netdev-dpdk: fix mbuf leaks
[cascardo/ovs.git] / lib / classifier.c
index 334d0da..cfcdc02 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /*
- * Copyright (c) 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014 Nicira, Inc.
+ * Copyright (c) 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014, 2015 Nicira, Inc.
  *
  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
  * you may not use this file except in compliance with the License.
 
 #include <config.h>
 #include "classifier.h"
+#include "classifier-private.h"
 #include <errno.h>
 #include <netinet/in.h>
 #include "byte-order.h"
 #include "dynamic-string.h"
-#include "flow.h"
-#include "hash.h"
-#include "cmap.h"
-#include "list.h"
 #include "odp-util.h"
 #include "ofp-util.h"
 #include "packets.h"
-#include "tag.h"
 #include "util.h"
-#include "vlog.h"
+#include "openvswitch/vlog.h"
 
 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(classifier);
 
 struct trie_ctx;
 
+/* A collection of "struct cls_conjunction"s currently embedded into a
+ * cls_match. */
+struct cls_conjunction_set {
+    /* Link back to the cls_match.
+     *
+     * cls_conjunction_set is mostly used during classifier lookup, and, in
+     * turn, during classifier lookup the most used member of
+     * cls_conjunction_set is the rule's priority, so we cache it here for fast
+     * access. */
+    struct cls_match *match;
+    int priority;               /* Cached copy of match->priority. */
+
+    /* Conjunction information.
+     *
+     * 'min_n_clauses' allows some optimization during classifier lookup. */
+    unsigned int n;             /* Number of elements in 'conj'. */
+    unsigned int min_n_clauses; /* Smallest 'n' among elements of 'conj'. */
+    struct cls_conjunction conj[];
+};
+
 /* Ports trie depends on both ports sharing the same ovs_be32. */
 #define TP_PORTS_OFS32 (offsetof(struct flow, tp_src) / 4)
 BUILD_ASSERT_DECL(TP_PORTS_OFS32 == offsetof(struct flow, tp_dst) / 4);
+BUILD_ASSERT_DECL(TP_PORTS_OFS32 % 2 == 0);
+#define TP_PORTS_OFS64 (TP_PORTS_OFS32 / 2)
 
-/* A set of rules that all have the same fields wildcarded. */
-struct cls_subtable {
-    /* The fields are only used by writers and iterators. */
-    struct cmap_node cmap_node; /* Within struct classifier 'subtables_map'. */
-
-    /* The fields are only used by writers. */
-    int n_rules OVS_GUARDED;                /* Number of rules, including
-                                             * duplicates. */
-    unsigned int max_priority OVS_GUARDED;  /* Max priority of any rule in
-                                             * the subtable. */
-    unsigned int max_count OVS_GUARDED;     /* Count of max_priority rules. */
-
-    /* These fields are accessed by readers who care about wildcarding. */
-    tag_type tag;       /* Tag generated from mask for partitioning (const). */
-    uint8_t n_indices;                   /* How many indices to use (const). */
-    uint8_t index_ofs[CLS_MAX_INDICES];   /* u32 segment boundaries (const). */
-    unsigned int trie_plen[CLS_MAX_TRIES];  /* Trie prefix length in 'mask'
-                                             * (runtime configurable). */
-    int ports_mask_len;                     /* (const) */
-    struct cmap indices[CLS_MAX_INDICES];   /* Staged lookup indices. */
-    rcu_trie_ptr ports_trie;                /* NULL if none. */
-
-    /* These fields are accessed by all readers. */
-    struct cmap rules;                      /* Contains "struct cls_rule"s. */
-    struct minimask mask;                   /* Wildcards for fields (const). */
-    /* 'mask' must be the last field. */
-};
+static size_t
+cls_conjunction_set_size(size_t n)
+{
+    return (sizeof(struct cls_conjunction_set)
+            + n * sizeof(struct cls_conjunction));
+}
 
-/* Associates a metadata value (that is, a value of the OpenFlow 1.1+ metadata
- * field) with tags for the "cls_subtable"s that contain rules that match that
- * metadata value.  */
-struct cls_partition {
-    struct cmap_node cmap_node; /* In struct classifier's 'partitions' map. */
-    ovs_be64 metadata;          /* metadata value for this partition. */
-    tag_type tags;              /* OR of each flow's cls_subtable tag. */
-    struct tag_tracker tracker OVS_GUARDED; /* Tracks the bits in 'tags'. */
-};
+static struct cls_conjunction_set *
+cls_conjunction_set_alloc(struct cls_match *match,
+                          const struct cls_conjunction conj[], size_t n)
+{
+    if (n) {
+        size_t min_n_clauses = conj[0].n_clauses;
+        for (size_t i = 1; i < n; i++) {
+            min_n_clauses = MIN(min_n_clauses, conj[i].n_clauses);
+        }
 
-/* Internal representation of a rule in a "struct cls_subtable". */
-struct cls_match {
-    /* Accessed only by writers and iterators. */
-    struct list list OVS_GUARDED; /* List of identical, lower-priority rules. */
-
-    /* Accessed only by writers. */
-    struct cls_partition *partition OVS_GUARDED;
-
-    /* Accessed by readers interested in wildcarding. */
-    unsigned int priority;      /* Larger numbers are higher priorities. */
-    struct cmap_node index_nodes[CLS_MAX_INDICES]; /* Within subtable's
-                                                    * 'indices'. */
-    /* Accessed by all readers. */
-    struct cmap_node cmap_node; /* Within struct cls_subtable 'rules'. */
-    struct cls_rule *cls_rule;
-    struct miniflow flow;       /* Matching rule. Mask is in the subtable. */
-    /* 'flow' must be the last field. */
-};
+        struct cls_conjunction_set *set = xmalloc(cls_conjunction_set_size(n));
+        set->match = match;
+        set->priority = match->priority;
+        set->n = n;
+        set->min_n_clauses = min_n_clauses;
+        memcpy(set->conj, conj, n * sizeof *conj);
+        return set;
+    } else {
+        return NULL;
+    }
+}
 
 static struct cls_match *
-cls_match_alloc(struct cls_rule *rule)
+cls_match_alloc(const struct cls_rule *rule, cls_version_t version,
+                const struct cls_conjunction conj[], size_t n)
 {
-    int count = count_1bits(rule->match.flow.map);
+    size_t count = miniflow_n_values(rule->match.flow);
 
     struct cls_match *cls_match
-        = xmalloc(sizeof *cls_match - sizeof cls_match->flow.inline_values
-                  + MINIFLOW_VALUES_SIZE(count));
-
-    cls_match->cls_rule = rule;
-    miniflow_clone_inline(&cls_match->flow, &rule->match.flow, count);
-    cls_match->priority = rule->priority;
-    rule->cls_match = cls_match;
+        = xmalloc(sizeof *cls_match + MINIFLOW_VALUES_SIZE(count));
+
+    ovsrcu_init(&cls_match->next, NULL);
+    *CONST_CAST(const struct cls_rule **, &cls_match->cls_rule) = rule;
+    *CONST_CAST(int *, &cls_match->priority) = rule->priority;
+    *CONST_CAST(cls_version_t *, &cls_match->add_version) = version;
+    atomic_init(&cls_match->remove_version, version);   /* Initially
+                                                         * invisible. */
+    miniflow_clone(CONST_CAST(struct miniflow *, &cls_match->flow),
+                   rule->match.flow, count);
+    ovsrcu_set_hidden(&cls_match->conj_set,
+                      cls_conjunction_set_alloc(cls_match, conj, n));
 
     return cls_match;
 }
 
 static struct cls_subtable *find_subtable(const struct classifier *cls,
-                                          const struct minimask *)
-    OVS_REQUIRES(cls->mutex);
+                                          const struct minimask *);
 static struct cls_subtable *insert_subtable(struct classifier *cls,
-                                            const struct minimask *)
-    OVS_REQUIRES(cls->mutex);
-static void destroy_subtable(struct classifier *cls, struct cls_subtable *)
-    OVS_REQUIRES(cls->mutex);
-static struct cls_match *insert_rule(struct classifier *cls,
-                                     struct cls_subtable *, struct cls_rule *)
-    OVS_REQUIRES(cls->mutex);
-
-static struct cls_match *find_match_wc(const struct cls_subtable *,
-                                       const struct flow *, struct trie_ctx *,
-                                       unsigned int n_tries,
-                                       struct flow_wildcards *);
-static struct cls_match *find_equal(struct cls_subtable *,
+                                            const struct minimask *);
+static void destroy_subtable(struct classifier *cls, struct cls_subtable *);
+
+static const struct cls_match *find_match_wc(const struct cls_subtable *,
+                                             cls_version_t version,
+                                             const struct flow *,
+                                             struct trie_ctx *,
+                                             unsigned int n_tries,
+                                             struct flow_wildcards *);
+static struct cls_match *find_equal(const struct cls_subtable *,
                                     const struct miniflow *, uint32_t hash);
 
-/* Iterates RULE over HEAD and all of the cls_rules on HEAD->list.
- * Classifier's mutex must be held while iterating, as the list is
- * protoceted by it. */
-#define FOR_EACH_RULE_IN_LIST(RULE, HEAD)                               \
-    for ((RULE) = (HEAD); (RULE) != NULL; (RULE) = next_rule_in_list(RULE))
-#define FOR_EACH_RULE_IN_LIST_SAFE(RULE, NEXT, HEAD)                    \
-    for ((RULE) = (HEAD);                                               \
-         (RULE) != NULL && ((NEXT) = next_rule_in_list(RULE), true);    \
-         (RULE) = (NEXT))
+/* Return the next visible (lower-priority) rule in the list.  Multiple
+ * identical rules with the same priority may exist transitionally, but when
+ * versioning is used at most one of them is ever visible for lookups on any
+ * given 'version'. */
+static inline const struct cls_match *
+next_visible_rule_in_list(const struct cls_match *rule, cls_version_t version)
+{
+    do {
+        rule = cls_match_next(rule);
+    } while (rule && !cls_match_visible_in_version(rule, version));
 
-static struct cls_match *next_rule_in_list__(struct cls_match *);
-static struct cls_match *next_rule_in_list(struct cls_match *);
+    return rule;
+}
+
+/* Type with maximum supported prefix length. */
+union trie_prefix {
+    struct in6_addr ipv6;  /* For sizing. */
+    ovs_be32 be32;         /* For access. */
+};
 
 static unsigned int minimask_get_prefix_len(const struct minimask *,
                                             const struct mf_field *);
 static void trie_init(struct classifier *cls, int trie_idx,
-                      const struct mf_field *)
-    OVS_REQUIRES(cls->mutex);
+                      const struct mf_field *);
 static unsigned int trie_lookup(const struct cls_trie *, const struct flow *,
-                                union mf_value *plens);
+                                union trie_prefix *plens);
 static unsigned int trie_lookup_value(const rcu_trie_ptr *,
                                       const ovs_be32 value[], ovs_be32 plens[],
                                       unsigned int value_bits);
@@ -167,217 +165,38 @@ static void mask_set_prefix_bits(struct flow_wildcards *, uint8_t be32ofs,
 static bool mask_prefix_bits_set(const struct flow_wildcards *,
                                  uint8_t be32ofs, unsigned int n_bits);
 \f
-/* flow/miniflow/minimask/minimatch utilities.
- * These are only used by the classifier, so place them here to allow
- * for better optimization. */
-
-static inline uint64_t
-miniflow_get_map_in_range(const struct miniflow *miniflow,
-                          uint8_t start, uint8_t end, unsigned int *offset)
-{
-    uint64_t map = miniflow->map;
-    *offset = 0;
-
-    if (start > 0) {
-        uint64_t msk = (UINT64_C(1) << start) - 1; /* 'start' LSBs set */
-        *offset = count_1bits(map & msk);
-        map &= ~msk;
-    }
-    if (end < FLOW_U32S) {
-        uint64_t msk = (UINT64_C(1) << end) - 1; /* 'end' LSBs set */
-        map &= msk;
-    }
-    return map;
-}
-
-/* Returns a hash value for the bits of 'flow' where there are 1-bits in
- * 'mask', given 'basis'.
- *
- * The hash values returned by this function are the same as those returned by
- * miniflow_hash_in_minimask(), only the form of the arguments differ. */
-static inline uint32_t
-flow_hash_in_minimask(const struct flow *flow, const struct minimask *mask,
-                      uint32_t basis)
-{
-    const uint32_t *mask_values = miniflow_get_u32_values(&mask->masks);
-    const uint32_t *flow_u32 = (const uint32_t *)flow;
-    const uint32_t *p = mask_values;
-    uint32_t hash;
-    uint64_t map;
-
-    hash = basis;
-    for (map = mask->masks.map; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
-        hash = hash_add(hash, flow_u32[raw_ctz(map)] & *p++);
-    }
-
-    return hash_finish(hash, (p - mask_values) * 4);
-}
-
-/* Returns a hash value for the bits of 'flow' where there are 1-bits in
- * 'mask', given 'basis'.
- *
- * The hash values returned by this function are the same as those returned by
- * flow_hash_in_minimask(), only the form of the arguments differ. */
-static inline uint32_t
-miniflow_hash_in_minimask(const struct miniflow *flow,
-                          const struct minimask *mask, uint32_t basis)
-{
-    const uint32_t *mask_values = miniflow_get_u32_values(&mask->masks);
-    const uint32_t *p = mask_values;
-    uint32_t hash = basis;
-    uint32_t flow_u32;
-
-    MINIFLOW_FOR_EACH_IN_MAP(flow_u32, flow, mask->masks.map) {
-        hash = hash_add(hash, flow_u32 & *p++);
-    }
-
-    return hash_finish(hash, (p - mask_values) * 4);
-}
-
-/* Returns a hash value for the bits of range [start, end) in 'flow',
- * where there are 1-bits in 'mask', given 'hash'.
- *
- * The hash values returned by this function are the same as those returned by
- * minimatch_hash_range(), only the form of the arguments differ. */
-static inline uint32_t
-flow_hash_in_minimask_range(const struct flow *flow,
-                            const struct minimask *mask,
-                            uint8_t start, uint8_t end, uint32_t *basis)
-{
-    const uint32_t *mask_values = miniflow_get_u32_values(&mask->masks);
-    const uint32_t *flow_u32 = (const uint32_t *)flow;
-    unsigned int offset;
-    uint64_t map = miniflow_get_map_in_range(&mask->masks, start, end,
-                                             &offset);
-    const uint32_t *p = mask_values + offset;
-    uint32_t hash = *basis;
-
-    for (; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
-        hash = hash_add(hash, flow_u32[raw_ctz(map)] & *p++);
-    }
-
-    *basis = hash; /* Allow continuation from the unfinished value. */
-    return hash_finish(hash, (p - mask_values) * 4);
-}
-
-/* Fold minimask 'mask''s wildcard mask into 'wc's wildcard mask. */
-static inline void
-flow_wildcards_fold_minimask(struct flow_wildcards *wc,
-                             const struct minimask *mask)
-{
-    flow_union_with_miniflow(&wc->masks, &mask->masks);
-}
+/* cls_rule. */
 
-/* Fold minimask 'mask''s wildcard mask into 'wc's wildcard mask
- * in range [start, end). */
 static inline void
-flow_wildcards_fold_minimask_range(struct flow_wildcards *wc,
-                                   const struct minimask *mask,
-                                   uint8_t start, uint8_t end)
-{
-    uint32_t *dst_u32 = (uint32_t *)&wc->masks;
-    unsigned int offset;
-    uint64_t map = miniflow_get_map_in_range(&mask->masks, start, end,
-                                             &offset);
-    const uint32_t *p = miniflow_get_u32_values(&mask->masks) + offset;
-
-    for (; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
-        dst_u32[raw_ctz(map)] |= *p++;
-    }
-}
-
-/* Returns a hash value for 'flow', given 'basis'. */
-static inline uint32_t
-miniflow_hash(const struct miniflow *flow, uint32_t basis)
+cls_rule_init__(struct cls_rule *rule, unsigned int priority)
 {
-    const uint32_t *values = miniflow_get_u32_values(flow);
-    const uint32_t *p = values;
-    uint32_t hash = basis;
-    uint64_t hash_map = 0;
-    uint64_t map;
-
-    for (map = flow->map; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
-        if (*p) {
-            hash = hash_add(hash, *p);
-            hash_map |= rightmost_1bit(map);
-        }
-        p++;
-    }
-    hash = hash_add(hash, hash_map);
-    hash = hash_add(hash, hash_map >> 32);
-
-    return hash_finish(hash, p - values);
-}
-
-/* Returns a hash value for 'mask', given 'basis'. */
-static inline uint32_t
-minimask_hash(const struct minimask *mask, uint32_t basis)
-{
-    return miniflow_hash(&mask->masks, basis);
-}
-
-/* Returns a hash value for 'match', given 'basis'. */
-static inline uint32_t
-minimatch_hash(const struct minimatch *match, uint32_t basis)
-{
-    return miniflow_hash(&match->flow, minimask_hash(&match->mask, basis));
-}
-
-/* Returns a hash value for the bits of range [start, end) in 'minimatch',
- * given 'basis'.
- *
- * The hash values returned by this function are the same as those returned by
- * flow_hash_in_minimask_range(), only the form of the arguments differ. */
-static inline uint32_t
-minimatch_hash_range(const struct minimatch *match, uint8_t start, uint8_t end,
-                     uint32_t *basis)
-{
-    unsigned int offset;
-    const uint32_t *p, *q;
-    uint32_t hash = *basis;
-    int n, i;
-
-    n = count_1bits(miniflow_get_map_in_range(&match->mask.masks, start, end,
-                                              &offset));
-    q = miniflow_get_u32_values(&match->mask.masks) + offset;
-    p = miniflow_get_u32_values(&match->flow) + offset;
-
-    for (i = 0; i < n; i++) {
-        hash = hash_add(hash, p[i] & q[i]);
-    }
-    *basis = hash; /* Allow continuation from the unfinished value. */
-    return hash_finish(hash, (offset + n) * 4);
+    rculist_init(&rule->node);
+    *CONST_CAST(int *, &rule->priority) = priority;
+    rule->cls_match = NULL;
 }
 
-\f
-/* cls_rule. */
-
 /* Initializes 'rule' to match packets specified by 'match' at the given
  * 'priority'.  'match' must satisfy the invariant described in the comment at
  * the definition of struct match.
  *
  * The caller must eventually destroy 'rule' with cls_rule_destroy().
  *
- * (OpenFlow uses priorities between 0 and UINT16_MAX, inclusive, but
- * internally Open vSwitch supports a wider range.) */
+ * Clients should not use priority INT_MIN.  (OpenFlow uses priorities between
+ * 0 and UINT16_MAX, inclusive.) */
 void
-cls_rule_init(struct cls_rule *rule,
-              const struct match *match, unsigned int priority)
+cls_rule_init(struct cls_rule *rule, const struct match *match, int priority)
 {
-    minimatch_init(&rule->match, match);
-    rule->priority = priority;
-    rule->cls_match = NULL;
+    cls_rule_init__(rule, priority);
+    minimatch_init(CONST_CAST(struct minimatch *, &rule->match), match);
 }
 
 /* Same as cls_rule_init() for initialization from a "struct minimatch". */
 void
 cls_rule_init_from_minimatch(struct cls_rule *rule,
-                             const struct minimatch *match,
-                             unsigned int priority)
+                             const struct minimatch *match, int priority)
 {
-    minimatch_clone(&rule->match, match);
-    rule->priority = priority;
-    rule->cls_match = NULL;
+    cls_rule_init__(rule, priority);
+    minimatch_clone(CONST_CAST(struct minimatch *, &rule->match), match);
 }
 
 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'.
@@ -386,20 +205,21 @@ cls_rule_init_from_minimatch(struct cls_rule *rule,
 void
 cls_rule_clone(struct cls_rule *dst, const struct cls_rule *src)
 {
-    minimatch_clone(&dst->match, &src->match);
-    dst->priority = src->priority;
-    dst->cls_match = NULL;
+    cls_rule_init__(dst, src->priority);
+    minimatch_clone(CONST_CAST(struct minimatch *, &dst->match), &src->match);
 }
 
 /* Initializes 'dst' with the data in 'src', destroying 'src'.
+ *
+ * 'src' must be a cls_rule NOT in a classifier.
  *
  * The caller must eventually destroy 'dst' with cls_rule_destroy(). */
 void
 cls_rule_move(struct cls_rule *dst, struct cls_rule *src)
 {
-    minimatch_move(&dst->match, &src->match);
-    dst->priority = src->priority;
-    dst->cls_match = NULL;
+    cls_rule_init__(dst, src->priority);
+    minimatch_move(CONST_CAST(struct minimatch *, &dst->match),
+                   CONST_CAST(struct minimatch *, &src->match));
 }
 
 /* Frees memory referenced by 'rule'.  Doesn't free 'rule' itself (it's
@@ -408,11 +228,38 @@ cls_rule_move(struct cls_rule *dst, struct cls_rule *src)
  * ('rule' must not currently be in a classifier.) */
 void
 cls_rule_destroy(struct cls_rule *rule)
+    OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
 {
-    ovs_assert(!rule->cls_match);
-    minimatch_destroy(&rule->match);
+    ovs_assert(!rule->cls_match);   /* Must not be in a classifier. */
+
+    /* Check that the rule has been properly removed from the classifier. */
+    ovs_assert(rule->node.prev == RCULIST_POISON
+               || rculist_is_empty(&rule->node));
+    rculist_poison__(&rule->node);   /* Poisons also the next pointer. */
+
+    minimatch_destroy(CONST_CAST(struct minimatch *, &rule->match));
 }
 
+void
+cls_rule_set_conjunctions(struct cls_rule *cr,
+                          const struct cls_conjunction *conj, size_t n)
+{
+    struct cls_match *match = cr->cls_match;
+    struct cls_conjunction_set *old
+        = ovsrcu_get_protected(struct cls_conjunction_set *, &match->conj_set);
+    struct cls_conjunction *old_conj = old ? old->conj : NULL;
+    unsigned int old_n = old ? old->n : 0;
+
+    if (old_n != n || (n && memcmp(old_conj, conj, n * sizeof *conj))) {
+        if (old) {
+            ovsrcu_postpone(free, old);
+        }
+        ovsrcu_set(&match->conj_set,
+                   cls_conjunction_set_alloc(match, conj, n));
+    }
+}
+
+
 /* Returns true if 'a' and 'b' match the same packets at the same priority,
  * false if they differ in some way. */
 bool
@@ -421,13 +268,6 @@ cls_rule_equal(const struct cls_rule *a, const struct cls_rule *b)
     return a->priority == b->priority && minimatch_equal(&a->match, &b->match);
 }
 
-/* Returns a hash value for 'rule', folding in 'basis'. */
-uint32_t
-cls_rule_hash(const struct cls_rule *rule, uint32_t basis)
-{
-    return minimatch_hash(&rule->match, hash_int(rule->priority, basis));
-}
-
 /* Appends a string describing 'rule' to 's'. */
 void
 cls_rule_format(const struct cls_rule *rule, struct ds *s)
@@ -439,25 +279,52 @@ cls_rule_format(const struct cls_rule *rule, struct ds *s)
 bool
 cls_rule_is_catchall(const struct cls_rule *rule)
 {
-    return minimask_is_catchall(&rule->match.mask);
+    return minimask_is_catchall(rule->match.mask);
+}
+
+/* Makes 'rule' invisible in 'remove_version'.  Once that version is used in
+ * lookups, the caller should remove 'rule' via ovsrcu_postpone().
+ *
+ * 'rule' must be in a classifier. */
+void
+cls_rule_make_invisible_in_version(const struct cls_rule *rule,
+                                   cls_version_t remove_version)
+{
+    ovs_assert(remove_version >= rule->cls_match->add_version);
+
+    cls_match_set_remove_version(rule->cls_match, remove_version);
+}
+
+/* This undoes the change made by cls_rule_make_invisible_in_version().
+ *
+ * 'rule' must be in a classifier. */
+void
+cls_rule_restore_visibility(const struct cls_rule *rule)
+{
+    cls_match_set_remove_version(rule->cls_match, CLS_NOT_REMOVED_VERSION);
+}
+
+/* Return true if 'rule' is visible in 'version'.
+ *
+ * 'rule' must be in a classifier. */
+bool
+cls_rule_visible_in_version(const struct cls_rule *rule, cls_version_t version)
+{
+    return cls_match_visible_in_version(rule->cls_match, version);
 }
 \f
 /* Initializes 'cls' as a classifier that initially contains no classification
  * rules. */
 void
 classifier_init(struct classifier *cls, const uint8_t *flow_segments)
-    OVS_EXCLUDED(cls->mutex)
 {
-    ovs_mutex_init(&cls->mutex);
-    ovs_mutex_lock(&cls->mutex);
     cls->n_rules = 0;
     cmap_init(&cls->subtables_map);
     pvector_init(&cls->subtables);
-    cmap_init(&cls->partitions);
     cls->n_flow_segments = 0;
     if (flow_segments) {
         while (cls->n_flow_segments < CLS_MAX_INDICES
-               && *flow_segments < FLOW_U32S) {
+               && *flow_segments < FLOW_U64S) {
             cls->flow_segments[cls->n_flow_segments++] = *flow_segments++;
         }
     }
@@ -465,7 +332,7 @@ classifier_init(struct classifier *cls, const uint8_t *flow_segments)
     for (int i = 0; i < CLS_MAX_TRIES; i++) {
         trie_init(cls, i, NULL);
     }
-    ovs_mutex_unlock(&cls->mutex);
+    cls->publish = true;
 }
 
 /* Destroys 'cls'.  Rules within 'cls', if any, are not freed; this is the
@@ -473,31 +340,21 @@ classifier_init(struct classifier *cls, const uint8_t *flow_segments)
  * May only be called after all the readers have been terminated. */
 void
 classifier_destroy(struct classifier *cls)
-    OVS_EXCLUDED(cls->mutex)
 {
     if (cls) {
-        struct cls_partition *partition;
         struct cls_subtable *subtable;
         int i;
 
-        ovs_mutex_lock(&cls->mutex);
         for (i = 0; i < cls->n_tries; i++) {
             trie_destroy(&cls->tries[i].root);
         }
 
-        CMAP_FOR_EACH_SAFE (subtable, cmap_node, &cls->subtables_map) {
+        CMAP_FOR_EACH (subtable, cmap_node, &cls->subtables_map) {
             destroy_subtable(cls, subtable);
         }
         cmap_destroy(&cls->subtables_map);
 
-        CMAP_FOR_EACH_SAFE (partition, cmap_node, &cls->partitions) {
-            ovsrcu_postpone(free, partition);
-        }
-        cmap_destroy(&cls->partitions);
-
         pvector_destroy(&cls->subtables);
-        ovs_mutex_unlock(&cls->mutex);
-        ovs_mutex_destroy(&cls->mutex);
     }
 }
 
@@ -506,14 +363,12 @@ bool
 classifier_set_prefix_fields(struct classifier *cls,
                              const enum mf_field_id *trie_fields,
                              unsigned int n_fields)
-    OVS_EXCLUDED(cls->mutex)
 {
     const struct mf_field * new_fields[CLS_MAX_TRIES];
     struct mf_bitmap fields = MF_BITMAP_INITIALIZER;
     int i, n_tries = 0;
     bool changed = false;
 
-    ovs_mutex_lock(&cls->mutex);
     for (i = 0; i < n_fields && n_tries < CLS_MAX_TRIES; i++) {
         const struct mf_field *field = mf_from_id(trie_fields[i]);
         if (field->flow_be32ofs < 0 || field->n_bits % 32) {
@@ -576,17 +431,14 @@ classifier_set_prefix_fields(struct classifier *cls,
         }
 
         cls->n_tries = n_tries;
-        ovs_mutex_unlock(&cls->mutex);
         return true;
     }
 
-    ovs_mutex_unlock(&cls->mutex);
     return false; /* No change. */
 }
 
 static void
 trie_init(struct classifier *cls, int trie_idx, const struct mf_field *field)
-    OVS_REQUIRES(cls->mutex)
 {
     struct cls_trie *trie = &cls->tries[trie_idx];
     struct cls_subtable *subtable;
@@ -607,11 +459,7 @@ trie_init(struct classifier *cls, int trie_idx, const struct mf_field *field)
             struct cls_match *head;
 
             CMAP_FOR_EACH (head, cmap_node, &subtable->rules) {
-                struct cls_match *match;
-
-                FOR_EACH_RULE_IN_LIST (match, head) {
-                    trie_insert(trie, match->cls_rule, plen);
-                }
+                trie_insert(trie, head->cls_rule, plen);
             }
         }
         /* Initialize subtable's prefix length on this field.  This will
@@ -632,106 +480,97 @@ classifier_is_empty(const struct classifier *cls)
 /* Returns the number of rules in 'cls'. */
 int
 classifier_count(const struct classifier *cls)
-    OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
 {
     /* n_rules is an int, so in the presence of concurrent writers this will
      * return either the old or a new value. */
     return cls->n_rules;
 }
 
-static uint32_t
-hash_metadata(ovs_be64 metadata_)
+static inline ovs_be32 minimatch_get_ports(const struct minimatch *match)
 {
-    uint64_t metadata = (OVS_FORCE uint64_t) metadata_;
-    return hash_uint64(metadata);
+    /* Could optimize to use the same map if needed for fast path. */
+    return MINIFLOW_GET_BE32(match->flow, tp_src)
+        & MINIFLOW_GET_BE32(&match->mask->masks, tp_src);
 }
 
-static struct cls_partition *
-find_partition(const struct classifier *cls, ovs_be64 metadata, uint32_t hash)
+static void
+subtable_replace_head_rule(struct classifier *cls OVS_UNUSED,
+                           struct cls_subtable *subtable,
+                           struct cls_match *head, struct cls_match *new,
+                           uint32_t hash, uint32_t ihash[CLS_MAX_INDICES])
 {
-    struct cls_partition *partition;
+    /* Rule's data is already in the tries. */
 
-    CMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (partition, cmap_node, hash, &cls->partitions) {
-        if (partition->metadata == metadata) {
-            return partition;
-        }
-    }
-
-    return NULL;
-}
-
-static struct cls_partition *
-create_partition(struct classifier *cls, struct cls_subtable *subtable,
-                 ovs_be64 metadata)
-    OVS_REQUIRES(cls->mutex)
-{
-    uint32_t hash = hash_metadata(metadata);
-    struct cls_partition *partition = find_partition(cls, metadata, hash);
-    if (!partition) {
-        partition = xmalloc(sizeof *partition);
-        partition->metadata = metadata;
-        partition->tags = 0;
-        tag_tracker_init(&partition->tracker);
-        cmap_insert(&cls->partitions, &partition->cmap_node, hash);
+    for (int i = 0; i < subtable->n_indices; i++) {
+        cmap_replace(&subtable->indices[i], &head->index_nodes[i],
+                     &new->index_nodes[i], ihash[i]);
     }
-    tag_tracker_add(&partition->tracker, &partition->tags, subtable->tag);
-    return partition;
+    cmap_replace(&subtable->rules, &head->cmap_node, &new->cmap_node, hash);
 }
 
-static inline ovs_be32 minimatch_get_ports(const struct minimatch *match)
-{
-    /* Could optimize to use the same map if needed for fast path. */
-    return MINIFLOW_GET_BE32(&match->flow, tp_src)
-        & MINIFLOW_GET_BE32(&match->mask.masks, tp_src);
-}
-
-/* Inserts 'rule' into 'cls'.  Until 'rule' is removed from 'cls', the caller
- * must not modify or free it.
+/* Inserts 'rule' into 'cls' in 'version'.  Until 'rule' is removed from 'cls',
+ * the caller must not modify or free it.
  *
  * If 'cls' already contains an identical rule (including wildcards, values of
- * fixed fields, and priority), replaces the old rule by 'rule' and returns the
- * rule that was replaced.  The caller takes ownership of the returned rule and
- * is thus responsible for destroying it with cls_rule_destroy(), freeing the
- * memory block in which it resides, etc., as necessary.
+ * fixed fields, and priority) that is visible in 'version', replaces the old
+ * rule by 'rule' and returns the rule that was replaced.  The caller takes
+ * ownership of the returned rule and is thus responsible for destroying it
+ * with cls_rule_destroy(), after RCU grace period has passed (see
+ * ovsrcu_postpone()).
  *
  * Returns NULL if 'cls' does not contain a rule with an identical key, after
  * inserting the new rule.  In this case, no rules are displaced by the new
  * rule, even rules that cannot have any effect because the new rule matches a
- * superset of their flows and has higher priority. */
-struct cls_rule *
-classifier_replace(struct classifier *cls, struct cls_rule *rule)
-    OVS_EXCLUDED(cls->mutex)
+ * superset of their flows and has higher priority.
+ */
+const struct cls_rule *
+classifier_replace(struct classifier *cls, const struct cls_rule *rule,
+                   cls_version_t version,
+                   const struct cls_conjunction *conjs, size_t n_conjs)
 {
-    struct cls_match *old_rule;
+    struct cls_match *new;
     struct cls_subtable *subtable;
-    struct cls_rule *old_cls_rule = NULL;
+    uint32_t ihash[CLS_MAX_INDICES];
+    struct cls_match *head;
+    unsigned int mask_offset;
+    size_t n_rules = 0;
+    uint32_t basis;
+    uint32_t hash;
+    unsigned int i;
 
-    ovs_mutex_lock(&cls->mutex);
-    subtable = find_subtable(cls, &rule->match.mask);
-    if (!subtable) {
-        subtable = insert_subtable(cls, &rule->match.mask);
-    }
+    /* 'new' is initially invisible to lookups. */
+    new = cls_match_alloc(rule, version, conjs, n_conjs);
 
-    old_rule = insert_rule(cls, subtable, rule);
-    if (!old_rule) {
-        old_cls_rule = NULL;
+    CONST_CAST(struct cls_rule *, rule)->cls_match = new;
 
-        rule->cls_match->partition = NULL;
-        if (minimask_get_metadata_mask(&rule->match.mask) == OVS_BE64_MAX) {
-            ovs_be64 metadata = miniflow_get_metadata(&rule->match.flow);
-            rule->cls_match->partition = create_partition(cls, subtable,
-                                                          metadata);
-        }
+    subtable = find_subtable(cls, rule->match.mask);
+    if (!subtable) {
+        subtable = insert_subtable(cls, rule->match.mask);
+    }
 
-        cls->n_rules++;
+    /* Compute hashes in segments. */
+    basis = 0;
+    mask_offset = 0;
+    for (i = 0; i < subtable->n_indices; i++) {
+        ihash[i] = minimatch_hash_range(&rule->match, subtable->index_maps[i],
+                                        &mask_offset, &basis);
+    }
+    hash = minimatch_hash_range(&rule->match, subtable->index_maps[i],
+                                &mask_offset, &basis);
 
-        for (int i = 0; i < cls->n_tries; i++) {
+    head = find_equal(subtable, rule->match.flow, hash);
+    if (!head) {
+        /* Add rule to tries.
+         *
+         * Concurrent readers might miss seeing the rule until this update,
+         * which might require being fixed up by revalidation later. */
+        for (i = 0; i < cls->n_tries; i++) {
             if (subtable->trie_plen[i]) {
                 trie_insert(&cls->tries[i], rule, subtable->trie_plen[i]);
             }
         }
 
-        /* Ports trie. */
+        /* Add rule to ports trie. */
         if (subtable->ports_mask_len) {
             /* We mask the value to be inserted to always have the wildcarded
              * bits in known (zero) state, so we can include them in comparison
@@ -742,17 +581,116 @@ classifier_replace(struct classifier *cls, struct cls_rule *rule)
             trie_insert_prefix(&subtable->ports_trie, &masked_ports,
                                subtable->ports_mask_len);
         }
-    } else {
-        old_cls_rule = old_rule->cls_rule;
-        rule->cls_match->partition = old_rule->partition;
-        old_cls_rule->cls_match = NULL;
 
-        /* 'old_rule' contains a cmap_node, which may not be freed
-         * immediately. */
-        ovsrcu_postpone(free, old_rule);
+        /* Add new node to segment indices.
+         *
+         * Readers may find the rule in the indices before the rule is visible
+         * in the subtables 'rules' map.  This may result in us losing the
+         * opportunity to quit lookups earlier, resulting in sub-optimal
+         * wildcarding.  This will be fixed later by revalidation (always
+         * scheduled after flow table changes). */
+        for (i = 0; i < subtable->n_indices; i++) {
+            cmap_insert(&subtable->indices[i], &new->index_nodes[i], ihash[i]);
+        }
+        n_rules = cmap_insert(&subtable->rules, &new->cmap_node, hash);
+    } else {   /* Equal rules exist in the classifier already. */
+        struct cls_match *prev, *iter;
+
+        /* Scan the list for the insertion point that will keep the list in
+         * order of decreasing priority.  Insert after rules marked invisible
+         * in any version of the same priority. */
+        FOR_EACH_RULE_IN_LIST_PROTECTED (iter, prev, head) {
+            if (rule->priority > iter->priority
+                || (rule->priority == iter->priority
+                    && !cls_match_is_eventually_invisible(iter))) {
+                break;
+            }
+        }
+
+        /* Replace 'iter' with 'new' or insert 'new' between 'prev' and
+         * 'iter'. */
+        if (iter) {
+            struct cls_rule *old;
+
+            if (rule->priority == iter->priority) {
+                cls_match_replace(prev, iter, new);
+                old = CONST_CAST(struct cls_rule *, iter->cls_rule);
+            } else {
+                cls_match_insert(prev, iter, new);
+                old = NULL;
+            }
+
+            /* Replace the existing head in data structures, if rule is the new
+             * head. */
+            if (iter == head) {
+                subtable_replace_head_rule(cls, subtable, head, new, hash,
+                                           ihash);
+            }
+
+            if (old) {
+                struct cls_conjunction_set *conj_set;
+
+                conj_set = ovsrcu_get_protected(struct cls_conjunction_set *,
+                                                &iter->conj_set);
+                if (conj_set) {
+                    ovsrcu_postpone(free, conj_set);
+                }
+
+                ovsrcu_postpone(cls_match_free_cb, iter);
+                old->cls_match = NULL;
+
+                /* No change in subtable's max priority or max count. */
+
+                /* Make 'new' visible to lookups in the appropriate version. */
+                cls_match_set_remove_version(new, CLS_NOT_REMOVED_VERSION);
+
+                /* Make rule visible to iterators (immediately). */
+                rculist_replace(CONST_CAST(struct rculist *, &rule->node),
+                                &old->node);
+
+                /* Return displaced rule.  Caller is responsible for keeping it
+                 * around until all threads quiesce. */
+                return old;
+            }
+        } else {
+            /* 'new' is new node after 'prev' */
+            cls_match_insert(prev, iter, new);
+        }
+    }
+
+    /* Make 'new' visible to lookups in the appropriate version. */
+    cls_match_set_remove_version(new, CLS_NOT_REMOVED_VERSION);
+
+    /* Make rule visible to iterators (immediately). */
+    rculist_push_back(&subtable->rules_list,
+                      CONST_CAST(struct rculist *, &rule->node));
+
+    /* Rule was added, not replaced.  Update 'subtable's 'max_priority' and
+     * 'max_count', if necessary.
+     *
+     * The rule was already inserted, but concurrent readers may not see the
+     * rule yet as the subtables vector is not updated yet.  This will have to
+     * be fixed by revalidation later. */
+    if (n_rules == 1) {
+        subtable->max_priority = rule->priority;
+        subtable->max_count = 1;
+        pvector_insert(&cls->subtables, subtable, rule->priority);
+    } else if (rule->priority == subtable->max_priority) {
+        ++subtable->max_count;
+    } else if (rule->priority > subtable->max_priority) {
+        subtable->max_priority = rule->priority;
+        subtable->max_count = 1;
+        pvector_change_priority(&cls->subtables, subtable, rule->priority);
     }
-    ovs_mutex_unlock(&cls->mutex);
-    return old_cls_rule;
+
+    /* Nothing was replaced. */
+    cls->n_rules++;
+
+    if (cls->publish) {
+        pvector_publish(&cls->subtables);
+    }
+
+    return NULL;
 }
 
 /* Inserts 'rule' into 'cls'.  Until 'rule' is removed from 'cls', the caller
@@ -762,105 +700,142 @@ classifier_replace(struct classifier *cls, struct cls_rule *rule)
  * fixed fields, and priority).  Use classifier_find_rule_exactly() to find
  * such a rule. */
 void
-classifier_insert(struct classifier *cls, struct cls_rule *rule)
+classifier_insert(struct classifier *cls, const struct cls_rule *rule,
+                  cls_version_t version, const struct cls_conjunction conj[],
+                  size_t n_conj)
 {
-    struct cls_rule *displaced_rule = classifier_replace(cls, rule);
+    const struct cls_rule *displaced_rule
+        = classifier_replace(cls, rule, version, conj, n_conj);
     ovs_assert(!displaced_rule);
 }
 
 /* Removes 'rule' from 'cls'.  It is the caller's responsibility to destroy
  * 'rule' with cls_rule_destroy(), freeing the memory block in which 'rule'
- * resides, etc., as necessary. */
-void
-classifier_remove(struct classifier *cls, struct cls_rule *rule)
-    OVS_EXCLUDED(cls->mutex)
+ * resides, etc., as necessary.
+ *
+ * Does nothing if 'rule' has been already removed, or was never inserted.
+ *
+ * Returns the removed rule, or NULL, if it was already removed.
+ */
+const struct cls_rule *
+classifier_remove(struct classifier *cls, const struct cls_rule *cls_rule)
 {
-    struct cls_partition *partition;
-    struct cls_match *cls_match = rule->cls_match;
-    struct cls_match *head;
+    struct cls_match *rule, *prev, *next, *head;
+    struct cls_conjunction_set *conj_set;
     struct cls_subtable *subtable;
-    int i;
     uint32_t basis = 0, hash, ihash[CLS_MAX_INDICES];
-    uint8_t prev_be32ofs = 0;
+    unsigned int mask_offset;
+    size_t n_rules;
+    unsigned int i;
+
+    rule = cls_rule->cls_match;
+    if (!rule) {
+        return NULL;
+    }
+    /* Mark as removed. */
+    CONST_CAST(struct cls_rule *, cls_rule)->cls_match = NULL;
 
-    ovs_assert(cls_match);
+    /* Remove 'cls_rule' from the subtable's rules list. */
+    rculist_remove(CONST_CAST(struct rculist *, &cls_rule->node));
 
-    ovs_mutex_lock(&cls->mutex);
-    subtable = find_subtable(cls, &rule->match.mask);
+    subtable = find_subtable(cls, cls_rule->match.mask);
     ovs_assert(subtable);
 
+    mask_offset = 0;
+    for (i = 0; i < subtable->n_indices; i++) {
+        ihash[i] = minimatch_hash_range(&cls_rule->match,
+                                        subtable->index_maps[i],
+                                        &mask_offset, &basis);
+    }
+    hash = minimatch_hash_range(&cls_rule->match, subtable->index_maps[i],
+                                &mask_offset, &basis);
+
+    head = find_equal(subtable, cls_rule->match.flow, hash);
+
+    /* Check if the rule is not the head rule. */
+    if (rule != head) {
+        struct cls_match *iter;
+
+        /* Not the head rule, but potentially one with the same priority. */
+        /* Remove from the list of equal rules. */
+        FOR_EACH_RULE_IN_LIST_PROTECTED (iter, prev, head) {
+            if (rule == iter) {
+                break;
+            }
+        }
+        ovs_assert(iter == rule);
+
+        cls_match_remove(prev, rule);
+
+        goto check_priority;
+    }
+
+    /* 'rule' is the head rule.  Check if there is another rule to
+     * replace 'rule' in the data structures. */
+    next = cls_match_next_protected(rule);
+    if (next) {
+        subtable_replace_head_rule(cls, subtable, rule, next, hash, ihash);
+        goto check_priority;
+    }
+
+    /* 'rule' is last of the kind in the classifier, must remove from all the
+     * data structures. */
+
     if (subtable->ports_mask_len) {
-        ovs_be32 masked_ports = minimatch_get_ports(&rule->match);
+        ovs_be32 masked_ports = minimatch_get_ports(&cls_rule->match);
 
         trie_remove_prefix(&subtable->ports_trie,
                            &masked_ports, subtable->ports_mask_len);
     }
     for (i = 0; i < cls->n_tries; i++) {
         if (subtable->trie_plen[i]) {
-            trie_remove(&cls->tries[i], rule, subtable->trie_plen[i]);
+            trie_remove(&cls->tries[i], cls_rule, subtable->trie_plen[i]);
         }
     }
 
     /* Remove rule node from indices. */
     for (i = 0; i < subtable->n_indices; i++) {
-        ihash[i] = minimatch_hash_range(&rule->match, prev_be32ofs,
-                                        subtable->index_ofs[i], &basis);
-        cmap_remove(&subtable->indices[i], &cls_match->index_nodes[i],
-                    ihash[i]);
-        prev_be32ofs = subtable->index_ofs[i];
-    }
-    hash = minimatch_hash_range(&rule->match, prev_be32ofs, FLOW_U32S, &basis);
-
-    head = find_equal(subtable, &rule->match.flow, hash);
-    if (head != cls_match) {
-        list_remove(&cls_match->list);
-    } else if (list_is_empty(&cls_match->list)) {
-        cmap_remove(&subtable->rules, &cls_match->cmap_node, hash);
-    } else {
-        struct cls_match *next = CONTAINER_OF(cls_match->list.next,
-                                              struct cls_match, list);
-
-        list_remove(&cls_match->list);
-        cmap_replace(&subtable->rules, &cls_match->cmap_node,
-                     &next->cmap_node, hash);
-    }
-
-    partition = cls_match->partition;
-    if (partition) {
-        tag_tracker_subtract(&partition->tracker, &partition->tags,
-                             subtable->tag);
-        if (!partition->tags) {
-            cmap_remove(&cls->partitions, &partition->cmap_node,
-                        hash_metadata(partition->metadata));
-            ovsrcu_postpone(free, partition);
-        }
+        cmap_remove(&subtable->indices[i], &rule->index_nodes[i], ihash[i]);
     }
+    n_rules = cmap_remove(&subtable->rules, &rule->cmap_node, hash);
 
-    if (--subtable->n_rules == 0) {
+    if (n_rules == 0) {
         destroy_subtable(cls, subtable);
-    } else if (subtable->max_priority == cls_match->priority
-               && --subtable->max_count == 0) {
-        /* Find the new 'max_priority' and 'max_count'. */
-        struct cls_match *head;
-        unsigned int max_priority = 0;
-
-        CMAP_FOR_EACH (head, cmap_node, &subtable->rules) {
-            if (head->priority > max_priority) {
-                max_priority = head->priority;
-                subtable->max_count = 1;
-            } else if (head->priority == max_priority) {
-                ++subtable->max_count;
+    } else {
+check_priority:
+        if (subtable->max_priority == rule->priority
+            && --subtable->max_count == 0) {
+            /* Find the new 'max_priority' and 'max_count'. */
+            int max_priority = INT_MIN;
+            struct cls_match *head;
+
+            CMAP_FOR_EACH (head, cmap_node, &subtable->rules) {
+                if (head->priority > max_priority) {
+                    max_priority = head->priority;
+                    subtable->max_count = 1;
+                } else if (head->priority == max_priority) {
+                    ++subtable->max_count;
+                }
             }
+            subtable->max_priority = max_priority;
+            pvector_change_priority(&cls->subtables, subtable, max_priority);
         }
-        subtable->max_priority = max_priority;
-        pvector_change_priority(&cls->subtables, subtable, max_priority);
     }
 
+    if (cls->publish) {
+        pvector_publish(&cls->subtables);
+    }
+
+    /* free the rule. */
+    conj_set = ovsrcu_get_protected(struct cls_conjunction_set *,
+                                    &rule->conj_set);
+    if (conj_set) {
+        ovsrcu_postpone(free, conj_set);
+    }
+    ovsrcu_postpone(cls_match_free_cb, rule);
     cls->n_rules--;
 
-    rule->cls_match = NULL;
-    ovsrcu_postpone(free, cls_match);
-    ovs_mutex_unlock(&cls->mutex);
+    return cls_rule;
 }
 
 /* Prefix tree context.  Valid when 'lookup_done' is true.  Can skip all
@@ -874,8 +849,8 @@ struct trie_ctx {
     bool lookup_done;        /* Status of the lookup. */
     uint8_t be32ofs;         /* U32 offset of the field in question. */
     unsigned int maskbits;   /* Prefix length needed to avoid false matches. */
-    union mf_value match_plens; /* Bitmask of prefix lengths with possible
-                                 * matches. */
+    union trie_prefix match_plens;  /* Bitmask of prefix lengths with possible
+                                     * matches. */
 };
 
 static void
@@ -886,251 +861,411 @@ trie_ctx_init(struct trie_ctx *ctx, const struct cls_trie *trie)
     ctx->lookup_done = false;
 }
 
-/* Finds and returns the highest-priority rule in 'cls' that matches 'flow'.
- * Returns a null pointer if no rules in 'cls' match 'flow'.  If multiple rules
- * of equal priority match 'flow', returns one arbitrarily.
- *
- * If a rule is found and 'wc' is non-null, bitwise-OR's 'wc' with the
- * set of bits that were significant in the lookup.  At some point
- * earlier, 'wc' should have been initialized (e.g., by
- * flow_wildcards_init_catchall()). */
-struct cls_rule *
-classifier_lookup(const struct classifier *cls, const struct flow *flow,
-                  struct flow_wildcards *wc)
-{
-    const struct cls_partition *partition;
-    tag_type tags;
-    int64_t best_priority = -1;
-    const struct cls_match *best;
-    struct trie_ctx trie_ctx[CLS_MAX_TRIES];
-    struct cls_subtable *subtable;
+struct conjunctive_match {
+    struct hmap_node hmap_node;
+    uint32_t id;
+    uint64_t clauses;
+};
 
-    /* Synchronize for cls->n_tries and subtable->trie_plen.  They can change
-     * when table configuration changes, which happens typically only on
-     * startup. */
-    atomic_thread_fence(memory_order_acquire);
+static struct conjunctive_match *
+find_conjunctive_match__(struct hmap *matches, uint64_t id, uint32_t hash)
+{
+    struct conjunctive_match *m;
 
-    /* Determine 'tags' such that, if 'subtable->tag' doesn't intersect them,
-     * then 'flow' cannot possibly match in 'subtable':
-     *
-     *     - If flow->metadata maps to a given 'partition', then we can use
-     *       'tags' for 'partition->tags'.
-     *
-     *     - If flow->metadata has no partition, then no rule in 'cls' has an
-     *       exact-match for flow->metadata.  That means that we don't need to
-     *       search any subtable that includes flow->metadata in its mask.
-     *
-     * In either case, we always need to search any cls_subtables that do not
-     * include flow->metadata in its mask.  One way to do that would be to
-     * check the "cls_subtable"s explicitly for that, but that would require an
-     * extra branch per subtable.  Instead, we mark such a cls_subtable's
-     * 'tags' as TAG_ALL and make sure that 'tags' is never empty.  This means
-     * that 'tags' always intersects such a cls_subtable's 'tags', so we don't
-     * need a special case.
-     */
-    partition = (cmap_is_empty(&cls->partitions)
-                 ? NULL
-                 : find_partition(cls, flow->metadata,
-                                  hash_metadata(flow->metadata)));
-    tags = partition ? partition->tags : TAG_ARBITRARY;
-
-    /* Initialize trie contexts for match_find_wc(). */
-    for (int i = 0; i < cls->n_tries; i++) {
-        trie_ctx_init(&trie_ctx[i], &cls->tries[i]);
+    HMAP_FOR_EACH_IN_BUCKET (m, hmap_node, hash, matches) {
+        if (m->id == id) {
+            return m;
+        }
+    }
+    return NULL;
+}
+
+static bool
+find_conjunctive_match(const struct cls_conjunction_set *set,
+                       unsigned int max_n_clauses, struct hmap *matches,
+                       struct conjunctive_match *cm_stubs, size_t n_cm_stubs,
+                       uint32_t *idp)
+{
+    const struct cls_conjunction *c;
+
+    if (max_n_clauses < set->min_n_clauses) {
+        return false;
     }
 
-    best = NULL;
-    PVECTOR_FOR_EACH_PRIORITY(subtable, best_priority, 2,
-                              sizeof(struct cls_subtable), &cls->subtables) {
-        struct cls_match *rule;
+    for (c = set->conj; c < &set->conj[set->n]; c++) {
+        struct conjunctive_match *cm;
+        uint32_t hash;
 
-        if (!tag_intersects(tags, subtable->tag)) {
+        if (c->n_clauses > max_n_clauses) {
             continue;
         }
 
-        rule = find_match_wc(subtable, flow, trie_ctx, cls->n_tries, wc);
-        if (rule && (int64_t)rule->priority > best_priority) {
-            best_priority = (int64_t)rule->priority;
-            best = rule;
+        hash = hash_int(c->id, 0);
+        cm = find_conjunctive_match__(matches, c->id, hash);
+        if (!cm) {
+            size_t n = hmap_count(matches);
+
+            cm = n < n_cm_stubs ? &cm_stubs[n] : xmalloc(sizeof *cm);
+            hmap_insert(matches, &cm->hmap_node, hash);
+            cm->id = c->id;
+            cm->clauses = UINT64_MAX << (c->n_clauses & 63);
+        }
+        cm->clauses |= UINT64_C(1) << c->clause;
+        if (cm->clauses == UINT64_MAX) {
+            *idp = cm->id;
+            return true;
         }
     }
-
-    return best ? best->cls_rule : NULL;
+    return false;
 }
 
-/* Returns true if 'target' satisifies 'match', that is, if each bit for which
- * 'match' specifies a particular value has the correct value in 'target'.
- *
- * 'flow' and 'mask' have the same mask! */
-static bool
-miniflow_and_mask_matches_miniflow(const struct miniflow *flow,
-                                   const struct minimask *mask,
-                                   const struct miniflow *target)
+static void
+free_conjunctive_matches(struct hmap *matches,
+                         struct conjunctive_match *cm_stubs, size_t n_cm_stubs)
 {
-    const uint32_t *flowp = miniflow_get_u32_values(flow);
-    const uint32_t *maskp = miniflow_get_u32_values(&mask->masks);
-    uint32_t target_u32;
+    if (hmap_count(matches) > n_cm_stubs) {
+        struct conjunctive_match *cm, *next;
 
-    MINIFLOW_FOR_EACH_IN_MAP(target_u32, target, mask->masks.map) {
-        if ((*flowp++ ^ target_u32) & *maskp++) {
-            return false;
+        HMAP_FOR_EACH_SAFE (cm, next, hmap_node, matches) {
+            if (!(cm >= cm_stubs && cm < &cm_stubs[n_cm_stubs])) {
+                free(cm);
+            }
         }
     }
-
-    return true;
+    hmap_destroy(matches);
 }
 
-static inline struct cls_match *
-find_match_miniflow(const struct cls_subtable *subtable,
-                    const struct miniflow *flow,
-                    uint32_t hash)
+/* Like classifier_lookup(), except that support for conjunctive matches can be
+ * configured with 'allow_conjunctive_matches'.  That feature is not exposed
+ * externally because turning off conjunctive matches is only useful to avoid
+ * recursion within this function itself.
+ *
+ * 'flow' is non-const to allow for temporary modifications during the lookup.
+ * Any changes are restored before returning. */
+static const struct cls_rule *
+classifier_lookup__(const struct classifier *cls, cls_version_t version,
+                    struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc,
+                    bool allow_conjunctive_matches)
 {
-    struct cls_match *rule;
+    struct trie_ctx trie_ctx[CLS_MAX_TRIES];
+    const struct cls_match *match;
+    /* Highest-priority flow in 'cls' that certainly matches 'flow'. */
+    const struct cls_match *hard = NULL;
+    int hard_pri = INT_MIN;     /* hard ? hard->priority : INT_MIN. */
+
+    /* Highest-priority conjunctive flows in 'cls' matching 'flow'.  Since
+     * these are (components of) conjunctive flows, we can only know whether
+     * the full conjunctive flow matches after seeing multiple of them.  Thus,
+     * we refer to these as "soft matches". */
+    struct cls_conjunction_set *soft_stub[64];
+    struct cls_conjunction_set **soft = soft_stub;
+    size_t n_soft = 0, allocated_soft = ARRAY_SIZE(soft_stub);
+    int soft_pri = INT_MIN;    /* n_soft ? MAX(soft[*]->priority) : INT_MIN. */
 
-    CMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (rule, cmap_node, hash, &subtable->rules) {
-        if (miniflow_and_mask_matches_miniflow(&rule->flow, &subtable->mask,
-                                               flow)) {
-            return rule;
-        }
-    }
+    /* Synchronize for cls->n_tries and subtable->trie_plen.  They can change
+     * when table configuration changes, which happens typically only on
+     * startup. */
+    atomic_thread_fence(memory_order_acquire);
 
-    return NULL;
-}
+    /* Initialize trie contexts for find_match_wc(). */
+    for (int i = 0; i < cls->n_tries; i++) {
+        trie_ctx_init(&trie_ctx[i], &cls->tries[i]);
+    }
 
-/* For each miniflow in 'flows' performs a classifier lookup writing the result
- * into the corresponding slot in 'rules'.  If a particular entry in 'flows' is
- * NULL it is skipped.
- *
- * This function is optimized for use in the userspace datapath and therefore
- * does not implement a lot of features available in the standard
- * classifier_lookup() function.  Specifically, it does not implement
- * priorities, instead returning any rule which matches the flow. */
-void
-classifier_lookup_miniflow_batch(const struct classifier *cls,
-                                 const struct miniflow **flows,
-                                 struct cls_rule **rules, size_t len)
-{
+    /* Main loop. */
     struct cls_subtable *subtable;
-    size_t i, begin = 0;
-
-    memset(rules, 0, len * sizeof *rules);
-    PVECTOR_FOR_EACH (subtable, &cls->subtables) {
-        for (i = begin; i < len; i++) {
-            struct cls_match *match;
-            uint32_t hash;
+    PVECTOR_FOR_EACH_PRIORITY (subtable, hard_pri, 2, sizeof *subtable,
+                               &cls->subtables) {
+        struct cls_conjunction_set *conj_set;
+
+        /* Skip subtables with no match, or where the match is lower-priority
+         * than some certain match we've already found. */
+        match = find_match_wc(subtable, version, flow, trie_ctx, cls->n_tries,
+                              wc);
+        if (!match || match->priority <= hard_pri) {
+            continue;
+        }
 
-            if (OVS_UNLIKELY(rules[i] || !flows[i])) {
-                continue;
+        conj_set = ovsrcu_get(struct cls_conjunction_set *, &match->conj_set);
+        if (!conj_set) {
+            /* 'match' isn't part of a conjunctive match.  It's the best
+             * certain match we've got so far, since we know that it's
+             * higher-priority than hard_pri.
+             *
+             * (There might be a higher-priority conjunctive match.  We can't
+             * tell yet.) */
+            hard = match;
+            hard_pri = hard->priority;
+        } else if (allow_conjunctive_matches) {
+            /* 'match' is part of a conjunctive match.  Add it to the list. */
+            if (OVS_UNLIKELY(n_soft >= allocated_soft)) {
+                struct cls_conjunction_set **old_soft = soft;
+
+                allocated_soft *= 2;
+                soft = xmalloc(allocated_soft * sizeof *soft);
+                memcpy(soft, old_soft, n_soft * sizeof *soft);
+                if (old_soft != soft_stub) {
+                    free(old_soft);
+                }
             }
+            soft[n_soft++] = conj_set;
 
-            hash = miniflow_hash_in_minimask(flows[i], &subtable->mask, 0);
-            match = find_match_miniflow(subtable, flows[i], hash);
-            if (OVS_UNLIKELY(match)) {
-                rules[i] = match->cls_rule;
+            /* Keep track of the highest-priority soft match. */
+            if (soft_pri < match->priority) {
+                soft_pri = match->priority;
             }
         }
+    }
+
+    /* In the common case, at this point we have no soft matches and we can
+     * return immediately.  (We do the same thing if we have potential soft
+     * matches but none of them are higher-priority than our hard match.) */
+    if (hard_pri >= soft_pri) {
+        if (soft != soft_stub) {
+            free(soft);
+        }
+        return hard ? hard->cls_rule : NULL;
+    }
+
+    /* At this point, we have some soft matches.  We might also have a hard
+     * match; if so, its priority is lower than the highest-priority soft
+     * match. */
 
-        while (begin < len && (rules[begin] || !flows[begin])) {
-            begin++;
+    /* Soft match loop.
+     *
+     * Check whether soft matches are real matches. */
+    for (;;) {
+        /* Delete soft matches that are null.  This only happens in second and
+         * subsequent iterations of the soft match loop, when we drop back from
+         * a high-priority soft match to a lower-priority one.
+         *
+         * Also, delete soft matches whose priority is less than or equal to
+         * the hard match's priority.  In the first iteration of the soft
+         * match, these can be in 'soft' because the earlier main loop found
+         * the soft match before the hard match.  In second and later iteration
+         * of the soft match loop, these can be in 'soft' because we dropped
+         * back from a high-priority soft match to a lower-priority soft match.
+         *
+         * It is tempting to delete soft matches that cannot be satisfied
+         * because there are fewer soft matches than required to satisfy any of
+         * their conjunctions, but we cannot do that because there might be
+         * lower priority soft or hard matches with otherwise identical
+         * matches.  (We could special case those here, but there's no
+         * need--we'll do so at the bottom of the soft match loop anyway and
+         * this duplicates less code.)
+         *
+         * It's also tempting to break out of the soft match loop if 'n_soft ==
+         * 1' but that would also miss lower-priority hard matches.  We could
+         * special case that also but again there's no need. */
+        for (int i = 0; i < n_soft; ) {
+            if (!soft[i] || soft[i]->priority <= hard_pri) {
+                soft[i] = soft[--n_soft];
+            } else {
+                i++;
+            }
         }
-        if (begin >= len) {
+        if (!n_soft) {
             break;
         }
+
+        /* Find the highest priority among the soft matches.  (We know this
+         * must be higher than the hard match's priority; otherwise we would
+         * have deleted all of the soft matches in the previous loop.)  Count
+         * the number of soft matches that have that priority. */
+        soft_pri = INT_MIN;
+        int n_soft_pri = 0;
+        for (int i = 0; i < n_soft; i++) {
+            if (soft[i]->priority > soft_pri) {
+                soft_pri = soft[i]->priority;
+                n_soft_pri = 1;
+            } else if (soft[i]->priority == soft_pri) {
+                n_soft_pri++;
+            }
+        }
+        ovs_assert(soft_pri > hard_pri);
+
+        /* Look for a real match among the highest-priority soft matches.
+         *
+         * It's unusual to have many conjunctive matches, so we use stubs to
+         * avoid calling malloc() in the common case.  An hmap has a built-in
+         * stub for up to 2 hmap_nodes; possibly, we would benefit a variant
+         * with a bigger stub. */
+        struct conjunctive_match cm_stubs[16];
+        struct hmap matches;
+
+        hmap_init(&matches);
+        for (int i = 0; i < n_soft; i++) {
+            uint32_t id;
+
+            if (soft[i]->priority == soft_pri
+                && find_conjunctive_match(soft[i], n_soft_pri, &matches,
+                                          cm_stubs, ARRAY_SIZE(cm_stubs),
+                                          &id)) {
+                uint32_t saved_conj_id = flow->conj_id;
+                const struct cls_rule *rule;
+
+                flow->conj_id = id;
+                rule = classifier_lookup__(cls, version, flow, wc, false);
+                flow->conj_id = saved_conj_id;
+
+                if (rule) {
+                    free_conjunctive_matches(&matches,
+                                             cm_stubs, ARRAY_SIZE(cm_stubs));
+                    if (soft != soft_stub) {
+                        free(soft);
+                    }
+                    return rule;
+                }
+            }
+        }
+        free_conjunctive_matches(&matches, cm_stubs, ARRAY_SIZE(cm_stubs));
+
+        /* There's no real match among the highest-priority soft matches.
+         * However, if any of those soft matches has a lower-priority but
+         * otherwise identical flow match, then we need to consider those for
+         * soft or hard matches.
+         *
+         * The next iteration of the soft match loop will delete any null
+         * pointers we put into 'soft' (and some others too). */
+        for (int i = 0; i < n_soft; i++) {
+            if (soft[i]->priority != soft_pri) {
+                continue;
+            }
+
+            /* Find next-lower-priority flow with identical flow match. */
+            match = next_visible_rule_in_list(soft[i]->match, version);
+            if (match) {
+                soft[i] = ovsrcu_get(struct cls_conjunction_set *,
+                                     &match->conj_set);
+                if (!soft[i]) {
+                    /* The flow is a hard match; don't treat as a soft
+                     * match. */
+                    if (match->priority > hard_pri) {
+                        hard = match;
+                        hard_pri = hard->priority;
+                    }
+                }
+            } else {
+                /* No such lower-priority flow (probably the common case). */
+                soft[i] = NULL;
+            }
+        }
     }
+
+    if (soft != soft_stub) {
+        free(soft);
+    }
+    return hard ? hard->cls_rule : NULL;
+}
+
+/* Finds and returns the highest-priority rule in 'cls' that matches 'flow' and
+ * that is visible in 'version'.  Returns a null pointer if no rules in 'cls'
+ * match 'flow'.  If multiple rules of equal priority match 'flow', returns one
+ * arbitrarily.
+ *
+ * If a rule is found and 'wc' is non-null, bitwise-OR's 'wc' with the
+ * set of bits that were significant in the lookup.  At some point
+ * earlier, 'wc' should have been initialized (e.g., by
+ * flow_wildcards_init_catchall()).
+ *
+ * 'flow' is non-const to allow for temporary modifications during the lookup.
+ * Any changes are restored before returning. */
+const struct cls_rule *
+classifier_lookup(const struct classifier *cls, cls_version_t version,
+                  struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc)
+{
+    return classifier_lookup__(cls, version, flow, wc, true);
 }
 
 /* Finds and returns a rule in 'cls' with exactly the same priority and
- * matching criteria as 'target'.  Returns a null pointer if 'cls' doesn't
+ * matching criteria as 'target', and that is visible in 'version'.
+ * Only one such rule may ever exist.  Returns a null pointer if 'cls' doesn't
  * contain an exact match. */
-struct cls_rule *
+const struct cls_rule *
 classifier_find_rule_exactly(const struct classifier *cls,
-                             const struct cls_rule *target)
-    OVS_EXCLUDED(cls->mutex)
+                             const struct cls_rule *target,
+                             cls_version_t version)
 {
-    struct cls_match *head, *rule;
-    struct cls_subtable *subtable;
+    const struct cls_match *head, *rule;
+    const struct cls_subtable *subtable;
 
-    ovs_mutex_lock(&cls->mutex);
-    subtable = find_subtable(cls, &target->match.mask);
+    subtable = find_subtable(cls, target->match.mask);
     if (!subtable) {
-        goto out;
+        return NULL;
     }
 
-    /* Skip if there is no hope. */
-    if (target->priority > subtable->max_priority) {
-        goto out;
+    head = find_equal(subtable, target->match.flow,
+                      miniflow_hash_in_minimask(target->match.flow,
+                                                target->match.mask, 0));
+    if (!head) {
+        return NULL;
     }
-
-    head = find_equal(subtable, &target->match.flow,
-                      miniflow_hash_in_minimask(&target->match.flow,
-                                                &target->match.mask, 0));
-    FOR_EACH_RULE_IN_LIST (rule, head) {
-        if (target->priority >= rule->priority) {
-            ovs_mutex_unlock(&cls->mutex);
-            return target->priority == rule->priority ? rule->cls_rule : NULL;
+    CLS_MATCH_FOR_EACH (rule, head) {
+        if (rule->priority < target->priority) {
+            break; /* Not found. */
+        }
+        if (rule->priority == target->priority
+            && cls_match_visible_in_version(rule, version)) {
+            return rule->cls_rule;
         }
     }
-out:
-    ovs_mutex_unlock(&cls->mutex);
     return NULL;
 }
 
 /* Finds and returns a rule in 'cls' with priority 'priority' and exactly the
- * same matching criteria as 'target'.  Returns a null pointer if 'cls' doesn't
- * contain an exact match. */
-struct cls_rule *
+ * same matching criteria as 'target', and that is visible in 'version'.
+ * Returns a null pointer if 'cls' doesn't contain an exact match visible in
+ * 'version'. */
+const struct cls_rule *
 classifier_find_match_exactly(const struct classifier *cls,
-                              const struct match *target,
-                              unsigned int priority)
+                              const struct match *target, int priority,
+                              cls_version_t version)
 {
-    struct cls_rule *retval;
+    const struct cls_rule *retval;
     struct cls_rule cr;
 
     cls_rule_init(&cr, target, priority);
-    retval = classifier_find_rule_exactly(cls, &cr);
+    retval = classifier_find_rule_exactly(cls, &cr, version);
     cls_rule_destroy(&cr);
 
     return retval;
 }
 
-/* Checks if 'target' would overlap any other rule in 'cls'.  Two rules are
- * considered to overlap if both rules have the same priority and a packet
- * could match both. */
+/* Checks if 'target' would overlap any other rule in 'cls' in 'version'.  Two
+ * rules are considered to overlap if both rules have the same priority and a
+ * packet could match both, and if both rules are visible in the same version.
+ *
+ * A trivial example of overlapping rules is two rules matching disjoint sets
+ * of fields. E.g., if one rule matches only on port number, while another only
+ * on dl_type, any packet from that specific port and with that specific
+ * dl_type could match both, if the rules also have the same priority. */
 bool
 classifier_rule_overlaps(const struct classifier *cls,
-                         const struct cls_rule *target)
-    OVS_EXCLUDED(cls->mutex)
+                         const struct cls_rule *target, cls_version_t version)
 {
     struct cls_subtable *subtable;
-    int64_t stop_at_priority = (int64_t)target->priority - 1;
 
-    ovs_mutex_lock(&cls->mutex);
     /* Iterate subtables in the descending max priority order. */
-    PVECTOR_FOR_EACH_PRIORITY (subtable, stop_at_priority, 2,
+    PVECTOR_FOR_EACH_PRIORITY (subtable, target->priority - 1, 2,
                                sizeof(struct cls_subtable), &cls->subtables) {
-        uint32_t storage[FLOW_U32S];
-        struct minimask mask;
-        struct cls_match *head;
-
-        minimask_combine(&mask, &target->match.mask, &subtable->mask, storage);
-        CMAP_FOR_EACH (head, cmap_node, &subtable->rules) {
-            struct cls_match *rule;
-
-            FOR_EACH_RULE_IN_LIST (rule, head) {
-                if (rule->priority < target->priority) {
-                    break; /* Rules in descending priority order. */
-                }
-                if (rule->priority == target->priority
-                    && miniflow_equal_in_minimask(&target->match.flow,
-                                                  &rule->flow, &mask)) {
-                    ovs_mutex_unlock(&cls->mutex);
-                    return true;
-                }
+        struct {
+            struct minimask mask;
+            uint64_t storage[FLOW_U64S];
+        } m;
+        const struct cls_rule *rule;
+
+        minimask_combine(&m.mask, target->match.mask, &subtable->mask,
+                         m.storage);
+
+        RCULIST_FOR_EACH (rule, node, &subtable->rules_list) {
+            if (rule->priority == target->priority
+                && miniflow_equal_in_minimask(target->match.flow,
+                                              rule->match.flow, &m.mask)
+                && cls_match_visible_in_version(rule->cls_match, version)) {
+                return true;
             }
         }
     }
-
-    ovs_mutex_unlock(&cls->mutex);
     return false;
 }
 
@@ -1171,33 +1306,34 @@ bool
 cls_rule_is_loose_match(const struct cls_rule *rule,
                         const struct minimatch *criteria)
 {
-    return (!minimask_has_extra(&rule->match.mask, &criteria->mask)
-            && miniflow_equal_in_minimask(&rule->match.flow, &criteria->flow,
-                                          &criteria->mask));
+    return (!minimask_has_extra(rule->match.mask, criteria->mask)
+            && miniflow_equal_in_minimask(rule->match.flow, criteria->flow,
+                                          criteria->mask));
 }
 \f
 /* Iteration. */
 
 static bool
-rule_matches(const struct cls_match *rule, const struct cls_rule *target)
+rule_matches(const struct cls_rule *rule, const struct cls_rule *target,
+             cls_version_t version)
 {
-    return (!target
-            || miniflow_equal_in_minimask(&rule->flow,
-                                          &target->match.flow,
-                                          &target->match.mask));
+    /* Rule may only match a target if it is visible in target's version. */
+    return cls_match_visible_in_version(rule->cls_match, version)
+        && (!target || miniflow_equal_in_minimask(rule->match.flow,
+                                                  target->match.flow,
+                                                  target->match.mask));
 }
 
-static struct cls_match *
+static const struct cls_rule *
 search_subtable(const struct cls_subtable *subtable,
                 struct cls_cursor *cursor)
 {
     if (!cursor->target
-        || !minimask_has_extra(&subtable->mask, &cursor->target->match.mask)) {
-        struct cls_match *rule;
+        || !minimask_has_extra(&subtable->mask, cursor->target->match.mask)) {
+        const struct cls_rule *rule;
 
-        CMAP_CURSOR_FOR_EACH (rule, cmap_node, &cursor->rules,
-                              &subtable->rules) {
-            if (rule_matches(rule, cursor->target)) {
+        RCULIST_FOR_EACH (rule, node, &subtable->rules_list) {
+            if (rule_matches(rule, cursor->target, cursor->version)) {
                 return rule;
             }
         }
@@ -1206,76 +1342,62 @@ search_subtable(const struct cls_subtable *subtable,
 }
 
 /* Initializes 'cursor' for iterating through rules in 'cls', and returns the
- * first matching cls_rule via '*pnode', or NULL if there are no matches.
+ * cursor.
  *
- *     - If 'target' is null, the cursor will visit every rule in 'cls'.
+ *     - If 'target' is null, or if the 'target' is a catchall target, the
+ *       cursor will visit every rule in 'cls' that is visible in 'version'.
  *
  *     - If 'target' is nonnull, the cursor will visit each 'rule' in 'cls'
- *       such that cls_rule_is_loose_match(rule, target) returns true.
+ *       such that cls_rule_is_loose_match(rule, target) returns true and that
+ *       the rule is visible in 'version'.
  *
  * Ignores target->priority. */
-struct cls_cursor cls_cursor_start(const struct classifier *cls,
-                                   const struct cls_rule *target,
-                                   bool safe)
-    OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
+struct cls_cursor
+cls_cursor_start(const struct classifier *cls, const struct cls_rule *target,
+                 cls_version_t version)
 {
     struct cls_cursor cursor;
     struct cls_subtable *subtable;
 
-    cursor.safe = safe;
     cursor.cls = cls;
     cursor.target = target && !cls_rule_is_catchall(target) ? target : NULL;
+    cursor.version = version;
     cursor.rule = NULL;
 
     /* Find first rule. */
-    ovs_mutex_lock(&cursor.cls->mutex);
-    CMAP_CURSOR_FOR_EACH (subtable, cmap_node, &cursor.subtables,
-                          &cursor.cls->subtables_map) {
-        struct cls_match *rule = search_subtable(subtable, &cursor);
+    PVECTOR_CURSOR_FOR_EACH (subtable, &cursor.subtables,
+                             &cursor.cls->subtables) {
+        const struct cls_rule *rule = search_subtable(subtable, &cursor);
 
         if (rule) {
             cursor.subtable = subtable;
-            cursor.rule = rule->cls_rule;
+            cursor.rule = rule;
             break;
         }
     }
 
-    /* Leave locked if requested and have a rule. */
-    if (safe || !cursor.rule) {
-        ovs_mutex_unlock(&cursor.cls->mutex);
-    }
     return cursor;
 }
 
-static struct cls_rule *
+static const struct cls_rule *
 cls_cursor_next(struct cls_cursor *cursor)
-    OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
 {
-    struct cls_match *rule = cursor->rule->cls_match;
+    const struct cls_rule *rule;
     const struct cls_subtable *subtable;
-    struct cls_match *next;
-
-    next = next_rule_in_list__(rule);
-    if (next->priority < rule->priority) {
-        return next->cls_rule;
-    }
 
-    /* 'next' is the head of the list, that is, the rule that is included in
-     * the subtable's map.  (This is important when the classifier contains
-     * rules that differ only in priority.) */
-    rule = next;
-    CMAP_CURSOR_FOR_EACH_CONTINUE (rule, cmap_node, &cursor->rules) {
-        if (rule_matches(rule, cursor->target)) {
-            return rule->cls_rule;
+    rule = cursor->rule;
+    subtable = cursor->subtable;
+    RCULIST_FOR_EACH_CONTINUE (rule, node, &subtable->rules_list) {
+        if (rule_matches(rule, cursor->target, cursor->version)) {
+            return rule;
         }
     }
 
-    subtable = cursor->subtable;
-    CMAP_CURSOR_FOR_EACH_CONTINUE (subtable, cmap_node, &cursor->subtables) {
+    PVECTOR_CURSOR_FOR_EACH_CONTINUE (subtable, &cursor->subtables) {
         rule = search_subtable(subtable, cursor);
         if (rule) {
             cursor->subtable = subtable;
-            return rule->cls_rule;
+            return rule;
         }
     }
 
@@ -1286,20 +1408,12 @@ cls_cursor_next(struct cls_cursor *cursor)
  * or to null if all matching rules have been visited. */
 void
 cls_cursor_advance(struct cls_cursor *cursor)
-    OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
 {
-    if (cursor->safe) {
-        ovs_mutex_lock(&cursor->cls->mutex);
-    }
     cursor->rule = cls_cursor_next(cursor);
-    if (cursor->safe || !cursor->rule) {
-        ovs_mutex_unlock(&cursor->cls->mutex);
-    }
 }
 \f
 static struct cls_subtable *
 find_subtable(const struct classifier *cls, const struct minimask *mask)
-    OVS_REQUIRES(cls->mutex)
 {
     struct cls_subtable *subtable;
 
@@ -1312,54 +1426,80 @@ find_subtable(const struct classifier *cls, const struct minimask *mask)
     return NULL;
 }
 
+/* Initializes 'map' with a subset of 'miniflow''s maps that includes only the
+ * portions with u64-offset 'i' such that 'start' <= i < 'end'.  Does not copy
+ * any data from 'miniflow' to 'map'. */
+static struct flowmap
+miniflow_get_map_in_range(const struct miniflow *miniflow, uint8_t start,
+                          uint8_t end)
+{
+    struct flowmap map;
+    size_t ofs = 0;
+
+    map = miniflow->map;
+
+    /* Clear the bits before 'start'. */
+    while (start >= MAP_T_BITS) {
+        start -= MAP_T_BITS;
+        ofs += MAP_T_BITS;
+        map.bits[start / MAP_T_BITS] = 0;
+    }
+    if (start > 0) {
+        flowmap_clear(&map, ofs, start);
+    }
+
+    /* Clear the bits starting at 'end'. */
+    if (end < FLOW_U64S) {
+        /* flowmap_clear() can handle at most MAP_T_BITS at a time. */
+        ovs_assert(FLOW_U64S - end <= MAP_T_BITS);
+        flowmap_clear(&map, end, FLOW_U64S - end);
+    }
+    return map;
+}
+
 /* The new subtable will be visible to the readers only after this. */
 static struct cls_subtable *
 insert_subtable(struct classifier *cls, const struct minimask *mask)
-    OVS_REQUIRES(cls->mutex)
 {
     uint32_t hash = minimask_hash(mask, 0);
     struct cls_subtable *subtable;
     int i, index = 0;
-    struct flow_wildcards old, new;
+    struct flowmap stage_map;
     uint8_t prev;
-    int count = count_1bits(mask->masks.map);
+    size_t count = miniflow_n_values(&mask->masks);
 
-    subtable = xzalloc(sizeof *subtable - sizeof mask->masks.inline_values
-                       + MINIFLOW_VALUES_SIZE(count));
+    subtable = xzalloc(sizeof *subtable + MINIFLOW_VALUES_SIZE(count));
     cmap_init(&subtable->rules);
-    miniflow_clone_inline(&subtable->mask.masks, &mask->masks, count);
+    miniflow_clone(CONST_CAST(struct miniflow *, &subtable->mask.masks),
+                   &mask->masks, count);
 
     /* Init indices for segmented lookup, if any. */
-    flow_wildcards_init_catchall(&new);
-    old = new;
     prev = 0;
     for (i = 0; i < cls->n_flow_segments; i++) {
-        flow_wildcards_fold_minimask_range(&new, mask, prev,
-                                           cls->flow_segments[i]);
+        stage_map = miniflow_get_map_in_range(&mask->masks, prev,
+                                              cls->flow_segments[i]);
         /* Add an index if it adds mask bits. */
-        if (!flow_wildcards_equal(&new, &old)) {
+        if (!flowmap_is_empty(stage_map)) {
             cmap_init(&subtable->indices[index]);
-            subtable->index_ofs[index] = cls->flow_segments[i];
+            *CONST_CAST(struct flowmap *, &subtable->index_maps[index])
+                = stage_map;
             index++;
-            old = new;
         }
         prev = cls->flow_segments[i];
     }
-    /* Check if the rest of the subtable's mask adds any bits,
+    /* Map for the final stage. */
+    *CONST_CAST(struct flowmap *, &subtable->index_maps[index])
+        = miniflow_get_map_in_range(&mask->masks, prev, FLOW_U64S);
+    /* Check if the final stage adds any bits,
      * and remove the last index if it doesn't. */
     if (index > 0) {
-        flow_wildcards_fold_minimask_range(&new, mask, prev, FLOW_U32S);
-        if (flow_wildcards_equal(&new, &old)) {
+        if (flowmap_equal(subtable->index_maps[index],
+                          subtable->index_maps[index - 1])) {
             --index;
-            subtable->index_ofs[index] = 0;
             cmap_destroy(&subtable->indices[index]);
         }
     }
-    subtable->n_indices = index;
-
-    subtable->tag = (minimask_get_metadata_mask(mask) == OVS_BE64_MAX
-                     ? tag_create_deterministic(hash)
-                     : TAG_ALL);
+    *CONST_CAST(uint8_t *, &subtable->n_indices) = index;
 
     for (i = 0; i < cls->n_tries; i++) {
         subtable->trie_plen[i] = minimask_get_prefix_len(mask,
@@ -1368,38 +1508,39 @@ insert_subtable(struct classifier *cls, const struct minimask *mask)
 
     /* Ports trie. */
     ovsrcu_set_hidden(&subtable->ports_trie, NULL);
-    subtable->ports_mask_len
+    *CONST_CAST(int *, &subtable->ports_mask_len)
         = 32 - ctz32(ntohl(MINIFLOW_GET_BE32(&mask->masks, tp_src)));
 
+    /* List of rules. */
+    rculist_init(&subtable->rules_list);
+
     cmap_insert(&cls->subtables_map, &subtable->cmap_node, hash);
 
     return subtable;
 }
 
+/* RCU readers may still access the subtable before it is actually freed. */
 static void
 destroy_subtable(struct classifier *cls, struct cls_subtable *subtable)
-    OVS_REQUIRES(cls->mutex)
 {
     int i;
 
     pvector_remove(&cls->subtables, subtable);
-    trie_destroy(&subtable->ports_trie);
+    cmap_remove(&cls->subtables_map, &subtable->cmap_node,
+                minimask_hash(&subtable->mask, 0));
+
+    ovs_assert(ovsrcu_get_protected(struct trie_node *, &subtable->ports_trie)
+               == NULL);
+    ovs_assert(cmap_is_empty(&subtable->rules));
+    ovs_assert(rculist_is_empty(&subtable->rules_list));
 
     for (i = 0; i < subtable->n_indices; i++) {
         cmap_destroy(&subtable->indices[i]);
     }
-    cmap_remove(&cls->subtables_map, &subtable->cmap_node,
-                minimask_hash(&subtable->mask, 0));
-    minimask_destroy(&subtable->mask);
     cmap_destroy(&subtable->rules);
     ovsrcu_postpone(free, subtable);
 }
 
-struct range {
-    uint8_t start;
-    uint8_t end;
-};
-
 static unsigned int be_get_bit_at(const ovs_be32 value[], unsigned int ofs);
 
 /* Return 'true' if can skip rest of the subtable based on the prefix trie
@@ -1407,7 +1548,7 @@ static unsigned int be_get_bit_at(const ovs_be32 value[], unsigned int ofs);
 static inline bool
 check_tries(struct trie_ctx trie_ctx[CLS_MAX_TRIES], unsigned int n_tries,
             const unsigned int field_plen[CLS_MAX_TRIES],
-            const struct range ofs, const struct flow *flow,
+            const struct flowmap range_map, const struct flow *flow,
             struct flow_wildcards *wc)
 {
     int j;
@@ -1416,44 +1557,41 @@ check_tries(struct trie_ctx trie_ctx[CLS_MAX_TRIES], unsigned int n_tries,
      * fields using the prefix tries.  The trie checks are done only as
      * needed to avoid folding in additional bits to the wildcards mask. */
     for (j = 0; j < n_tries; j++) {
-        /* Is the trie field relevant for this subtable? */
-        if (field_plen[j]) {
+        /* Is the trie field relevant for this subtable, and
+           is the trie field within the current range of fields? */
+        if (field_plen[j] &&
+            flowmap_is_set(&range_map, trie_ctx[j].be32ofs / 2)) {
             struct trie_ctx *ctx = &trie_ctx[j];
-            uint8_t be32ofs = ctx->be32ofs;
-
-            /* Is the trie field within the current range of fields? */
-            if (be32ofs >= ofs.start && be32ofs < ofs.end) {
-                /* On-demand trie lookup. */
-                if (!ctx->lookup_done) {
-                    memset(&ctx->match_plens, 0, sizeof ctx->match_plens);
-                    ctx->maskbits = trie_lookup(ctx->trie, flow,
-                                                &ctx->match_plens);
-                    ctx->lookup_done = true;
+
+            /* On-demand trie lookup. */
+            if (!ctx->lookup_done) {
+                memset(&ctx->match_plens, 0, sizeof ctx->match_plens);
+                ctx->maskbits = trie_lookup(ctx->trie, flow, &ctx->match_plens);
+                ctx->lookup_done = true;
+            }
+            /* Possible to skip the rest of the subtable if subtable's
+             * prefix on the field is not included in the lookup result. */
+            if (!be_get_bit_at(&ctx->match_plens.be32, field_plen[j] - 1)) {
+                /* We want the trie lookup to never result in unwildcarding
+                 * any bits that would not be unwildcarded otherwise.
+                 * Since the trie is shared by the whole classifier, it is
+                 * possible that the 'maskbits' contain bits that are
+                 * irrelevant for the partition relevant for the current
+                 * packet.  Hence the checks below. */
+
+                /* Check that the trie result will not unwildcard more bits
+                 * than this subtable would otherwise. */
+                if (ctx->maskbits <= field_plen[j]) {
+                    /* Unwildcard the bits and skip the rest. */
+                    mask_set_prefix_bits(wc, ctx->be32ofs, ctx->maskbits);
+                    /* Note: Prerequisite already unwildcarded, as the only
+                     * prerequisite of the supported trie lookup fields is
+                     * the ethertype, which is always unwildcarded. */
+                    return true;
                 }
-                /* Possible to skip the rest of the subtable if subtable's
-                 * prefix on the field is not included in the lookup result. */
-                if (!be_get_bit_at(&ctx->match_plens.be32, field_plen[j] - 1)) {
-                    /* We want the trie lookup to never result in unwildcarding
-                     * any bits that would not be unwildcarded otherwise.
-                     * Since the trie is shared by the whole classifier, it is
-                     * possible that the 'maskbits' contain bits that are
-                     * irrelevant for the partition relevant for the current
-                     * packet.  Hence the checks below. */
-
-                    /* Check that the trie result will not unwildcard more bits
-                     * than this subtable would otherwise. */
-                    if (ctx->maskbits <= field_plen[j]) {
-                        /* Unwildcard the bits and skip the rest. */
-                        mask_set_prefix_bits(wc, be32ofs, ctx->maskbits);
-                        /* Note: Prerequisite already unwildcarded, as the only
-                         * prerequisite of the supported trie lookup fields is
-                         * the ethertype, which is always unwildcarded. */
-                        return true;
-                    }
-                    /* Can skip if the field is already unwildcarded. */
-                    if (mask_prefix_bits_set(wc, be32ofs, ctx->maskbits)) {
-                        return true;
-                    }
+                /* Can skip if the field is already unwildcarded. */
+                if (mask_prefix_bits_set(wc, ctx->be32ofs, ctx->maskbits)) {
+                    return true;
                 }
             }
         }
@@ -1474,31 +1612,40 @@ miniflow_and_mask_matches_flow(const struct miniflow *flow,
                                const struct minimask *mask,
                                const struct flow *target)
 {
-    const uint32_t *flowp = miniflow_get_u32_values(flow);
-    const uint32_t *maskp = miniflow_get_u32_values(&mask->masks);
-    uint32_t idx;
+    const uint64_t *flowp = miniflow_get_values(flow);
+    const uint64_t *maskp = miniflow_get_values(&mask->masks);
+    const uint64_t *target_u64 = (const uint64_t *)target;
+    map_t map;
 
-    MAP_FOR_EACH_INDEX(idx, mask->masks.map) {
-        uint32_t diff = (*flowp++ ^ flow_u32_value(target, idx)) & *maskp++;
+    FLOWMAP_FOR_EACH_MAP (map, mask->masks.map) {
+        size_t idx;
 
-        if (diff) {
-            return false;
+        MAP_FOR_EACH_INDEX (idx, map) {
+            if ((*flowp++ ^ target_u64[idx]) & *maskp++) {
+                return false;
+            }
         }
+        target_u64 += MAP_T_BITS;
     }
-
     return true;
 }
 
-static inline struct cls_match *
-find_match(const struct cls_subtable *subtable, const struct flow *flow,
-           uint32_t hash)
+static inline const struct cls_match *
+find_match(const struct cls_subtable *subtable, cls_version_t version,
+           const struct flow *flow, uint32_t hash)
 {
-    struct cls_match *rule;
+    const struct cls_match *head, *rule;
 
-    CMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (rule, cmap_node, hash, &subtable->rules) {
-        if (miniflow_and_mask_matches_flow(&rule->flow, &subtable->mask,
-                                           flow)) {
-            return rule;
+    CMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (head, cmap_node, hash, &subtable->rules) {
+        if (OVS_LIKELY(miniflow_and_mask_matches_flow(&head->flow,
+                                                      &subtable->mask,
+                                                      flow))) {
+            /* Return highest priority rule that is visible. */
+            CLS_MATCH_FOR_EACH (rule, head) {
+                if (OVS_LIKELY(cls_match_visible_in_version(rule, version))) {
+                    return rule;
+                }
+            }
         }
     }
 
@@ -1517,77 +1664,79 @@ miniflow_and_mask_matches_flow_wc(const struct miniflow *flow,
                                   const struct flow *target,
                                   struct flow_wildcards *wc)
 {
-    const uint32_t *flowp = miniflow_get_u32_values(flow);
-    const uint32_t *maskp = miniflow_get_u32_values(&mask->masks);
-    uint32_t idx;
+    const uint64_t *flowp = miniflow_get_values(flow);
+    const uint64_t *maskp = miniflow_get_values(&mask->masks);
+    const uint64_t *target_u64 = (const uint64_t *)target;
+    uint64_t *wc_u64 = (uint64_t *)&wc->masks;
+    uint64_t diff;
+    size_t idx;
+    map_t map;
 
-    MAP_FOR_EACH_INDEX(idx, mask->masks.map) {
-        uint32_t mask = *maskp++;
-        uint32_t diff = (*flowp++ ^ flow_u32_value(target, idx)) & mask;
+    FLOWMAP_FOR_EACH_MAP (map, mask->masks.map) {
+        MAP_FOR_EACH_INDEX(idx, map) {
+            uint64_t msk = *maskp++;
 
-        if (diff) {
-            /* Only unwildcard if none of the differing bits is already
-             * exact-matched. */
-            if (!(flow_u32_value(&wc->masks, idx) & diff)) {
-                /* Keep one bit of the difference. */
-                *flow_u32_lvalue(&wc->masks, idx) |= rightmost_1bit(diff);
+            diff = (*flowp++ ^ target_u64[idx]) & msk;
+            if (diff) {
+                goto out;
             }
-            return false;
+
+            /* Fill in the bits that were looked at. */
+            wc_u64[idx] |= msk;
         }
-        /* Fill in the bits that were looked at. */
-        *flow_u32_lvalue(&wc->masks, idx) |= mask;
+        target_u64 += MAP_T_BITS;
+        wc_u64 += MAP_T_BITS;
     }
-
     return true;
-}
 
-/* Unwildcard the fields looked up so far, if any. */
-static void
-fill_range_wc(const struct cls_subtable *subtable, struct flow_wildcards *wc,
-              uint8_t to)
-{
-    if (to) {
-        flow_wildcards_fold_minimask_range(wc, &subtable->mask, 0, to);
+out:
+    /* Only unwildcard if none of the differing bits is already
+     * exact-matched. */
+    if (!(wc_u64[idx] & diff)) {
+        /* Keep one bit of the difference.  The selected bit may be
+         * different in big-endian v.s. little-endian systems. */
+        wc_u64[idx] |= rightmost_1bit(diff);
     }
+    return false;
 }
 
-static struct cls_match *
-find_match_wc(const struct cls_subtable *subtable, const struct flow *flow,
-              struct trie_ctx trie_ctx[CLS_MAX_TRIES], unsigned int n_tries,
-              struct flow_wildcards *wc)
+static const struct cls_match *
+find_match_wc(const struct cls_subtable *subtable, cls_version_t version,
+              const struct flow *flow, struct trie_ctx trie_ctx[CLS_MAX_TRIES],
+              unsigned int n_tries, struct flow_wildcards *wc)
 {
-    uint32_t basis = 0, hash;
-    struct cls_match *rule;
-    int i;
-    struct range ofs;
-
     if (OVS_UNLIKELY(!wc)) {
-        return find_match(subtable, flow,
+        return find_match(subtable, version, flow,
                           flow_hash_in_minimask(flow, &subtable->mask, 0));
     }
 
-    ofs.start = 0;
+    uint32_t basis = 0, hash;
+    const struct cls_match *rule = NULL;
+    struct flowmap stages_map = FLOWMAP_EMPTY_INITIALIZER;
+    unsigned int mask_offset = 0;
+    int i;
+
     /* Try to finish early by checking fields in segments. */
     for (i = 0; i < subtable->n_indices; i++) {
-        struct cmap_node *inode;
-
-        ofs.end = subtable->index_ofs[i];
+        const struct cmap_node *inode;
 
-        if (check_tries(trie_ctx, n_tries, subtable->trie_plen, ofs, flow,
-                        wc)) {
+        if (check_tries(trie_ctx, n_tries, subtable->trie_plen,
+                        subtable->index_maps[i], flow, wc)) {
             /* 'wc' bits for the trie field set, now unwildcard the preceding
              * bits used so far. */
-            fill_range_wc(subtable, wc, ofs.start);
-            return NULL;
+            goto no_match;
         }
-        hash = flow_hash_in_minimask_range(flow, &subtable->mask, ofs.start,
-                                           ofs.end, &basis);
+
+        /* Accumulate the map used so far. */
+        stages_map = flowmap_or(stages_map, subtable->index_maps[i]);
+
+        hash = flow_hash_in_minimask_range(flow, &subtable->mask,
+                                           subtable->index_maps[i],
+                                           &mask_offset, &basis);
+
         inode = cmap_find(&subtable->indices[i], hash);
         if (!inode) {
-            /* No match, can stop immediately, but must fold in the bits
-             * used in lookup so far. */
-            fill_range_wc(subtable, wc, ofs.end);
-            return NULL;
+            goto no_match;
         }
 
         /* If we have narrowed down to a single rule already, check whether
@@ -1596,28 +1745,35 @@ find_match_wc(const struct cls_subtable *subtable, const struct flow *flow,
          * (Rare) hash collisions may cause us to miss the opportunity for this
          * optimization. */
         if (!cmap_node_next(inode)) {
-            ASSIGN_CONTAINER(rule, inode - i, index_nodes);
-            if (miniflow_and_mask_matches_flow_wc(&rule->flow, &subtable->mask,
+            const struct cls_match *head;
+
+            ASSIGN_CONTAINER(head, inode - i, index_nodes);
+            if (miniflow_and_mask_matches_flow_wc(&head->flow, &subtable->mask,
                                                   flow, wc)) {
-                return rule;
+                /* Return highest priority rule that is visible. */
+                CLS_MATCH_FOR_EACH (rule, head) {
+                    if (OVS_LIKELY(cls_match_visible_in_version(rule,
+                                                                version))) {
+                        return rule;
+                    }
+                }
             }
             return NULL;
         }
-        ofs.start = ofs.end;
     }
-    ofs.end = FLOW_U32S;
     /* Trie check for the final range. */
-    if (check_tries(trie_ctx, n_tries, subtable->trie_plen, ofs, flow, wc)) {
-        fill_range_wc(subtable, wc, ofs.start);
-        return NULL;
-    }
-    hash = flow_hash_in_minimask_range(flow, &subtable->mask, ofs.start,
-                                       ofs.end, &basis);
-    rule = find_match(subtable, flow, hash);
+    if (check_tries(trie_ctx, n_tries, subtable->trie_plen,
+                    subtable->index_maps[i], flow, wc)) {
+        goto no_match;
+    }
+    hash = flow_hash_in_minimask_range(flow, &subtable->mask,
+                                       subtable->index_maps[i],
+                                       &mask_offset, &basis);
+    rule = find_match(subtable, version, flow, hash);
     if (!rule && subtable->ports_mask_len) {
-        /* Ports are always part of the final range, if any.
-         * No match was found for the ports.  Use the ports trie to figure out
-         * which ports bits to unwildcard. */
+        /* The final stage had ports, but there was no match.  Instead of
+         * unwildcarding all the ports bits, use the ports trie to figure out a
+         * smaller set of bits to unwildcard. */
         unsigned int mbits;
         ovs_be32 value, plens, mask;
 
@@ -1626,21 +1782,24 @@ find_match_wc(const struct cls_subtable *subtable, const struct flow *flow,
         mbits = trie_lookup_value(&subtable->ports_trie, &value, &plens, 32);
 
         ((OVS_FORCE ovs_be32 *)&wc->masks)[TP_PORTS_OFS32] |=
-            mask & htonl(~0 << (32 - mbits));
+            mask & be32_prefix_mask(mbits);
 
-        /* Unwildcard all bits in the mask upto the ports, as they were used
-         * to determine there is no match. */
-        fill_range_wc(subtable, wc, TP_PORTS_OFS32);
-        return NULL;
+        goto no_match;
     }
 
     /* Must unwildcard all the fields, as they were looked at. */
     flow_wildcards_fold_minimask(wc, &subtable->mask);
     return rule;
+
+no_match:
+    /* Unwildcard the bits in stages so far, as they were used in determining
+     * there is no match. */
+    flow_wildcards_fold_minimask_in_map(wc, &subtable->mask, stages_map);
+    return NULL;
 }
 
 static struct cls_match *
-find_equal(struct cls_subtable *subtable, const struct miniflow *flow,
+find_equal(const struct cls_subtable *subtable, const struct miniflow *flow,
            uint32_t hash)
 {
     struct cls_match *head;
@@ -1652,139 +1811,8 @@ find_equal(struct cls_subtable *subtable, const struct miniflow *flow,
     }
     return NULL;
 }
-
-/*
- * As the readers are operating concurrently with the modifications, a
- * concurrent reader may or may not see the new rule, depending on how
- * the concurrent events overlap with each other.  This is no
- * different from the former locked behavior, but there the visibility
- * of the new rule only depended on the timing of the locking
- * functions.
- *
- * The new rule is first added to the segment indices, so the readers
- * may find the rule in the indices before the rule is visible in the
- * subtables 'rules' map.  This may result in us losing the
- * opportunity to quit lookups earlier, resulting in sub-optimal
- * wildcarding.  This will be fixed by forthcoming revalidation always
- * scheduled after flow table changes.
- *
- * Similar behavior may happen due to us removing the overlapping rule
- * (if any) from the indices only after the new rule has been added.
- *
- * The subtable's max priority is updated only after the rule is
- * inserted, so the concurrent readers may not see the rule, as the
- * updated priority ordered subtable list will only be visible after
- * the subtable's max priority is updated.
- *
- * Similarly, the classifier's partitions for new rules are updated by
- * the caller after this function, so the readers may keep skipping
- * the subtable until they see the updated partitions.
- */
-static struct cls_match *
-insert_rule(struct classifier *cls, struct cls_subtable *subtable,
-            struct cls_rule *new_rule)
-    OVS_REQUIRES(cls->mutex)
-{
-    struct cls_match *old = NULL;
-    struct cls_match *new = cls_match_alloc(new_rule);
-    struct cls_match *head;
-    int i;
-    uint32_t basis = 0, hash, ihash[CLS_MAX_INDICES];
-    uint8_t prev_be32ofs = 0;
-
-    /* Add new node to segment indices. */
-    for (i = 0; i < subtable->n_indices; i++) {
-        ihash[i] = minimatch_hash_range(&new_rule->match, prev_be32ofs,
-                                        subtable->index_ofs[i], &basis);
-        cmap_insert(&subtable->indices[i], &new->index_nodes[i], ihash[i]);
-        prev_be32ofs = subtable->index_ofs[i];
-    }
-    hash = minimatch_hash_range(&new_rule->match, prev_be32ofs, FLOW_U32S,
-                                &basis);
-    head = find_equal(subtable, &new_rule->match.flow, hash);
-    if (!head) {
-        cmap_insert(&subtable->rules, &new->cmap_node, hash);
-        list_init(&new->list);
-        goto out;
-    } else {
-        /* Scan the list for the insertion point that will keep the list in
-         * order of decreasing priority. */
-        struct cls_match *rule;
-
-        FOR_EACH_RULE_IN_LIST (rule, head) {
-            if (new->priority >= rule->priority) {
-                if (rule == head) {
-                    /* 'new' is the new highest-priority flow in the list. */
-                    cmap_replace(&subtable->rules, &rule->cmap_node,
-                                 &new->cmap_node, hash);
-                }
-
-                if (new->priority == rule->priority) {
-                    list_replace(&new->list, &rule->list);
-                    old = rule;
-                } else {
-                    list_insert(&rule->list, &new->list);
-                }
-                goto out;
-            }
-        }
-
-        /* Insert 'new' at the end of the list. */
-        list_push_back(&head->list, &new->list);
-    }
-
- out:
-    if (!old) {
-        subtable->n_rules++;
-
-        /* Rule was added, not replaced.  Update 'subtable's 'max_priority'
-         * and 'max_count', if necessary. */
-        if (subtable->n_rules == 1) {
-            subtable->max_priority = new->priority;
-            subtable->max_count = 1;
-            pvector_insert(&cls->subtables, subtable, new->priority);
-        } else if (subtable->max_priority == new->priority) {
-            ++subtable->max_count;
-        } else if (new->priority > subtable->max_priority) {
-            subtable->max_priority = new->priority;
-            subtable->max_count = 1;
-            pvector_change_priority(&cls->subtables, subtable, new->priority);
-        }
-    } else {
-        /* Remove old node from indices. */
-        for (i = 0; i < subtable->n_indices; i++) {
-            cmap_remove(&subtable->indices[i], &old->index_nodes[i], ihash[i]);
-        }
-    }
-    return old;
-}
-
-static struct cls_match *
-next_rule_in_list__(struct cls_match *rule)
-    OVS_NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
-{
-    struct cls_match *next = OBJECT_CONTAINING(rule->list.next, next, list);
-    return next;
-}
-
-static struct cls_match *
-next_rule_in_list(struct cls_match *rule)
-{
-    struct cls_match *next = next_rule_in_list__(rule);
-    return next->priority < rule->priority ? next : NULL;
-}
 \f
 /* A longest-prefix match tree. */
-struct trie_node {
-    uint32_t prefix;           /* Prefix bits for this node, MSB first. */
-    uint8_t  n_bits;           /* Never zero, except for the root node. */
-    unsigned int n_rules;      /* Number of rules that have this prefix. */
-    rcu_trie_ptr edges[2];     /* Both NULL if leaf. */
-};
-
-/* Max bits per node.  Must fit in struct trie_node's 'prefix'.
- * Also tested with 16, 8, and 5 to stress the implementation. */
-#define TRIE_PREFIX_BITS 32
 
 /* Return at least 'plen' bits of the 'prefix', starting at bit offset 'ofs'.
  * Prefixes are in the network byte order, and the offset 0 corresponds to
@@ -1907,7 +1935,6 @@ trie_node_rcu_realloc(const struct trie_node *node)
     return new_node;
 }
 
-/* May only be called while holding the classifier mutex. */
 static void
 trie_destroy(rcu_trie_ptr *trie)
 {
@@ -2027,7 +2054,7 @@ trie_lookup_value(const rcu_trie_ptr *trie, const ovs_be32 value[],
 
 static unsigned int
 trie_lookup(const struct cls_trie *trie, const struct flow *flow,
-            union mf_value *plens)
+            union trie_prefix *plens)
 {
     const struct mf_field *mf = trie->field;
 
@@ -2051,12 +2078,11 @@ minimask_get_prefix_len(const struct minimask *minimask,
                         const struct mf_field *mf)
 {
     unsigned int n_bits = 0, mask_tz = 0; /* Non-zero when end of mask seen. */
-    uint8_t u32_ofs = mf->flow_be32ofs;
-    uint8_t u32_end = u32_ofs + mf->n_bytes / 4;
+    uint8_t be32_ofs = mf->flow_be32ofs;
+    uint8_t be32_end = be32_ofs + mf->n_bytes / 4;
 
-    for (; u32_ofs < u32_end; ++u32_ofs) {
-        uint32_t mask;
-        mask = ntohl((OVS_FORCE ovs_be32)minimask_get(minimask, u32_ofs));
+    for (; be32_ofs < be32_end; ++be32_ofs) {
+        uint32_t mask = ntohl(minimask_get_be32(minimask, be32_ofs));
 
         /* Validate mask, count the mask length. */
         if (mask_tz) {
@@ -2084,8 +2110,10 @@ minimask_get_prefix_len(const struct minimask *minimask,
 static const ovs_be32 *
 minimatch_get_prefix(const struct minimatch *match, const struct mf_field *mf)
 {
-    return miniflow_get_be32_values(&match->flow) +
-        count_1bits(match->flow.map & ((UINT64_C(1) << mf->flow_be32ofs) - 1));
+    size_t u64_ofs = mf->flow_be32ofs / 2;
+
+    return (OVS_FORCE const ovs_be32 *)miniflow_get__(match->flow, u64_ofs)
+        + (mf->flow_be32ofs & 1);
 }
 
 /* Insert rule in to the prefix tree.
@@ -2159,7 +2187,7 @@ static void
 trie_remove_prefix(rcu_trie_ptr *root, const ovs_be32 *prefix, int mlen)
 {
     struct trie_node *node;
-    rcu_trie_ptr *edges[sizeof(union mf_value) * 8];
+    rcu_trie_ptr *edges[sizeof(union trie_prefix) * CHAR_BIT];
     int depth = 0, ofs = 0;
 
     /* Walk the tree. */
@@ -2226,3 +2254,13 @@ trie_remove_prefix(rcu_trie_ptr *root, const ovs_be32 *prefix, int mlen)
      * that actually exist in the classifier are ever removed. */
     VLOG_WARN("Trying to remove non-existing rule from a prefix trie.");
 }
+\f
+
+#define CLS_MATCH_POISON (struct cls_match *)(UINTPTR_MAX / 0xf * 0xb)
+
+void
+cls_match_free_cb(struct cls_match *rule)
+{
+    ovsrcu_set_hidden(&rule->next, CLS_MATCH_POISON);
+    free(rule);
+}