114c35ba3f18a138abbcbfd7d4520cda788faf02
[cascardo/ovs.git] / lib / nx-match.c
1 /*
2  * Copyright (c) 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
17 #include <config.h>
18
19 #include "nx-match.h"
20
21 #include <netinet/icmp6.h>
22
23 #include "classifier.h"
24 #include "dynamic-string.h"
25 #include "hmap.h"
26 #include "meta-flow.h"
27 #include "ofp-actions.h"
28 #include "ofp-errors.h"
29 #include "ofp-util.h"
30 #include "ofpbuf.h"
31 #include "openflow/nicira-ext.h"
32 #include "packets.h"
33 #include "shash.h"
34 #include "unaligned.h"
35 #include "util.h"
36 #include "openvswitch/vlog.h"
37
38 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(nx_match);
39
40 /* OXM headers.
41  *
42  *
43  * Standard OXM/NXM
44  * ================
45  *
46  * The header is 32 bits long.  It looks like this:
47  *
48  * |31                              16 15            9| 8 7                0
49  * +----------------------------------+---------------+--+------------------+
50  * |            oxm_class             |   oxm_field   |hm|    oxm_length    |
51  * +----------------------------------+---------------+--+------------------+
52  *
53  * where hm stands for oxm_hasmask.  It is followed by oxm_length bytes of
54  * payload.  When oxm_hasmask is 0, the payload is the value of the field
55  * identified by the header; when oxm_hasmask is 1, the payload is a value for
56  * the field followed by a mask of equal length.
57  *
58  * Internally, we represent a standard OXM header as a 64-bit integer with the
59  * above information in the most-significant bits.
60  *
61  *
62  * Experimenter OXM
63  * ================
64  *
65  * The header is 64 bits long.  It looks like the diagram above except that a
66  * 32-bit experimenter ID, which we call oxm_vendor and which identifies a
67  * vendor, is inserted just before the payload.  Experimenter OXMs are
68  * identified by an all-1-bits oxm_class (OFPXMC12_EXPERIMENTER).  The
69  * oxm_length value *includes* the experimenter ID, so that the real payload is
70  * only oxm_length - 4 bytes long.
71  *
72  * Internally, we represent an experimenter OXM header as a 64-bit integer with
73  * the standard header in the upper 32 bits and the experimenter ID in the
74  * lower 32 bits.  (It would be more convenient to swap the positions of the
75  * two 32-bit words, but this would be more error-prone because experimenter
76  * OXMs are very rarely used, so accidentally passing one through a 32-bit type
77  * somewhere in the OVS code would be hard to find.)
78  */
79
80 /*
81  * OXM Class IDs.
82  * The high order bit differentiate reserved classes from member classes.
83  * Classes 0x0000 to 0x7FFF are member classes, allocated by ONF.
84  * Classes 0x8000 to 0xFFFE are reserved classes, reserved for standardisation.
85  */
86 enum ofp12_oxm_class {
87     OFPXMC12_NXM_0          = 0x0000, /* Backward compatibility with NXM */
88     OFPXMC12_NXM_1          = 0x0001, /* Backward compatibility with NXM */
89     OFPXMC12_OPENFLOW_BASIC = 0x8000, /* Basic class for OpenFlow */
90     OFPXMC15_PACKET_REGS    = 0x8001, /* Packet registers (pipeline fields). */
91     OFPXMC12_EXPERIMENTER   = 0xffff, /* Experimenter class */
92 };
93
94 /* Functions for extracting raw field values from OXM/NXM headers. */
95 static uint32_t nxm_vendor(uint64_t header) { return header; }
96 static int nxm_class(uint64_t header) { return header >> 48; }
97 static int nxm_field(uint64_t header) { return (header >> 41) & 0x7f; }
98 static bool nxm_hasmask(uint64_t header) { return (header >> 40) & 1; }
99 static int nxm_length(uint64_t header) { return (header >> 32) & 0xff; }
100
101 static bool
102 is_experimenter_oxm(uint64_t header)
103 {
104     return nxm_class(header) == OFPXMC12_EXPERIMENTER;
105 }
106
107 /* The OXM header "length" field is somewhat tricky:
108  *
109  *     - For a standard OXM header, the length is the number of bytes of the
110  *       payload, and the payload consists of just the value (and mask, if
111  *       present).
112  *
113  *     - For an experimenter OXM header, the length is the number of bytes in
114  *       the payload plus 4 (the length of the experimenter ID).  That is, the
115  *       experimenter ID is included in oxm_length.
116  *
117  * This function returns the length of the experimenter ID field in 'header'.
118  * That is, for an experimenter OXM (when an experimenter ID is present), it
119  * returns 4, and for a standard OXM (when no experimenter ID is present), it
120  * returns 0. */
121 static int
122 nxm_experimenter_len(uint64_t header)
123 {
124     return is_experimenter_oxm(header) ? 4 : 0;
125 }
126
127 /* Returns the number of bytes that follow the header for an NXM/OXM entry
128  * with the given 'header'. */
129 static int
130 nxm_payload_len(uint64_t header)
131 {
132     return nxm_length(header) - nxm_experimenter_len(header);
133 }
134
135 /* Returns the number of bytes in the header for an NXM/OXM entry with the
136  * given 'header'. */
137 static int
138 nxm_header_len(uint64_t header)
139 {
140     return 4 + nxm_experimenter_len(header);
141 }
142
143 #define NXM_HEADER(VENDOR, CLASS, FIELD, HASMASK, LENGTH)       \
144     (((uint64_t) (CLASS) << 48) |                               \
145      ((uint64_t) (FIELD) << 41) |                               \
146      ((uint64_t) (HASMASK) << 40) |                             \
147      ((uint64_t) (LENGTH) << 32) |                              \
148      (VENDOR))
149
150 #define NXM_HEADER_FMT "%#"PRIx32":%d:%d:%d:%d"
151 #define NXM_HEADER_ARGS(HEADER)                                 \
152     nxm_vendor(HEADER), nxm_class(HEADER), nxm_field(HEADER),   \
153     nxm_hasmask(HEADER), nxm_length(HEADER)
154
155 /* Functions for turning the "hasmask" bit on or off.  (This also requires
156  * adjusting the length.) */
157 static uint64_t
158 nxm_make_exact_header(uint64_t header)
159 {
160     int new_len = nxm_payload_len(header) / 2 + nxm_experimenter_len(header);
161     return NXM_HEADER(nxm_vendor(header), nxm_class(header),
162                       nxm_field(header), 0, new_len);
163 }
164 static uint64_t
165 nxm_make_wild_header(uint64_t header)
166 {
167     int new_len = nxm_payload_len(header) * 2 + nxm_experimenter_len(header);
168     return NXM_HEADER(nxm_vendor(header), nxm_class(header),
169                       nxm_field(header), 1, new_len);
170 }
171
172 /* Flow cookie.
173  *
174  * This may be used to gain the OpenFlow 1.1-like ability to restrict
175  * certain NXM-based Flow Mod and Flow Stats Request messages to flows
176  * with specific cookies.  See the "nx_flow_mod" and "nx_flow_stats_request"
177  * structure definitions for more details.  This match is otherwise not
178  * allowed. */
179 #define NXM_NX_COOKIE     NXM_HEADER  (0, 0x0001, 30, 0, 8)
180 #define NXM_NX_COOKIE_W   nxm_make_wild_header(NXM_NX_COOKIE)
181
182 struct nxm_field {
183     uint64_t header;
184     enum ofp_version version;
185     const char *name;           /* e.g. "NXM_OF_IN_PORT". */
186
187     enum mf_field_id id;
188 };
189
190 static const struct nxm_field *nxm_field_by_header(uint64_t header);
191 static const struct nxm_field *nxm_field_by_name(const char *name, size_t len);
192 static const struct nxm_field *nxm_field_by_mf_id(enum mf_field_id,
193                                                   enum ofp_version);
194
195 static void nx_put_header__(struct ofpbuf *, uint64_t header, bool masked);
196
197 /* Rate limit for nx_match parse errors.  These always indicate a bug in the
198  * peer and so there's not much point in showing a lot of them. */
199 static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
200
201 static const struct nxm_field *
202 mf_parse_subfield_name(const char *name, int name_len, bool *wild);
203
204 /* Returns the preferred OXM header to use for field 'id' in OpenFlow version
205  * 'version'.  Specify 0 for 'version' if an NXM legacy header should be
206  * preferred over any standardized OXM header.  Returns 0 if field 'id' cannot
207  * be expressed in NXM or OXM. */
208 static uint64_t
209 mf_oxm_header(enum mf_field_id id, enum ofp_version version)
210 {
211     const struct nxm_field *f = nxm_field_by_mf_id(id, version);
212     return f ? f->header : 0;
213 }
214
215 /* Returns the 32-bit OXM or NXM header to use for field 'id', preferring an
216  * NXM legacy header over any standardized OXM header.  Returns 0 if field 'id'
217  * cannot be expressed with a 32-bit NXM or OXM header.
218  *
219  * Whenever possible, use nx_pull_header() instead of this function, because
220  * this function cannot support 64-bit experimenter OXM headers. */
221 uint32_t
222 mf_nxm_header(enum mf_field_id id)
223 {
224     uint64_t oxm = mf_oxm_header(id, 0);
225     return is_experimenter_oxm(oxm) ? 0 : oxm >> 32;
226 }
227
228 static const struct mf_field *
229 mf_from_oxm_header(uint64_t header)
230 {
231     const struct nxm_field *f = nxm_field_by_header(header);
232     return f ? mf_from_id(f->id) : NULL;
233 }
234
235 /* Returns the "struct mf_field" that corresponds to NXM or OXM header
236  * 'header', or NULL if 'header' doesn't correspond to any known field.  */
237 const struct mf_field *
238 mf_from_nxm_header(uint32_t header)
239 {
240     return mf_from_oxm_header((uint64_t) header << 32);
241 }
242
243 /* Returns the width of the data for a field with the given 'header', in
244  * bytes. */
245 static int
246 nxm_field_bytes(uint64_t header)
247 {
248     unsigned int length = nxm_payload_len(header);
249     return nxm_hasmask(header) ? length / 2 : length;
250 }
251 \f
252 /* nx_pull_match() and helpers. */
253
254 /* Given NXM/OXM value 'value' and mask 'mask' associated with 'header', checks
255  * for any 1-bit in the value where there is a 0-bit in the mask.  Returns 0 if
256  * none, otherwise an error code. */
257 static bool
258 is_mask_consistent(uint64_t header, const uint8_t *value, const uint8_t *mask)
259 {
260     unsigned int width = nxm_field_bytes(header);
261     unsigned int i;
262
263     for (i = 0; i < width; i++) {
264         if (value[i] & ~mask[i]) {
265             if (!VLOG_DROP_WARN(&rl)) {
266                 VLOG_WARN_RL(&rl, "Rejecting NXM/OXM entry "NXM_HEADER_FMT " "
267                              "with 1-bits in value for bits wildcarded by the "
268                              "mask.", NXM_HEADER_ARGS(header));
269             }
270             return false;
271         }
272     }
273     return true;
274 }
275
276 static bool
277 is_cookie_pseudoheader(uint64_t header)
278 {
279     return header == NXM_NX_COOKIE || header == NXM_NX_COOKIE_W;
280 }
281
282 static enum ofperr
283 nx_pull_header__(struct ofpbuf *b, bool allow_cookie, uint64_t *header,
284                  const struct mf_field **field)
285 {
286     if (ofpbuf_size(b) < 4) {
287         goto bad_len;
288     }
289
290     *header = ((uint64_t) ntohl(get_unaligned_be32(ofpbuf_data(b)))) << 32;
291     if (is_experimenter_oxm(*header)) {
292         if (ofpbuf_size(b) < 8) {
293             goto bad_len;
294         }
295         *header = ntohll(get_unaligned_be64(ofpbuf_data(b)));
296     }
297     if (nxm_length(*header) <= nxm_experimenter_len(*header)) {
298         VLOG_WARN_RL(&rl, "OXM header "NXM_HEADER_FMT" has invalid length %d "
299                      "(minimum is %d)",
300                      NXM_HEADER_ARGS(*header), nxm_length(*header),
301                      nxm_header_len(*header) + 1);
302         goto error;
303     }
304     ofpbuf_pull(b, nxm_header_len(*header));
305
306     if (field) {
307         *field = mf_from_oxm_header(*header);
308         if (!*field && !(allow_cookie && is_cookie_pseudoheader(*header))) {
309             VLOG_DBG_RL(&rl, "OXM header "NXM_HEADER_FMT" is unknown",
310                         NXM_HEADER_ARGS(*header));
311             return OFPERR_OFPBMC_BAD_FIELD;
312         }
313     }
314
315     return 0;
316
317 bad_len:
318     VLOG_DBG_RL(&rl, "encountered partial (%"PRIu32"-byte) OXM entry",
319                 ofpbuf_size(b));
320 error:
321     *header = 0;
322     *field = NULL;
323     return OFPERR_OFPBMC_BAD_LEN;
324 }
325
326 static enum ofperr
327 nx_pull_entry__(struct ofpbuf *b, bool allow_cookie, uint64_t *header,
328                 const struct mf_field **field,
329                 union mf_value *value, union mf_value *mask)
330 {
331     enum ofperr header_error;
332     unsigned int payload_len;
333     const uint8_t *payload;
334     int width;
335
336     header_error = nx_pull_header__(b, allow_cookie, header, field);
337     if (header_error && header_error != OFPERR_OFPBMC_BAD_FIELD) {
338         return header_error;
339     }
340
341     payload_len = nxm_payload_len(*header);
342     payload = ofpbuf_try_pull(b, payload_len);
343     if (!payload) {
344         VLOG_DBG_RL(&rl, "OXM header "NXM_HEADER_FMT" calls for %u-byte "
345                     "payload but only %"PRIu32" bytes follow OXM header",
346                     NXM_HEADER_ARGS(*header), payload_len, ofpbuf_size(b));
347         return OFPERR_OFPBMC_BAD_LEN;
348     }
349
350     width = nxm_field_bytes(*header);
351     if (nxm_hasmask(*header)
352         && !is_mask_consistent(*header, payload, payload + width)) {
353         return OFPERR_OFPBMC_BAD_WILDCARDS;
354     }
355
356     memcpy(value, payload, MIN(width, sizeof *value));
357     if (mask) {
358         if (nxm_hasmask(*header)) {
359             memcpy(mask, payload + width, MIN(width, sizeof *mask));
360         } else {
361             memset(mask, 0xff, MIN(width, sizeof *mask));
362         }
363     } else if (nxm_hasmask(*header)) {
364         VLOG_DBG_RL(&rl, "OXM header "NXM_HEADER_FMT" includes mask but "
365                     "masked OXMs are not allowed here",
366                     NXM_HEADER_ARGS(*header));
367         return OFPERR_OFPBMC_BAD_MASK;
368     }
369
370     return header_error;
371 }
372
373 /* Attempts to pull an NXM or OXM header, value, and mask (if present) from the
374  * beginning of 'b'.  If successful, stores a pointer to the "struct mf_field"
375  * corresponding to the pulled header in '*field', the value into '*value',
376  * and the mask into '*mask', and returns 0.  On error, returns an OpenFlow
377  * error; in this case, some bytes might have been pulled off 'b' anyhow, and
378  * the output parameters might have been modified.
379  *
380  * If a NULL 'mask' is supplied, masked OXM or NXM entries are treated as
381  * errors (with OFPERR_OFPBMC_BAD_MASK).
382  */
383 enum ofperr
384 nx_pull_entry(struct ofpbuf *b, const struct mf_field **field,
385               union mf_value *value, union mf_value *mask)
386 {
387     uint64_t header;
388
389     return nx_pull_entry__(b, false, &header, field, value, mask);
390 }
391
392 /* Attempts to pull an NXM or OXM header from the beginning of 'b'.  If
393  * successful, stores a pointer to the "struct mf_field" corresponding to the
394  * pulled header in '*field', stores the header's hasmask bit in '*masked'
395  * (true if hasmask=1, false if hasmask=0), and returns 0.  On error, returns
396  * an OpenFlow error; in this case, some bytes might have been pulled off 'b'
397  * anyhow, and the output parameters might have been modified.
398  *
399  * If NULL 'masked' is supplied, masked OXM or NXM headers are treated as
400  * errors (with OFPERR_OFPBMC_BAD_MASK).
401  */
402 enum ofperr
403 nx_pull_header(struct ofpbuf *b, const struct mf_field **field, bool *masked)
404 {
405     enum ofperr error;
406     uint64_t header;
407
408     error = nx_pull_header__(b, false, &header, field);
409     if (masked) {
410         *masked = !error && nxm_hasmask(header);
411     } else if (!error && nxm_hasmask(header)) {
412         error = OFPERR_OFPBMC_BAD_MASK;
413     }
414     return error;
415 }
416
417 static enum ofperr
418 nx_pull_match_entry(struct ofpbuf *b, bool allow_cookie,
419                     const struct mf_field **field,
420                     union mf_value *value, union mf_value *mask)
421 {
422     enum ofperr error;
423     uint64_t header;
424
425     error = nx_pull_entry__(b, allow_cookie, &header, field, value, mask);
426     if (error) {
427         return error;
428     }
429     if (field && *field) {
430         if (!mf_is_mask_valid(*field, mask)) {
431             VLOG_DBG_RL(&rl, "bad mask for field %s", (*field)->name);
432             return OFPERR_OFPBMC_BAD_MASK;
433         }
434         if (!mf_is_value_valid(*field, value)) {
435             VLOG_DBG_RL(&rl, "bad value for field %s", (*field)->name);
436             return OFPERR_OFPBMC_BAD_VALUE;
437         }
438     }
439     return 0;
440 }
441
442 static enum ofperr
443 nx_pull_raw(const uint8_t *p, unsigned int match_len, bool strict,
444             struct match *match, ovs_be64 *cookie, ovs_be64 *cookie_mask)
445 {
446     struct ofpbuf b;
447
448     ovs_assert((cookie != NULL) == (cookie_mask != NULL));
449
450     match_init_catchall(match);
451     if (cookie) {
452         *cookie = *cookie_mask = htonll(0);
453     }
454
455     ofpbuf_use_const(&b, p, match_len);
456     while (ofpbuf_size(&b)) {
457         const uint8_t *pos = ofpbuf_data(&b);
458         const struct mf_field *field;
459         union mf_value value;
460         union mf_value mask;
461         enum ofperr error;
462
463         error = nx_pull_match_entry(&b, cookie != NULL, &field, &value, &mask);
464         if (error) {
465             if (error == OFPERR_OFPBMC_BAD_FIELD && !strict) {
466                 continue;
467             }
468         } else if (!field) {
469             if (!cookie) {
470                 error = OFPERR_OFPBMC_BAD_FIELD;
471             } else if (*cookie_mask) {
472                 error = OFPERR_OFPBMC_DUP_FIELD;
473             } else {
474                 *cookie = value.be64;
475                 *cookie_mask = mask.be64;
476             }
477         } else if (!mf_are_prereqs_ok(field, &match->flow)) {
478             error = OFPERR_OFPBMC_BAD_PREREQ;
479         } else if (!mf_is_all_wild(field, &match->wc)) {
480             error = OFPERR_OFPBMC_DUP_FIELD;
481         } else {
482             mf_set(field, &value, &mask, match);
483         }
484
485         if (error) {
486             VLOG_DBG_RL(&rl, "error parsing OXM at offset %"PRIdPTR" "
487                         "within match (%s)", pos -
488                         p, ofperr_to_string(error));
489             return error;
490         }
491     }
492
493     return 0;
494 }
495
496 static enum ofperr
497 nx_pull_match__(struct ofpbuf *b, unsigned int match_len, bool strict,
498                 struct match *match,
499                 ovs_be64 *cookie, ovs_be64 *cookie_mask)
500 {
501     uint8_t *p = NULL;
502
503     if (match_len) {
504         p = ofpbuf_try_pull(b, ROUND_UP(match_len, 8));
505         if (!p) {
506             VLOG_DBG_RL(&rl, "nx_match length %u, rounded up to a "
507                         "multiple of 8, is longer than space in message (max "
508                         "length %"PRIu32")", match_len, ofpbuf_size(b));
509             return OFPERR_OFPBMC_BAD_LEN;
510         }
511     }
512
513     return nx_pull_raw(p, match_len, strict, match, cookie, cookie_mask);
514 }
515
516 /* Parses the nx_match formatted match description in 'b' with length
517  * 'match_len'.  Stores the results in 'match'.  If 'cookie' and 'cookie_mask'
518  * are valid pointers, then stores the cookie and mask in them if 'b' contains
519  * a "NXM_NX_COOKIE*" match.  Otherwise, stores 0 in both.
520  *
521  * Fails with an error upon encountering an unknown NXM header.
522  *
523  * Returns 0 if successful, otherwise an OpenFlow error code. */
524 enum ofperr
525 nx_pull_match(struct ofpbuf *b, unsigned int match_len, struct match *match,
526               ovs_be64 *cookie, ovs_be64 *cookie_mask)
527 {
528     return nx_pull_match__(b, match_len, true, match, cookie, cookie_mask);
529 }
530
531 /* Behaves the same as nx_pull_match(), but skips over unknown NXM headers,
532  * instead of failing with an error. */
533 enum ofperr
534 nx_pull_match_loose(struct ofpbuf *b, unsigned int match_len,
535                     struct match *match,
536                     ovs_be64 *cookie, ovs_be64 *cookie_mask)
537 {
538     return nx_pull_match__(b, match_len, false, match, cookie, cookie_mask);
539 }
540
541 static enum ofperr
542 oxm_pull_match__(struct ofpbuf *b, bool strict, struct match *match)
543 {
544     struct ofp11_match_header *omh = ofpbuf_data(b);
545     uint8_t *p;
546     uint16_t match_len;
547
548     if (ofpbuf_size(b) < sizeof *omh) {
549         return OFPERR_OFPBMC_BAD_LEN;
550     }
551
552     match_len = ntohs(omh->length);
553     if (match_len < sizeof *omh) {
554         return OFPERR_OFPBMC_BAD_LEN;
555     }
556
557     if (omh->type != htons(OFPMT_OXM)) {
558         return OFPERR_OFPBMC_BAD_TYPE;
559     }
560
561     p = ofpbuf_try_pull(b, ROUND_UP(match_len, 8));
562     if (!p) {
563         VLOG_DBG_RL(&rl, "oxm length %u, rounded up to a "
564                     "multiple of 8, is longer than space in message (max "
565                     "length %"PRIu32")", match_len, ofpbuf_size(b));
566         return OFPERR_OFPBMC_BAD_LEN;
567     }
568
569     return nx_pull_raw(p + sizeof *omh, match_len - sizeof *omh,
570                        strict, match, NULL, NULL);
571 }
572
573 /* Parses the oxm formatted match description preceded by a struct
574  * ofp11_match_header in 'b'.  Stores the result in 'match'.
575  *
576  * Fails with an error when encountering unknown OXM headers.
577  *
578  * Returns 0 if successful, otherwise an OpenFlow error code. */
579 enum ofperr
580 oxm_pull_match(struct ofpbuf *b, struct match *match)
581 {
582     return oxm_pull_match__(b, true, match);
583 }
584
585 /* Behaves the same as oxm_pull_match() with one exception.  Skips over unknown
586  * OXM headers instead of failing with an error when they are encountered. */
587 enum ofperr
588 oxm_pull_match_loose(struct ofpbuf *b, struct match *match)
589 {
590     return oxm_pull_match__(b, false, match);
591 }
592 \f
593 /* nx_put_match() and helpers.
594  *
595  * 'put' functions whose names end in 'w' add a wildcarded field.
596  * 'put' functions whose names end in 'm' add a field that might be wildcarded.
597  * Other 'put' functions add exact-match fields.
598  */
599
600 static void
601 nxm_put_unmasked(struct ofpbuf *b, enum mf_field_id field,
602                  enum ofp_version version, const void *value, size_t n_bytes)
603 {
604     nx_put_header(b, field, version, false);
605     ofpbuf_put(b, value, n_bytes);
606 }
607
608 static void
609 nxm_put(struct ofpbuf *b, enum mf_field_id field, enum ofp_version version,
610         const void *value, const void *mask, size_t n_bytes)
611 {
612     if (!is_all_zeros(mask, n_bytes)) {
613         bool masked = !is_all_ones(mask, n_bytes);
614         nx_put_header(b, field, version, masked);
615         ofpbuf_put(b, value, n_bytes);
616         if (masked) {
617             ofpbuf_put(b, mask, n_bytes);
618         }
619     }
620 }
621
622 static void
623 nxm_put_8m(struct ofpbuf *b, enum mf_field_id field, enum ofp_version version,
624            uint8_t value, uint8_t mask)
625 {
626     nxm_put(b, field, version, &value, &mask, sizeof value);
627 }
628
629 static void
630 nxm_put_8(struct ofpbuf *b, enum mf_field_id field, enum ofp_version version,
631           uint8_t value)
632 {
633     nxm_put_unmasked(b, field, version, &value, sizeof value);
634 }
635
636 static void
637 nxm_put_16m(struct ofpbuf *b, enum mf_field_id field, enum ofp_version version,
638             ovs_be16 value, ovs_be16 mask)
639 {
640     nxm_put(b, field, version, &value, &mask, sizeof value);
641 }
642
643 static void
644 nxm_put_16(struct ofpbuf *b, enum mf_field_id field, enum ofp_version version,
645            ovs_be16 value)
646 {
647     nxm_put_unmasked(b, field, version, &value, sizeof value);
648 }
649
650 static void
651 nxm_put_32m(struct ofpbuf *b, enum mf_field_id field, enum ofp_version version,
652             ovs_be32 value, ovs_be32 mask)
653 {
654     nxm_put(b, field, version, &value, &mask, sizeof value);
655 }
656
657 static void
658 nxm_put_32(struct ofpbuf *b, enum mf_field_id field, enum ofp_version version,
659            ovs_be32 value)
660 {
661     nxm_put_unmasked(b, field, version, &value, sizeof value);
662 }
663
664 static void
665 nxm_put_64m(struct ofpbuf *b, enum mf_field_id field, enum ofp_version version,
666             ovs_be64 value, ovs_be64 mask)
667 {
668     nxm_put(b, field, version, &value, &mask, sizeof value);
669 }
670
671 static void
672 nxm_put_eth_masked(struct ofpbuf *b,
673                    enum mf_field_id field, enum ofp_version version,
674                    const uint8_t value[ETH_ADDR_LEN],
675                    const uint8_t mask[ETH_ADDR_LEN])
676 {
677     nxm_put(b, field, version, value, mask, ETH_ADDR_LEN);
678 }
679
680 static void
681 nxm_put_ipv6(struct ofpbuf *b,
682              enum mf_field_id field, enum ofp_version version,
683              const struct in6_addr *value, const struct in6_addr *mask)
684 {
685     nxm_put(b, field, version, value->s6_addr, mask->s6_addr,
686             sizeof value->s6_addr);
687 }
688
689 static void
690 nxm_put_frag(struct ofpbuf *b, const struct match *match,
691              enum ofp_version version)
692 {
693     uint8_t nw_frag = match->flow.nw_frag & FLOW_NW_FRAG_MASK;
694     uint8_t nw_frag_mask = match->wc.masks.nw_frag & FLOW_NW_FRAG_MASK;
695
696     nxm_put_8m(b, MFF_IP_FRAG, version, nw_frag,
697                nw_frag_mask == FLOW_NW_FRAG_MASK ? UINT8_MAX : nw_frag_mask);
698 }
699
700 /* Appends to 'b' a set of OXM or NXM matches for the IPv4 or IPv6 fields in
701  * 'match'.  */
702 static void
703 nxm_put_ip(struct ofpbuf *b, const struct match *match, enum ofp_version oxm)
704 {
705     const struct flow *flow = &match->flow;
706
707     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
708         nxm_put_32m(b, MFF_IPV4_SRC, oxm,
709                     flow->nw_src, match->wc.masks.nw_src);
710         nxm_put_32m(b, MFF_IPV4_DST, oxm,
711                     flow->nw_dst, match->wc.masks.nw_dst);
712     } else {
713         nxm_put_ipv6(b, MFF_IPV6_SRC, oxm,
714                      &flow->ipv6_src, &match->wc.masks.ipv6_src);
715         nxm_put_ipv6(b, MFF_IPV6_DST, oxm,
716                      &flow->ipv6_dst, &match->wc.masks.ipv6_dst);
717     }
718
719     nxm_put_frag(b, match, oxm);
720
721     if (match->wc.masks.nw_tos & IP_DSCP_MASK) {
722         if (oxm) {
723             nxm_put_8(b, MFF_IP_DSCP_SHIFTED, oxm,
724                       flow->nw_tos >> 2);
725         } else {
726             nxm_put_8(b, MFF_IP_DSCP, oxm,
727                       flow->nw_tos & IP_DSCP_MASK);
728         }
729     }
730
731     if (match->wc.masks.nw_tos & IP_ECN_MASK) {
732         nxm_put_8(b, MFF_IP_ECN, oxm,
733                   flow->nw_tos & IP_ECN_MASK);
734     }
735
736     if (!oxm && match->wc.masks.nw_ttl) {
737         nxm_put_8(b, MFF_IP_TTL, oxm, flow->nw_ttl);
738     }
739
740     nxm_put_32m(b, MFF_IPV6_LABEL, oxm,
741                 flow->ipv6_label, match->wc.masks.ipv6_label);
742
743     if (match->wc.masks.nw_proto) {
744         nxm_put_8(b, MFF_IP_PROTO, oxm, flow->nw_proto);
745
746         if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
747             nxm_put_16m(b, MFF_TCP_SRC, oxm,
748                         flow->tp_src, match->wc.masks.tp_src);
749             nxm_put_16m(b, MFF_TCP_DST, oxm,
750                         flow->tp_dst, match->wc.masks.tp_dst);
751             nxm_put_16m(b, MFF_TCP_FLAGS, oxm,
752                         flow->tcp_flags, match->wc.masks.tcp_flags);
753         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
754             nxm_put_16m(b, MFF_UDP_SRC, oxm,
755                         flow->tp_src, match->wc.masks.tp_src);
756             nxm_put_16m(b, MFF_UDP_DST, oxm,
757                         flow->tp_dst, match->wc.masks.tp_dst);
758         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_SCTP) {
759             nxm_put_16m(b, MFF_SCTP_SRC, oxm, flow->tp_src,
760                         match->wc.masks.tp_src);
761             nxm_put_16m(b, MFF_SCTP_DST, oxm, flow->tp_dst,
762                         match->wc.masks.tp_dst);
763         } else if (is_icmpv4(flow)) {
764             if (match->wc.masks.tp_src) {
765                 nxm_put_8(b, MFF_ICMPV4_TYPE, oxm,
766                           ntohs(flow->tp_src));
767             }
768             if (match->wc.masks.tp_dst) {
769                 nxm_put_8(b, MFF_ICMPV4_CODE, oxm,
770                           ntohs(flow->tp_dst));
771             }
772         } else if (is_icmpv6(flow)) {
773             if (match->wc.masks.tp_src) {
774                 nxm_put_8(b, MFF_ICMPV6_TYPE, oxm,
775                           ntohs(flow->tp_src));
776             }
777             if (match->wc.masks.tp_dst) {
778                 nxm_put_8(b, MFF_ICMPV6_CODE, oxm,
779                           ntohs(flow->tp_dst));
780             }
781             if (flow->tp_src == htons(ND_NEIGHBOR_SOLICIT) ||
782                 flow->tp_src == htons(ND_NEIGHBOR_ADVERT)) {
783                 nxm_put_ipv6(b, MFF_ND_TARGET, oxm,
784                              &flow->nd_target, &match->wc.masks.nd_target);
785                 if (flow->tp_src == htons(ND_NEIGHBOR_SOLICIT)) {
786                     nxm_put_eth_masked(b, MFF_ND_SLL, oxm,
787                                        flow->arp_sha, match->wc.masks.arp_sha);
788                 }
789                 if (flow->tp_src == htons(ND_NEIGHBOR_ADVERT)) {
790                     nxm_put_eth_masked(b, MFF_ND_TLL, oxm,
791                                        flow->arp_tha, match->wc.masks.arp_tha);
792                 }
793             }
794         }
795     }
796 }
797
798 /* Appends to 'b' the nx_match format that expresses 'match'.  For Flow Mod and
799  * Flow Stats Requests messages, a 'cookie' and 'cookie_mask' may be supplied.
800  * Otherwise, 'cookie_mask' should be zero.
801  *
802  * Specify 'oxm' as 0 to express the match in NXM format; otherwise, specify
803  * 'oxm' as the OpenFlow version number for the OXM format to use.
804  *
805  * This function can cause 'b''s data to be reallocated.
806  *
807  * Returns the number of bytes appended to 'b', excluding padding.
808  *
809  * If 'match' is a catch-all rule that matches every packet, then this function
810  * appends nothing to 'b' and returns 0. */
811 static int
812 nx_put_raw(struct ofpbuf *b, enum ofp_version oxm, const struct match *match,
813            ovs_be64 cookie, ovs_be64 cookie_mask)
814 {
815     const struct flow *flow = &match->flow;
816     const size_t start_len = ofpbuf_size(b);
817     int match_len;
818     int i;
819
820     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 30);
821
822     /* Metadata. */
823     if (match->wc.masks.dp_hash) {
824         nxm_put_32m(b, MFF_DP_HASH, oxm,
825                     htonl(flow->dp_hash), htonl(match->wc.masks.dp_hash));
826     }
827
828     if (match->wc.masks.recirc_id) {
829         nxm_put_32(b, MFF_RECIRC_ID, oxm, htonl(flow->recirc_id));
830     }
831
832     if (match->wc.masks.conj_id) {
833         nxm_put_32(b, MFF_CONJ_ID, oxm, htonl(flow->conj_id));
834     }
835
836     if (match->wc.masks.in_port.ofp_port) {
837         ofp_port_t in_port = flow->in_port.ofp_port;
838         if (oxm) {
839             nxm_put_32(b, MFF_IN_PORT_OXM, oxm,
840                        ofputil_port_to_ofp11(in_port));
841         } else {
842             nxm_put_16(b, MFF_IN_PORT, oxm,
843                        htons(ofp_to_u16(in_port)));
844         }
845     }
846     if (match->wc.masks.actset_output) {
847         nxm_put_32(b, MFF_ACTSET_OUTPUT, oxm,
848                    ofputil_port_to_ofp11(flow->actset_output));
849     }
850
851     /* Ethernet. */
852     nxm_put_eth_masked(b, MFF_ETH_SRC, oxm,
853                        flow->dl_src, match->wc.masks.dl_src);
854     nxm_put_eth_masked(b, MFF_ETH_DST, oxm,
855                        flow->dl_dst, match->wc.masks.dl_dst);
856     nxm_put_16m(b, MFF_ETH_TYPE, oxm,
857                 ofputil_dl_type_to_openflow(flow->dl_type),
858                 match->wc.masks.dl_type);
859
860     /* 802.1Q. */
861     if (oxm) {
862         ovs_be16 VID_CFI_MASK = htons(VLAN_VID_MASK | VLAN_CFI);
863         ovs_be16 vid = flow->vlan_tci & VID_CFI_MASK;
864         ovs_be16 mask = match->wc.masks.vlan_tci & VID_CFI_MASK;
865
866         if (mask == htons(VLAN_VID_MASK | VLAN_CFI)) {
867             nxm_put_16(b, MFF_VLAN_VID, oxm, vid);
868         } else if (mask) {
869             nxm_put_16m(b, MFF_VLAN_VID, oxm, vid, mask);
870         }
871
872         if (vid && vlan_tci_to_pcp(match->wc.masks.vlan_tci)) {
873             nxm_put_8(b, MFF_VLAN_PCP, oxm,
874                       vlan_tci_to_pcp(flow->vlan_tci));
875         }
876
877     } else {
878         nxm_put_16m(b, MFF_VLAN_TCI, oxm, flow->vlan_tci,
879                     match->wc.masks.vlan_tci);
880     }
881
882     /* MPLS. */
883     if (eth_type_mpls(flow->dl_type)) {
884         if (match->wc.masks.mpls_lse[0] & htonl(MPLS_TC_MASK)) {
885             nxm_put_8(b, MFF_MPLS_TC, oxm,
886                       mpls_lse_to_tc(flow->mpls_lse[0]));
887         }
888
889         if (match->wc.masks.mpls_lse[0] & htonl(MPLS_BOS_MASK)) {
890             nxm_put_8(b, MFF_MPLS_BOS, oxm,
891                       mpls_lse_to_bos(flow->mpls_lse[0]));
892         }
893
894         if (match->wc.masks.mpls_lse[0] & htonl(MPLS_LABEL_MASK)) {
895             nxm_put_32(b, MFF_MPLS_LABEL, oxm,
896                        htonl(mpls_lse_to_label(flow->mpls_lse[0])));
897         }
898     }
899
900     /* L3. */
901     if (is_ip_any(flow)) {
902         nxm_put_ip(b, match, oxm);
903     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP) ||
904                flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_RARP)) {
905         /* ARP. */
906         if (match->wc.masks.nw_proto) {
907             nxm_put_16(b, MFF_ARP_OP, oxm,
908                        htons(flow->nw_proto));
909         }
910         nxm_put_32m(b, MFF_ARP_SPA, oxm,
911                     flow->nw_src, match->wc.masks.nw_src);
912         nxm_put_32m(b, MFF_ARP_TPA, oxm,
913                     flow->nw_dst, match->wc.masks.nw_dst);
914         nxm_put_eth_masked(b, MFF_ARP_SHA, oxm,
915                            flow->arp_sha, match->wc.masks.arp_sha);
916         nxm_put_eth_masked(b, MFF_ARP_THA, oxm,
917                            flow->arp_tha, match->wc.masks.arp_tha);
918     }
919
920     /* Tunnel ID. */
921     nxm_put_64m(b, MFF_TUN_ID, oxm,
922                 flow->tunnel.tun_id, match->wc.masks.tunnel.tun_id);
923
924     /* Other tunnel metadata. */
925     nxm_put_32m(b, MFF_TUN_SRC, oxm,
926                 flow->tunnel.ip_src, match->wc.masks.tunnel.ip_src);
927     nxm_put_32m(b, MFF_TUN_DST, oxm,
928                 flow->tunnel.ip_dst, match->wc.masks.tunnel.ip_dst);
929
930     /* Registers. */
931     if (oxm < OFP15_VERSION) {
932         for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
933             nxm_put_32m(b, MFF_REG0 + i, oxm,
934                         htonl(flow->regs[i]), htonl(match->wc.masks.regs[i]));
935         }
936     } else {
937         for (i = 0; i < FLOW_N_XREGS; i++) {
938             nxm_put_64m(b, MFF_XREG0 + i, oxm,
939                         htonll(flow_get_xreg(flow, i)),
940                         htonll(flow_get_xreg(&match->wc.masks, i)));
941         }
942     }
943
944     /* Mark. */
945     nxm_put_32m(b, MFF_PKT_MARK, oxm, htonl(flow->pkt_mark),
946                 htonl(match->wc.masks.pkt_mark));
947
948     /* OpenFlow 1.1+ Metadata. */
949     nxm_put_64m(b, MFF_METADATA, oxm,
950                 flow->metadata, match->wc.masks.metadata);
951
952     /* Cookie. */
953     if (cookie_mask) {
954         bool masked = cookie_mask != OVS_BE64_MAX;
955
956         cookie &= cookie_mask;
957         nx_put_header__(b, NXM_NX_COOKIE, masked);
958         ofpbuf_put(b, &cookie, sizeof cookie);
959         if (masked) {
960             ofpbuf_put(b, &cookie_mask, sizeof cookie_mask);
961         }
962     }
963
964     match_len = ofpbuf_size(b) - start_len;
965     return match_len;
966 }
967
968 /* Appends to 'b' the nx_match format that expresses 'match', plus enough zero
969  * bytes to pad the nx_match out to a multiple of 8.  For Flow Mod and Flow
970  * Stats Requests messages, a 'cookie' and 'cookie_mask' may be supplied.
971  * Otherwise, 'cookie_mask' should be zero.
972  *
973  * This function can cause 'b''s data to be reallocated.
974  *
975  * Returns the number of bytes appended to 'b', excluding padding.  The return
976  * value can be zero if it appended nothing at all to 'b' (which happens if
977  * 'cr' is a catch-all rule that matches every packet). */
978 int
979 nx_put_match(struct ofpbuf *b, const struct match *match,
980              ovs_be64 cookie, ovs_be64 cookie_mask)
981 {
982     int match_len = nx_put_raw(b, 0, match, cookie, cookie_mask);
983
984     ofpbuf_put_zeros(b, PAD_SIZE(match_len, 8));
985     return match_len;
986 }
987
988 /* Appends to 'b' an struct ofp11_match_header followed by the OXM format that
989  * expresses 'cr', plus enough zero bytes to pad the data appended out to a
990  * multiple of 8.
991  *
992  * OXM differs slightly among versions of OpenFlow.  Specify the OpenFlow
993  * version in use as 'version'.
994  *
995  * This function can cause 'b''s data to be reallocated.
996  *
997  * Returns the number of bytes appended to 'b', excluding the padding.  Never
998  * returns zero. */
999 int
1000 oxm_put_match(struct ofpbuf *b, const struct match *match,
1001               enum ofp_version version)
1002 {
1003     int match_len;
1004     struct ofp11_match_header *omh;
1005     size_t start_len = ofpbuf_size(b);
1006     ovs_be64 cookie = htonll(0), cookie_mask = htonll(0);
1007
1008     ofpbuf_put_uninit(b, sizeof *omh);
1009     match_len = (nx_put_raw(b, version, match, cookie, cookie_mask)
1010                  + sizeof *omh);
1011     ofpbuf_put_zeros(b, PAD_SIZE(match_len, 8));
1012
1013     omh = ofpbuf_at(b, start_len, sizeof *omh);
1014     omh->type = htons(OFPMT_OXM);
1015     omh->length = htons(match_len);
1016
1017     return match_len;
1018 }
1019
1020 static void
1021 nx_put_header__(struct ofpbuf *b, uint64_t header, bool masked)
1022 {
1023     uint64_t masked_header = masked ? nxm_make_wild_header(header) : header;
1024     ovs_be64 network_header = htonll(masked_header);
1025
1026     ofpbuf_put(b, &network_header, nxm_header_len(header));
1027 }
1028
1029 void
1030 nx_put_header(struct ofpbuf *b, enum mf_field_id field,
1031               enum ofp_version version, bool masked)
1032 {
1033     nx_put_header__(b, mf_oxm_header(field, version), masked);
1034 }
1035
1036 void
1037 nx_put_entry(struct ofpbuf *b,
1038              enum mf_field_id field, enum ofp_version version,
1039              const union mf_value *value, const union mf_value *mask)
1040 {
1041     int n_bytes = mf_from_id(field)->n_bytes;
1042     bool masked = mask && !is_all_ones(mask, n_bytes);
1043
1044     nx_put_header(b, field, version, masked);
1045     ofpbuf_put(b, value, n_bytes);
1046     if (masked) {
1047         ofpbuf_put(b, mask, n_bytes);
1048     }
1049 }
1050 \f
1051 /* nx_match_to_string() and helpers. */
1052
1053 static void format_nxm_field_name(struct ds *, uint64_t header);
1054
1055 char *
1056 nx_match_to_string(const uint8_t *p, unsigned int match_len)
1057 {
1058     struct ofpbuf b;
1059     struct ds s;
1060
1061     if (!match_len) {
1062         return xstrdup("<any>");
1063     }
1064
1065     ofpbuf_use_const(&b, p, match_len);
1066     ds_init(&s);
1067     while (ofpbuf_size(&b)) {
1068         union mf_value value;
1069         union mf_value mask;
1070         enum ofperr error;
1071         uint64_t header;
1072         int value_len;
1073
1074         error = nx_pull_entry__(&b, true, &header, NULL, &value, &mask);
1075         if (error) {
1076             break;
1077         }
1078         value_len = MIN(sizeof value, nxm_field_bytes(header));
1079
1080         if (s.length) {
1081             ds_put_cstr(&s, ", ");
1082         }
1083
1084         format_nxm_field_name(&s, header);
1085         ds_put_char(&s, '(');
1086
1087         for (int i = 0; i < value_len; i++) {
1088             ds_put_format(&s, "%02x", ((const uint8_t *) &value)[i]);
1089         }
1090         if (nxm_hasmask(header)) {
1091             ds_put_char(&s, '/');
1092             for (int i = 0; i < value_len; i++) {
1093                 ds_put_format(&s, "%02x", ((const uint8_t *) &mask)[i]);
1094             }
1095         }
1096         ds_put_char(&s, ')');
1097     }
1098
1099     if (ofpbuf_size(&b)) {
1100         if (s.length) {
1101             ds_put_cstr(&s, ", ");
1102         }
1103
1104         ds_put_format(&s, "<%u invalid bytes>", ofpbuf_size(&b));
1105     }
1106
1107     return ds_steal_cstr(&s);
1108 }
1109
1110 char *
1111 oxm_match_to_string(const struct ofpbuf *p, unsigned int match_len)
1112 {
1113     const struct ofp11_match_header *omh = ofpbuf_data(p);
1114     uint16_t match_len_;
1115     struct ds s;
1116
1117     ds_init(&s);
1118
1119     if (match_len < sizeof *omh) {
1120         ds_put_format(&s, "<match too short: %u>", match_len);
1121         goto err;
1122     }
1123
1124     if (omh->type != htons(OFPMT_OXM)) {
1125         ds_put_format(&s, "<bad match type field: %u>", ntohs(omh->type));
1126         goto err;
1127     }
1128
1129     match_len_ = ntohs(omh->length);
1130     if (match_len_ < sizeof *omh) {
1131         ds_put_format(&s, "<match length field too short: %u>", match_len_);
1132         goto err;
1133     }
1134
1135     if (match_len_ != match_len) {
1136         ds_put_format(&s, "<match length field incorrect: %u != %u>",
1137                       match_len_, match_len);
1138         goto err;
1139     }
1140
1141     return nx_match_to_string(ofpbuf_at(p, sizeof *omh, 0),
1142                               match_len - sizeof *omh);
1143
1144 err:
1145     return ds_steal_cstr(&s);
1146 }
1147
1148 void
1149 nx_format_field_name(enum mf_field_id id, enum ofp_version version,
1150                      struct ds *s)
1151 {
1152     format_nxm_field_name(s, mf_oxm_header(id, version));
1153 }
1154
1155 static void
1156 format_nxm_field_name(struct ds *s, uint64_t header)
1157 {
1158     const struct nxm_field *f = nxm_field_by_header(header);
1159     if (f) {
1160         ds_put_cstr(s, f->name);
1161         if (nxm_hasmask(header)) {
1162             ds_put_cstr(s, "_W");
1163         }
1164     } else if (header == NXM_NX_COOKIE) {
1165         ds_put_cstr(s, "NXM_NX_COOKIE");
1166     } else if (header == NXM_NX_COOKIE_W) {
1167         ds_put_cstr(s, "NXM_NX_COOKIE_W");
1168     } else {
1169         ds_put_format(s, "%d:%d", nxm_class(header), nxm_field(header));
1170     }
1171 }
1172
1173 static bool
1174 streq_len(const char *a, size_t a_len, const char *b)
1175 {
1176     return strlen(b) == a_len && !memcmp(a, b, a_len);
1177 }
1178
1179 static uint64_t
1180 parse_nxm_field_name(const char *name, int name_len)
1181 {
1182     const struct nxm_field *f;
1183     bool wild;
1184
1185     f = mf_parse_subfield_name(name, name_len, &wild);
1186     if (f) {
1187         if (!wild) {
1188             return f->header;
1189         } else if (mf_from_id(f->id)->maskable != MFM_NONE) {
1190             return nxm_make_wild_header(f->header);
1191         }
1192     }
1193
1194     if (streq_len(name, name_len, "NXM_NX_COOKIE")) {
1195         return NXM_NX_COOKIE;
1196     } else if (streq_len(name, name_len, "NXM_NX_COOKIE_W")) {
1197         return NXM_NX_COOKIE_W;
1198     }
1199
1200     /* Check whether it's a field header value as hex.
1201      * (This isn't ordinarily useful except for testing error behavior.) */
1202     if (name_len == 8) {
1203         uint64_t header;
1204         bool ok;
1205
1206         header = hexits_value(name, name_len, &ok) << 32;
1207         if (ok) {
1208             return header;
1209         }
1210     } else if (name_len == 16) {
1211         uint64_t header;
1212         bool ok;
1213
1214         header = hexits_value(name, name_len, &ok);
1215         if (ok && is_experimenter_oxm(header)) {
1216             return header;
1217         }
1218     }
1219
1220     return 0;
1221 }
1222 \f
1223 /* nx_match_from_string(). */
1224
1225 static int
1226 nx_match_from_string_raw(const char *s, struct ofpbuf *b)
1227 {
1228     const char *full_s = s;
1229     const size_t start_len = ofpbuf_size(b);
1230
1231     if (!strcmp(s, "<any>")) {
1232         /* Ensure that 'ofpbuf_data(b)' isn't actually null. */
1233         ofpbuf_prealloc_tailroom(b, 1);
1234         return 0;
1235     }
1236
1237     for (s += strspn(s, ", "); *s; s += strspn(s, ", ")) {
1238         const char *name;
1239         uint64_t header;
1240         int name_len;
1241         size_t n;
1242
1243         name = s;
1244         name_len = strcspn(s, "(");
1245         if (s[name_len] != '(') {
1246             ovs_fatal(0, "%s: missing ( at end of nx_match", full_s);
1247         }
1248
1249         header = parse_nxm_field_name(name, name_len);
1250         if (!header) {
1251             ovs_fatal(0, "%s: unknown field `%.*s'", full_s, name_len, s);
1252         }
1253
1254         s += name_len + 1;
1255
1256         nx_put_header__(b, header, false);
1257         s = ofpbuf_put_hex(b, s, &n);
1258         if (n != nxm_field_bytes(header)) {
1259             ovs_fatal(0, "%.2s: hex digits expected", s);
1260         }
1261         if (nxm_hasmask(header)) {
1262             s += strspn(s, " ");
1263             if (*s != '/') {
1264                 ovs_fatal(0, "%s: missing / in masked field %.*s",
1265                           full_s, name_len, name);
1266             }
1267             s = ofpbuf_put_hex(b, s + 1, &n);
1268             if (n != nxm_field_bytes(header)) {
1269                 ovs_fatal(0, "%.2s: hex digits expected", s);
1270             }
1271         }
1272
1273         s += strspn(s, " ");
1274         if (*s != ')') {
1275             ovs_fatal(0, "%s: missing ) following field %.*s",
1276                       full_s, name_len, name);
1277         }
1278         s++;
1279     }
1280
1281     return ofpbuf_size(b) - start_len;
1282 }
1283
1284 int
1285 nx_match_from_string(const char *s, struct ofpbuf *b)
1286 {
1287     int match_len = nx_match_from_string_raw(s, b);
1288     ofpbuf_put_zeros(b, PAD_SIZE(match_len, 8));
1289     return match_len;
1290 }
1291
1292 int
1293 oxm_match_from_string(const char *s, struct ofpbuf *b)
1294 {
1295     int match_len;
1296     struct ofp11_match_header *omh;
1297     size_t start_len = ofpbuf_size(b);
1298
1299     ofpbuf_put_uninit(b, sizeof *omh);
1300     match_len = nx_match_from_string_raw(s, b) + sizeof *omh;
1301     ofpbuf_put_zeros(b, PAD_SIZE(match_len, 8));
1302
1303     omh = ofpbuf_at(b, start_len, sizeof *omh);
1304     omh->type = htons(OFPMT_OXM);
1305     omh->length = htons(match_len);
1306
1307     return match_len;
1308 }
1309 \f
1310 /* Parses 's' as a "move" action, in the form described in ovs-ofctl(8), into
1311  * '*move'.
1312  *
1313  * Returns NULL if successful, otherwise a malloc()'d string describing the
1314  * error.  The caller is responsible for freeing the returned string. */
1315 char * OVS_WARN_UNUSED_RESULT
1316 nxm_parse_reg_move(struct ofpact_reg_move *move, const char *s)
1317 {
1318     const char *full_s = s;
1319     char *error;
1320
1321     error = mf_parse_subfield__(&move->src, &s);
1322     if (error) {
1323         return error;
1324     }
1325     if (strncmp(s, "->", 2)) {
1326         return xasprintf("%s: missing `->' following source", full_s);
1327     }
1328     s += 2;
1329     error = mf_parse_subfield(&move->dst, s);
1330     if (error) {
1331         return error;
1332     }
1333
1334     if (move->src.n_bits != move->dst.n_bits) {
1335         return xasprintf("%s: source field is %d bits wide but destination is "
1336                          "%d bits wide", full_s,
1337                          move->src.n_bits, move->dst.n_bits);
1338     }
1339     return NULL;
1340 }
1341 \f
1342 /* nxm_format_reg_move(). */
1343
1344 void
1345 nxm_format_reg_move(const struct ofpact_reg_move *move, struct ds *s)
1346 {
1347     ds_put_format(s, "move:");
1348     mf_format_subfield(&move->src, s);
1349     ds_put_cstr(s, "->");
1350     mf_format_subfield(&move->dst, s);
1351 }
1352
1353 \f
1354 enum ofperr
1355 nxm_reg_move_check(const struct ofpact_reg_move *move, const struct flow *flow)
1356 {
1357     enum ofperr error;
1358
1359     error = mf_check_src(&move->src, flow);
1360     if (error) {
1361         return error;
1362     }
1363
1364     return mf_check_dst(&move->dst, flow);
1365 }
1366 \f
1367 /* nxm_execute_reg_move(). */
1368
1369 void
1370 nxm_execute_reg_move(const struct ofpact_reg_move *move,
1371                      struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc)
1372 {
1373     union mf_value src_value;
1374     union mf_value dst_value;
1375
1376     mf_mask_field_and_prereqs(move->dst.field, &wc->masks);
1377     mf_mask_field_and_prereqs(move->src.field, &wc->masks);
1378
1379     /* A flow may wildcard nw_frag.  Do nothing if setting a transport
1380      * header field on a packet that does not have them. */
1381     if (mf_are_prereqs_ok(move->dst.field, flow)
1382         && mf_are_prereqs_ok(move->src.field, flow)) {
1383
1384         mf_get_value(move->dst.field, flow, &dst_value);
1385         mf_get_value(move->src.field, flow, &src_value);
1386         bitwise_copy(&src_value, move->src.field->n_bytes, move->src.ofs,
1387                      &dst_value, move->dst.field->n_bytes, move->dst.ofs,
1388                      move->src.n_bits);
1389         mf_set_flow_value(move->dst.field, &dst_value, flow);
1390     }
1391 }
1392
1393 void
1394 nxm_reg_load(const struct mf_subfield *dst, uint64_t src_data,
1395              struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc)
1396 {
1397     union mf_subvalue src_subvalue;
1398     union mf_subvalue mask_value;
1399     ovs_be64 src_data_be = htonll(src_data);
1400
1401     memset(&mask_value, 0xff, sizeof mask_value);
1402     mf_write_subfield_flow(dst, &mask_value, &wc->masks);
1403
1404     bitwise_copy(&src_data_be, sizeof src_data_be, 0,
1405                  &src_subvalue, sizeof src_subvalue, 0,
1406                  sizeof src_data_be * 8);
1407     mf_write_subfield_flow(dst, &src_subvalue, flow);
1408 }
1409 \f
1410 /* nxm_parse_stack_action, works for both push() and pop(). */
1411
1412 /* Parses 's' as a "push" or "pop" action, in the form described in
1413  * ovs-ofctl(8), into '*stack_action'.
1414  *
1415  * Returns NULL if successful, otherwise a malloc()'d string describing the
1416  * error.  The caller is responsible for freeing the returned string. */
1417 char * OVS_WARN_UNUSED_RESULT
1418 nxm_parse_stack_action(struct ofpact_stack *stack_action, const char *s)
1419 {
1420     char *error;
1421
1422     error = mf_parse_subfield__(&stack_action->subfield, &s);
1423     if (error) {
1424         return error;
1425     }
1426
1427     if (*s != '\0') {
1428         return xasprintf("%s: trailing garbage following push or pop", s);
1429     }
1430
1431     return NULL;
1432 }
1433
1434 void
1435 nxm_format_stack_push(const struct ofpact_stack *push, struct ds *s)
1436 {
1437     ds_put_cstr(s, "push:");
1438     mf_format_subfield(&push->subfield, s);
1439 }
1440
1441 void
1442 nxm_format_stack_pop(const struct ofpact_stack *pop, struct ds *s)
1443 {
1444     ds_put_cstr(s, "pop:");
1445     mf_format_subfield(&pop->subfield, s);
1446 }
1447
1448 enum ofperr
1449 nxm_stack_push_check(const struct ofpact_stack *push,
1450                      const struct flow *flow)
1451 {
1452     return mf_check_src(&push->subfield, flow);
1453 }
1454
1455 enum ofperr
1456 nxm_stack_pop_check(const struct ofpact_stack *pop,
1457                     const struct flow *flow)
1458 {
1459     return mf_check_dst(&pop->subfield, flow);
1460 }
1461
1462 /* nxm_execute_stack_push(), nxm_execute_stack_pop(). */
1463 static void
1464 nx_stack_push(struct ofpbuf *stack, union mf_subvalue *v)
1465 {
1466     ofpbuf_put(stack, v, sizeof *v);
1467 }
1468
1469 static union mf_subvalue *
1470 nx_stack_pop(struct ofpbuf *stack)
1471 {
1472     union mf_subvalue *v = NULL;
1473
1474     if (ofpbuf_size(stack)) {
1475
1476         ofpbuf_set_size(stack, ofpbuf_size(stack) - sizeof *v);
1477         v = (union mf_subvalue *) ofpbuf_tail(stack);
1478     }
1479
1480     return v;
1481 }
1482
1483 void
1484 nxm_execute_stack_push(const struct ofpact_stack *push,
1485                        const struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc,
1486                        struct ofpbuf *stack)
1487 {
1488     union mf_subvalue mask_value;
1489     union mf_subvalue dst_value;
1490
1491     memset(&mask_value, 0xff, sizeof mask_value);
1492     mf_write_subfield_flow(&push->subfield, &mask_value, &wc->masks);
1493
1494     mf_read_subfield(&push->subfield, flow, &dst_value);
1495     nx_stack_push(stack, &dst_value);
1496 }
1497
1498 void
1499 nxm_execute_stack_pop(const struct ofpact_stack *pop,
1500                       struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc,
1501                       struct ofpbuf *stack)
1502 {
1503     union mf_subvalue *src_value;
1504
1505     src_value = nx_stack_pop(stack);
1506
1507     /* Only pop if stack is not empty. Otherwise, give warning. */
1508     if (src_value) {
1509         union mf_subvalue mask_value;
1510
1511         memset(&mask_value, 0xff, sizeof mask_value);
1512         mf_write_subfield_flow(&pop->subfield, &mask_value, &wc->masks);
1513         mf_write_subfield_flow(&pop->subfield, src_value, flow);
1514     } else {
1515         if (!VLOG_DROP_WARN(&rl)) {
1516             char *flow_str = flow_to_string(flow);
1517             VLOG_WARN_RL(&rl, "Failed to pop from an empty stack. On flow \n"
1518                            " %s", flow_str);
1519             free(flow_str);
1520         }
1521     }
1522 }
1523 \f
1524 /* Formats 'sf' into 's' in a format normally acceptable to
1525  * mf_parse_subfield().  (It won't be acceptable if sf->field is NULL or if
1526  * sf->field has no NXM name.) */
1527 void
1528 mf_format_subfield(const struct mf_subfield *sf, struct ds *s)
1529 {
1530     if (!sf->field) {
1531         ds_put_cstr(s, "<unknown>");
1532     } else {
1533         const struct nxm_field *f = nxm_field_by_mf_id(sf->field->id, 0);
1534         ds_put_cstr(s, f ? f->name : sf->field->name);
1535     }
1536
1537     if (sf->field && sf->ofs == 0 && sf->n_bits == sf->field->n_bits) {
1538         ds_put_cstr(s, "[]");
1539     } else if (sf->n_bits == 1) {
1540         ds_put_format(s, "[%d]", sf->ofs);
1541     } else {
1542         ds_put_format(s, "[%d..%d]", sf->ofs, sf->ofs + sf->n_bits - 1);
1543     }
1544 }
1545
1546 static const struct nxm_field *
1547 mf_parse_subfield_name(const char *name, int name_len, bool *wild)
1548 {
1549     *wild = name_len > 2 && !memcmp(&name[name_len - 2], "_W", 2);
1550     if (*wild) {
1551         name_len -= 2;
1552     }
1553
1554     return nxm_field_by_name(name, name_len);
1555 }
1556
1557 /* Parses a subfield from the beginning of '*sp' into 'sf'.  If successful,
1558  * returns NULL and advances '*sp' to the first byte following the parsed
1559  * string.  On failure, returns a malloc()'d error message, does not modify
1560  * '*sp', and does not properly initialize 'sf'.
1561  *
1562  * The syntax parsed from '*sp' takes the form "header[start..end]" where
1563  * 'header' is the name of an NXM field and 'start' and 'end' are (inclusive)
1564  * bit indexes.  "..end" may be omitted to indicate a single bit.  "start..end"
1565  * may both be omitted (the [] are still required) to indicate an entire
1566  * field. */
1567 char * OVS_WARN_UNUSED_RESULT
1568 mf_parse_subfield__(struct mf_subfield *sf, const char **sp)
1569 {
1570     const struct mf_field *field;
1571     const struct nxm_field *f;
1572     const char *name;
1573     int start, end;
1574     const char *s;
1575     int name_len;
1576     bool wild;
1577
1578     s = *sp;
1579     name = s;
1580     name_len = strcspn(s, "[");
1581     if (s[name_len] != '[') {
1582         return xasprintf("%s: missing [ looking for field name", *sp);
1583     }
1584
1585     f = mf_parse_subfield_name(name, name_len, &wild);
1586     if (!f) {
1587         return xasprintf("%s: unknown field `%.*s'", *sp, name_len, s);
1588     }
1589     field = mf_from_id(f->id);
1590
1591     s += name_len;
1592     if (ovs_scan(s, "[%d..%d]", &start, &end)) {
1593         /* Nothing to do. */
1594     } else if (ovs_scan(s, "[%d]", &start)) {
1595         end = start;
1596     } else if (!strncmp(s, "[]", 2)) {
1597         start = 0;
1598         end = field->n_bits - 1;
1599     } else {
1600         return xasprintf("%s: syntax error expecting [] or [<bit>] or "
1601                          "[<start>..<end>]", *sp);
1602     }
1603     s = strchr(s, ']') + 1;
1604
1605     if (start > end) {
1606         return xasprintf("%s: starting bit %d is after ending bit %d",
1607                          *sp, start, end);
1608     } else if (start >= field->n_bits) {
1609         return xasprintf("%s: starting bit %d is not valid because field is "
1610                          "only %d bits wide", *sp, start, field->n_bits);
1611     } else if (end >= field->n_bits){
1612         return xasprintf("%s: ending bit %d is not valid because field is "
1613                          "only %d bits wide", *sp, end, field->n_bits);
1614     }
1615
1616     sf->field = field;
1617     sf->ofs = start;
1618     sf->n_bits = end - start + 1;
1619
1620     *sp = s;
1621     return NULL;
1622 }
1623
1624 /* Parses a subfield from the entirety of 's' into 'sf'.  Returns NULL if
1625  * successful, otherwise a malloc()'d string describing the error.  The caller
1626  * is responsible for freeing the returned string.
1627  *
1628  * The syntax parsed from 's' takes the form "header[start..end]" where
1629  * 'header' is the name of an NXM field and 'start' and 'end' are (inclusive)
1630  * bit indexes.  "..end" may be omitted to indicate a single bit.  "start..end"
1631  * may both be omitted (the [] are still required) to indicate an entire
1632  * field.  */
1633 char * OVS_WARN_UNUSED_RESULT
1634 mf_parse_subfield(struct mf_subfield *sf, const char *s)
1635 {
1636     char *error = mf_parse_subfield__(sf, &s);
1637     if (!error && s[0]) {
1638         error = xstrdup("unexpected input following field syntax");
1639     }
1640     return error;
1641 }
1642 \f
1643 /* Returns an bitmap in which each bit corresponds to the like-numbered field
1644  * in the OFPXMC12_OPENFLOW_BASIC OXM class, in which the bit values are taken
1645  * from the 'fields' bitmap.  Only fields defined in OpenFlow 'version' are
1646  * considered.
1647  *
1648  * This is useful for encoding OpenFlow 1.2 table stats messages. */
1649 ovs_be64
1650 oxm_bitmap_from_mf_bitmap(const struct mf_bitmap *fields,
1651                           enum ofp_version version)
1652 {
1653     uint64_t oxm_bitmap = 0;
1654     int i;
1655
1656     BITMAP_FOR_EACH_1 (i, MFF_N_IDS, fields->bm) {
1657         uint64_t oxm = mf_oxm_header(i, version);
1658         uint32_t class = nxm_class(oxm);
1659         int field = nxm_field(oxm);
1660
1661         if (class == OFPXMC12_OPENFLOW_BASIC && field < 64) {
1662             oxm_bitmap |= UINT64_C(1) << field;
1663         }
1664     }
1665     return htonll(oxm_bitmap);
1666 }
1667
1668 /* Opposite conversion from oxm_bitmap_from_mf_bitmap().
1669  *
1670  * This is useful for decoding OpenFlow 1.2 table stats messages. */
1671 struct mf_bitmap
1672 oxm_bitmap_to_mf_bitmap(ovs_be64 oxm_bitmap, enum ofp_version version)
1673 {
1674     struct mf_bitmap fields = MF_BITMAP_INITIALIZER;
1675
1676     for (enum mf_field_id id = 0; id < MFF_N_IDS; id++) {
1677         uint64_t oxm = mf_oxm_header(id, version);
1678         if (oxm && version >= nxm_field_by_header(oxm)->version) {
1679             uint32_t class = nxm_class(oxm);
1680             int field = nxm_field(oxm);
1681
1682             if (class == OFPXMC12_OPENFLOW_BASIC
1683                 && field < 64
1684                 && oxm_bitmap & htonll(UINT64_C(1) << field)) {
1685                 bitmap_set1(fields.bm, id);
1686             }
1687         }
1688     }
1689     return fields;
1690 }
1691
1692 /* Returns a bitmap of fields that can be encoded in OXM and that can be
1693  * modified with a "set_field" action.  */
1694 struct mf_bitmap
1695 oxm_writable_fields(void)
1696 {
1697     struct mf_bitmap b = MF_BITMAP_INITIALIZER;
1698     int i;
1699
1700     for (i = 0; i < MFF_N_IDS; i++) {
1701         if (mf_oxm_header(i, 0) && mf_from_id(i)->writable) {
1702             bitmap_set1(b.bm, i);
1703         }
1704     }
1705     return b;
1706 }
1707
1708 /* Returns a bitmap of fields that can be encoded in OXM and that can be
1709  * matched in a flow table.  */
1710 struct mf_bitmap
1711 oxm_matchable_fields(void)
1712 {
1713     struct mf_bitmap b = MF_BITMAP_INITIALIZER;
1714     int i;
1715
1716     for (i = 0; i < MFF_N_IDS; i++) {
1717         if (mf_oxm_header(i, 0)) {
1718             bitmap_set1(b.bm, i);
1719         }
1720     }
1721     return b;
1722 }
1723
1724 /* Returns a bitmap of fields that can be encoded in OXM and that can be
1725  * matched in a flow table with an arbitrary bitmask.  */
1726 struct mf_bitmap
1727 oxm_maskable_fields(void)
1728 {
1729     struct mf_bitmap b = MF_BITMAP_INITIALIZER;
1730     int i;
1731
1732     for (i = 0; i < MFF_N_IDS; i++) {
1733         if (mf_oxm_header(i, 0) && mf_from_id(i)->maskable == MFM_FULLY) {
1734             bitmap_set1(b.bm, i);
1735         }
1736     }
1737     return b;
1738 }
1739 \f
1740 struct nxm_field_index {
1741     struct hmap_node header_node; /* In nxm_header_map. */
1742     struct hmap_node name_node;   /* In nxm_name_map. */
1743     struct ovs_list mf_node;      /* In mf_mf_map[nf.id]. */
1744     const struct nxm_field nf;
1745 };
1746
1747 #include "nx-match.inc"
1748
1749 static struct hmap nxm_header_map;
1750 static struct hmap nxm_name_map;
1751 static struct ovs_list nxm_mf_map[MFF_N_IDS];
1752
1753 static void
1754 nxm_init(void)
1755 {
1756     static struct ovsthread_once once = OVSTHREAD_ONCE_INITIALIZER;
1757     if (ovsthread_once_start(&once)) {
1758         hmap_init(&nxm_header_map);
1759         hmap_init(&nxm_name_map);
1760         for (int i = 0; i < MFF_N_IDS; i++) {
1761             list_init(&nxm_mf_map[i]);
1762         }
1763         for (struct nxm_field_index *nfi = all_nxm_fields;
1764              nfi < &all_nxm_fields[ARRAY_SIZE(all_nxm_fields)]; nfi++) {
1765             hmap_insert(&nxm_header_map, &nfi->header_node,
1766                         hash_int(nfi->nf.header, 0));
1767             hmap_insert(&nxm_name_map, &nfi->name_node,
1768                         hash_string(nfi->nf.name, 0));
1769             list_push_back(&nxm_mf_map[nfi->nf.id], &nfi->mf_node);
1770         }
1771         ovsthread_once_done(&once);
1772     }
1773 }
1774
1775 static const struct nxm_field *
1776 nxm_field_by_header(uint64_t header)
1777 {
1778     const struct nxm_field_index *nfi;
1779
1780     nxm_init();
1781     if (nxm_hasmask(header)) {
1782         header = nxm_make_exact_header(header);
1783     }
1784
1785     HMAP_FOR_EACH_IN_BUCKET (nfi, header_node, hash_int(header, 0),
1786                              &nxm_header_map) {
1787         if (header == nfi->nf.header) {
1788             return &nfi->nf;
1789         }
1790     }
1791     return NULL;
1792 }
1793
1794 static const struct nxm_field *
1795 nxm_field_by_name(const char *name, size_t len)
1796 {
1797     const struct nxm_field_index *nfi;
1798
1799     nxm_init();
1800     HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (nfi, name_node, hash_bytes(name, len, 0),
1801                              &nxm_name_map) {
1802         if (strlen(nfi->nf.name) == len && !memcmp(nfi->nf.name, name, len)) {
1803             return &nfi->nf;
1804         }
1805     }
1806     return NULL;
1807 }
1808
1809 static const struct nxm_field *
1810 nxm_field_by_mf_id(enum mf_field_id id, enum ofp_version version)
1811 {
1812     const struct nxm_field_index *nfi;
1813     const struct nxm_field *f;
1814
1815     nxm_init();
1816
1817     f = NULL;
1818     LIST_FOR_EACH (nfi, mf_node, &nxm_mf_map[id]) {
1819         if (!f || version >= nfi->nf.version) {
1820             f = &nfi->nf;
1821         }
1822     }
1823     return f;
1824 }