flow: Support OF1.5+ (draft) actset_output field.
[cascardo/ovs.git] / lib / nx-match.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2010, 2011, 2012, 2013, 2014 Nicira, Inc.
3  *
4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
5  * you may not use this file except in compliance with the License.
6  * You may obtain a copy of the License at:
7  *
8  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
9  *
10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
13  * See the License for the specific language governing permissions and
14  * limitations under the License.
15  */
16
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 "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 == 28);
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.in_port.ofp_port) {
833         ofp_port_t in_port = flow->in_port.ofp_port;
834         if (oxm) {
835             nxm_put_32(b, MFF_IN_PORT_OXM, oxm,
836                        ofputil_port_to_ofp11(in_port));
837         } else {
838             nxm_put_16(b, MFF_IN_PORT, oxm,
839                        htons(ofp_to_u16(in_port)));
840         }
841     }
842     if (match->wc.masks.actset_output) {
843         nxm_put_32(b, MFF_ACTSET_OUTPUT, oxm,
844                    ofputil_port_to_ofp11(flow->actset_output));
845     }
846
847     /* Ethernet. */
848     nxm_put_eth_masked(b, MFF_ETH_SRC, oxm,
849                        flow->dl_src, match->wc.masks.dl_src);
850     nxm_put_eth_masked(b, MFF_ETH_DST, oxm,
851                        flow->dl_dst, match->wc.masks.dl_dst);
852     nxm_put_16m(b, MFF_ETH_TYPE, oxm,
853                 ofputil_dl_type_to_openflow(flow->dl_type),
854                 match->wc.masks.dl_type);
855
856     /* 802.1Q. */
857     if (oxm) {
858         ovs_be16 VID_CFI_MASK = htons(VLAN_VID_MASK | VLAN_CFI);
859         ovs_be16 vid = flow->vlan_tci & VID_CFI_MASK;
860         ovs_be16 mask = match->wc.masks.vlan_tci & VID_CFI_MASK;
861
862         if (mask == htons(VLAN_VID_MASK | VLAN_CFI)) {
863             nxm_put_16(b, MFF_VLAN_VID, oxm, vid);
864         } else if (mask) {
865             nxm_put_16m(b, MFF_VLAN_VID, oxm, vid, mask);
866         }
867
868         if (vid && vlan_tci_to_pcp(match->wc.masks.vlan_tci)) {
869             nxm_put_8(b, MFF_VLAN_PCP, oxm,
870                       vlan_tci_to_pcp(flow->vlan_tci));
871         }
872
873     } else {
874         nxm_put_16m(b, MFF_VLAN_TCI, oxm, flow->vlan_tci,
875                     match->wc.masks.vlan_tci);
876     }
877
878     /* MPLS. */
879     if (eth_type_mpls(flow->dl_type)) {
880         if (match->wc.masks.mpls_lse[0] & htonl(MPLS_TC_MASK)) {
881             nxm_put_8(b, MFF_MPLS_TC, oxm,
882                       mpls_lse_to_tc(flow->mpls_lse[0]));
883         }
884
885         if (match->wc.masks.mpls_lse[0] & htonl(MPLS_BOS_MASK)) {
886             nxm_put_8(b, MFF_MPLS_BOS, oxm,
887                       mpls_lse_to_bos(flow->mpls_lse[0]));
888         }
889
890         if (match->wc.masks.mpls_lse[0] & htonl(MPLS_LABEL_MASK)) {
891             nxm_put_32(b, MFF_MPLS_LABEL, oxm,
892                        htonl(mpls_lse_to_label(flow->mpls_lse[0])));
893         }
894     }
895
896     /* L3. */
897     if (is_ip_any(flow)) {
898         nxm_put_ip(b, match, oxm);
899     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP) ||
900                flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_RARP)) {
901         /* ARP. */
902         if (match->wc.masks.nw_proto) {
903             nxm_put_16(b, MFF_ARP_OP, oxm,
904                        htons(flow->nw_proto));
905         }
906         nxm_put_32m(b, MFF_ARP_SPA, oxm,
907                     flow->nw_src, match->wc.masks.nw_src);
908         nxm_put_32m(b, MFF_ARP_TPA, oxm,
909                     flow->nw_dst, match->wc.masks.nw_dst);
910         nxm_put_eth_masked(b, MFF_ARP_SHA, oxm,
911                            flow->arp_sha, match->wc.masks.arp_sha);
912         nxm_put_eth_masked(b, MFF_ARP_THA, oxm,
913                            flow->arp_tha, match->wc.masks.arp_tha);
914     }
915
916     /* Tunnel ID. */
917     nxm_put_64m(b, MFF_TUN_ID, oxm,
918                 flow->tunnel.tun_id, match->wc.masks.tunnel.tun_id);
919
920     /* Other tunnel metadata. */
921     nxm_put_32m(b, MFF_TUN_SRC, oxm,
922                 flow->tunnel.ip_src, match->wc.masks.tunnel.ip_src);
923     nxm_put_32m(b, MFF_TUN_DST, oxm,
924                 flow->tunnel.ip_dst, match->wc.masks.tunnel.ip_dst);
925
926     /* Registers. */
927     if (oxm < OFP15_VERSION) {
928         for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
929             nxm_put_32m(b, MFF_REG0 + i, oxm,
930                         htonl(flow->regs[i]), htonl(match->wc.masks.regs[i]));
931         }
932     } else {
933         for (i = 0; i < FLOW_N_XREGS; i++) {
934             nxm_put_64m(b, MFF_XREG0 + i, oxm,
935                         htonll(flow_get_xreg(flow, i)),
936                         htonll(flow_get_xreg(&match->wc.masks, i)));
937         }
938     }
939
940     /* Mark. */
941     nxm_put_32m(b, MFF_PKT_MARK, oxm, htonl(flow->pkt_mark),
942                 htonl(match->wc.masks.pkt_mark));
943
944     /* OpenFlow 1.1+ Metadata. */
945     nxm_put_64m(b, MFF_METADATA, oxm,
946                 flow->metadata, match->wc.masks.metadata);
947
948     /* Cookie. */
949     if (cookie_mask) {
950         bool masked = cookie_mask != OVS_BE64_MAX;
951
952         cookie &= cookie_mask;
953         nx_put_header__(b, NXM_NX_COOKIE, masked);
954         ofpbuf_put(b, &cookie, sizeof cookie);
955         if (masked) {
956             ofpbuf_put(b, &cookie_mask, sizeof cookie_mask);
957         }
958     }
959
960     match_len = ofpbuf_size(b) - start_len;
961     return match_len;
962 }
963
964 /* Appends to 'b' the nx_match format that expresses 'match', plus enough zero
965  * bytes to pad the nx_match out to a multiple of 8.  For Flow Mod and Flow
966  * Stats Requests messages, a 'cookie' and 'cookie_mask' may be supplied.
967  * Otherwise, 'cookie_mask' should be zero.
968  *
969  * This function can cause 'b''s data to be reallocated.
970  *
971  * Returns the number of bytes appended to 'b', excluding padding.  The return
972  * value can be zero if it appended nothing at all to 'b' (which happens if
973  * 'cr' is a catch-all rule that matches every packet). */
974 int
975 nx_put_match(struct ofpbuf *b, const struct match *match,
976              ovs_be64 cookie, ovs_be64 cookie_mask)
977 {
978     int match_len = nx_put_raw(b, 0, match, cookie, cookie_mask);
979
980     ofpbuf_put_zeros(b, PAD_SIZE(match_len, 8));
981     return match_len;
982 }
983
984 /* Appends to 'b' an struct ofp11_match_header followed by the OXM format that
985  * expresses 'cr', plus enough zero bytes to pad the data appended out to a
986  * multiple of 8.
987  *
988  * OXM differs slightly among versions of OpenFlow.  Specify the OpenFlow
989  * version in use as 'version'.
990  *
991  * This function can cause 'b''s data to be reallocated.
992  *
993  * Returns the number of bytes appended to 'b', excluding the padding.  Never
994  * returns zero. */
995 int
996 oxm_put_match(struct ofpbuf *b, const struct match *match,
997               enum ofp_version version)
998 {
999     int match_len;
1000     struct ofp11_match_header *omh;
1001     size_t start_len = ofpbuf_size(b);
1002     ovs_be64 cookie = htonll(0), cookie_mask = htonll(0);
1003
1004     ofpbuf_put_uninit(b, sizeof *omh);
1005     match_len = (nx_put_raw(b, version, match, cookie, cookie_mask)
1006                  + sizeof *omh);
1007     ofpbuf_put_zeros(b, PAD_SIZE(match_len, 8));
1008
1009     omh = ofpbuf_at(b, start_len, sizeof *omh);
1010     omh->type = htons(OFPMT_OXM);
1011     omh->length = htons(match_len);
1012
1013     return match_len;
1014 }
1015
1016 static void
1017 nx_put_header__(struct ofpbuf *b, uint64_t header, bool masked)
1018 {
1019     uint64_t masked_header = masked ? nxm_make_wild_header(header) : header;
1020     ovs_be64 network_header = htonll(masked_header);
1021
1022     ofpbuf_put(b, &network_header, nxm_header_len(header));
1023 }
1024
1025 void
1026 nx_put_header(struct ofpbuf *b, enum mf_field_id field,
1027               enum ofp_version version, bool masked)
1028 {
1029     nx_put_header__(b, mf_oxm_header(field, version), masked);
1030 }
1031
1032 void
1033 nx_put_entry(struct ofpbuf *b,
1034              enum mf_field_id field, enum ofp_version version,
1035              const union mf_value *value, const union mf_value *mask)
1036 {
1037     int n_bytes = mf_from_id(field)->n_bytes;
1038     bool masked = mask && !is_all_ones(mask, n_bytes);
1039
1040     nx_put_header(b, field, version, masked);
1041     ofpbuf_put(b, value, n_bytes);
1042     if (masked) {
1043         ofpbuf_put(b, mask, n_bytes);
1044     }
1045 }
1046 \f
1047 /* nx_match_to_string() and helpers. */
1048
1049 static void format_nxm_field_name(struct ds *, uint64_t header);
1050
1051 char *
1052 nx_match_to_string(const uint8_t *p, unsigned int match_len)
1053 {
1054     struct ofpbuf b;
1055     struct ds s;
1056
1057     if (!match_len) {
1058         return xstrdup("<any>");
1059     }
1060
1061     ofpbuf_use_const(&b, p, match_len);
1062     ds_init(&s);
1063     while (ofpbuf_size(&b)) {
1064         union mf_value value;
1065         union mf_value mask;
1066         enum ofperr error;
1067         uint64_t header;
1068         int value_len;
1069
1070         error = nx_pull_entry__(&b, true, &header, NULL, &value, &mask);
1071         if (error) {
1072             break;
1073         }
1074         value_len = MIN(sizeof value, nxm_field_bytes(header));
1075
1076         if (s.length) {
1077             ds_put_cstr(&s, ", ");
1078         }
1079
1080         format_nxm_field_name(&s, header);
1081         ds_put_char(&s, '(');
1082
1083         for (int i = 0; i < value_len; i++) {
1084             ds_put_format(&s, "%02x", ((const uint8_t *) &value)[i]);
1085         }
1086         if (nxm_hasmask(header)) {
1087             ds_put_char(&s, '/');
1088             for (int i = 0; i < value_len; i++) {
1089                 ds_put_format(&s, "%02x", ((const uint8_t *) &mask)[i]);
1090             }
1091         }
1092         ds_put_char(&s, ')');
1093     }
1094
1095     if (ofpbuf_size(&b)) {
1096         if (s.length) {
1097             ds_put_cstr(&s, ", ");
1098         }
1099
1100         ds_put_format(&s, "<%u invalid bytes>", ofpbuf_size(&b));
1101     }
1102
1103     return ds_steal_cstr(&s);
1104 }
1105
1106 char *
1107 oxm_match_to_string(const struct ofpbuf *p, unsigned int match_len)
1108 {
1109     const struct ofp11_match_header *omh = ofpbuf_data(p);
1110     uint16_t match_len_;
1111     struct ds s;
1112
1113     ds_init(&s);
1114
1115     if (match_len < sizeof *omh) {
1116         ds_put_format(&s, "<match too short: %u>", match_len);
1117         goto err;
1118     }
1119
1120     if (omh->type != htons(OFPMT_OXM)) {
1121         ds_put_format(&s, "<bad match type field: %u>", ntohs(omh->type));
1122         goto err;
1123     }
1124
1125     match_len_ = ntohs(omh->length);
1126     if (match_len_ < sizeof *omh) {
1127         ds_put_format(&s, "<match length field too short: %u>", match_len_);
1128         goto err;
1129     }
1130
1131     if (match_len_ != match_len) {
1132         ds_put_format(&s, "<match length field incorrect: %u != %u>",
1133                       match_len_, match_len);
1134         goto err;
1135     }
1136
1137     return nx_match_to_string(ofpbuf_at(p, sizeof *omh, 0),
1138                               match_len - sizeof *omh);
1139
1140 err:
1141     return ds_steal_cstr(&s);
1142 }
1143
1144 void
1145 nx_format_field_name(enum mf_field_id id, enum ofp_version version,
1146                      struct ds *s)
1147 {
1148     format_nxm_field_name(s, mf_oxm_header(id, version));
1149 }
1150
1151 static void
1152 format_nxm_field_name(struct ds *s, uint64_t header)
1153 {
1154     const struct nxm_field *f = nxm_field_by_header(header);
1155     if (f) {
1156         ds_put_cstr(s, f->name);
1157         if (nxm_hasmask(header)) {
1158             ds_put_cstr(s, "_W");
1159         }
1160     } else if (header == NXM_NX_COOKIE) {
1161         ds_put_cstr(s, "NXM_NX_COOKIE");
1162     } else if (header == NXM_NX_COOKIE_W) {
1163         ds_put_cstr(s, "NXM_NX_COOKIE_W");
1164     } else {
1165         ds_put_format(s, "%d:%d", nxm_class(header), nxm_field(header));
1166     }
1167 }
1168
1169 static bool
1170 streq_len(const char *a, size_t a_len, const char *b)
1171 {
1172     return strlen(b) == a_len && !memcmp(a, b, a_len);
1173 }
1174
1175 static uint64_t
1176 parse_nxm_field_name(const char *name, int name_len)
1177 {
1178     const struct nxm_field *f;
1179     bool wild;
1180
1181     f = mf_parse_subfield_name(name, name_len, &wild);
1182     if (f) {
1183         if (!wild) {
1184             return f->header;
1185         } else if (mf_from_id(f->id)->maskable != MFM_NONE) {
1186             return nxm_make_wild_header(f->header);
1187         }
1188     }
1189
1190     if (streq_len(name, name_len, "NXM_NX_COOKIE")) {
1191         return NXM_NX_COOKIE;
1192     } else if (streq_len(name, name_len, "NXM_NX_COOKIE_W")) {
1193         return NXM_NX_COOKIE_W;
1194     }
1195
1196     /* Check whether it's a field header value as hex.
1197      * (This isn't ordinarily useful except for testing error behavior.) */
1198     if (name_len == 8) {
1199         uint64_t header;
1200         bool ok;
1201
1202         header = hexits_value(name, name_len, &ok) << 32;
1203         if (ok) {
1204             return header;
1205         }
1206     } else if (name_len == 16) {
1207         uint64_t header;
1208         bool ok;
1209
1210         header = hexits_value(name, name_len, &ok);
1211         if (ok && is_experimenter_oxm(header)) {
1212             return header;
1213         }
1214     }
1215
1216     return 0;
1217 }
1218 \f
1219 /* nx_match_from_string(). */
1220
1221 static int
1222 nx_match_from_string_raw(const char *s, struct ofpbuf *b)
1223 {
1224     const char *full_s = s;
1225     const size_t start_len = ofpbuf_size(b);
1226
1227     if (!strcmp(s, "<any>")) {
1228         /* Ensure that 'ofpbuf_data(b)' isn't actually null. */
1229         ofpbuf_prealloc_tailroom(b, 1);
1230         return 0;
1231     }
1232
1233     for (s += strspn(s, ", "); *s; s += strspn(s, ", ")) {
1234         const char *name;
1235         uint64_t header;
1236         int name_len;
1237         size_t n;
1238
1239         name = s;
1240         name_len = strcspn(s, "(");
1241         if (s[name_len] != '(') {
1242             ovs_fatal(0, "%s: missing ( at end of nx_match", full_s);
1243         }
1244
1245         header = parse_nxm_field_name(name, name_len);
1246         if (!header) {
1247             ovs_fatal(0, "%s: unknown field `%.*s'", full_s, name_len, s);
1248         }
1249
1250         s += name_len + 1;
1251
1252         nx_put_header__(b, header, false);
1253         s = ofpbuf_put_hex(b, s, &n);
1254         if (n != nxm_field_bytes(header)) {
1255             ovs_fatal(0, "%.2s: hex digits expected", s);
1256         }
1257         if (nxm_hasmask(header)) {
1258             s += strspn(s, " ");
1259             if (*s != '/') {
1260                 ovs_fatal(0, "%s: missing / in masked field %.*s",
1261                           full_s, name_len, name);
1262             }
1263             s = ofpbuf_put_hex(b, s + 1, &n);
1264             if (n != nxm_field_bytes(header)) {
1265                 ovs_fatal(0, "%.2s: hex digits expected", s);
1266             }
1267         }
1268
1269         s += strspn(s, " ");
1270         if (*s != ')') {
1271             ovs_fatal(0, "%s: missing ) following field %.*s",
1272                       full_s, name_len, name);
1273         }
1274         s++;
1275     }
1276
1277     return ofpbuf_size(b) - start_len;
1278 }
1279
1280 int
1281 nx_match_from_string(const char *s, struct ofpbuf *b)
1282 {
1283     int match_len = nx_match_from_string_raw(s, b);
1284     ofpbuf_put_zeros(b, PAD_SIZE(match_len, 8));
1285     return match_len;
1286 }
1287
1288 int
1289 oxm_match_from_string(const char *s, struct ofpbuf *b)
1290 {
1291     int match_len;
1292     struct ofp11_match_header *omh;
1293     size_t start_len = ofpbuf_size(b);
1294
1295     ofpbuf_put_uninit(b, sizeof *omh);
1296     match_len = nx_match_from_string_raw(s, b) + sizeof *omh;
1297     ofpbuf_put_zeros(b, PAD_SIZE(match_len, 8));
1298
1299     omh = ofpbuf_at(b, start_len, sizeof *omh);
1300     omh->type = htons(OFPMT_OXM);
1301     omh->length = htons(match_len);
1302
1303     return match_len;
1304 }
1305 \f
1306 /* Parses 's' as a "move" action, in the form described in ovs-ofctl(8), into
1307  * '*move'.
1308  *
1309  * Returns NULL if successful, otherwise a malloc()'d string describing the
1310  * error.  The caller is responsible for freeing the returned string. */
1311 char * WARN_UNUSED_RESULT
1312 nxm_parse_reg_move(struct ofpact_reg_move *move, const char *s)
1313 {
1314     const char *full_s = s;
1315     char *error;
1316
1317     error = mf_parse_subfield__(&move->src, &s);
1318     if (error) {
1319         return error;
1320     }
1321     if (strncmp(s, "->", 2)) {
1322         return xasprintf("%s: missing `->' following source", full_s);
1323     }
1324     s += 2;
1325     error = mf_parse_subfield(&move->dst, s);
1326     if (error) {
1327         return error;
1328     }
1329
1330     if (move->src.n_bits != move->dst.n_bits) {
1331         return xasprintf("%s: source field is %d bits wide but destination is "
1332                          "%d bits wide", full_s,
1333                          move->src.n_bits, move->dst.n_bits);
1334     }
1335     return NULL;
1336 }
1337 \f
1338 /* nxm_format_reg_move(). */
1339
1340 void
1341 nxm_format_reg_move(const struct ofpact_reg_move *move, struct ds *s)
1342 {
1343     ds_put_format(s, "move:");
1344     mf_format_subfield(&move->src, s);
1345     ds_put_cstr(s, "->");
1346     mf_format_subfield(&move->dst, s);
1347 }
1348
1349 \f
1350 enum ofperr
1351 nxm_reg_move_check(const struct ofpact_reg_move *move, const struct flow *flow)
1352 {
1353     enum ofperr error;
1354
1355     error = mf_check_src(&move->src, flow);
1356     if (error) {
1357         return error;
1358     }
1359
1360     return mf_check_dst(&move->dst, NULL);
1361 }
1362 \f
1363 /* nxm_execute_reg_move(). */
1364
1365 void
1366 nxm_execute_reg_move(const struct ofpact_reg_move *move,
1367                      struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc)
1368 {
1369     union mf_value src_value;
1370     union mf_value dst_value;
1371
1372     mf_mask_field_and_prereqs(move->dst.field, &wc->masks);
1373     mf_mask_field_and_prereqs(move->src.field, &wc->masks);
1374
1375     mf_get_value(move->dst.field, flow, &dst_value);
1376     mf_get_value(move->src.field, flow, &src_value);
1377     bitwise_copy(&src_value, move->src.field->n_bytes, move->src.ofs,
1378                  &dst_value, move->dst.field->n_bytes, move->dst.ofs,
1379                  move->src.n_bits);
1380     mf_set_flow_value(move->dst.field, &dst_value, flow);
1381 }
1382
1383 void
1384 nxm_reg_load(const struct mf_subfield *dst, uint64_t src_data,
1385              struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc)
1386 {
1387     union mf_subvalue src_subvalue;
1388     union mf_subvalue mask_value;
1389     ovs_be64 src_data_be = htonll(src_data);
1390
1391     memset(&mask_value, 0xff, sizeof mask_value);
1392     mf_write_subfield_flow(dst, &mask_value, &wc->masks);
1393
1394     bitwise_copy(&src_data_be, sizeof src_data_be, 0,
1395                  &src_subvalue, sizeof src_subvalue, 0,
1396                  sizeof src_data_be * 8);
1397     mf_write_subfield_flow(dst, &src_subvalue, flow);
1398 }
1399 \f
1400 /* nxm_parse_stack_action, works for both push() and pop(). */
1401
1402 /* Parses 's' as a "push" or "pop" action, in the form described in
1403  * ovs-ofctl(8), into '*stack_action'.
1404  *
1405  * Returns NULL if successful, otherwise a malloc()'d string describing the
1406  * error.  The caller is responsible for freeing the returned string. */
1407 char * WARN_UNUSED_RESULT
1408 nxm_parse_stack_action(struct ofpact_stack *stack_action, const char *s)
1409 {
1410     char *error;
1411
1412     error = mf_parse_subfield__(&stack_action->subfield, &s);
1413     if (error) {
1414         return error;
1415     }
1416
1417     if (*s != '\0') {
1418         return xasprintf("%s: trailing garbage following push or pop", s);
1419     }
1420
1421     return NULL;
1422 }
1423
1424 void
1425 nxm_format_stack_push(const struct ofpact_stack *push, struct ds *s)
1426 {
1427     ds_put_cstr(s, "push:");
1428     mf_format_subfield(&push->subfield, s);
1429 }
1430
1431 void
1432 nxm_format_stack_pop(const struct ofpact_stack *pop, struct ds *s)
1433 {
1434     ds_put_cstr(s, "pop:");
1435     mf_format_subfield(&pop->subfield, s);
1436 }
1437
1438 enum ofperr
1439 nxm_stack_push_check(const struct ofpact_stack *push,
1440                      const struct flow *flow)
1441 {
1442     return mf_check_src(&push->subfield, flow);
1443 }
1444
1445 enum ofperr
1446 nxm_stack_pop_check(const struct ofpact_stack *pop,
1447                     const struct flow *flow)
1448 {
1449     return mf_check_dst(&pop->subfield, flow);
1450 }
1451
1452 /* nxm_execute_stack_push(), nxm_execute_stack_pop(). */
1453 static void
1454 nx_stack_push(struct ofpbuf *stack, union mf_subvalue *v)
1455 {
1456     ofpbuf_put(stack, v, sizeof *v);
1457 }
1458
1459 static union mf_subvalue *
1460 nx_stack_pop(struct ofpbuf *stack)
1461 {
1462     union mf_subvalue *v = NULL;
1463
1464     if (ofpbuf_size(stack)) {
1465
1466         ofpbuf_set_size(stack, ofpbuf_size(stack) - sizeof *v);
1467         v = (union mf_subvalue *) ofpbuf_tail(stack);
1468     }
1469
1470     return v;
1471 }
1472
1473 void
1474 nxm_execute_stack_push(const struct ofpact_stack *push,
1475                        const struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc,
1476                        struct ofpbuf *stack)
1477 {
1478     union mf_subvalue mask_value;
1479     union mf_subvalue dst_value;
1480
1481     memset(&mask_value, 0xff, sizeof mask_value);
1482     mf_write_subfield_flow(&push->subfield, &mask_value, &wc->masks);
1483
1484     mf_read_subfield(&push->subfield, flow, &dst_value);
1485     nx_stack_push(stack, &dst_value);
1486 }
1487
1488 void
1489 nxm_execute_stack_pop(const struct ofpact_stack *pop,
1490                       struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc,
1491                       struct ofpbuf *stack)
1492 {
1493     union mf_subvalue *src_value;
1494
1495     src_value = nx_stack_pop(stack);
1496
1497     /* Only pop if stack is not empty. Otherwise, give warning. */
1498     if (src_value) {
1499         union mf_subvalue mask_value;
1500
1501         memset(&mask_value, 0xff, sizeof mask_value);
1502         mf_write_subfield_flow(&pop->subfield, &mask_value, &wc->masks);
1503         mf_write_subfield_flow(&pop->subfield, src_value, flow);
1504     } else {
1505         if (!VLOG_DROP_WARN(&rl)) {
1506             char *flow_str = flow_to_string(flow);
1507             VLOG_WARN_RL(&rl, "Failed to pop from an empty stack. On flow \n"
1508                            " %s", flow_str);
1509             free(flow_str);
1510         }
1511     }
1512 }
1513 \f
1514 /* Formats 'sf' into 's' in a format normally acceptable to
1515  * mf_parse_subfield().  (It won't be acceptable if sf->field is NULL or if
1516  * sf->field has no NXM name.) */
1517 void
1518 mf_format_subfield(const struct mf_subfield *sf, struct ds *s)
1519 {
1520     if (!sf->field) {
1521         ds_put_cstr(s, "<unknown>");
1522     } else {
1523         const struct nxm_field *f = nxm_field_by_mf_id(sf->field->id, 0);
1524         ds_put_cstr(s, f ? f->name : sf->field->name);
1525     }
1526
1527     if (sf->field && sf->ofs == 0 && sf->n_bits == sf->field->n_bits) {
1528         ds_put_cstr(s, "[]");
1529     } else if (sf->n_bits == 1) {
1530         ds_put_format(s, "[%d]", sf->ofs);
1531     } else {
1532         ds_put_format(s, "[%d..%d]", sf->ofs, sf->ofs + sf->n_bits - 1);
1533     }
1534 }
1535
1536 static const struct nxm_field *
1537 mf_parse_subfield_name(const char *name, int name_len, bool *wild)
1538 {
1539     *wild = name_len > 2 && !memcmp(&name[name_len - 2], "_W", 2);
1540     if (*wild) {
1541         name_len -= 2;
1542     }
1543
1544     return nxm_field_by_name(name, name_len);
1545 }
1546
1547 /* Parses a subfield from the beginning of '*sp' into 'sf'.  If successful,
1548  * returns NULL and advances '*sp' to the first byte following the parsed
1549  * string.  On failure, returns a malloc()'d error message, does not modify
1550  * '*sp', and does not properly initialize 'sf'.
1551  *
1552  * The syntax parsed from '*sp' takes the form "header[start..end]" where
1553  * 'header' is the name of an NXM field and 'start' and 'end' are (inclusive)
1554  * bit indexes.  "..end" may be omitted to indicate a single bit.  "start..end"
1555  * may both be omitted (the [] are still required) to indicate an entire
1556  * field. */
1557 char * WARN_UNUSED_RESULT
1558 mf_parse_subfield__(struct mf_subfield *sf, const char **sp)
1559 {
1560     const struct mf_field *field;
1561     const struct nxm_field *f;
1562     const char *name;
1563     int start, end;
1564     const char *s;
1565     int name_len;
1566     bool wild;
1567
1568     s = *sp;
1569     name = s;
1570     name_len = strcspn(s, "[");
1571     if (s[name_len] != '[') {
1572         return xasprintf("%s: missing [ looking for field name", *sp);
1573     }
1574
1575     f = mf_parse_subfield_name(name, name_len, &wild);
1576     if (!f) {
1577         return xasprintf("%s: unknown field `%.*s'", *sp, name_len, s);
1578     }
1579     field = mf_from_id(f->id);
1580
1581     s += name_len;
1582     if (ovs_scan(s, "[%d..%d]", &start, &end)) {
1583         /* Nothing to do. */
1584     } else if (ovs_scan(s, "[%d]", &start)) {
1585         end = start;
1586     } else if (!strncmp(s, "[]", 2)) {
1587         start = 0;
1588         end = field->n_bits - 1;
1589     } else {
1590         return xasprintf("%s: syntax error expecting [] or [<bit>] or "
1591                          "[<start>..<end>]", *sp);
1592     }
1593     s = strchr(s, ']') + 1;
1594
1595     if (start > end) {
1596         return xasprintf("%s: starting bit %d is after ending bit %d",
1597                          *sp, start, end);
1598     } else if (start >= field->n_bits) {
1599         return xasprintf("%s: starting bit %d is not valid because field is "
1600                          "only %d bits wide", *sp, start, field->n_bits);
1601     } else if (end >= field->n_bits){
1602         return xasprintf("%s: ending bit %d is not valid because field is "
1603                          "only %d bits wide", *sp, end, field->n_bits);
1604     }
1605
1606     sf->field = field;
1607     sf->ofs = start;
1608     sf->n_bits = end - start + 1;
1609
1610     *sp = s;
1611     return NULL;
1612 }
1613
1614 /* Parses a subfield from the entirety of 's' into 'sf'.  Returns NULL if
1615  * successful, otherwise a malloc()'d string describing the error.  The caller
1616  * is responsible for freeing the returned string.
1617  *
1618  * The syntax parsed from 's' takes the form "header[start..end]" where
1619  * 'header' is the name of an NXM field and 'start' and 'end' are (inclusive)
1620  * bit indexes.  "..end" may be omitted to indicate a single bit.  "start..end"
1621  * may both be omitted (the [] are still required) to indicate an entire
1622  * field.  */
1623 char * WARN_UNUSED_RESULT
1624 mf_parse_subfield(struct mf_subfield *sf, const char *s)
1625 {
1626     char *error = mf_parse_subfield__(sf, &s);
1627     if (!error && s[0]) {
1628         error = xstrdup("unexpected input following field syntax");
1629     }
1630     return error;
1631 }
1632 \f
1633 /* Returns an bitmap in which each bit corresponds to the like-numbered field
1634  * in the OFPXMC12_OPENFLOW_BASIC OXM class, in which the bit values are taken
1635  * from the 'fields' bitmap.  Only fields defined in OpenFlow 'version' are
1636  * considered.
1637  *
1638  * This is useful for encoding OpenFlow 1.2 table stats messages. */
1639 ovs_be64
1640 oxm_bitmap_from_mf_bitmap(const struct mf_bitmap *fields,
1641                           enum ofp_version version)
1642 {
1643     uint64_t oxm_bitmap = 0;
1644     int i;
1645
1646     BITMAP_FOR_EACH_1 (i, MFF_N_IDS, fields->bm) {
1647         uint64_t oxm = mf_oxm_header(i, version);
1648         uint32_t class = nxm_class(oxm);
1649         int field = nxm_field(oxm);
1650
1651         if (class == OFPXMC12_OPENFLOW_BASIC && field < 64) {
1652             oxm_bitmap |= UINT64_C(1) << field;
1653         }
1654     }
1655     return htonll(oxm_bitmap);
1656 }
1657
1658 /* Opposite conversion from oxm_bitmap_from_mf_bitmap().
1659  *
1660  * This is useful for decoding OpenFlow 1.2 table stats messages. */
1661 struct mf_bitmap
1662 oxm_bitmap_to_mf_bitmap(ovs_be64 oxm_bitmap, enum ofp_version version)
1663 {
1664     struct mf_bitmap fields = MF_BITMAP_INITIALIZER;
1665
1666     for (enum mf_field_id id = 0; id < MFF_N_IDS; id++) {
1667         uint64_t oxm = mf_oxm_header(id, version);
1668         if (oxm && version >= nxm_field_by_header(oxm)->version) {
1669             uint32_t class = nxm_class(oxm);
1670             int field = nxm_field(oxm);
1671
1672             if (class == OFPXMC12_OPENFLOW_BASIC
1673                 && field < 64
1674                 && oxm_bitmap & htonll(UINT64_C(1) << field)) {
1675                 bitmap_set1(fields.bm, id);
1676             }
1677         }
1678     }
1679     return fields;
1680 }
1681
1682 /* Returns a bitmap of fields that can be encoded in OXM and that can be
1683  * modified with a "set_field" action.  */
1684 struct mf_bitmap
1685 oxm_writable_fields(void)
1686 {
1687     struct mf_bitmap b = MF_BITMAP_INITIALIZER;
1688     int i;
1689
1690     for (i = 0; i < MFF_N_IDS; i++) {
1691         if (mf_oxm_header(i, 0) && mf_from_id(i)->writable) {
1692             bitmap_set1(b.bm, i);
1693         }
1694     }
1695     return b;
1696 }
1697
1698 /* Returns a bitmap of fields that can be encoded in OXM and that can be
1699  * matched in a flow table.  */
1700 struct mf_bitmap
1701 oxm_matchable_fields(void)
1702 {
1703     struct mf_bitmap b = MF_BITMAP_INITIALIZER;
1704     int i;
1705
1706     for (i = 0; i < MFF_N_IDS; i++) {
1707         if (mf_oxm_header(i, 0)) {
1708             bitmap_set1(b.bm, i);
1709         }
1710     }
1711     return b;
1712 }
1713
1714 /* Returns a bitmap of fields that can be encoded in OXM and that can be
1715  * matched in a flow table with an arbitrary bitmask.  */
1716 struct mf_bitmap
1717 oxm_maskable_fields(void)
1718 {
1719     struct mf_bitmap b = MF_BITMAP_INITIALIZER;
1720     int i;
1721
1722     for (i = 0; i < MFF_N_IDS; i++) {
1723         if (mf_oxm_header(i, 0) && mf_from_id(i)->maskable == MFM_FULLY) {
1724             bitmap_set1(b.bm, i);
1725         }
1726     }
1727     return b;
1728 }
1729 \f
1730 struct nxm_field_index {
1731     struct hmap_node header_node; /* In nxm_header_map. */
1732     struct hmap_node name_node;   /* In nxm_name_map. */
1733     struct list mf_node;          /* In mf_mf_map[nf.id]. */
1734     const struct nxm_field nf;
1735 };
1736
1737 #include "nx-match.inc"
1738
1739 static struct hmap nxm_header_map;
1740 static struct hmap nxm_name_map;
1741 static struct list nxm_mf_map[MFF_N_IDS];
1742
1743 static void
1744 nxm_init(void)
1745 {
1746     static struct ovsthread_once once = OVSTHREAD_ONCE_INITIALIZER;
1747     if (ovsthread_once_start(&once)) {
1748         hmap_init(&nxm_header_map);
1749         hmap_init(&nxm_name_map);
1750         for (int i = 0; i < MFF_N_IDS; i++) {
1751             list_init(&nxm_mf_map[i]);
1752         }
1753         for (struct nxm_field_index *nfi = all_nxm_fields;
1754              nfi < &all_nxm_fields[ARRAY_SIZE(all_nxm_fields)]; nfi++) {
1755             hmap_insert(&nxm_header_map, &nfi->header_node,
1756                         hash_int(nfi->nf.header, 0));
1757             hmap_insert(&nxm_name_map, &nfi->name_node,
1758                         hash_string(nfi->nf.name, 0));
1759             list_push_back(&nxm_mf_map[nfi->nf.id], &nfi->mf_node);
1760         }
1761         ovsthread_once_done(&once);
1762     }
1763 }
1764
1765 static const struct nxm_field *
1766 nxm_field_by_header(uint64_t header)
1767 {
1768     const struct nxm_field_index *nfi;
1769
1770     nxm_init();
1771     if (nxm_hasmask(header)) {
1772         header = nxm_make_exact_header(header);
1773     }
1774
1775     HMAP_FOR_EACH_IN_BUCKET (nfi, header_node, hash_int(header, 0),
1776                              &nxm_header_map) {
1777         if (header == nfi->nf.header) {
1778             return &nfi->nf;
1779         }
1780     }
1781     return NULL;
1782 }
1783
1784 static const struct nxm_field *
1785 nxm_field_by_name(const char *name, size_t len)
1786 {
1787     const struct nxm_field_index *nfi;
1788
1789     nxm_init();
1790     HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (nfi, name_node, hash_bytes(name, len, 0),
1791                              &nxm_name_map) {
1792         if (strlen(nfi->nf.name) == len && !memcmp(nfi->nf.name, name, len)) {
1793             return &nfi->nf;
1794         }
1795     }
1796     return NULL;
1797 }
1798
1799 static const struct nxm_field *
1800 nxm_field_by_mf_id(enum mf_field_id id, enum ofp_version version)
1801 {
1802     const struct nxm_field_index *nfi;
1803     const struct nxm_field *f;
1804
1805     nxm_init();
1806
1807     f = NULL;
1808     LIST_FOR_EACH (nfi, mf_node, &nxm_mf_map[id]) {
1809         if (!f || version >= nfi->nf.version) {
1810             f = &nfi->nf;
1811         }
1812     }
1813     return f;
1814 }