ofproto: Add NXM_NX_TUN_GBP_ID and NXM_NX_TUN_GBP_FLAGS
[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 == 31);
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     nxm_put_16m(b, MFF_TUN_GBP_ID, oxm,
930                 flow->tunnel.gbp_id, match->wc.masks.tunnel.gbp_id);
931     nxm_put_8m(b, MFF_TUN_GBP_FLAGS, oxm,
932                flow->tunnel.gbp_flags, match->wc.masks.tunnel.gbp_flags);
933
934     /* Registers. */
935     if (oxm < OFP15_VERSION) {
936         for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
937             nxm_put_32m(b, MFF_REG0 + i, oxm,
938                         htonl(flow->regs[i]), htonl(match->wc.masks.regs[i]));
939         }
940     } else {
941         for (i = 0; i < FLOW_N_XREGS; i++) {
942             nxm_put_64m(b, MFF_XREG0 + i, oxm,
943                         htonll(flow_get_xreg(flow, i)),
944                         htonll(flow_get_xreg(&match->wc.masks, i)));
945         }
946     }
947
948     /* Mark. */
949     nxm_put_32m(b, MFF_PKT_MARK, oxm, htonl(flow->pkt_mark),
950                 htonl(match->wc.masks.pkt_mark));
951
952     /* OpenFlow 1.1+ Metadata. */
953     nxm_put_64m(b, MFF_METADATA, oxm,
954                 flow->metadata, match->wc.masks.metadata);
955
956     /* Cookie. */
957     if (cookie_mask) {
958         bool masked = cookie_mask != OVS_BE64_MAX;
959
960         cookie &= cookie_mask;
961         nx_put_header__(b, NXM_NX_COOKIE, masked);
962         ofpbuf_put(b, &cookie, sizeof cookie);
963         if (masked) {
964             ofpbuf_put(b, &cookie_mask, sizeof cookie_mask);
965         }
966     }
967
968     match_len = ofpbuf_size(b) - start_len;
969     return match_len;
970 }
971
972 /* Appends to 'b' the nx_match format that expresses 'match', plus enough zero
973  * bytes to pad the nx_match out to a multiple of 8.  For Flow Mod and Flow
974  * Stats Requests messages, a 'cookie' and 'cookie_mask' may be supplied.
975  * Otherwise, 'cookie_mask' should be zero.
976  *
977  * This function can cause 'b''s data to be reallocated.
978  *
979  * Returns the number of bytes appended to 'b', excluding padding.  The return
980  * value can be zero if it appended nothing at all to 'b' (which happens if
981  * 'cr' is a catch-all rule that matches every packet). */
982 int
983 nx_put_match(struct ofpbuf *b, const struct match *match,
984              ovs_be64 cookie, ovs_be64 cookie_mask)
985 {
986     int match_len = nx_put_raw(b, 0, match, cookie, cookie_mask);
987
988     ofpbuf_put_zeros(b, PAD_SIZE(match_len, 8));
989     return match_len;
990 }
991
992 /* Appends to 'b' an struct ofp11_match_header followed by the OXM format that
993  * expresses 'cr', plus enough zero bytes to pad the data appended out to a
994  * multiple of 8.
995  *
996  * OXM differs slightly among versions of OpenFlow.  Specify the OpenFlow
997  * version in use as 'version'.
998  *
999  * This function can cause 'b''s data to be reallocated.
1000  *
1001  * Returns the number of bytes appended to 'b', excluding the padding.  Never
1002  * returns zero. */
1003 int
1004 oxm_put_match(struct ofpbuf *b, const struct match *match,
1005               enum ofp_version version)
1006 {
1007     int match_len;
1008     struct ofp11_match_header *omh;
1009     size_t start_len = ofpbuf_size(b);
1010     ovs_be64 cookie = htonll(0), cookie_mask = htonll(0);
1011
1012     ofpbuf_put_uninit(b, sizeof *omh);
1013     match_len = (nx_put_raw(b, version, match, cookie, cookie_mask)
1014                  + sizeof *omh);
1015     ofpbuf_put_zeros(b, PAD_SIZE(match_len, 8));
1016
1017     omh = ofpbuf_at(b, start_len, sizeof *omh);
1018     omh->type = htons(OFPMT_OXM);
1019     omh->length = htons(match_len);
1020
1021     return match_len;
1022 }
1023
1024 static void
1025 nx_put_header__(struct ofpbuf *b, uint64_t header, bool masked)
1026 {
1027     uint64_t masked_header = masked ? nxm_make_wild_header(header) : header;
1028     ovs_be64 network_header = htonll(masked_header);
1029
1030     ofpbuf_put(b, &network_header, nxm_header_len(header));
1031 }
1032
1033 void
1034 nx_put_header(struct ofpbuf *b, enum mf_field_id field,
1035               enum ofp_version version, bool masked)
1036 {
1037     nx_put_header__(b, mf_oxm_header(field, version), masked);
1038 }
1039
1040 void
1041 nx_put_entry(struct ofpbuf *b,
1042              enum mf_field_id field, enum ofp_version version,
1043              const union mf_value *value, const union mf_value *mask)
1044 {
1045     int n_bytes = mf_from_id(field)->n_bytes;
1046     bool masked = mask && !is_all_ones(mask, n_bytes);
1047
1048     nx_put_header(b, field, version, masked);
1049     ofpbuf_put(b, value, n_bytes);
1050     if (masked) {
1051         ofpbuf_put(b, mask, n_bytes);
1052     }
1053 }
1054 \f
1055 /* nx_match_to_string() and helpers. */
1056
1057 static void format_nxm_field_name(struct ds *, uint64_t header);
1058
1059 char *
1060 nx_match_to_string(const uint8_t *p, unsigned int match_len)
1061 {
1062     struct ofpbuf b;
1063     struct ds s;
1064
1065     if (!match_len) {
1066         return xstrdup("<any>");
1067     }
1068
1069     ofpbuf_use_const(&b, p, match_len);
1070     ds_init(&s);
1071     while (ofpbuf_size(&b)) {
1072         union mf_value value;
1073         union mf_value mask;
1074         enum ofperr error;
1075         uint64_t header;
1076         int value_len;
1077
1078         error = nx_pull_entry__(&b, true, &header, NULL, &value, &mask);
1079         if (error) {
1080             break;
1081         }
1082         value_len = MIN(sizeof value, nxm_field_bytes(header));
1083
1084         if (s.length) {
1085             ds_put_cstr(&s, ", ");
1086         }
1087
1088         format_nxm_field_name(&s, header);
1089         ds_put_char(&s, '(');
1090
1091         for (int i = 0; i < value_len; i++) {
1092             ds_put_format(&s, "%02x", ((const uint8_t *) &value)[i]);
1093         }
1094         if (nxm_hasmask(header)) {
1095             ds_put_char(&s, '/');
1096             for (int i = 0; i < value_len; i++) {
1097                 ds_put_format(&s, "%02x", ((const uint8_t *) &mask)[i]);
1098             }
1099         }
1100         ds_put_char(&s, ')');
1101     }
1102
1103     if (ofpbuf_size(&b)) {
1104         if (s.length) {
1105             ds_put_cstr(&s, ", ");
1106         }
1107
1108         ds_put_format(&s, "<%u invalid bytes>", ofpbuf_size(&b));
1109     }
1110
1111     return ds_steal_cstr(&s);
1112 }
1113
1114 char *
1115 oxm_match_to_string(const struct ofpbuf *p, unsigned int match_len)
1116 {
1117     const struct ofp11_match_header *omh = ofpbuf_data(p);
1118     uint16_t match_len_;
1119     struct ds s;
1120
1121     ds_init(&s);
1122
1123     if (match_len < sizeof *omh) {
1124         ds_put_format(&s, "<match too short: %u>", match_len);
1125         goto err;
1126     }
1127
1128     if (omh->type != htons(OFPMT_OXM)) {
1129         ds_put_format(&s, "<bad match type field: %u>", ntohs(omh->type));
1130         goto err;
1131     }
1132
1133     match_len_ = ntohs(omh->length);
1134     if (match_len_ < sizeof *omh) {
1135         ds_put_format(&s, "<match length field too short: %u>", match_len_);
1136         goto err;
1137     }
1138
1139     if (match_len_ != match_len) {
1140         ds_put_format(&s, "<match length field incorrect: %u != %u>",
1141                       match_len_, match_len);
1142         goto err;
1143     }
1144
1145     return nx_match_to_string(ofpbuf_at(p, sizeof *omh, 0),
1146                               match_len - sizeof *omh);
1147
1148 err:
1149     return ds_steal_cstr(&s);
1150 }
1151
1152 void
1153 nx_format_field_name(enum mf_field_id id, enum ofp_version version,
1154                      struct ds *s)
1155 {
1156     format_nxm_field_name(s, mf_oxm_header(id, version));
1157 }
1158
1159 static void
1160 format_nxm_field_name(struct ds *s, uint64_t header)
1161 {
1162     const struct nxm_field *f = nxm_field_by_header(header);
1163     if (f) {
1164         ds_put_cstr(s, f->name);
1165         if (nxm_hasmask(header)) {
1166             ds_put_cstr(s, "_W");
1167         }
1168     } else if (header == NXM_NX_COOKIE) {
1169         ds_put_cstr(s, "NXM_NX_COOKIE");
1170     } else if (header == NXM_NX_COOKIE_W) {
1171         ds_put_cstr(s, "NXM_NX_COOKIE_W");
1172     } else {
1173         ds_put_format(s, "%d:%d", nxm_class(header), nxm_field(header));
1174     }
1175 }
1176
1177 static bool
1178 streq_len(const char *a, size_t a_len, const char *b)
1179 {
1180     return strlen(b) == a_len && !memcmp(a, b, a_len);
1181 }
1182
1183 static uint64_t
1184 parse_nxm_field_name(const char *name, int name_len)
1185 {
1186     const struct nxm_field *f;
1187     bool wild;
1188
1189     f = mf_parse_subfield_name(name, name_len, &wild);
1190     if (f) {
1191         if (!wild) {
1192             return f->header;
1193         } else if (mf_from_id(f->id)->maskable != MFM_NONE) {
1194             return nxm_make_wild_header(f->header);
1195         }
1196     }
1197
1198     if (streq_len(name, name_len, "NXM_NX_COOKIE")) {
1199         return NXM_NX_COOKIE;
1200     } else if (streq_len(name, name_len, "NXM_NX_COOKIE_W")) {
1201         return NXM_NX_COOKIE_W;
1202     }
1203
1204     /* Check whether it's a field header value as hex.
1205      * (This isn't ordinarily useful except for testing error behavior.) */
1206     if (name_len == 8) {
1207         uint64_t header;
1208         bool ok;
1209
1210         header = hexits_value(name, name_len, &ok) << 32;
1211         if (ok) {
1212             return header;
1213         }
1214     } else if (name_len == 16) {
1215         uint64_t header;
1216         bool ok;
1217
1218         header = hexits_value(name, name_len, &ok);
1219         if (ok && is_experimenter_oxm(header)) {
1220             return header;
1221         }
1222     }
1223
1224     return 0;
1225 }
1226 \f
1227 /* nx_match_from_string(). */
1228
1229 static int
1230 nx_match_from_string_raw(const char *s, struct ofpbuf *b)
1231 {
1232     const char *full_s = s;
1233     const size_t start_len = ofpbuf_size(b);
1234
1235     if (!strcmp(s, "<any>")) {
1236         /* Ensure that 'ofpbuf_data(b)' isn't actually null. */
1237         ofpbuf_prealloc_tailroom(b, 1);
1238         return 0;
1239     }
1240
1241     for (s += strspn(s, ", "); *s; s += strspn(s, ", ")) {
1242         const char *name;
1243         uint64_t header;
1244         int name_len;
1245         size_t n;
1246
1247         name = s;
1248         name_len = strcspn(s, "(");
1249         if (s[name_len] != '(') {
1250             ovs_fatal(0, "%s: missing ( at end of nx_match", full_s);
1251         }
1252
1253         header = parse_nxm_field_name(name, name_len);
1254         if (!header) {
1255             ovs_fatal(0, "%s: unknown field `%.*s'", full_s, name_len, s);
1256         }
1257
1258         s += name_len + 1;
1259
1260         nx_put_header__(b, header, false);
1261         s = ofpbuf_put_hex(b, s, &n);
1262         if (n != nxm_field_bytes(header)) {
1263             ovs_fatal(0, "%.2s: hex digits expected", s);
1264         }
1265         if (nxm_hasmask(header)) {
1266             s += strspn(s, " ");
1267             if (*s != '/') {
1268                 ovs_fatal(0, "%s: missing / in masked field %.*s",
1269                           full_s, name_len, name);
1270             }
1271             s = ofpbuf_put_hex(b, s + 1, &n);
1272             if (n != nxm_field_bytes(header)) {
1273                 ovs_fatal(0, "%.2s: hex digits expected", s);
1274             }
1275         }
1276
1277         s += strspn(s, " ");
1278         if (*s != ')') {
1279             ovs_fatal(0, "%s: missing ) following field %.*s",
1280                       full_s, name_len, name);
1281         }
1282         s++;
1283     }
1284
1285     return ofpbuf_size(b) - start_len;
1286 }
1287
1288 int
1289 nx_match_from_string(const char *s, struct ofpbuf *b)
1290 {
1291     int match_len = nx_match_from_string_raw(s, b);
1292     ofpbuf_put_zeros(b, PAD_SIZE(match_len, 8));
1293     return match_len;
1294 }
1295
1296 int
1297 oxm_match_from_string(const char *s, struct ofpbuf *b)
1298 {
1299     int match_len;
1300     struct ofp11_match_header *omh;
1301     size_t start_len = ofpbuf_size(b);
1302
1303     ofpbuf_put_uninit(b, sizeof *omh);
1304     match_len = nx_match_from_string_raw(s, b) + sizeof *omh;
1305     ofpbuf_put_zeros(b, PAD_SIZE(match_len, 8));
1306
1307     omh = ofpbuf_at(b, start_len, sizeof *omh);
1308     omh->type = htons(OFPMT_OXM);
1309     omh->length = htons(match_len);
1310
1311     return match_len;
1312 }
1313 \f
1314 /* Parses 's' as a "move" action, in the form described in ovs-ofctl(8), into
1315  * '*move'.
1316  *
1317  * Returns NULL if successful, otherwise a malloc()'d string describing the
1318  * error.  The caller is responsible for freeing the returned string. */
1319 char * OVS_WARN_UNUSED_RESULT
1320 nxm_parse_reg_move(struct ofpact_reg_move *move, const char *s)
1321 {
1322     const char *full_s = s;
1323     char *error;
1324
1325     error = mf_parse_subfield__(&move->src, &s);
1326     if (error) {
1327         return error;
1328     }
1329     if (strncmp(s, "->", 2)) {
1330         return xasprintf("%s: missing `->' following source", full_s);
1331     }
1332     s += 2;
1333     error = mf_parse_subfield(&move->dst, s);
1334     if (error) {
1335         return error;
1336     }
1337
1338     if (move->src.n_bits != move->dst.n_bits) {
1339         return xasprintf("%s: source field is %d bits wide but destination is "
1340                          "%d bits wide", full_s,
1341                          move->src.n_bits, move->dst.n_bits);
1342     }
1343     return NULL;
1344 }
1345 \f
1346 /* nxm_format_reg_move(). */
1347
1348 void
1349 nxm_format_reg_move(const struct ofpact_reg_move *move, struct ds *s)
1350 {
1351     ds_put_format(s, "move:");
1352     mf_format_subfield(&move->src, s);
1353     ds_put_cstr(s, "->");
1354     mf_format_subfield(&move->dst, s);
1355 }
1356
1357 \f
1358 enum ofperr
1359 nxm_reg_move_check(const struct ofpact_reg_move *move, const struct flow *flow)
1360 {
1361     enum ofperr error;
1362
1363     error = mf_check_src(&move->src, flow);
1364     if (error) {
1365         return error;
1366     }
1367
1368     return mf_check_dst(&move->dst, flow);
1369 }
1370 \f
1371 /* nxm_execute_reg_move(). */
1372
1373 void
1374 nxm_execute_reg_move(const struct ofpact_reg_move *move,
1375                      struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc)
1376 {
1377     union mf_value src_value;
1378     union mf_value dst_value;
1379
1380     mf_mask_field_and_prereqs(move->dst.field, &wc->masks);
1381     mf_mask_field_and_prereqs(move->src.field, &wc->masks);
1382
1383     /* A flow may wildcard nw_frag.  Do nothing if setting a transport
1384      * header field on a packet that does not have them. */
1385     if (mf_are_prereqs_ok(move->dst.field, flow)
1386         && mf_are_prereqs_ok(move->src.field, flow)) {
1387
1388         mf_get_value(move->dst.field, flow, &dst_value);
1389         mf_get_value(move->src.field, flow, &src_value);
1390         bitwise_copy(&src_value, move->src.field->n_bytes, move->src.ofs,
1391                      &dst_value, move->dst.field->n_bytes, move->dst.ofs,
1392                      move->src.n_bits);
1393         mf_set_flow_value(move->dst.field, &dst_value, flow);
1394     }
1395 }
1396
1397 void
1398 nxm_reg_load(const struct mf_subfield *dst, uint64_t src_data,
1399              struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc)
1400 {
1401     union mf_subvalue src_subvalue;
1402     union mf_subvalue mask_value;
1403     ovs_be64 src_data_be = htonll(src_data);
1404
1405     memset(&mask_value, 0xff, sizeof mask_value);
1406     mf_write_subfield_flow(dst, &mask_value, &wc->masks);
1407
1408     bitwise_copy(&src_data_be, sizeof src_data_be, 0,
1409                  &src_subvalue, sizeof src_subvalue, 0,
1410                  sizeof src_data_be * 8);
1411     mf_write_subfield_flow(dst, &src_subvalue, flow);
1412 }
1413 \f
1414 /* nxm_parse_stack_action, works for both push() and pop(). */
1415
1416 /* Parses 's' as a "push" or "pop" action, in the form described in
1417  * ovs-ofctl(8), into '*stack_action'.
1418  *
1419  * Returns NULL if successful, otherwise a malloc()'d string describing the
1420  * error.  The caller is responsible for freeing the returned string. */
1421 char * OVS_WARN_UNUSED_RESULT
1422 nxm_parse_stack_action(struct ofpact_stack *stack_action, const char *s)
1423 {
1424     char *error;
1425
1426     error = mf_parse_subfield__(&stack_action->subfield, &s);
1427     if (error) {
1428         return error;
1429     }
1430
1431     if (*s != '\0') {
1432         return xasprintf("%s: trailing garbage following push or pop", s);
1433     }
1434
1435     return NULL;
1436 }
1437
1438 void
1439 nxm_format_stack_push(const struct ofpact_stack *push, struct ds *s)
1440 {
1441     ds_put_cstr(s, "push:");
1442     mf_format_subfield(&push->subfield, s);
1443 }
1444
1445 void
1446 nxm_format_stack_pop(const struct ofpact_stack *pop, struct ds *s)
1447 {
1448     ds_put_cstr(s, "pop:");
1449     mf_format_subfield(&pop->subfield, s);
1450 }
1451
1452 enum ofperr
1453 nxm_stack_push_check(const struct ofpact_stack *push,
1454                      const struct flow *flow)
1455 {
1456     return mf_check_src(&push->subfield, flow);
1457 }
1458
1459 enum ofperr
1460 nxm_stack_pop_check(const struct ofpact_stack *pop,
1461                     const struct flow *flow)
1462 {
1463     return mf_check_dst(&pop->subfield, flow);
1464 }
1465
1466 /* nxm_execute_stack_push(), nxm_execute_stack_pop(). */
1467 static void
1468 nx_stack_push(struct ofpbuf *stack, union mf_subvalue *v)
1469 {
1470     ofpbuf_put(stack, v, sizeof *v);
1471 }
1472
1473 static union mf_subvalue *
1474 nx_stack_pop(struct ofpbuf *stack)
1475 {
1476     union mf_subvalue *v = NULL;
1477
1478     if (ofpbuf_size(stack)) {
1479
1480         ofpbuf_set_size(stack, ofpbuf_size(stack) - sizeof *v);
1481         v = (union mf_subvalue *) ofpbuf_tail(stack);
1482     }
1483
1484     return v;
1485 }
1486
1487 void
1488 nxm_execute_stack_push(const struct ofpact_stack *push,
1489                        const struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc,
1490                        struct ofpbuf *stack)
1491 {
1492     union mf_subvalue mask_value;
1493     union mf_subvalue dst_value;
1494
1495     memset(&mask_value, 0xff, sizeof mask_value);
1496     mf_write_subfield_flow(&push->subfield, &mask_value, &wc->masks);
1497
1498     mf_read_subfield(&push->subfield, flow, &dst_value);
1499     nx_stack_push(stack, &dst_value);
1500 }
1501
1502 void
1503 nxm_execute_stack_pop(const struct ofpact_stack *pop,
1504                       struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc,
1505                       struct ofpbuf *stack)
1506 {
1507     union mf_subvalue *src_value;
1508
1509     src_value = nx_stack_pop(stack);
1510
1511     /* Only pop if stack is not empty. Otherwise, give warning. */
1512     if (src_value) {
1513         union mf_subvalue mask_value;
1514
1515         memset(&mask_value, 0xff, sizeof mask_value);
1516         mf_write_subfield_flow(&pop->subfield, &mask_value, &wc->masks);
1517         mf_write_subfield_flow(&pop->subfield, src_value, flow);
1518     } else {
1519         if (!VLOG_DROP_WARN(&rl)) {
1520             char *flow_str = flow_to_string(flow);
1521             VLOG_WARN_RL(&rl, "Failed to pop from an empty stack. On flow \n"
1522                            " %s", flow_str);
1523             free(flow_str);
1524         }
1525     }
1526 }
1527 \f
1528 /* Formats 'sf' into 's' in a format normally acceptable to
1529  * mf_parse_subfield().  (It won't be acceptable if sf->field is NULL or if
1530  * sf->field has no NXM name.) */
1531 void
1532 mf_format_subfield(const struct mf_subfield *sf, struct ds *s)
1533 {
1534     if (!sf->field) {
1535         ds_put_cstr(s, "<unknown>");
1536     } else {
1537         const struct nxm_field *f = nxm_field_by_mf_id(sf->field->id, 0);
1538         ds_put_cstr(s, f ? f->name : sf->field->name);
1539     }
1540
1541     if (sf->field && sf->ofs == 0 && sf->n_bits == sf->field->n_bits) {
1542         ds_put_cstr(s, "[]");
1543     } else if (sf->n_bits == 1) {
1544         ds_put_format(s, "[%d]", sf->ofs);
1545     } else {
1546         ds_put_format(s, "[%d..%d]", sf->ofs, sf->ofs + sf->n_bits - 1);
1547     }
1548 }
1549
1550 static const struct nxm_field *
1551 mf_parse_subfield_name(const char *name, int name_len, bool *wild)
1552 {
1553     *wild = name_len > 2 && !memcmp(&name[name_len - 2], "_W", 2);
1554     if (*wild) {
1555         name_len -= 2;
1556     }
1557
1558     return nxm_field_by_name(name, name_len);
1559 }
1560
1561 /* Parses a subfield from the beginning of '*sp' into 'sf'.  If successful,
1562  * returns NULL and advances '*sp' to the first byte following the parsed
1563  * string.  On failure, returns a malloc()'d error message, does not modify
1564  * '*sp', and does not properly initialize 'sf'.
1565  *
1566  * The syntax parsed from '*sp' takes the form "header[start..end]" where
1567  * 'header' is the name of an NXM field and 'start' and 'end' are (inclusive)
1568  * bit indexes.  "..end" may be omitted to indicate a single bit.  "start..end"
1569  * may both be omitted (the [] are still required) to indicate an entire
1570  * field. */
1571 char * OVS_WARN_UNUSED_RESULT
1572 mf_parse_subfield__(struct mf_subfield *sf, const char **sp)
1573 {
1574     const struct mf_field *field;
1575     const struct nxm_field *f;
1576     const char *name;
1577     int start, end;
1578     const char *s;
1579     int name_len;
1580     bool wild;
1581
1582     s = *sp;
1583     name = s;
1584     name_len = strcspn(s, "[");
1585     if (s[name_len] != '[') {
1586         return xasprintf("%s: missing [ looking for field name", *sp);
1587     }
1588
1589     f = mf_parse_subfield_name(name, name_len, &wild);
1590     if (!f) {
1591         return xasprintf("%s: unknown field `%.*s'", *sp, name_len, s);
1592     }
1593     field = mf_from_id(f->id);
1594
1595     s += name_len;
1596     if (ovs_scan(s, "[%d..%d]", &start, &end)) {
1597         /* Nothing to do. */
1598     } else if (ovs_scan(s, "[%d]", &start)) {
1599         end = start;
1600     } else if (!strncmp(s, "[]", 2)) {
1601         start = 0;
1602         end = field->n_bits - 1;
1603     } else {
1604         return xasprintf("%s: syntax error expecting [] or [<bit>] or "
1605                          "[<start>..<end>]", *sp);
1606     }
1607     s = strchr(s, ']') + 1;
1608
1609     if (start > end) {
1610         return xasprintf("%s: starting bit %d is after ending bit %d",
1611                          *sp, start, end);
1612     } else if (start >= field->n_bits) {
1613         return xasprintf("%s: starting bit %d is not valid because field is "
1614                          "only %d bits wide", *sp, start, field->n_bits);
1615     } else if (end >= field->n_bits){
1616         return xasprintf("%s: ending bit %d is not valid because field is "
1617                          "only %d bits wide", *sp, end, field->n_bits);
1618     }
1619
1620     sf->field = field;
1621     sf->ofs = start;
1622     sf->n_bits = end - start + 1;
1623
1624     *sp = s;
1625     return NULL;
1626 }
1627
1628 /* Parses a subfield from the entirety of 's' into 'sf'.  Returns NULL if
1629  * successful, otherwise a malloc()'d string describing the error.  The caller
1630  * is responsible for freeing the returned string.
1631  *
1632  * The syntax parsed from 's' takes the form "header[start..end]" where
1633  * 'header' is the name of an NXM field and 'start' and 'end' are (inclusive)
1634  * bit indexes.  "..end" may be omitted to indicate a single bit.  "start..end"
1635  * may both be omitted (the [] are still required) to indicate an entire
1636  * field.  */
1637 char * OVS_WARN_UNUSED_RESULT
1638 mf_parse_subfield(struct mf_subfield *sf, const char *s)
1639 {
1640     char *error = mf_parse_subfield__(sf, &s);
1641     if (!error && s[0]) {
1642         error = xstrdup("unexpected input following field syntax");
1643     }
1644     return error;
1645 }
1646 \f
1647 /* Returns an bitmap in which each bit corresponds to the like-numbered field
1648  * in the OFPXMC12_OPENFLOW_BASIC OXM class, in which the bit values are taken
1649  * from the 'fields' bitmap.  Only fields defined in OpenFlow 'version' are
1650  * considered.
1651  *
1652  * This is useful for encoding OpenFlow 1.2 table stats messages. */
1653 ovs_be64
1654 oxm_bitmap_from_mf_bitmap(const struct mf_bitmap *fields,
1655                           enum ofp_version version)
1656 {
1657     uint64_t oxm_bitmap = 0;
1658     int i;
1659
1660     BITMAP_FOR_EACH_1 (i, MFF_N_IDS, fields->bm) {
1661         uint64_t oxm = mf_oxm_header(i, version);
1662         uint32_t class = nxm_class(oxm);
1663         int field = nxm_field(oxm);
1664
1665         if (class == OFPXMC12_OPENFLOW_BASIC && field < 64) {
1666             oxm_bitmap |= UINT64_C(1) << field;
1667         }
1668     }
1669     return htonll(oxm_bitmap);
1670 }
1671
1672 /* Opposite conversion from oxm_bitmap_from_mf_bitmap().
1673  *
1674  * This is useful for decoding OpenFlow 1.2 table stats messages. */
1675 struct mf_bitmap
1676 oxm_bitmap_to_mf_bitmap(ovs_be64 oxm_bitmap, enum ofp_version version)
1677 {
1678     struct mf_bitmap fields = MF_BITMAP_INITIALIZER;
1679
1680     for (enum mf_field_id id = 0; id < MFF_N_IDS; id++) {
1681         uint64_t oxm = mf_oxm_header(id, version);
1682         if (oxm && version >= nxm_field_by_header(oxm)->version) {
1683             uint32_t class = nxm_class(oxm);
1684             int field = nxm_field(oxm);
1685
1686             if (class == OFPXMC12_OPENFLOW_BASIC
1687                 && field < 64
1688                 && oxm_bitmap & htonll(UINT64_C(1) << field)) {
1689                 bitmap_set1(fields.bm, id);
1690             }
1691         }
1692     }
1693     return fields;
1694 }
1695
1696 /* Returns a bitmap of fields that can be encoded in OXM and that can be
1697  * modified with a "set_field" action.  */
1698 struct mf_bitmap
1699 oxm_writable_fields(void)
1700 {
1701     struct mf_bitmap b = MF_BITMAP_INITIALIZER;
1702     int i;
1703
1704     for (i = 0; i < MFF_N_IDS; i++) {
1705         if (mf_oxm_header(i, 0) && mf_from_id(i)->writable) {
1706             bitmap_set1(b.bm, i);
1707         }
1708     }
1709     return b;
1710 }
1711
1712 /* Returns a bitmap of fields that can be encoded in OXM and that can be
1713  * matched in a flow table.  */
1714 struct mf_bitmap
1715 oxm_matchable_fields(void)
1716 {
1717     struct mf_bitmap b = MF_BITMAP_INITIALIZER;
1718     int i;
1719
1720     for (i = 0; i < MFF_N_IDS; i++) {
1721         if (mf_oxm_header(i, 0)) {
1722             bitmap_set1(b.bm, i);
1723         }
1724     }
1725     return b;
1726 }
1727
1728 /* Returns a bitmap of fields that can be encoded in OXM and that can be
1729  * matched in a flow table with an arbitrary bitmask.  */
1730 struct mf_bitmap
1731 oxm_maskable_fields(void)
1732 {
1733     struct mf_bitmap b = MF_BITMAP_INITIALIZER;
1734     int i;
1735
1736     for (i = 0; i < MFF_N_IDS; i++) {
1737         if (mf_oxm_header(i, 0) && mf_from_id(i)->maskable == MFM_FULLY) {
1738             bitmap_set1(b.bm, i);
1739         }
1740     }
1741     return b;
1742 }
1743 \f
1744 struct nxm_field_index {
1745     struct hmap_node header_node; /* In nxm_header_map. */
1746     struct hmap_node name_node;   /* In nxm_name_map. */
1747     struct ovs_list mf_node;      /* In mf_mf_map[nf.id]. */
1748     const struct nxm_field nf;
1749 };
1750
1751 #include "nx-match.inc"
1752
1753 static struct hmap nxm_header_map;
1754 static struct hmap nxm_name_map;
1755 static struct ovs_list nxm_mf_map[MFF_N_IDS];
1756
1757 static void
1758 nxm_init(void)
1759 {
1760     static struct ovsthread_once once = OVSTHREAD_ONCE_INITIALIZER;
1761     if (ovsthread_once_start(&once)) {
1762         hmap_init(&nxm_header_map);
1763         hmap_init(&nxm_name_map);
1764         for (int i = 0; i < MFF_N_IDS; i++) {
1765             list_init(&nxm_mf_map[i]);
1766         }
1767         for (struct nxm_field_index *nfi = all_nxm_fields;
1768              nfi < &all_nxm_fields[ARRAY_SIZE(all_nxm_fields)]; nfi++) {
1769             hmap_insert(&nxm_header_map, &nfi->header_node,
1770                         hash_int(nfi->nf.header, 0));
1771             hmap_insert(&nxm_name_map, &nfi->name_node,
1772                         hash_string(nfi->nf.name, 0));
1773             list_push_back(&nxm_mf_map[nfi->nf.id], &nfi->mf_node);
1774         }
1775         ovsthread_once_done(&once);
1776     }
1777 }
1778
1779 static const struct nxm_field *
1780 nxm_field_by_header(uint64_t header)
1781 {
1782     const struct nxm_field_index *nfi;
1783
1784     nxm_init();
1785     if (nxm_hasmask(header)) {
1786         header = nxm_make_exact_header(header);
1787     }
1788
1789     HMAP_FOR_EACH_IN_BUCKET (nfi, header_node, hash_int(header, 0),
1790                              &nxm_header_map) {
1791         if (header == nfi->nf.header) {
1792             return &nfi->nf;
1793         }
1794     }
1795     return NULL;
1796 }
1797
1798 static const struct nxm_field *
1799 nxm_field_by_name(const char *name, size_t len)
1800 {
1801     const struct nxm_field_index *nfi;
1802
1803     nxm_init();
1804     HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (nfi, name_node, hash_bytes(name, len, 0),
1805                              &nxm_name_map) {
1806         if (strlen(nfi->nf.name) == len && !memcmp(nfi->nf.name, name, len)) {
1807             return &nfi->nf;
1808         }
1809     }
1810     return NULL;
1811 }
1812
1813 static const struct nxm_field *
1814 nxm_field_by_mf_id(enum mf_field_id id, enum ofp_version version)
1815 {
1816     const struct nxm_field_index *nfi;
1817     const struct nxm_field *f;
1818
1819     nxm_init();
1820
1821     f = NULL;
1822     LIST_FOR_EACH (nfi, mf_node, &nxm_mf_map[id]) {
1823         if (!f || version >= nfi->nf.version) {
1824             f = &nfi->nf;
1825         }
1826     }
1827     return f;
1828 }