caller must eventually free 'dst'
1939  * with miniflow_destroy().
1940  * Always allocates offline storage. */
1941 void
1942 miniflow_init(struct miniflow *dst, const struct flow *src)
1943 {
1944     const uint64_t *src_u64 = (const uint64_t *) src;
1945     unsigned int i;
1946     int n;
1947
1948     /* Initialize dst->map, counting the number of nonzero elements. */
1949     n = 0;
1950     dst->map = 0;
1951
1952     for (i = 0; i < FLOW_U64S; i++) {
1953         if (src_u64[i]) {
1954             dst->map |= UINT64_C(1) << i;
1955             n++;
1956         }
1957     }
1958
1959     miniflow_init__(dst, src, n);
1960 }
1961
1962 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src', using 'mask->map' as 'dst''s map.  The
1963  * caller must eventually free 'dst' with miniflow_destroy(). */
1964 void
1965 miniflow_init_with_minimask(struct miniflow *dst, const struct flow *src,
1966                             const struct minimask *mask)
1967 {
1968     dst->map = mask->masks.map;
1969     miniflow_init__(dst, src, miniflow_n_values(dst));
1970 }
1971
1972 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'.  The caller must eventually free 'dst'
1973  * with miniflow_destroy(). */
1974 void
1975 miniflow_clone(struct miniflow *dst, const struct miniflow *src)
1976 {
1977     int size = MINIFLOW_VALUES_SIZE(miniflow_n_values(src));
1978     uint64_t *values;
1979
1980     dst->map = src->map;
1981     if (size <= sizeof dst->inline_values) {
1982         dst->values_inline = true;
1983         values = dst->inline_values;
1984     } else {
1985         dst->values_inline = false;
1986         COVERAGE_INC(miniflow_malloc);
1987         dst->offline_values = xmalloc(size);
1988         values = dst->offline_values;
1989     }
1990     memcpy(values, miniflow_get_values(src), size);
1991 }
1992
1993 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'.  The caller must have allocated
1994  * 'dst' to have inline space all data in 'src'. */
1995 void
1996 miniflow_clone_inline(struct miniflow *dst, const struct miniflow *src,
1997                       size_t n_values)
1998 {
1999     dst->values_inline = true;
2000     dst->map = src->map;
2001     memcpy(dst->inline_values, miniflow_get_values(src),
2002            MINIFLOW_VALUES_SIZE(n_values));
2003 }
2004
2005 /* Initializes 'dst' with the data in 'src', destroying 'src'.
2006  * The caller must eventually free 'dst' with miniflow_destroy().
2007  * 'dst' must be regularly sized miniflow, but 'src' can have
2008  * storage for more than the default MINI_N_INLINE inline
2009  * values. */
2010 void
2011 miniflow_move(struct miniflow *dst, struct miniflow *src)
2012 {
2013     int size = MINIFLOW_VALUES_SIZE(miniflow_n_values(src));
2014
2015     dst->map = src->map;
2016     if (size <= sizeof dst->inline_values) {
2017         dst->values_inline = true;
2018         memcpy(dst->inline_values, miniflow_get_values(src), size);
2019         miniflow_destroy(src);
2020     } else if (src->values_inline) {
2021         dst->values_inline = false;
2022         COVERAGE_INC(miniflow_malloc);
2023         dst->offline_values = xmalloc(size);
2024         memcpy(dst->offline_values, src->inline_values, size);
2025     } else {
2026         dst->values_inline = false;
2027         dst->offline_values = src->offline_values;
2028     }
2029 }
2030
2031 /* Frees any memory owned by 'flow'.  Does not free the storage in which 'flow'
2032  * itself resides; the caller is responsible for that. */
2033 void
2034 miniflow_destroy(struct miniflow *flow)
2035 {
2036     if (!flow->values_inline) {
2037         free(flow->offline_values);
2038     }
2039 }
2040
2041 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'. */
2042 void
2043 miniflow_expand(const struct miniflow *src, struct flow *dst)
2044 {
2045     memset(dst, 0, sizeof *dst);
2046     flow_union_with_miniflow(dst, src);
2047 }
2048
2049 /* Returns true if 'a' and 'b' are the equal miniflow, false otherwise. */
2050 bool
2051 miniflow_equal(const struct miniflow *a, const struct miniflow *b)
2052 {
2053     const uint64_t *ap = miniflow_get_values(a);
2054     const uint64_t *bp = miniflow_get_values(b);
2055
2056     if (OVS_LIKELY(a->map == b->map)) {
2057         int count = miniflow_n_values(a);
2058
2059         return !memcmp(ap, bp, count * sizeof *ap);
2060     } else {
2061         uint64_t map;
2062
2063         for (map = a->map | b->map; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
2064             uint64_t bit = rightmost_1bit(map);
2065
2066             if ((a->map & bit ? *ap++ : 0) != (b->map & bit ? *bp++ : 0)) {
2067                 return false;
2068             }
2069         }
2070     }
2071
2072     return true;
2073 }
2074
2075 /* Returns false if 'a' and 'b' differ at the places where there are 1-bits
2076  * in 'mask', true otherwise. */
2077 bool
2078 miniflow_equal_in_minimask(const struct miniflow *a, const struct miniflow *b,
2079                            const struct minimask *mask)
2080 {
2081     const uint64_t *p = miniflow_get_values(&mask->masks);
2082     int idx;
2083
2084     MAP_FOR_EACH_INDEX(idx, mask->masks.map) {
2085         if ((miniflow_get(a, idx) ^ miniflow_get(b, idx)) & *p++) {
2086             return false;
2087         }
2088     }
2089
2090     return true;
2091 }
2092
2093 /* Returns true if 'a' and 'b' are equal at the places where there are 1-bits
2094  * in 'mask', false if they differ. */
2095 bool
2096 miniflow_equal_flow_in_minimask(const struct miniflow *a, const struct flow *b,
2097                                 const struct minimask *mask)
2098 {
2099     const uint64_t *b_u64 = (const uint64_t *) b;
2100     const uint64_t *p = miniflow_get_values(&mask->masks);
2101     int idx;
2102
2103     MAP_FOR_EACH_INDEX(idx, mask->masks.map) {
2104         if ((miniflow_get(a, idx) ^ b_u64[idx]) & *p++) {
2105             return false;
2106         }
2107     }
2108
2109     return true;
2110 }
2111
2112 \f
2113 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'.  The caller must eventually free 'dst'
2114  * with minimask_destroy(). */
2115 void
2116 minimask_init(struct minimask *mask, const struct flow_wildcards *wc)
2117 {
2118     miniflow_init(&mask->masks, &wc->masks);
2119 }
2120
2121 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'.  The caller must eventually free 'dst'
2122  * with minimask_destroy(). */
2123 void
2124 minimask_clone(struct minimask *dst, const struct minimask *src)
2125 {
2126     miniflow_clone(&dst->masks, &src->masks);
2127 }
2128
2129 /* Initializes 'dst' with the data in 'src', destroying 'src'.
2130  * The caller must eventually free 'dst' with minimask_destroy(). */
2131 void
2132 minimask_move(struct minimask *dst, struct minimask *src)
2133 {
2134     miniflow_move(&dst->masks, &src->masks);
2135 }
2136
2137 /* Initializes 'dst_' as the bit-wise "and" of 'a_' and 'b_'.
2138  *
2139  * The caller must provide room for FLOW_U64S "uint64_t"s in 'storage', for use
2140  * by 'dst_'.  The caller must *not* free 'dst_' with minimask_destroy(). */
2141 void
2142 minimask_combine(struct minimask *dst_,
2143                  const struct minimask *a_, const struct minimask *b_,
2144                  uint64_t storage[FLOW_U64S])
2145 {
2146     struct miniflow *dst = &dst_->masks;
2147     uint64_t *dst_values = storage;
2148     const struct miniflow *a = &a_->masks;
2149     const struct miniflow *b = &b_->masks;
2150     int idx;
2151
2152     dst->values_inline = false;
2153     dst->offline_values = storage;
2154
2155     dst->map = 0;
2156     MAP_FOR_EACH_INDEX(idx, a->map & b->map) {
2157         /* Both 'a' and 'b' have non-zero data at 'idx'. */
2158         uint64_t mask = miniflow_get__(a, idx) & miniflow_get__(b, idx);
2159
2160         if (mask) {
2161             dst->map |= UINT64_C(1) << idx;
2162             *dst_values++ = mask;
2163         }
2164     }
2165 }
2166
2167 /* Frees any memory owned by 'mask'.  Does not free the storage in which 'mask'
2168  * itself resides; the caller is responsible for that. */
2169 void
2170 minimask_destroy(struct minimask *mask)
2171 {
2172     miniflow_destroy(&mask->masks);
2173 }
2174
2175 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'. */
2176 void
2177 minimask_expand(const struct minimask *mask, struct flow_wildcards *wc)
2178 {
2179     miniflow_expand(&mask->masks, &wc->masks);
2180 }
2181
2182 /* Returns true if 'a' and 'b' are the same flow mask, false otherwise.
2183  * Minimasks may not have zero data values, so for the minimasks to be the
2184  * same, they need to have the same map and the same data values. */
2185 bool
2186 minimask_equal(const struct minimask *a, const struct minimask *b)
2187 {
2188     return a->masks.map == b->masks.map &&
2189         !memcmp(miniflow_get_values(&a->masks),
2190                 miniflow_get_values(&b->masks),
2191                 count_1bits(a->masks.map) * sizeof *a->masks.inline_values);
2192 }
2193
2194 /* Returns true if at least one bit matched by 'b' is wildcarded by 'a',
2195  * false otherwise. */
2196 bool
2197 minimask_has_extra(const struct minimask *a, const struct minimask *b)
2198 {
2199     const uint64_t *ap = miniflow_get_values(&a->masks);
2200     const uint64_t *bp = miniflow_get_values(&b->masks);
2201     int idx;
2202
2203     MAP_FOR_EACH_INDEX(idx, b->masks.map) {
2204         uint64_t b_u64 = *bp++;
2205
2206         /* 'b_u64' is non-zero, check if the data in 'a' is either zero
2207          * or misses some of the bits in 'b_u64'. */
2208         if (!(a->masks.map & (UINT64_C(1) << idx))
2209             || ((miniflow_values_get__(ap, a->masks.map, idx) & b_u64)
2210                 != b_u64)) {
2211             return true; /* 'a' wildcards some bits 'b' doesn't. */
2212         }
2213     }
2214
2215     return false;
2216 }