odp-util: Format and scan multiple MPLS labels.
[cascardo/ovs.git] / lib / nx-match.c
index 05f1ce9..4999b1a 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /*
- * Copyright (c) 2010, 2011, 2012 Nicira, Inc.
+ * Copyright (c) 2010, 2011, 2012, 2013, 2014, 2015, 2016 Nicira, Inc.
  *
  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
  * you may not use this file except in compliance with the License.
@@ -22,6 +22,7 @@
 
 #include "classifier.h"
 #include "dynamic-string.h"
+#include "hmap.h"
 #include "meta-flow.h"
 #include "ofp-actions.h"
 #include "ofp-errors.h"
 #include "ofpbuf.h"
 #include "openflow/nicira-ext.h"
 #include "packets.h"
+#include "shash.h"
+#include "tun-metadata.h"
 #include "unaligned.h"
 #include "util.h"
-#include "vlog.h"
+#include "openvswitch/vlog.h"
 
 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(nx_match);
 
+/* OXM headers.
+ *
+ *
+ * Standard OXM/NXM
+ * ================
+ *
+ * The header is 32 bits long.  It looks like this:
+ *
+ * |31                              16 15            9| 8 7                0
+ * +----------------------------------+---------------+--+------------------+
+ * |            oxm_class             |   oxm_field   |hm|    oxm_length    |
+ * +----------------------------------+---------------+--+------------------+
+ *
+ * where hm stands for oxm_hasmask.  It is followed by oxm_length bytes of
+ * payload.  When oxm_hasmask is 0, the payload is the value of the field
+ * identified by the header; when oxm_hasmask is 1, the payload is a value for
+ * the field followed by a mask of equal length.
+ *
+ * Internally, we represent a standard OXM header as a 64-bit integer with the
+ * above information in the most-significant bits.
+ *
+ *
+ * Experimenter OXM
+ * ================
+ *
+ * The header is 64 bits long.  It looks like the diagram above except that a
+ * 32-bit experimenter ID, which we call oxm_vendor and which identifies a
+ * vendor, is inserted just before the payload.  Experimenter OXMs are
+ * identified by an all-1-bits oxm_class (OFPXMC12_EXPERIMENTER).  The
+ * oxm_length value *includes* the experimenter ID, so that the real payload is
+ * only oxm_length - 4 bytes long.
+ *
+ * Internally, we represent an experimenter OXM header as a 64-bit integer with
+ * the standard header in the upper 32 bits and the experimenter ID in the
+ * lower 32 bits.  (It would be more convenient to swap the positions of the
+ * two 32-bit words, but this would be more error-prone because experimenter
+ * OXMs are very rarely used, so accidentally passing one through a 32-bit type
+ * somewhere in the OVS code would be hard to find.)
+ */
+
+/*
+ * OXM Class IDs.
+ * The high order bit differentiate reserved classes from member classes.
+ * Classes 0x0000 to 0x7FFF are member classes, allocated by ONF.
+ * Classes 0x8000 to 0xFFFE are reserved classes, reserved for standardisation.
+ */
+enum ofp12_oxm_class {
+    OFPXMC12_NXM_0          = 0x0000, /* Backward compatibility with NXM */
+    OFPXMC12_NXM_1          = 0x0001, /* Backward compatibility with NXM */
+    OFPXMC12_OPENFLOW_BASIC = 0x8000, /* Basic class for OpenFlow */
+    OFPXMC15_PACKET_REGS    = 0x8001, /* Packet registers (pipeline fields). */
+    OFPXMC12_EXPERIMENTER   = 0xffff, /* Experimenter class */
+};
+
+/* Functions for extracting raw field values from OXM/NXM headers. */
+static uint32_t nxm_vendor(uint64_t header) { return header; }
+static int nxm_class(uint64_t header) { return header >> 48; }
+static int nxm_field(uint64_t header) { return (header >> 41) & 0x7f; }
+static bool nxm_hasmask(uint64_t header) { return (header >> 40) & 1; }
+static int nxm_length(uint64_t header) { return (header >> 32) & 0xff; }
+static uint64_t nxm_no_len(uint64_t header) { return header & 0xffffff80ffffffffULL; }
+
+static bool
+is_experimenter_oxm(uint64_t header)
+{
+    return nxm_class(header) == OFPXMC12_EXPERIMENTER;
+}
+
+/* The OXM header "length" field is somewhat tricky:
+ *
+ *     - For a standard OXM header, the length is the number of bytes of the
+ *       payload, and the payload consists of just the value (and mask, if
+ *       present).
+ *
+ *     - For an experimenter OXM header, the length is the number of bytes in
+ *       the payload plus 4 (the length of the experimenter ID).  That is, the
+ *       experimenter ID is included in oxm_length.
+ *
+ * This function returns the length of the experimenter ID field in 'header'.
+ * That is, for an experimenter OXM (when an experimenter ID is present), it
+ * returns 4, and for a standard OXM (when no experimenter ID is present), it
+ * returns 0. */
+static int
+nxm_experimenter_len(uint64_t header)
+{
+    return is_experimenter_oxm(header) ? 4 : 0;
+}
+
+/* Returns the number of bytes that follow the header for an NXM/OXM entry
+ * with the given 'header'. */
+static int
+nxm_payload_len(uint64_t header)
+{
+    return nxm_length(header) - nxm_experimenter_len(header);
+}
+
+/* Returns the number of bytes in the header for an NXM/OXM entry with the
+ * given 'header'. */
+static int
+nxm_header_len(uint64_t header)
+{
+    return 4 + nxm_experimenter_len(header);
+}
+
+#define NXM_HEADER(VENDOR, CLASS, FIELD, HASMASK, LENGTH)       \
+    (((uint64_t) (CLASS) << 48) |                               \
+     ((uint64_t) (FIELD) << 41) |                               \
+     ((uint64_t) (HASMASK) << 40) |                             \
+     ((uint64_t) (LENGTH) << 32) |                              \
+     (VENDOR))
+
+#define NXM_HEADER_FMT "%#"PRIx32":%d:%d:%d:%d"
+#define NXM_HEADER_ARGS(HEADER)                                 \
+    nxm_vendor(HEADER), nxm_class(HEADER), nxm_field(HEADER),   \
+    nxm_hasmask(HEADER), nxm_length(HEADER)
+
+/* Functions for turning the "hasmask" bit on or off.  (This also requires
+ * adjusting the length.) */
+static uint64_t
+nxm_make_exact_header(uint64_t header)
+{
+    int new_len = nxm_payload_len(header) / 2 + nxm_experimenter_len(header);
+    return NXM_HEADER(nxm_vendor(header), nxm_class(header),
+                      nxm_field(header), 0, new_len);
+}
+static uint64_t
+nxm_make_wild_header(uint64_t header)
+{
+    int new_len = nxm_payload_len(header) * 2 + nxm_experimenter_len(header);
+    return NXM_HEADER(nxm_vendor(header), nxm_class(header),
+                      nxm_field(header), 1, new_len);
+}
+
+/* Flow cookie.
+ *
+ * This may be used to gain the OpenFlow 1.1-like ability to restrict
+ * certain NXM-based Flow Mod and Flow Stats Request messages to flows
+ * with specific cookies.  See the "nx_flow_mod" and "nx_flow_stats_request"
+ * structure definitions for more details.  This match is otherwise not
+ * allowed. */
+#define NXM_NX_COOKIE     NXM_HEADER  (0, 0x0001, 30, 0, 8)
+#define NXM_NX_COOKIE_W   nxm_make_wild_header(NXM_NX_COOKIE)
+
+struct nxm_field {
+    uint64_t header;
+    enum ofp_version version;
+    const char *name;           /* e.g. "NXM_OF_IN_PORT". */
+
+    enum mf_field_id id;
+};
+
+static const struct nxm_field *nxm_field_by_header(uint64_t header);
+static const struct nxm_field *nxm_field_by_name(const char *name, size_t len);
+static const struct nxm_field *nxm_field_by_mf_id(enum mf_field_id,
+                                                  enum ofp_version);
+
+static void nx_put_header__(struct ofpbuf *, uint64_t header, bool masked);
+static void nx_put_header_len(struct ofpbuf *, enum mf_field_id field,
+                              enum ofp_version version, bool masked,
+                              size_t n_bytes);
+
 /* Rate limit for nx_match parse errors.  These always indicate a bug in the
  * peer and so there's not much point in showing a lot of them. */
 static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
 
-/* Returns the width of the data for a field with the given 'header', in
- * bytes. */
-int
-nxm_field_bytes(uint32_t header)
+static const struct nxm_field *
+mf_parse_subfield_name(const char *name, int name_len, bool *wild);
+
+/* Returns the preferred OXM header to use for field 'id' in OpenFlow version
+ * 'version'.  Specify 0 for 'version' if an NXM legacy header should be
+ * preferred over any standardized OXM header.  Returns 0 if field 'id' cannot
+ * be expressed in NXM or OXM. */
+static uint64_t
+mf_oxm_header(enum mf_field_id id, enum ofp_version version)
+{
+    const struct nxm_field *f = nxm_field_by_mf_id(id, version);
+    return f ? f->header : 0;
+}
+
+/* Returns the 32-bit OXM or NXM header to use for field 'id', preferring an
+ * NXM legacy header over any standardized OXM header.  Returns 0 if field 'id'
+ * cannot be expressed with a 32-bit NXM or OXM header.
+ *
+ * Whenever possible, use nx_pull_header() instead of this function, because
+ * this function cannot support 64-bit experimenter OXM headers. */
+uint32_t
+mf_nxm_header(enum mf_field_id id)
+{
+    uint64_t oxm = mf_oxm_header(id, 0);
+    return is_experimenter_oxm(oxm) ? 0 : oxm >> 32;
+}
+
+static const struct mf_field *
+mf_from_oxm_header(uint64_t header)
+{
+    const struct nxm_field *f = nxm_field_by_header(header);
+    return f ? mf_from_id(f->id) : NULL;
+}
+
+/* Returns the "struct mf_field" that corresponds to NXM or OXM header
+ * 'header', or NULL if 'header' doesn't correspond to any known field.  */
+const struct mf_field *
+mf_from_nxm_header(uint32_t header)
 {
-    unsigned int length = NXM_LENGTH(header);
-    return NXM_HASMASK(header) ? length / 2 : length;
+    return mf_from_oxm_header((uint64_t) header << 32);
 }
 
 /* Returns the width of the data for a field with the given 'header', in
- * bits. */
-int
-nxm_field_bits(uint32_t header)
+ * bytes. */
+static int
+nxm_field_bytes(uint64_t header)
 {
-    return nxm_field_bytes(header) * 8;
+    unsigned int length = nxm_payload_len(header);
+    return nxm_hasmask(header) ? length / 2 : length;
 }
 \f
 /* nx_pull_match() and helpers. */
 
-static uint32_t
-nx_entry_ok(const void *p, unsigned int match_len)
+/* Given NXM/OXM value 'value' and mask 'mask' associated with 'header', checks
+ * for any 1-bit in the value where there is a 0-bit in the mask.  Returns 0 if
+ * none, otherwise an error code. */
+static bool
+is_mask_consistent(uint64_t header, const uint8_t *value, const uint8_t *mask)
+{
+    unsigned int width = nxm_field_bytes(header);
+    unsigned int i;
+
+    for (i = 0; i < width; i++) {
+        if (value[i] & ~mask[i]) {
+            if (!VLOG_DROP_WARN(&rl)) {
+                VLOG_WARN_RL(&rl, "Rejecting NXM/OXM entry "NXM_HEADER_FMT " "
+                             "with 1-bits in value for bits wildcarded by the "
+                             "mask.", NXM_HEADER_ARGS(header));
+            }
+            return false;
+        }
+    }
+    return true;
+}
+
+static bool
+is_cookie_pseudoheader(uint64_t header)
+{
+    return header == NXM_NX_COOKIE || header == NXM_NX_COOKIE_W;
+}
+
+static enum ofperr
+nx_pull_header__(struct ofpbuf *b, bool allow_cookie, uint64_t *header,
+                 const struct mf_field **field)
+{
+    if (b->size < 4) {
+        goto bad_len;
+    }
+
+    *header = ((uint64_t) ntohl(get_unaligned_be32(b->data))) << 32;
+    if (is_experimenter_oxm(*header)) {
+        if (b->size < 8) {
+            goto bad_len;
+        }
+        *header = ntohll(get_unaligned_be64(b->data));
+    }
+    if (nxm_length(*header) < nxm_experimenter_len(*header)) {
+        VLOG_WARN_RL(&rl, "OXM header "NXM_HEADER_FMT" has invalid length %d "
+                     "(minimum is %d)",
+                     NXM_HEADER_ARGS(*header), nxm_length(*header),
+                     nxm_header_len(*header));
+        goto error;
+    }
+    ofpbuf_pull(b, nxm_header_len(*header));
+
+    if (field) {
+        *field = mf_from_oxm_header(*header);
+        if (!*field && !(allow_cookie && is_cookie_pseudoheader(*header))) {
+            VLOG_DBG_RL(&rl, "OXM header "NXM_HEADER_FMT" is unknown",
+                        NXM_HEADER_ARGS(*header));
+            return OFPERR_OFPBMC_BAD_FIELD;
+        }
+    }
+
+    return 0;
+
+bad_len:
+    VLOG_DBG_RL(&rl, "encountered partial (%"PRIu32"-byte) OXM entry",
+                b->size);
+error:
+    *header = 0;
+    if (field) {
+        *field = NULL;
+    }
+    return OFPERR_OFPBMC_BAD_LEN;
+}
+
+static void
+copy_entry_value(const struct mf_field *field, union mf_value *value,
+                 const uint8_t *payload, int width)
+{
+    int copy_len;
+    void *copy_dst;
+
+    copy_dst = value;
+    copy_len = MIN(width, field ? field->n_bytes : sizeof *value);
+
+    if (field && field->variable_len) {
+        memset(value, 0, field->n_bytes);
+        copy_dst = &value->u8 + field->n_bytes - copy_len;
+    }
+
+    memcpy(copy_dst, payload, copy_len);
+}
+
+static enum ofperr
+nx_pull_entry__(struct ofpbuf *b, bool allow_cookie, uint64_t *header,
+                const struct mf_field **field_,
+                union mf_value *value, union mf_value *mask)
 {
+    const struct mf_field *field;
+    enum ofperr header_error;
     unsigned int payload_len;
-    ovs_be32 header_be;
-    uint32_t header;
+    const uint8_t *payload;
+    int width;
+
+    header_error = nx_pull_header__(b, allow_cookie, header, &field);
+    if (header_error && header_error != OFPERR_OFPBMC_BAD_FIELD) {
+        return header_error;
+    }
+
+    payload_len = nxm_payload_len(*header);
+    payload = ofpbuf_try_pull(b, payload_len);
+    if (!payload) {
+        VLOG_DBG_RL(&rl, "OXM header "NXM_HEADER_FMT" calls for %u-byte "
+                    "payload but only %"PRIu32" bytes follow OXM header",
+                    NXM_HEADER_ARGS(*header), payload_len, b->size);
+        return OFPERR_OFPBMC_BAD_LEN;
+    }
+
+    width = nxm_field_bytes(*header);
+    if (nxm_hasmask(*header)
+        && !is_mask_consistent(*header, payload, payload + width)) {
+        return OFPERR_OFPBMC_BAD_WILDCARDS;
+    }
 
-    if (match_len < 4) {
-        if (match_len) {
-            VLOG_DBG_RL(&rl, "nx_match ends with partial (%u-byte) nxm_header",
-                        match_len);
+    copy_entry_value(field, value, payload, width);
+
+    if (mask) {
+        if (nxm_hasmask(*header)) {
+            copy_entry_value(field, mask, payload + width, width);
+        } else {
+            memset(mask, 0xff, sizeof *mask);
         }
-        return 0;
+    } else if (nxm_hasmask(*header)) {
+        VLOG_DBG_RL(&rl, "OXM header "NXM_HEADER_FMT" includes mask but "
+                    "masked OXMs are not allowed here",
+                    NXM_HEADER_ARGS(*header));
+        return OFPERR_OFPBMC_BAD_MASK;
     }
-    memcpy(&header_be, p, 4);
-    header = ntohl(header_be);
 
-    payload_len = NXM_LENGTH(header);
-    if (!payload_len) {
-        VLOG_DBG_RL(&rl, "nxm_entry %08"PRIx32" has invalid payload "
-                    "length 0", header);
-        return 0;
+    if (field_) {
+        *field_ = field;
+        return header_error;
     }
-    if (match_len < payload_len + 4) {
-        VLOG_DBG_RL(&rl, "%"PRIu32"-byte nxm_entry but only "
-                    "%u bytes left in nx_match", payload_len + 4, match_len);
-        return 0;
+
+    return 0;
+}
+
+/* Attempts to pull an NXM or OXM header, value, and mask (if present) from the
+ * beginning of 'b'.  If successful, stores a pointer to the "struct mf_field"
+ * corresponding to the pulled header in '*field', the value into '*value',
+ * and the mask into '*mask', and returns 0.  On error, returns an OpenFlow
+ * error; in this case, some bytes might have been pulled off 'b' anyhow, and
+ * the output parameters might have been modified.
+ *
+ * If a NULL 'mask' is supplied, masked OXM or NXM entries are treated as
+ * errors (with OFPERR_OFPBMC_BAD_MASK).
+ */
+enum ofperr
+nx_pull_entry(struct ofpbuf *b, const struct mf_field **field,
+              union mf_value *value, union mf_value *mask)
+{
+    uint64_t header;
+
+    return nx_pull_entry__(b, false, &header, field, value, mask);
+}
+
+/* Attempts to pull an NXM or OXM header from the beginning of 'b'.  If
+ * successful, stores a pointer to the "struct mf_field" corresponding to the
+ * pulled header in '*field', stores the header's hasmask bit in '*masked'
+ * (true if hasmask=1, false if hasmask=0), and returns 0.  On error, returns
+ * an OpenFlow error; in this case, some bytes might have been pulled off 'b'
+ * anyhow, and the output parameters might have been modified.
+ *
+ * If NULL 'masked' is supplied, masked OXM or NXM headers are treated as
+ * errors (with OFPERR_OFPBMC_BAD_MASK).
+ */
+enum ofperr
+nx_pull_header(struct ofpbuf *b, const struct mf_field **field, bool *masked)
+{
+    enum ofperr error;
+    uint64_t header;
+
+    error = nx_pull_header__(b, false, &header, field);
+    if (masked) {
+        *masked = !error && nxm_hasmask(header);
+    } else if (!error && nxm_hasmask(header)) {
+        error = OFPERR_OFPBMC_BAD_MASK;
     }
+    return error;
+}
+
+static enum ofperr
+nx_pull_match_entry(struct ofpbuf *b, bool allow_cookie,
+                    const struct mf_field **field,
+                    union mf_value *value, union mf_value *mask)
+{
+    enum ofperr error;
+    uint64_t header;
 
-    return header;
+    error = nx_pull_entry__(b, allow_cookie, &header, field, value, mask);
+    if (error) {
+        return error;
+    }
+    if (field && *field) {
+        if (!mf_is_mask_valid(*field, mask)) {
+            VLOG_DBG_RL(&rl, "bad mask for field %s", (*field)->name);
+            return OFPERR_OFPBMC_BAD_MASK;
+        }
+        if (!mf_is_value_valid(*field, value)) {
+            VLOG_DBG_RL(&rl, "bad value for field %s", (*field)->name);
+            return OFPERR_OFPBMC_BAD_VALUE;
+        }
+    }
+    return 0;
 }
 
 static enum ofperr
 nx_pull_raw(const uint8_t *p, unsigned int match_len, bool strict,
             struct match *match, ovs_be64 *cookie, ovs_be64 *cookie_mask)
 {
-    uint32_t header;
-
-    assert((cookie != NULL) == (cookie_mask != NULL));
+    ovs_assert((cookie != NULL) == (cookie_mask != NULL));
 
     match_init_catchall(match);
     if (cookie) {
         *cookie = *cookie_mask = htonll(0);
     }
-    if (!match_len) {
-        return 0;
-    }
 
-    for (;
-         (header = nx_entry_ok(p, match_len)) != 0;
-         p += 4 + NXM_LENGTH(header), match_len -= 4 + NXM_LENGTH(header)) {
-        const struct mf_field *mf;
+    struct ofpbuf b = ofpbuf_const_initializer(p, match_len);
+    while (b.size) {
+        const uint8_t *pos = b.data;
+        const struct mf_field *field;
+        union mf_value value;
+        union mf_value mask;
         enum ofperr error;
 
-        mf = mf_from_nxm_header(header);
-        if (!mf) {
-            if (strict) {
+        error = nx_pull_match_entry(&b, cookie != NULL, &field, &value, &mask);
+        if (error) {
+            if (error == OFPERR_OFPBMC_BAD_FIELD && !strict) {
+                continue;
+            }
+        } else if (!field) {
+            if (!cookie) {
                 error = OFPERR_OFPBMC_BAD_FIELD;
+            } else if (*cookie_mask) {
+                error = OFPERR_OFPBMC_DUP_FIELD;
             } else {
-                continue;
+                *cookie = value.be64;
+                *cookie_mask = mask.be64;
             }
-        } else if (!mf_are_prereqs_ok(mf, &match->flow)) {
+        } else if (!mf_are_prereqs_ok(field, &match->flow)) {
             error = OFPERR_OFPBMC_BAD_PREREQ;
-        } else if (!mf_is_all_wild(mf, &match->wc)) {
+        } else if (!mf_is_all_wild(field, &match->wc)) {
             error = OFPERR_OFPBMC_DUP_FIELD;
-        } else if (header != OXM_OF_IN_PORT) {
-            unsigned int width = mf->n_bytes;
-            union mf_value value;
-
-            memcpy(&value, p + 4, width);
-            if (!mf_is_value_valid(mf, &value)) {
-                error = OFPERR_OFPBMC_BAD_VALUE;
-            } else if (!NXM_HASMASK(header)) {
-                error = 0;
-                mf_set_value(mf, &value, match);
-            } else {
-                union mf_value mask;
-
-                memcpy(&mask, p + 4 + width, width);
-                if (!mf_is_mask_valid(mf, &mask)) {
-                    error = OFPERR_OFPBMC_BAD_MASK;
-                } else {
-                    error = 0;
-                    mf_set(mf, &value, &mask, match);
-                }
-            }
         } else {
-            /* Special case for 32bit ports when using OXM,
-             * ports are 16 bits wide otherwise. */
-            ovs_be32 port_of11;
-            uint16_t port;
-
-            memcpy(&port_of11, p + 4, sizeof port_of11);
-            error = ofputil_port_from_ofp11(port_of11, &port);
-            if (!error) {
-                match_set_in_port(match, port);
-            }
-        }
-
-        /* Check if the match is for a cookie rather than a classifier rule. */
-        if ((header == NXM_NX_COOKIE || header == NXM_NX_COOKIE_W) && cookie) {
-            if (*cookie_mask) {
-                error = OFPERR_OFPBMC_DUP_FIELD;
-            } else {
-                unsigned int width = sizeof *cookie;
-
-                memcpy(cookie, p + 4, width);
-                if (NXM_HASMASK(header)) {
-                    memcpy(cookie_mask, p + 4 + width, width);
-                } else {
-                    *cookie_mask = htonll(UINT64_MAX);
-                }
-                error = 0;
+            char *err_str;
+
+            mf_set(field, &value, &mask, match, &err_str);
+            if (err_str) {
+                VLOG_DBG_RL(&rl, "error parsing OXM at offset %"PRIdPTR" "
+                           "within match (%s)", pos - p, err_str);
+                free(err_str);
+                return OFPERR_OFPBMC_BAD_VALUE;
             }
         }
 
         if (error) {
-            VLOG_DBG_RL(&rl, "bad nxm_entry %#08"PRIx32" (vendor=%"PRIu32", "
-                        "field=%"PRIu32", hasmask=%"PRIu32", len=%"PRIu32"), "
-                        "(%s)", header,
-                        NXM_VENDOR(header), NXM_FIELD(header),
-                        NXM_HASMASK(header), NXM_LENGTH(header),
-                        ofperr_to_string(error));
+            VLOG_DBG_RL(&rl, "error parsing OXM at offset %"PRIdPTR" "
+                        "within match (%s)", pos -
+                        p, ofperr_to_string(error));
             return error;
         }
     }
 
-    return match_len ? OFPERR_OFPBMC_BAD_LEN : 0;
+    return 0;
 }
 
 static enum ofperr
@@ -200,7 +543,7 @@ nx_pull_match__(struct ofpbuf *b, unsigned int match_len, bool strict,
         if (!p) {
             VLOG_DBG_RL(&rl, "nx_match length %u, rounded up to a "
                         "multiple of 8, is longer than space in message (max "
-                        "length %zu)", match_len, b->size);
+                        "length %"PRIu32")", match_len, b->size);
             return OFPERR_OFPBMC_BAD_LEN;
         }
     }
@@ -257,7 +600,7 @@ oxm_pull_match__(struct ofpbuf *b, bool strict, struct match *match)
     if (!p) {
         VLOG_DBG_RL(&rl, "oxm length %u, rounded up to a "
                     "multiple of 8, is longer than space in message (max "
-                    "length %zu)", match_len, b->size);
+                    "length %"PRIu32")", match_len, b->size);
         return OFPERR_OFPBMC_BAD_LEN;
     }
 
@@ -265,8 +608,8 @@ oxm_pull_match__(struct ofpbuf *b, bool strict, struct match *match)
                        strict, match, NULL, NULL);
 }
 
-/* Parses the oxm formatted match description preceeded by a struct ofp11_match
- * in 'b' with length 'match_len'.  Stores the result in 'match'.
+/* Parses the oxm formatted match description preceded by a struct
+ * ofp11_match_header in 'b'.  Stores the result in 'match'.
  *
  * Fails with an error when encountering unknown OXM headers.
  *
@@ -278,251 +621,275 @@ oxm_pull_match(struct ofpbuf *b, struct match *match)
 }
 
 /* Behaves the same as oxm_pull_match() with one exception.  Skips over unknown
- * PXM headers instead of failing with an error when they are encountered. */
+ * OXM headers instead of failing with an error when they are encountered. */
 enum ofperr
 oxm_pull_match_loose(struct ofpbuf *b, struct match *match)
 {
     return oxm_pull_match__(b, false, match);
 }
-\f
-/* nx_put_match() and helpers.
- *
- * 'put' functions whose names end in 'w' add a wildcarded field.
- * 'put' functions whose names end in 'm' add a field that might be wildcarded.
- * Other 'put' functions add exact-match fields.
- */
 
-static void
-nxm_put_header(struct ofpbuf *b, uint32_t header)
+/* Parses the OXM match description in the 'oxm_len' bytes in 'oxm'.  Stores
+ * the result in 'match'.
+ *
+ * Fails with an error when encountering unknown OXM headers.
+ *
+ * Returns 0 if successful, otherwise an OpenFlow error code. */
+enum ofperr
+oxm_decode_match(const void *oxm, size_t oxm_len, struct match *match)
 {
-    ovs_be32 n_header = htonl(header);
-    ofpbuf_put(b, &n_header, sizeof n_header);
+    return nx_pull_raw(oxm, oxm_len, true, match, NULL, NULL);
 }
 
-static void
-nxm_put_8(struct ofpbuf *b, uint32_t header, uint8_t value)
+/* Verify an array of OXM TLVs treating value of each TLV as a mask,
+ * disallowing masks in each TLV and ignoring pre-requisites. */
+enum ofperr
+oxm_pull_field_array(const void *fields_data, size_t fields_len,
+                     struct field_array *fa)
 {
-    nxm_put_header(b, header);
-    ofpbuf_put(b, &value, sizeof value);
-}
+    struct ofpbuf b = ofpbuf_const_initializer(fields_data, fields_len);
+    while (b.size) {
+        const uint8_t *pos = b.data;
+        const struct mf_field *field;
+        union mf_value value;
+        enum ofperr error;
+        uint64_t header;
 
-static void
-nxm_put_8m(struct ofpbuf *b, uint32_t header, uint8_t value, uint8_t mask)
-{
-    switch (mask) {
-    case 0:
-        break;
+        error = nx_pull_entry__(&b, false, &header, &field, &value, NULL);
+        if (error) {
+            VLOG_DBG_RL(&rl, "error pulling field array field");
+            return error;
+        } else if (!field) {
+            VLOG_DBG_RL(&rl, "unknown field array field");
+            error = OFPERR_OFPBMC_BAD_FIELD;
+        } else if (bitmap_is_set(fa->used.bm, field->id)) {
+            VLOG_DBG_RL(&rl, "duplicate field array field '%s'", field->name);
+            error = OFPERR_OFPBMC_DUP_FIELD;
+        } else if (!mf_is_mask_valid(field, &value)) {
+            VLOG_DBG_RL(&rl, "bad mask in field array field '%s'", field->name);
+            return OFPERR_OFPBMC_BAD_MASK;
+        } else {
+            field_array_set(field->id, &value, fa);
+        }
 
-    case UINT8_MAX:
-        nxm_put_8(b, header, value);
-        break;
+        if (error) {
+            const uint8_t *start = fields_data;
 
-    default:
-        nxm_put_header(b, NXM_MAKE_WILD_HEADER(header));
-        ofpbuf_put(b, &value, sizeof value);
-        ofpbuf_put(b, &mask, sizeof mask);
+            VLOG_DBG_RL(&rl, "error parsing OXM at offset %"PRIdPTR" "
+                        "within field array (%s)", pos - start,
+                        ofperr_to_string(error));
+            return error;
+        }
     }
-}
 
-static void
-nxm_put_16(struct ofpbuf *b, uint32_t header, ovs_be16 value)
+    return 0;
+}
+\f
+/* nx_put_match() and helpers.
+ *
+ * 'put' functions whose names end in 'w' add a wildcarded field.
+ * 'put' functions whose names end in 'm' add a field that might be wildcarded.
+ * Other 'put' functions add exact-match fields.
+ */
+void
+nxm_put__(struct ofpbuf *b, enum mf_field_id field, enum ofp_version version,
+          const void *value, const void *mask, size_t n_bytes)
 {
-    nxm_put_header(b, header);
-    ofpbuf_put(b, &value, sizeof value);
+    nx_put_header_len(b, field, version, !!mask, n_bytes);
+    ofpbuf_put(b, value, n_bytes);
+    if (mask) {
+        ofpbuf_put(b, mask, n_bytes);
+    }
+
 }
 
 static void
-nxm_put_16w(struct ofpbuf *b, uint32_t header, ovs_be16 value, ovs_be16 mask)
+nxm_put(struct ofpbuf *b, enum mf_field_id field, enum ofp_version version,
+        const void *value, const void *mask, size_t n_bytes)
 {
-    nxm_put_header(b, header);
-    ofpbuf_put(b, &value, sizeof value);
-    ofpbuf_put(b, &mask, sizeof mask);
+    if (!is_all_zeros(mask, n_bytes)) {
+        bool masked = !is_all_ones(mask, n_bytes);
+        nxm_put__(b, field, version, value, masked ? mask : NULL, n_bytes);
+    }
 }
 
 static void
-nxm_put_16m(struct ofpbuf *b, uint32_t header, ovs_be16 value, ovs_be16 mask)
+nxm_put_8m(struct ofpbuf *b, enum mf_field_id field, enum ofp_version version,
+           uint8_t value, uint8_t mask)
 {
-    switch (mask) {
-    case 0:
-        break;
-
-    case CONSTANT_HTONS(UINT16_MAX):
-        nxm_put_16(b, header, value);
-        break;
-
-    default:
-        nxm_put_16w(b, NXM_MAKE_WILD_HEADER(header), value, mask);
-        break;
-    }
+    nxm_put(b, field, version, &value, &mask, sizeof value);
 }
 
 static void
-nxm_put_32(struct ofpbuf *b, uint32_t header, ovs_be32 value)
+nxm_put_8(struct ofpbuf *b, enum mf_field_id field, enum ofp_version version,
+          uint8_t value)
 {
-    nxm_put_header(b, header);
-    ofpbuf_put(b, &value, sizeof value);
+    nxm_put__(b, field, version, &value, NULL, sizeof value);
 }
 
 static void
-nxm_put_32w(struct ofpbuf *b, uint32_t header, ovs_be32 value, ovs_be32 mask)
+nxm_put_16m(struct ofpbuf *b, enum mf_field_id field, enum ofp_version version,
+            ovs_be16 value, ovs_be16 mask)
 {
-    nxm_put_header(b, header);
-    ofpbuf_put(b, &value, sizeof value);
-    ofpbuf_put(b, &mask, sizeof mask);
+    nxm_put(b, field, version, &value, &mask, sizeof value);
 }
 
 static void
-nxm_put_32m(struct ofpbuf *b, uint32_t header, ovs_be32 value, ovs_be32 mask)
+nxm_put_16(struct ofpbuf *b, enum mf_field_id field, enum ofp_version version,
+           ovs_be16 value)
 {
-    switch (mask) {
-    case 0:
-        break;
-
-    case CONSTANT_HTONL(UINT32_MAX):
-        nxm_put_32(b, header, value);
-        break;
-
-    default:
-        nxm_put_32w(b, NXM_MAKE_WILD_HEADER(header), value, mask);
-        break;
-    }
+    nxm_put__(b, field, version, &value, NULL, sizeof value);
 }
 
 static void
-nxm_put_64(struct ofpbuf *b, uint32_t header, ovs_be64 value)
+nxm_put_32m(struct ofpbuf *b, enum mf_field_id field, enum ofp_version version,
+            ovs_be32 value, ovs_be32 mask)
 {
-    nxm_put_header(b, header);
-    ofpbuf_put(b, &value, sizeof value);
+    nxm_put(b, field, version, &value, &mask, sizeof value);
 }
 
 static void
-nxm_put_64w(struct ofpbuf *b, uint32_t header, ovs_be64 value, ovs_be64 mask)
+nxm_put_32(struct ofpbuf *b, enum mf_field_id field, enum ofp_version version,
+           ovs_be32 value)
 {
-    nxm_put_header(b, header);
-    ofpbuf_put(b, &value, sizeof value);
-    ofpbuf_put(b, &mask, sizeof mask);
+    nxm_put__(b, field, version, &value, NULL, sizeof value);
 }
 
 static void
-nxm_put_64m(struct ofpbuf *b, uint32_t header, ovs_be64 value, ovs_be64 mask)
+nxm_put_64m(struct ofpbuf *b, enum mf_field_id field, enum ofp_version version,
+            ovs_be64 value, ovs_be64 mask)
 {
-    switch (mask) {
-    case 0:
-        break;
-
-    case CONSTANT_HTONLL(UINT64_MAX):
-        nxm_put_64(b, header, value);
-        break;
-
-    default:
-        nxm_put_64w(b, NXM_MAKE_WILD_HEADER(header), value, mask);
-        break;
-    }
+    nxm_put(b, field, version, &value, &mask, sizeof value);
 }
 
 static void
-nxm_put_eth(struct ofpbuf *b, uint32_t header,
-            const uint8_t value[ETH_ADDR_LEN])
+nxm_put_128m(struct ofpbuf *b,
+             enum mf_field_id field, enum ofp_version version,
+             const ovs_be128 value, const ovs_be128 mask)
 {
-    nxm_put_header(b, header);
-    ofpbuf_put(b, value, ETH_ADDR_LEN);
+    nxm_put(b, field, version, &value, &mask, sizeof(value));
 }
 
 static void
-nxm_put_eth_masked(struct ofpbuf *b, uint32_t header,
-                   const uint8_t value[ETH_ADDR_LEN],
-                   const uint8_t mask[ETH_ADDR_LEN])
+nxm_put_eth_masked(struct ofpbuf *b,
+                   enum mf_field_id field, enum ofp_version version,
+                   const struct eth_addr value, const struct eth_addr mask)
 {
-    if (!eth_addr_is_zero(mask)) {
-        if (eth_mask_is_exact(mask)) {
-            nxm_put_eth(b, header, value);
-        } else {
-            nxm_put_header(b, NXM_MAKE_WILD_HEADER(header));
-            ofpbuf_put(b, value, ETH_ADDR_LEN);
-            ofpbuf_put(b, mask, ETH_ADDR_LEN);
-        }
-    }
+    nxm_put(b, field, version, value.ea, mask.ea, ETH_ADDR_LEN);
 }
 
 static void
-nxm_put_ipv6(struct ofpbuf *b, uint32_t header,
+nxm_put_ipv6(struct ofpbuf *b,
+             enum mf_field_id field, enum ofp_version version,
              const struct in6_addr *value, const struct in6_addr *mask)
 {
-    if (ipv6_mask_is_any(mask)) {
-        return;
-    } else if (ipv6_mask_is_exact(mask)) {
-        nxm_put_header(b, header);
-        ofpbuf_put(b, value, sizeof *value);
-    } else {
-        nxm_put_header(b, NXM_MAKE_WILD_HEADER(header));
-        ofpbuf_put(b, value, sizeof *value);
-        ofpbuf_put(b, mask, sizeof *mask);
-    }
+    nxm_put(b, field, version, value->s6_addr, mask->s6_addr,
+            sizeof value->s6_addr);
 }
 
 static void
-nxm_put_frag(struct ofpbuf *b, const struct match *match)
+nxm_put_frag(struct ofpbuf *b, const struct match *match,
+             enum ofp_version version)
 {
-    uint8_t nw_frag = match->flow.nw_frag;
-    uint8_t nw_frag_mask = match->wc.masks.nw_frag;
-
-    switch (nw_frag_mask) {
-    case 0:
-        break;
+    uint8_t nw_frag = match->flow.nw_frag & FLOW_NW_FRAG_MASK;
+    uint8_t nw_frag_mask = match->wc.masks.nw_frag & FLOW_NW_FRAG_MASK;
 
-    case FLOW_NW_FRAG_MASK:
-        nxm_put_8(b, NXM_NX_IP_FRAG, nw_frag);
-        break;
-
-    default:
-        nxm_put_8m(b, NXM_NX_IP_FRAG, nw_frag,
-                   nw_frag_mask & FLOW_NW_FRAG_MASK);
-        break;
-    }
+    nxm_put_8m(b, MFF_IP_FRAG, version, nw_frag,
+               nw_frag_mask == FLOW_NW_FRAG_MASK ? UINT8_MAX : nw_frag_mask);
 }
 
+/* Appends to 'b' a set of OXM or NXM matches for the IPv4 or IPv6 fields in
+ * 'match'.  */
 static void
-nxm_put_ip(struct ofpbuf *b, const struct match *match,
-           uint8_t icmp_proto, uint32_t icmp_type, uint32_t icmp_code,
-           bool oxm)
+nxm_put_ip(struct ofpbuf *b, const struct match *match, enum ofp_version oxm)
 {
     const struct flow *flow = &match->flow;
 
-    nxm_put_frag(b, match);
+    if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
+        nxm_put_32m(b, MFF_IPV4_SRC, oxm,
+                    flow->nw_src, match->wc.masks.nw_src);
+        nxm_put_32m(b, MFF_IPV4_DST, oxm,
+                    flow->nw_dst, match->wc.masks.nw_dst);
+    } else {
+        nxm_put_ipv6(b, MFF_IPV6_SRC, oxm,
+                     &flow->ipv6_src, &match->wc.masks.ipv6_src);
+        nxm_put_ipv6(b, MFF_IPV6_DST, oxm,
+                     &flow->ipv6_dst, &match->wc.masks.ipv6_dst);
+    }
+
+    nxm_put_frag(b, match, oxm);
 
     if (match->wc.masks.nw_tos & IP_DSCP_MASK) {
-        nxm_put_8(b, oxm ? OXM_OF_IP_DSCP : NXM_OF_IP_TOS,
-                  flow->nw_tos & IP_DSCP_MASK);
+        if (oxm) {
+            nxm_put_8(b, MFF_IP_DSCP_SHIFTED, oxm,
+                      flow->nw_tos >> 2);
+        } else {
+            nxm_put_8(b, MFF_IP_DSCP, oxm,
+                      flow->nw_tos & IP_DSCP_MASK);
+        }
     }
 
     if (match->wc.masks.nw_tos & IP_ECN_MASK) {
-        nxm_put_8(b, oxm ? OXM_OF_IP_ECN : NXM_NX_IP_ECN,
+        nxm_put_8(b, MFF_IP_ECN, oxm,
                   flow->nw_tos & IP_ECN_MASK);
     }
 
-    if (!oxm && match->wc.masks.nw_ttl) {
-        nxm_put_8(b, NXM_NX_IP_TTL, flow->nw_ttl);
+    if (match->wc.masks.nw_ttl) {
+        nxm_put_8(b, MFF_IP_TTL, oxm, flow->nw_ttl);
     }
 
+    nxm_put_32m(b, MFF_IPV6_LABEL, oxm,
+                flow->ipv6_label, match->wc.masks.ipv6_label);
+
     if (match->wc.masks.nw_proto) {
-        nxm_put_8(b, oxm ? OXM_OF_IP_PROTO : NXM_OF_IP_PROTO, flow->nw_proto);
+        nxm_put_8(b, MFF_IP_PROTO, oxm, flow->nw_proto);
 
         if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
-            nxm_put_16m(b, oxm ? OXM_OF_TCP_SRC : NXM_OF_TCP_SRC,
+            nxm_put_16m(b, MFF_TCP_SRC, oxm,
                         flow->tp_src, match->wc.masks.tp_src);
-            nxm_put_16m(b, oxm ? OXM_OF_TCP_DST : NXM_OF_TCP_DST,
+            nxm_put_16m(b, MFF_TCP_DST, oxm,
                         flow->tp_dst, match->wc.masks.tp_dst);
+            nxm_put_16m(b, MFF_TCP_FLAGS, oxm,
+                        flow->tcp_flags, match->wc.masks.tcp_flags);
         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
-            nxm_put_16m(b, oxm ? OXM_OF_UDP_SRC : NXM_OF_UDP_SRC,
+            nxm_put_16m(b, MFF_UDP_SRC, oxm,
                         flow->tp_src, match->wc.masks.tp_src);
-            nxm_put_16m(b, oxm ? OXM_OF_UDP_DST : NXM_OF_UDP_DST,
+            nxm_put_16m(b, MFF_UDP_DST, oxm,
                         flow->tp_dst, match->wc.masks.tp_dst);
-        } else if (flow->nw_proto == icmp_proto) {
+        } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_SCTP) {
+            nxm_put_16m(b, MFF_SCTP_SRC, oxm, flow->tp_src,
+                        match->wc.masks.tp_src);
+            nxm_put_16m(b, MFF_SCTP_DST, oxm, flow->tp_dst,
+                        match->wc.masks.tp_dst);
+        } else if (is_icmpv4(flow)) {
+            if (match->wc.masks.tp_src) {
+                nxm_put_8(b, MFF_ICMPV4_TYPE, oxm,
+                          ntohs(flow->tp_src));
+            }
+            if (match->wc.masks.tp_dst) {
+                nxm_put_8(b, MFF_ICMPV4_CODE, oxm,
+                          ntohs(flow->tp_dst));
+            }
+        } else if (is_icmpv6(flow)) {
             if (match->wc.masks.tp_src) {
-                nxm_put_8(b, icmp_type, ntohs(flow->tp_src));
+                nxm_put_8(b, MFF_ICMPV6_TYPE, oxm,
+                          ntohs(flow->tp_src));
             }
             if (match->wc.masks.tp_dst) {
-                nxm_put_8(b, icmp_code, ntohs(flow->tp_dst));
+                nxm_put_8(b, MFF_ICMPV6_CODE, oxm,
+                          ntohs(flow->tp_dst));
+            }
+            if (flow->tp_src == htons(ND_NEIGHBOR_SOLICIT) ||
+                flow->tp_src == htons(ND_NEIGHBOR_ADVERT)) {
+                nxm_put_ipv6(b, MFF_ND_TARGET, oxm,
+                             &flow->nd_target, &match->wc.masks.nd_target);
+                if (flow->tp_src == htons(ND_NEIGHBOR_SOLICIT)) {
+                    nxm_put_eth_masked(b, MFF_ND_SLL, oxm,
+                                       flow->arp_sha, match->wc.masks.arp_sha);
+                }
+                if (flow->tp_src == htons(ND_NEIGHBOR_ADVERT)) {
+                    nxm_put_eth_masked(b, MFF_ND_TLL, oxm,
+                                       flow->arp_tha, match->wc.masks.arp_tha);
+                }
             }
         }
     }
@@ -532,6 +899,9 @@ nxm_put_ip(struct ofpbuf *b, const struct match *match,
  * Flow Stats Requests messages, a 'cookie' and 'cookie_mask' may be supplied.
  * Otherwise, 'cookie_mask' should be zero.
  *
+ * Specify 'oxm' as 0 to express the match in NXM format; otherwise, specify
+ * 'oxm' as the OpenFlow version number for the OXM format to use.
+ *
  * This function can cause 'b''s data to be reallocated.
  *
  * Returns the number of bytes appended to 'b', excluding padding.
@@ -539,7 +909,7 @@ nxm_put_ip(struct ofpbuf *b, const struct match *match,
  * If 'match' is a catch-all rule that matches every packet, then this function
  * appends nothing to 'b' and returns 0. */
 static int
-nx_put_raw(struct ofpbuf *b, bool oxm, const struct match *match,
+nx_put_raw(struct ofpbuf *b, enum ofp_version oxm, const struct match *match,
            ovs_be64 cookie, ovs_be64 cookie_mask)
 {
     const struct flow *flow = &match->flow;
@@ -547,24 +917,43 @@ nx_put_raw(struct ofpbuf *b, bool oxm, const struct match *match,
     int match_len;
     int i;
 
-    BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 18);
+    BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 35);
 
     /* Metadata. */
-    if (match->wc.masks.in_port) {
-        uint16_t in_port = flow->in_port;
+    if (match->wc.masks.dp_hash) {
+        nxm_put_32m(b, MFF_DP_HASH, oxm,
+                    htonl(flow->dp_hash), htonl(match->wc.masks.dp_hash));
+    }
+
+    if (match->wc.masks.recirc_id) {
+        nxm_put_32(b, MFF_RECIRC_ID, oxm, htonl(flow->recirc_id));
+    }
+
+    if (match->wc.masks.conj_id) {
+        nxm_put_32(b, MFF_CONJ_ID, oxm, htonl(flow->conj_id));
+    }
+
+    if (match->wc.masks.in_port.ofp_port) {
+        ofp_port_t in_port = flow->in_port.ofp_port;
         if (oxm) {
-            nxm_put_32(b, OXM_OF_IN_PORT, ofputil_port_to_ofp11(in_port));
+            nxm_put_32(b, MFF_IN_PORT_OXM, oxm,
+                       ofputil_port_to_ofp11(in_port));
         } else {
-            nxm_put_16(b, NXM_OF_IN_PORT, htons(in_port));
+            nxm_put_16(b, MFF_IN_PORT, oxm,
+                       htons(ofp_to_u16(in_port)));
         }
     }
+    if (match->wc.masks.actset_output) {
+        nxm_put_32(b, MFF_ACTSET_OUTPUT, oxm,
+                   ofputil_port_to_ofp11(flow->actset_output));
+    }
 
     /* Ethernet. */
-    nxm_put_eth_masked(b, oxm ? OXM_OF_ETH_SRC : NXM_OF_ETH_SRC,
+    nxm_put_eth_masked(b, MFF_ETH_SRC, oxm,
                        flow->dl_src, match->wc.masks.dl_src);
-    nxm_put_eth_masked(b, oxm ? OXM_OF_ETH_DST : NXM_OF_ETH_DST,
+    nxm_put_eth_masked(b, MFF_ETH_DST, oxm,
                        flow->dl_dst, match->wc.masks.dl_dst);
-    nxm_put_16m(b, oxm ? OXM_OF_ETH_TYPE : NXM_OF_ETH_TYPE,
+    nxm_put_16m(b, MFF_ETH_TYPE, oxm,
                 ofputil_dl_type_to_openflow(flow->dl_type),
                 match->wc.masks.dl_type);
 
@@ -575,89 +964,123 @@ nx_put_raw(struct ofpbuf *b, bool oxm, const struct match *match,
         ovs_be16 mask = match->wc.masks.vlan_tci & VID_CFI_MASK;
 
         if (mask == htons(VLAN_VID_MASK | VLAN_CFI)) {
-            nxm_put_16(b, OXM_OF_VLAN_VID, vid);
+            nxm_put_16(b, MFF_VLAN_VID, oxm, vid);
         } else if (mask) {
-            nxm_put_16m(b, OXM_OF_VLAN_VID, vid, mask);
+            nxm_put_16m(b, MFF_VLAN_VID, oxm, vid, mask);
         }
 
         if (vid && vlan_tci_to_pcp(match->wc.masks.vlan_tci)) {
-            nxm_put_8(b, OXM_OF_VLAN_PCP, vlan_tci_to_pcp(flow->vlan_tci));
+            nxm_put_8(b, MFF_VLAN_PCP, oxm,
+                      vlan_tci_to_pcp(flow->vlan_tci));
         }
 
     } else {
-        nxm_put_16m(b, NXM_OF_VLAN_TCI, flow->vlan_tci,
+        nxm_put_16m(b, MFF_VLAN_TCI, oxm, flow->vlan_tci,
                     match->wc.masks.vlan_tci);
     }
 
-    /* L3. */
-    if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
-        /* IP. */
-        nxm_put_32m(b, oxm ? OXM_OF_IPV4_SRC : NXM_OF_IP_SRC,
-                    flow->nw_src, match->wc.masks.nw_src);
-        nxm_put_32m(b, oxm ? OXM_OF_IPV4_DST : NXM_OF_IP_DST,
-                    flow->nw_dst, match->wc.masks.nw_dst);
-        nxm_put_ip(b, match, IPPROTO_ICMP,
-                   oxm ? OXM_OF_ICMPV4_TYPE : NXM_OF_ICMP_TYPE,
-                   oxm ? OXM_OF_ICMPV4_CODE : NXM_OF_ICMP_CODE, oxm);
-    } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
-        /* IPv6. */
-        nxm_put_ipv6(b, oxm ? OXM_OF_IPV6_SRC : NXM_NX_IPV6_SRC,
-                     &flow->ipv6_src, &match->wc.masks.ipv6_src);
-        nxm_put_ipv6(b, oxm ? OXM_OF_IPV6_DST : NXM_NX_IPV6_DST,
-                     &flow->ipv6_dst, &match->wc.masks.ipv6_dst);
-        nxm_put_ip(b, match, IPPROTO_ICMPV6,
-                   oxm ? OXM_OF_ICMPV6_TYPE : NXM_NX_ICMPV6_TYPE,
-                   oxm ? OXM_OF_ICMPV6_CODE : NXM_NX_ICMPV6_CODE, oxm);
-
-        nxm_put_32m(b, oxm ? OXM_OF_IPV6_FLABEL : NXM_NX_IPV6_LABEL,
-                    flow->ipv6_label, match->wc.masks.ipv6_label);
-
-        if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6
-            && (flow->tp_src == htons(ND_NEIGHBOR_SOLICIT) ||
-                flow->tp_src == htons(ND_NEIGHBOR_ADVERT))) {
-            nxm_put_ipv6(b, oxm ? OXM_OF_IPV6_ND_TARGET : NXM_NX_ND_TARGET,
-                         &flow->nd_target, &match->wc.masks.nd_target);
-            if (flow->tp_src == htons(ND_NEIGHBOR_SOLICIT)) {
-                nxm_put_eth_masked(b, oxm ? OXM_OF_IPV6_ND_SLL : NXM_NX_ND_SLL,
-                                   flow->arp_sha, match->wc.masks.arp_sha);
-            }
-            if (flow->tp_src == htons(ND_NEIGHBOR_ADVERT)) {
-                nxm_put_eth_masked(b, oxm ? OXM_OF_IPV6_ND_TLL : NXM_NX_ND_TLL,
-                                   flow->arp_tha, match->wc.masks.arp_tha);
-            }
+    /* MPLS. */
+    if (eth_type_mpls(flow->dl_type)) {
+        if (match->wc.masks.mpls_lse[0] & htonl(MPLS_TC_MASK)) {
+            nxm_put_8(b, MFF_MPLS_TC, oxm,
+                      mpls_lse_to_tc(flow->mpls_lse[0]));
+        }
+
+        if (match->wc.masks.mpls_lse[0] & htonl(MPLS_BOS_MASK)) {
+            nxm_put_8(b, MFF_MPLS_BOS, oxm,
+                      mpls_lse_to_bos(flow->mpls_lse[0]));
+        }
+
+        if (match->wc.masks.mpls_lse[0] & htonl(MPLS_LABEL_MASK)) {
+            nxm_put_32(b, MFF_MPLS_LABEL, oxm,
+                       htonl(mpls_lse_to_label(flow->mpls_lse[0])));
         }
+    }
+
+    /* L3. */
+    if (is_ip_any(flow)) {
+        nxm_put_ip(b, match, oxm);
     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP) ||
                flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_RARP)) {
         /* ARP. */
         if (match->wc.masks.nw_proto) {
-            nxm_put_16(b, oxm ? OXM_OF_ARP_OP : NXM_OF_ARP_OP,
+            nxm_put_16(b, MFF_ARP_OP, oxm,
                        htons(flow->nw_proto));
         }
-        nxm_put_32m(b, oxm ? OXM_OF_ARP_SPA : NXM_OF_ARP_SPA,
+        nxm_put_32m(b, MFF_ARP_SPA, oxm,
                     flow->nw_src, match->wc.masks.nw_src);
-        nxm_put_32m(b, oxm ? OXM_OF_ARP_TPA : NXM_OF_ARP_TPA,
+        nxm_put_32m(b, MFF_ARP_TPA, oxm,
                     flow->nw_dst, match->wc.masks.nw_dst);
-        nxm_put_eth_masked(b, oxm ? OXM_OF_ARP_SHA : NXM_NX_ARP_SHA,
+        nxm_put_eth_masked(b, MFF_ARP_SHA, oxm,
                            flow->arp_sha, match->wc.masks.arp_sha);
-        nxm_put_eth_masked(b, oxm ? OXM_OF_ARP_THA : NXM_NX_ARP_THA,
+        nxm_put_eth_masked(b, MFF_ARP_THA, oxm,
                            flow->arp_tha, match->wc.masks.arp_tha);
     }
 
     /* Tunnel ID. */
-    nxm_put_64m(b, oxm ? OXM_OF_TUNNEL_ID : NXM_NX_TUN_ID,
-               flow->tunnel.tun_id, match->wc.masks.tunnel.tun_id);
+    nxm_put_64m(b, MFF_TUN_ID, oxm,
+                flow->tunnel.tun_id, match->wc.masks.tunnel.tun_id);
+
+    /* Other tunnel metadata. */
+    nxm_put_16m(b, MFF_TUN_FLAGS, oxm,
+                htons(flow->tunnel.flags), htons(match->wc.masks.tunnel.flags));
+    nxm_put_32m(b, MFF_TUN_SRC, oxm,
+                flow->tunnel.ip_src, match->wc.masks.tunnel.ip_src);
+    nxm_put_32m(b, MFF_TUN_DST, oxm,
+                flow->tunnel.ip_dst, match->wc.masks.tunnel.ip_dst);
+    nxm_put_ipv6(b, MFF_TUN_IPV6_SRC, oxm,
+                 &flow->tunnel.ipv6_src, &match->wc.masks.tunnel.ipv6_src);
+    nxm_put_ipv6(b, MFF_TUN_IPV6_DST, oxm,
+                 &flow->tunnel.ipv6_dst, &match->wc.masks.tunnel.ipv6_dst);
+    nxm_put_16m(b, MFF_TUN_GBP_ID, oxm,
+                flow->tunnel.gbp_id, match->wc.masks.tunnel.gbp_id);
+    nxm_put_8m(b, MFF_TUN_GBP_FLAGS, oxm,
+               flow->tunnel.gbp_flags, match->wc.masks.tunnel.gbp_flags);
+    tun_metadata_to_nx_match(b, oxm, match);
 
     /* Registers. */
-    for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
-        nxm_put_32m(b, NXM_NX_REG(i),
-                    htonl(flow->regs[i]), htonl(match->wc.masks.regs[i]));
+    if (oxm < OFP15_VERSION) {
+        for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
+            nxm_put_32m(b, MFF_REG0 + i, oxm,
+                        htonl(flow->regs[i]), htonl(match->wc.masks.regs[i]));
+        }
+    } else {
+        for (i = 0; i < FLOW_N_XREGS; i++) {
+            nxm_put_64m(b, MFF_XREG0 + i, oxm,
+                        htonll(flow_get_xreg(flow, i)),
+                        htonll(flow_get_xreg(&match->wc.masks, i)));
+        }
     }
 
+    /* Packet mark. */
+    nxm_put_32m(b, MFF_PKT_MARK, oxm, htonl(flow->pkt_mark),
+                htonl(match->wc.masks.pkt_mark));
+
+    /* Connection tracking. */
+    nxm_put_32m(b, MFF_CT_STATE, oxm, htonl(flow->ct_state),
+                htonl(match->wc.masks.ct_state));
+    nxm_put_16m(b, MFF_CT_ZONE, oxm, htons(flow->ct_zone),
+                htons(match->wc.masks.ct_zone));
+    nxm_put_32m(b, MFF_CT_MARK, oxm, htonl(flow->ct_mark),
+                htonl(match->wc.masks.ct_mark));
+    nxm_put_128m(b, MFF_CT_LABEL, oxm, hton128(flow->ct_label),
+                 hton128(match->wc.masks.ct_label));
+
     /* OpenFlow 1.1+ Metadata. */
-    nxm_put_64m(b, OXM_OF_METADATA, flow->metadata, match->wc.masks.metadata);
+    nxm_put_64m(b, MFF_METADATA, oxm,
+                flow->metadata, match->wc.masks.metadata);
 
     /* Cookie. */
-    nxm_put_64m(b, NXM_NX_COOKIE, cookie, cookie_mask);
+    if (cookie_mask) {
+        bool masked = cookie_mask != OVS_BE64_MAX;
+
+        cookie &= cookie_mask;
+        nx_put_header__(b, NXM_NX_COOKIE, masked);
+        ofpbuf_put(b, &cookie, sizeof cookie);
+        if (masked) {
+            ofpbuf_put(b, &cookie_mask, sizeof cookie_mask);
+        }
+    }
 
     match_len = b->size - start_len;
     return match_len;
@@ -677,23 +1100,26 @@ int
 nx_put_match(struct ofpbuf *b, const struct match *match,
              ovs_be64 cookie, ovs_be64 cookie_mask)
 {
-    int match_len = nx_put_raw(b, false, match, cookie, cookie_mask);
+    int match_len = nx_put_raw(b, 0, match, cookie, cookie_mask);
 
-    ofpbuf_put_zeros(b, ROUND_UP(match_len, 8) - match_len);
+    ofpbuf_put_zeros(b, PAD_SIZE(match_len, 8));
     return match_len;
 }
 
-
-/* Appends to 'b' an struct ofp11_match_header followed by the oxm format that
- * expresses 'cr', plus enough zero bytes to pad the data appended out to a
+/* Appends to 'b' an struct ofp11_match_header followed by the OXM format that
+ * expresses 'match', plus enough zero bytes to pad the data appended out to a
  * multiple of 8.
  *
+ * OXM differs slightly among versions of OpenFlow.  Specify the OpenFlow
+ * version in use as 'version'.
+ *
  * This function can cause 'b''s data to be reallocated.
  *
  * Returns the number of bytes appended to 'b', excluding the padding.  Never
  * returns zero. */
 int
-oxm_put_match(struct ofpbuf *b, const struct match *match)
+oxm_put_match(struct ofpbuf *b, const struct match *match,
+              enum ofp_version version)
 {
     int match_len;
     struct ofp11_match_header *omh;
@@ -701,37 +1127,184 @@ oxm_put_match(struct ofpbuf *b, const struct match *match)
     ovs_be64 cookie = htonll(0), cookie_mask = htonll(0);
 
     ofpbuf_put_uninit(b, sizeof *omh);
-    match_len = nx_put_raw(b, true, match, cookie, cookie_mask) + sizeof *omh;
-    ofpbuf_put_zeros(b, ROUND_UP(match_len, 8) - match_len);
+    match_len = (nx_put_raw(b, version, match, cookie, cookie_mask)
+                 + sizeof *omh);
+    ofpbuf_put_zeros(b, PAD_SIZE(match_len, 8));
 
-    omh = (struct ofp11_match_header *)((char *)b->data + start_len);
+    omh = ofpbuf_at(b, start_len, sizeof *omh);
     omh->type = htons(OFPMT_OXM);
     omh->length = htons(match_len);
 
     return match_len;
 }
+
+/* Appends to 'b' the OXM formats that expresses 'match', without header or
+ * padding.
+ *
+ * OXM differs slightly among versions of OpenFlow.  Specify the OpenFlow
+ * version in use as 'version'.
+ *
+ * This function can cause 'b''s data to be reallocated. */
+void
+oxm_put_raw(struct ofpbuf *b, const struct match *match,
+            enum ofp_version version)
+{
+    nx_put_raw(b, version, match, 0, 0);
+}
+
+/* Appends to 'b' the nx_match format that expresses the tlv corresponding
+ * to 'id'. If mask is not all-ones then it is also formated as the value
+ * of the tlv. */
+static void
+nx_format_mask_tlv(struct ds *ds, enum mf_field_id id,
+                   const union mf_value *mask)
+{
+    const struct mf_field *mf = mf_from_id(id);
+
+    ds_put_format(ds, "%s", mf->name);
+
+    if (!is_all_ones(mask, mf->n_bytes)) {
+        ds_put_char(ds, '=');
+        mf_format(mf, mask, NULL, ds);
+    }
+
+    ds_put_char(ds, ',');
+}
+
+/* Appends a string representation of 'fa_' to 'ds'.
+ * The TLVS value of 'fa_' is treated as a mask and
+ * only the name of fields is formated if it is all ones. */
+void
+oxm_format_field_array(struct ds *ds, const struct field_array *fa)
+{
+    size_t start_len = ds->length;
+    int i;
+
+    for (i = 0; i < MFF_N_IDS; i++) {
+        if (bitmap_is_set(fa->used.bm, i)) {
+            nx_format_mask_tlv(ds, i, &fa->value[i]);
+        }
+    }
+
+    if (ds->length > start_len) {
+        ds_chomp(ds, ',');
+    }
+}
+
+/* Appends to 'b' a series of OXM TLVs corresponding to the series
+ * of enum mf_field_id and value tuples in 'fa_'.
+ *
+ * OXM differs slightly among versions of OpenFlow.  Specify the OpenFlow
+ * version in use as 'version'.
+ *
+ * This function can cause 'b''s data to be reallocated.
+ *
+ * Returns the number of bytes appended to 'b'.  May return zero. */
+int
+oxm_put_field_array(struct ofpbuf *b, const struct field_array *fa,
+                    enum ofp_version version)
+{
+    size_t start_len = b->size;
+    int i;
+
+    /* Field arrays are only used with the group selection method
+     * property and group properties are only available in OpenFlow 1.5+.
+     * So the following assertion should never fail.
+     *
+     * If support for older OpenFlow versions is desired then some care
+     * will need to be taken of different TLVs that handle the same
+     * flow fields. In particular:
+     * - VLAN_TCI, VLAN_VID and MFF_VLAN_PCP
+     * - IP_DSCP_MASK and DSCP_SHIFTED
+     * - REGS and XREGS
+     */
+    ovs_assert(version >= OFP15_VERSION);
+
+    for (i = 0; i < MFF_N_IDS; i++) {
+        if (bitmap_is_set(fa->used.bm, i)) {
+            int len = mf_field_len(mf_from_id(i), &fa->value[i], NULL, NULL);
+            nxm_put__(b, i, version,
+                      &fa->value[i].u8 + mf_from_id(i)->n_bytes - len, NULL,
+                      len);
+        }
+    }
+
+    return b->size - start_len;
+}
+
+static void
+nx_put_header__(struct ofpbuf *b, uint64_t header, bool masked)
+{
+    uint64_t masked_header = masked ? nxm_make_wild_header(header) : header;
+    ovs_be64 network_header = htonll(masked_header);
+
+    ofpbuf_put(b, &network_header, nxm_header_len(header));
+}
+
+void
+nx_put_header(struct ofpbuf *b, enum mf_field_id field,
+              enum ofp_version version, bool masked)
+{
+    nx_put_header__(b, mf_oxm_header(field, version), masked);
+}
+
+static void
+nx_put_header_len(struct ofpbuf *b, enum mf_field_id field,
+                  enum ofp_version version, bool masked, size_t n_bytes)
+{
+    uint64_t header = mf_oxm_header(field, version);
+
+    header = NXM_HEADER(nxm_vendor(header), nxm_class(header),
+                        nxm_field(header), false,
+                        nxm_experimenter_len(header) + n_bytes);
+
+    nx_put_header__(b, header, masked);
+}
+
+void
+nx_put_entry(struct ofpbuf *b,
+             enum mf_field_id field, enum ofp_version version,
+             const union mf_value *value, const union mf_value *mask)
+{
+    const struct mf_field *mf = mf_from_id(field);
+    bool masked;
+    int len, offset;
+
+    len = mf_field_len(mf, value, mask, &masked);
+    offset = mf->n_bytes - len;
+
+    nx_put_header_len(b, field, version, masked, len);
+    ofpbuf_put(b, &value->u8 + offset, len);
+    if (masked) {
+        ofpbuf_put(b, &mask->u8 + offset, len);
+    }
+}
 \f
 /* nx_match_to_string() and helpers. */
 
-static void format_nxm_field_name(struct ds *, uint32_t header);
+static void format_nxm_field_name(struct ds *, uint64_t header);
 
 char *
 nx_match_to_string(const uint8_t *p, unsigned int match_len)
 {
-    uint32_t header;
-    struct ds s;
-
     if (!match_len) {
         return xstrdup("<any>");
     }
 
-    ds_init(&s);
-    while ((header = nx_entry_ok(p, match_len)) != 0) {
-        unsigned int length = NXM_LENGTH(header);
-        unsigned int value_len = nxm_field_bytes(header);
-        const uint8_t *value = p + 4;
-        const uint8_t *mask = value + value_len;
-        unsigned int i;
+    struct ofpbuf b = ofpbuf_const_initializer(p, match_len);
+    struct ds s = DS_EMPTY_INITIALIZER;
+    while (b.size) {
+        union mf_value value;
+        union mf_value mask;
+        enum ofperr error;
+        uint64_t header;
+        int value_len;
+
+        error = nx_pull_entry__(&b, true, &header, NULL, &value, &mask);
+        if (error) {
+            break;
+        }
+        value_len = MIN(sizeof value, nxm_field_bytes(header));
 
         if (s.length) {
             ds_put_cstr(&s, ", ");
@@ -740,36 +1313,33 @@ nx_match_to_string(const uint8_t *p, unsigned int match_len)
         format_nxm_field_name(&s, header);
         ds_put_char(&s, '(');
 
-        for (i = 0; i < value_len; i++) {
-            ds_put_format(&s, "%02x", value[i]);
+        for (int i = 0; i < value_len; i++) {
+            ds_put_format(&s, "%02x", ((const uint8_t *) &value)[i]);
         }
-        if (NXM_HASMASK(header)) {
+        if (nxm_hasmask(header)) {
             ds_put_char(&s, '/');
-            for (i = 0; i < value_len; i++) {
-                ds_put_format(&s, "%02x", mask[i]);
+            for (int i = 0; i < value_len; i++) {
+                ds_put_format(&s, "%02x", ((const uint8_t *) &mask)[i]);
             }
         }
         ds_put_char(&s, ')');
-
-        p += 4 + length;
-        match_len -= 4 + length;
     }
 
-    if (match_len) {
+    if (b.size) {
         if (s.length) {
             ds_put_cstr(&s, ", ");
         }
 
-        ds_put_format(&s, "<%u invalid bytes>", match_len);
+        ds_put_format(&s, "<%u invalid bytes>", b.size);
     }
 
     return ds_steal_cstr(&s);
 }
 
 char *
-oxm_match_to_string(const uint8_t *p, unsigned int match_len)
+oxm_match_to_string(const struct ofpbuf *p, unsigned int match_len)
 {
-    const struct ofp11_match_header *omh = (struct ofp11_match_header *)p;
+    const struct ofp11_match_header *omh = p->data;
     uint16_t match_len_;
     struct ds s;
 
@@ -797,19 +1367,27 @@ oxm_match_to_string(const uint8_t *p, unsigned int match_len)
         goto err;
     }
 
-    return nx_match_to_string(p + sizeof *omh, match_len - sizeof *omh);
+    return nx_match_to_string(ofpbuf_at(p, sizeof *omh, 0),
+                              match_len - sizeof *omh);
 
 err:
     return ds_steal_cstr(&s);
 }
 
+void
+nx_format_field_name(enum mf_field_id id, enum ofp_version version,
+                     struct ds *s)
+{
+    format_nxm_field_name(s, mf_oxm_header(id, version));
+}
+
 static void
-format_nxm_field_name(struct ds *s, uint32_t header)
+format_nxm_field_name(struct ds *s, uint64_t header)
 {
-    const struct mf_field *mf = mf_from_nxm_header(header);
-    if (mf) {
-        ds_put_cstr(s, IS_OXM_HEADER(header) ? mf->oxm_name : mf->nxm_name);
-        if (NXM_HASMASK(header)) {
+    const struct nxm_field *f = nxm_field_by_header(header);
+    if (f) {
+        ds_put_cstr(s, f->name);
+        if (nxm_hasmask(header)) {
             ds_put_cstr(s, "_W");
         }
     } else if (header == NXM_NX_COOKIE) {
@@ -817,59 +1395,53 @@ format_nxm_field_name(struct ds *s, uint32_t header)
     } else if (header == NXM_NX_COOKIE_W) {
         ds_put_cstr(s, "NXM_NX_COOKIE_W");
     } else {
-        ds_put_format(s, "%d:%d", NXM_VENDOR(header), NXM_FIELD(header));
+        ds_put_format(s, "%d:%d", nxm_class(header), nxm_field(header));
     }
 }
 
-static uint32_t
+static bool
+streq_len(const char *a, size_t a_len, const char *b)
+{
+    return strlen(b) == a_len && !memcmp(a, b, a_len);
+}
+
+static uint64_t
 parse_nxm_field_name(const char *name, int name_len)
 {
+    const struct nxm_field *f;
     bool wild;
-    int i;
-
-    /* Check whether it's a field name. */
-    wild = name_len > 2 && !memcmp(&name[name_len - 2], "_W", 2);
-    if (wild) {
-        name_len -= 2;
-    }
-
-    for (i = 0; i < MFF_N_IDS; i++) {
-        const struct mf_field *mf = mf_from_id(i);
-        uint32_t header;
-
-        if (mf->nxm_name &&
-            !strncmp(mf->nxm_name, name, name_len) &&
-            mf->nxm_name[name_len] == '\0') {
-            header = mf->nxm_header;
-        } else if (mf->oxm_name &&
-                   !strncmp(mf->oxm_name, name, name_len) &&
-                   mf->oxm_name[name_len] == '\0') {
-            header = mf->oxm_header;
-        } else {
-            continue;
-        }
 
+    f = mf_parse_subfield_name(name, name_len, &wild);
+    if (f) {
         if (!wild) {
-            return header;
-        } else if (mf->maskable != MFM_NONE) {
-            return NXM_MAKE_WILD_HEADER(header);
+            return f->header;
+        } else if (mf_from_id(f->id)->maskable != MFM_NONE) {
+            return nxm_make_wild_header(f->header);
         }
     }
 
-    if (!strncmp("NXM_NX_COOKIE", name, name_len) &&
-        (name_len == strlen("NXM_NX_COOKIE"))) {
-        if (!wild) {
-            return NXM_NX_COOKIE;
-        } else {
-            return NXM_NX_COOKIE_W;
-        }
+    if (streq_len(name, name_len, "NXM_NX_COOKIE")) {
+        return NXM_NX_COOKIE;
+    } else if (streq_len(name, name_len, "NXM_NX_COOKIE_W")) {
+        return NXM_NX_COOKIE_W;
     }
 
-    /* Check whether it's a 32-bit field header value as hex.
+    /* Check whether it's a field header value as hex.
      * (This isn't ordinarily useful except for testing error behavior.) */
     if (name_len == 8) {
-        uint32_t header = hexits_value(name, name_len, NULL);
-        if (header != UINT_MAX) {
+        uint64_t header;
+        bool ok;
+
+        header = hexits_value(name, name_len, &ok) << 32;
+        if (ok) {
+            return header;
+        }
+    } else if (name_len == 16) {
+        uint64_t header;
+        bool ok;
+
+        header = hexits_value(name, name_len, &ok);
+        if (ok && is_experimenter_oxm(header)) {
             return header;
         }
     }
@@ -893,7 +1465,9 @@ nx_match_from_string_raw(const char *s, struct ofpbuf *b)
 
     for (s += strspn(s, ", "); *s; s += strspn(s, ", ")) {
         const char *name;
-        uint32_t header;
+        uint64_t header;
+        ovs_be64 nw_header;
+        ovs_be64 *header_ptr;
         int name_len;
         size_t n;
 
@@ -910,12 +1484,32 @@ nx_match_from_string_raw(const char *s, struct ofpbuf *b)
 
         s += name_len + 1;
 
-        nxm_put_header(b, header);
+        header_ptr = ofpbuf_put_uninit(b, nxm_header_len(header));
         s = ofpbuf_put_hex(b, s, &n);
         if (n != nxm_field_bytes(header)) {
-            ovs_fatal(0, "%.2s: hex digits expected", s);
+            const struct mf_field *field = mf_from_oxm_header(header);
+
+            if (field && field->variable_len) {
+                if (n <= field->n_bytes) {
+                    int len = (nxm_hasmask(header) ? n * 2 : n) +
+                              nxm_experimenter_len(header);
+
+                    header = NXM_HEADER(nxm_vendor(header), nxm_class(header),
+                                        nxm_field(header),
+                                        nxm_hasmask(header) ? 1 : 0, len);
+                } else {
+                    ovs_fatal(0, "expected to read at most %d bytes but got "
+                              "%"PRIuSIZE, field->n_bytes, n);
+                }
+            } else {
+                ovs_fatal(0, "expected to read %d bytes but got %"PRIuSIZE,
+                          nxm_field_bytes(header), n);
+            }
         }
-        if (NXM_HASMASK(header)) {
+        nw_header = htonll(header);
+        memcpy(header_ptr, &nw_header, nxm_header_len(header));
+
+        if (nxm_hasmask(header)) {
             s += strspn(s, " ");
             if (*s != '/') {
                 ovs_fatal(0, "%s: missing / in masked field %.*s",
@@ -942,7 +1536,7 @@ int
 nx_match_from_string(const char *s, struct ofpbuf *b)
 {
     int match_len = nx_match_from_string_raw(s, b);
-    ofpbuf_put_zeros(b, ROUND_UP(match_len, 8) - match_len);
+    ofpbuf_put_zeros(b, PAD_SIZE(match_len, 8));
     return match_len;
 }
 
@@ -955,321 +1549,535 @@ oxm_match_from_string(const char *s, struct ofpbuf *b)
 
     ofpbuf_put_uninit(b, sizeof *omh);
     match_len = nx_match_from_string_raw(s, b) + sizeof *omh;
-    ofpbuf_put_zeros(b, ROUND_UP(match_len, 8) - match_len);
+    ofpbuf_put_zeros(b, PAD_SIZE(match_len, 8));
 
-    omh = (struct ofp11_match_header *)((char *)b->data + start_len);
+    omh = ofpbuf_at(b, start_len, sizeof *omh);
     omh->type = htons(OFPMT_OXM);
     omh->length = htons(match_len);
 
     return match_len;
 }
 \f
-void
+/* Parses 's' as a "move" action, in the form described in ovs-ofctl(8), into
+ * '*move'.
+ *
+ * Returns NULL if successful, otherwise a malloc()'d string describing the
+ * error.  The caller is responsible for freeing the returned string. */
+char * OVS_WARN_UNUSED_RESULT
 nxm_parse_reg_move(struct ofpact_reg_move *move, const char *s)
 {
     const char *full_s = s;
+    char *error;
 
-    s = mf_parse_subfield(&move->src, s);
+    error = mf_parse_subfield__(&move->src, &s);
+    if (error) {
+        return error;
+    }
     if (strncmp(s, "->", 2)) {
-        ovs_fatal(0, "%s: missing `->' following source", full_s);
+        return xasprintf("%s: missing `->' following source", full_s);
     }
     s += 2;
-    s = mf_parse_subfield(&move->dst, s);
-    if (*s != '\0') {
-        ovs_fatal(0, "%s: trailing garbage following destination", full_s);
+    error = mf_parse_subfield(&move->dst, s);
+    if (error) {
+        return error;
     }
 
     if (move->src.n_bits != move->dst.n_bits) {
-        ovs_fatal(0, "%s: source field is %d bits wide but destination is "
-                  "%d bits wide", full_s,
-                  move->src.n_bits, move->dst.n_bits);
+        return xasprintf("%s: source field is %d bits wide but destination is "
+                         "%d bits wide", full_s,
+                         move->src.n_bits, move->dst.n_bits);
     }
+    return NULL;
 }
+\f
+/* nxm_format_reg_move(). */
 
 void
-nxm_parse_reg_load(struct ofpact_reg_load *load, const char *s)
+nxm_format_reg_move(const struct ofpact_reg_move *move, struct ds *s)
 {
-    const char *full_s = s;
-    uint64_t value = strtoull(s, (char **) &s, 0);
+    ds_put_format(s, "move:");
+    mf_format_subfield(&move->src, s);
+    ds_put_cstr(s, "->");
+    mf_format_subfield(&move->dst, s);
+}
 
-    if (strncmp(s, "->", 2)) {
-        ovs_fatal(0, "%s: missing `->' following value", full_s);
-    }
-    s += 2;
-    s = mf_parse_subfield(&load->dst, s);
-    if (*s != '\0') {
-        ovs_fatal(0, "%s: trailing garbage following destination", full_s);
-    }
+\f
+enum ofperr
+nxm_reg_move_check(const struct ofpact_reg_move *move, const struct flow *flow)
+{
+    enum ofperr error;
 
-    if (load->dst.n_bits < 64 && (value >> load->dst.n_bits) != 0) {
-        ovs_fatal(0, "%s: value %"PRIu64" does not fit into %d bits",
-                  full_s, value, load->dst.n_bits);
+    error = mf_check_src(&move->src, flow);
+    if (error) {
+        return error;
     }
 
-    load->subvalue.be64[0] = htonll(0);
-    load->subvalue.be64[1] = htonll(value);
+    return mf_check_dst(&move->dst, flow);
 }
 \f
-/* nxm_format_reg_move(), nxm_format_reg_load(). */
+/* nxm_execute_reg_move(). */
 
 void
-nxm_format_reg_move(const struct ofpact_reg_move *move, struct ds *s)
+nxm_execute_reg_move(const struct ofpact_reg_move *move,
+                     struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc)
 {
-    ds_put_format(s, "move:");
-    mf_format_subfield(&move->src, s);
-    ds_put_cstr(s, "->");
-    mf_format_subfield(&move->dst, s);
+    union mf_value src_value;
+    union mf_value dst_value;
+
+    mf_mask_field_and_prereqs(move->dst.field, wc);
+    mf_mask_field_and_prereqs(move->src.field, wc);
+
+    /* A flow may wildcard nw_frag.  Do nothing if setting a transport
+     * header field on a packet that does not have them. */
+    if (mf_are_prereqs_ok(move->dst.field, flow)
+        && mf_are_prereqs_ok(move->src.field, flow)) {
+
+        mf_get_value(move->dst.field, flow, &dst_value);
+        mf_get_value(move->src.field, flow, &src_value);
+        bitwise_copy(&src_value, move->src.field->n_bytes, move->src.ofs,
+                     &dst_value, move->dst.field->n_bytes, move->dst.ofs,
+                     move->src.n_bits);
+        mf_set_flow_value(move->dst.field, &dst_value, flow);
+    }
 }
 
-static void
-set_field_format(const struct ofpact_reg_load *load, struct ds *s)
+void
+nxm_reg_load(const struct mf_subfield *dst, uint64_t src_data,
+             struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc)
 {
-    const struct mf_field *mf = load->dst.field;
-    union mf_value value;
+    union mf_subvalue src_subvalue;
+    union mf_subvalue mask_value;
+    ovs_be64 src_data_be = htonll(src_data);
 
-    assert(load->ofpact.compat == OFPUTIL_OFPAT12_SET_FIELD);
-    ds_put_format(s, "set_field:");
-    memset(&value, 0, sizeof value);
-    bitwise_copy(&load->subvalue, sizeof load->subvalue, 0,
-                 &value, mf->n_bytes, 0, load->dst.n_bits);
-    mf_format(mf, &value, NULL, s);
-    ds_put_format(s, "->%s", mf->name);
+    memset(&mask_value, 0xff, sizeof mask_value);
+    mf_write_subfield_flow(dst, &mask_value, &wc->masks);
+
+    bitwise_copy(&src_data_be, sizeof src_data_be, 0,
+                 &src_subvalue, sizeof src_subvalue, 0,
+                 sizeof src_data_be * 8);
+    mf_write_subfield_flow(dst, &src_subvalue, flow);
 }
+\f
+/* nxm_parse_stack_action, works for both push() and pop(). */
 
-static void
-load_format(const struct ofpact_reg_load *load, struct ds *s)
+/* Parses 's' as a "push" or "pop" action, in the form described in
+ * ovs-ofctl(8), into '*stack_action'.
+ *
+ * Returns NULL if successful, otherwise a malloc()'d string describing the
+ * error.  The caller is responsible for freeing the returned string. */
+char * OVS_WARN_UNUSED_RESULT
+nxm_parse_stack_action(struct ofpact_stack *stack_action, const char *s)
 {
-    ds_put_cstr(s, "load:");
-    mf_format_subvalue(&load->subvalue, s);
-    ds_put_cstr(s, "->");
-    mf_format_subfield(&load->dst, s);
+    char *error;
+
+    error = mf_parse_subfield__(&stack_action->subfield, &s);
+    if (error) {
+        return error;
+    }
+
+    if (*s != '\0') {
+        return xasprintf("%s: trailing garbage following push or pop", s);
+    }
+
+    return NULL;
 }
 
 void
-nxm_format_reg_load(const struct ofpact_reg_load *load, struct ds *s)
+nxm_format_stack_push(const struct ofpact_stack *push, struct ds *s)
 {
-    if (load->ofpact.compat == OFPUTIL_OFPAT12_SET_FIELD) {
-        set_field_format(load, s);
-    } else {
-        load_format(load, s);
-    }
+    ds_put_cstr(s, "push:");
+    mf_format_subfield(&push->subfield, s);
 }
-\f
+
+void
+nxm_format_stack_pop(const struct ofpact_stack *pop, struct ds *s)
+{
+    ds_put_cstr(s, "pop:");
+    mf_format_subfield(&pop->subfield, s);
+}
+
 enum ofperr
-nxm_reg_move_from_openflow(const struct nx_action_reg_move *narm,
-                           struct ofpbuf *ofpacts)
+nxm_stack_push_check(const struct ofpact_stack *push,
+                     const struct flow *flow)
 {
-    struct ofpact_reg_move *move;
+    return mf_check_src(&push->subfield, flow);
+}
 
-    move = ofpact_put_REG_MOVE(ofpacts);
-    move->src.field = mf_from_nxm_header(ntohl(narm->src));
-    move->src.ofs = ntohs(narm->src_ofs);
-    move->src.n_bits = ntohs(narm->n_bits);
-    move->dst.field = mf_from_nxm_header(ntohl(narm->dst));
-    move->dst.ofs = ntohs(narm->dst_ofs);
-    move->dst.n_bits = ntohs(narm->n_bits);
+enum ofperr
+nxm_stack_pop_check(const struct ofpact_stack *pop,
+                    const struct flow *flow)
+{
+    return mf_check_dst(&pop->subfield, flow);
+}
 
-    return nxm_reg_move_check(move, NULL);
+/* nxm_execute_stack_push(), nxm_execute_stack_pop(). */
+static void
+nx_stack_push(struct ofpbuf *stack, union mf_subvalue *v)
+{
+    ofpbuf_put(stack, v, sizeof *v);
 }
 
-enum ofperr
-nxm_reg_load_from_openflow(const struct nx_action_reg_load *narl,
-                           struct ofpbuf *ofpacts)
+static union mf_subvalue *
+nx_stack_pop(struct ofpbuf *stack)
 {
-    struct ofpact_reg_load *load;
+    union mf_subvalue *v = NULL;
 
-    load = ofpact_put_REG_LOAD(ofpacts);
-    load->dst.field = mf_from_nxm_header(ntohl(narl->dst));
-    load->dst.ofs = nxm_decode_ofs(narl->ofs_nbits);
-    load->dst.n_bits = nxm_decode_n_bits(narl->ofs_nbits);
-    load->subvalue.be64[1] = narl->value;
+    if (stack->size) {
 
-    /* Reject 'narl' if a bit numbered 'n_bits' or higher is set to 1 in
-     * narl->value. */
-    if (load->dst.n_bits < 64 &&
-        ntohll(narl->value) >> load->dst.n_bits) {
-        return OFPERR_OFPBAC_BAD_ARGUMENT;
+        stack->size -= sizeof *v;
+        v = (union mf_subvalue *) ofpbuf_tail(stack);
     }
 
-    return nxm_reg_load_check(load, NULL);
+    return v;
 }
 
-enum ofperr
-nxm_reg_load_from_openflow12_set_field(
-    const struct ofp12_action_set_field * oasf, struct ofpbuf *ofpacts)
+void
+nxm_execute_stack_push(const struct ofpact_stack *push,
+                       const struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc,
+                       struct ofpbuf *stack)
 {
-    uint16_t oasf_len = ntohs(oasf->len);
-    uint32_t oxm_header = ntohl(oasf->dst);
-    uint8_t oxm_length = NXM_LENGTH(oxm_header);
-    struct ofpact_reg_load *load;
-    const struct mf_field *mf;
+    union mf_subvalue mask_value;
+    union mf_subvalue dst_value;
+
+    memset(&mask_value, 0xff, sizeof mask_value);
+    mf_write_subfield_flow(&push->subfield, &mask_value, &wc->masks);
 
-    /* ofp12_action_set_field is padded to 64 bits by zero */
-    if (oasf_len != ROUND_UP(sizeof(*oasf) + oxm_length, 8)) {
-        return OFPERR_OFPBAC_BAD_ARGUMENT;
+    mf_read_subfield(&push->subfield, flow, &dst_value);
+    nx_stack_push(stack, &dst_value);
+}
+
+void
+nxm_execute_stack_pop(const struct ofpact_stack *pop,
+                      struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc,
+                      struct ofpbuf *stack)
+{
+    union mf_subvalue *src_value;
+
+    src_value = nx_stack_pop(stack);
+
+    /* Only pop if stack is not empty. Otherwise, give warning. */
+    if (src_value) {
+        union mf_subvalue mask_value;
+
+        memset(&mask_value, 0xff, sizeof mask_value);
+        mf_write_subfield_flow(&pop->subfield, &mask_value, &wc->masks);
+        mf_write_subfield_flow(&pop->subfield, src_value, flow);
+    } else {
+        if (!VLOG_DROP_WARN(&rl)) {
+            char *flow_str = flow_to_string(flow);
+            VLOG_WARN_RL(&rl, "Failed to pop from an empty stack. On flow\n"
+                           " %s", flow_str);
+            free(flow_str);
+        }
     }
-    if (!is_all_zeros((const uint8_t *)(oasf) + sizeof *oasf + oxm_length,
-                      oasf_len - oxm_length - sizeof *oasf)) {
-        return OFPERR_OFPBAC_BAD_ARGUMENT;
+}
+\f
+/* Formats 'sf' into 's' in a format normally acceptable to
+ * mf_parse_subfield().  (It won't be acceptable if sf->field is NULL or if
+ * sf->field has no NXM name.) */
+void
+mf_format_subfield(const struct mf_subfield *sf, struct ds *s)
+{
+    if (!sf->field) {
+        ds_put_cstr(s, "<unknown>");
+    } else {
+        const struct nxm_field *f = nxm_field_by_mf_id(sf->field->id, 0);
+        ds_put_cstr(s, f ? f->name : sf->field->name);
     }
 
-    if (NXM_HASMASK(oxm_header)) {
-        return OFPERR_OFPBAC_BAD_ARGUMENT;
+    if (sf->field && sf->ofs == 0 && sf->n_bits == sf->field->n_bits) {
+        ds_put_cstr(s, "[]");
+    } else if (sf->n_bits == 1) {
+        ds_put_format(s, "[%d]", sf->ofs);
+    } else {
+        ds_put_format(s, "[%d..%d]", sf->ofs, sf->ofs + sf->n_bits - 1);
     }
-    mf = mf_from_nxm_header(oxm_header);
-    if (!mf) {
-        return OFPERR_OFPBAC_BAD_ARGUMENT;
+}
+
+static const struct nxm_field *
+mf_parse_subfield_name(const char *name, int name_len, bool *wild)
+{
+    *wild = name_len > 2 && !memcmp(&name[name_len - 2], "_W", 2);
+    if (*wild) {
+        name_len -= 2;
     }
-    load = ofpact_put_REG_LOAD(ofpacts);
-    ofpact_set_field_init(load, mf, oasf + 1);
 
-    return nxm_reg_load_check(load, NULL);
+    return nxm_field_by_name(name, name_len);
 }
-\f
-enum ofperr
-nxm_reg_move_check(const struct ofpact_reg_move *move, const struct flow *flow)
+
+/* Parses a subfield from the beginning of '*sp' into 'sf'.  If successful,
+ * returns NULL and advances '*sp' to the first byte following the parsed
+ * string.  On failure, returns a malloc()'d error message, does not modify
+ * '*sp', and does not properly initialize 'sf'.
+ *
+ * The syntax parsed from '*sp' takes the form "header[start..end]" where
+ * 'header' is the name of an NXM field and 'start' and 'end' are (inclusive)
+ * bit indexes.  "..end" may be omitted to indicate a single bit.  "start..end"
+ * may both be omitted (the [] are still required) to indicate an entire
+ * field. */
+char * OVS_WARN_UNUSED_RESULT
+mf_parse_subfield__(struct mf_subfield *sf, const char **sp)
 {
-    enum ofperr error;
+    const struct mf_field *field;
+    const struct nxm_field *f;
+    const char *name;
+    int start, end;
+    const char *s;
+    int name_len;
+    bool wild;
 
-    error = mf_check_src(&move->src, flow);
-    if (error) {
-        return error;
+    s = *sp;
+    name = s;
+    name_len = strcspn(s, "[");
+    if (s[name_len] != '[') {
+        return xasprintf("%s: missing [ looking for field name", *sp);
     }
 
-    return mf_check_dst(&move->dst, NULL);
+    f = mf_parse_subfield_name(name, name_len, &wild);
+    if (!f) {
+        return xasprintf("%s: unknown field `%.*s'", *sp, name_len, s);
+    }
+    field = mf_from_id(f->id);
+
+    s += name_len;
+    if (ovs_scan(s, "[%d..%d]", &start, &end)) {
+        /* Nothing to do. */
+    } else if (ovs_scan(s, "[%d]", &start)) {
+        end = start;
+    } else if (!strncmp(s, "[]", 2)) {
+        start = 0;
+        end = field->n_bits - 1;
+    } else {
+        return xasprintf("%s: syntax error expecting [] or [<bit>] or "
+                         "[<start>..<end>]", *sp);
+    }
+    s = strchr(s, ']') + 1;
+
+    if (start > end) {
+        return xasprintf("%s: starting bit %d is after ending bit %d",
+                         *sp, start, end);
+    } else if (start >= field->n_bits) {
+        return xasprintf("%s: starting bit %d is not valid because field is "
+                         "only %d bits wide", *sp, start, field->n_bits);
+    } else if (end >= field->n_bits){
+        return xasprintf("%s: ending bit %d is not valid because field is "
+                         "only %d bits wide", *sp, end, field->n_bits);
+    }
+
+    sf->field = field;
+    sf->ofs = start;
+    sf->n_bits = end - start + 1;
+
+    *sp = s;
+    return NULL;
 }
 
-enum ofperr
-nxm_reg_load_check(const struct ofpact_reg_load *load, const struct flow *flow)
+/* Parses a subfield from the entirety of 's' into 'sf'.  Returns NULL if
+ * successful, otherwise a malloc()'d string describing the error.  The caller
+ * is responsible for freeing the returned string.
+ *
+ * The syntax parsed from 's' takes the form "header[start..end]" where
+ * 'header' is the name of an NXM field and 'start' and 'end' are (inclusive)
+ * bit indexes.  "..end" may be omitted to indicate a single bit.  "start..end"
+ * may both be omitted (the [] are still required) to indicate an entire
+ * field.  */
+char * OVS_WARN_UNUSED_RESULT
+mf_parse_subfield(struct mf_subfield *sf, const char *s)
 {
-    return mf_check_dst(&load->dst, flow);
+    char *error = mf_parse_subfield__(sf, &s);
+    if (!error && s[0]) {
+        error = xstrdup("unexpected input following field syntax");
+    }
+    return error;
 }
 \f
-void
-nxm_reg_move_to_nxast(const struct ofpact_reg_move *move,
-                      struct ofpbuf *openflow)
+/* Returns an bitmap in which each bit corresponds to the like-numbered field
+ * in the OFPXMC12_OPENFLOW_BASIC OXM class, in which the bit values are taken
+ * from the 'fields' bitmap.  Only fields defined in OpenFlow 'version' are
+ * considered.
+ *
+ * This is useful for encoding OpenFlow 1.2 table stats messages. */
+ovs_be64
+oxm_bitmap_from_mf_bitmap(const struct mf_bitmap *fields,
+                          enum ofp_version version)
 {
-    struct nx_action_reg_move *narm;
+    uint64_t oxm_bitmap = 0;
+    int i;
+
+    BITMAP_FOR_EACH_1 (i, MFF_N_IDS, fields->bm) {
+        uint64_t oxm = mf_oxm_header(i, version);
+        uint32_t class = nxm_class(oxm);
+        int field = nxm_field(oxm);
 
-    narm = ofputil_put_NXAST_REG_MOVE(openflow);
-    narm->n_bits = htons(move->dst.n_bits);
-    narm->src_ofs = htons(move->src.ofs);
-    narm->dst_ofs = htons(move->dst.ofs);
-    narm->src = htonl(move->src.field->nxm_header);
-    narm->dst = htonl(move->dst.field->nxm_header);
+        if (class == OFPXMC12_OPENFLOW_BASIC && field < 64) {
+            oxm_bitmap |= UINT64_C(1) << field;
+        }
+    }
+    return htonll(oxm_bitmap);
 }
 
-static void
-reg_load_to_nxast(const struct ofpact_reg_load *load, struct ofpbuf *openflow)
+/* Opposite conversion from oxm_bitmap_from_mf_bitmap().
+ *
+ * This is useful for decoding OpenFlow 1.2 table stats messages. */
+struct mf_bitmap
+oxm_bitmap_to_mf_bitmap(ovs_be64 oxm_bitmap, enum ofp_version version)
 {
-    struct nx_action_reg_load *narl;
-
-    narl = ofputil_put_NXAST_REG_LOAD(openflow);
-    narl->ofs_nbits = nxm_encode_ofs_nbits(load->dst.ofs, load->dst.n_bits);
-    narl->dst = htonl(load->dst.field->nxm_header);
-    narl->value = load->subvalue.be64[1];
+    struct mf_bitmap fields = MF_BITMAP_INITIALIZER;
+
+    for (enum mf_field_id id = 0; id < MFF_N_IDS; id++) {
+        uint64_t oxm = mf_oxm_header(id, version);
+        if (oxm && version >= nxm_field_by_header(oxm)->version) {
+            uint32_t class = nxm_class(oxm);
+            int field = nxm_field(oxm);
+
+            if (class == OFPXMC12_OPENFLOW_BASIC
+                && field < 64
+                && oxm_bitmap & htonll(UINT64_C(1) << field)) {
+                bitmap_set1(fields.bm, id);
+            }
+        }
+    }
+    return fields;
 }
 
-static void
-set_field_to_ofast(const struct ofpact_reg_load *load,
-                      struct ofpbuf *openflow)
+/* Returns a bitmap of fields that can be encoded in OXM and that can be
+ * modified with a "set_field" action.  */
+struct mf_bitmap
+oxm_writable_fields(void)
 {
-    const struct mf_field *mf = load->dst.field;
-    struct ofp12_action_set_field *oasf;
-    uint16_t padded_value_len;
+    struct mf_bitmap b = MF_BITMAP_INITIALIZER;
+    int i;
 
-    oasf = ofputil_put_OFPAT12_SET_FIELD(openflow);
-    oasf->dst = htonl(mf->oxm_header);
+    for (i = 0; i < MFF_N_IDS; i++) {
+        if (mf_oxm_header(i, 0) && mf_from_id(i)->writable) {
+            bitmap_set1(b.bm, i);
+        }
+    }
+    return b;
+}
 
-    /* Set field is the only action of variable length (so far),
-     * so handling the variable length portion is open-coded here */
-    padded_value_len = ROUND_UP(mf->n_bytes, 8);
-    ofpbuf_put_uninit(openflow, padded_value_len);
-    oasf->len = htons(ntohs(oasf->len) + padded_value_len);
-    memset(oasf + 1, 0, padded_value_len);
+/* Returns a bitmap of fields that can be encoded in OXM and that can be
+ * matched in a flow table.  */
+struct mf_bitmap
+oxm_matchable_fields(void)
+{
+    struct mf_bitmap b = MF_BITMAP_INITIALIZER;
+    int i;
 
-    bitwise_copy(&load->subvalue, sizeof load->subvalue, load->dst.ofs,
-                 oasf + 1, mf->n_bytes, load->dst.ofs, load->dst.n_bits);
-    return;
+    for (i = 0; i < MFF_N_IDS; i++) {
+        if (mf_oxm_header(i, 0)) {
+            bitmap_set1(b.bm, i);
+        }
+    }
+    return b;
 }
 
-void
-nxm_reg_load_to_nxast(const struct ofpact_reg_load *load,
-                      struct ofpbuf *openflow)
+/* Returns a bitmap of fields that can be encoded in OXM and that can be
+ * matched in a flow table with an arbitrary bitmask.  */
+struct mf_bitmap
+oxm_maskable_fields(void)
 {
+    struct mf_bitmap b = MF_BITMAP_INITIALIZER;
+    int i;
 
-    if (load->ofpact.compat == OFPUTIL_OFPAT12_SET_FIELD) {
-        struct ofp_header *oh = (struct ofp_header *)openflow->l2;
+    for (i = 0; i < MFF_N_IDS; i++) {
+        if (mf_oxm_header(i, 0) && mf_from_id(i)->maskable == MFM_FULLY) {
+            bitmap_set1(b.bm, i);
+        }
+    }
+    return b;
+}
+\f
+struct nxm_field_index {
+    struct hmap_node header_node; /* In nxm_header_map. */
+    struct hmap_node name_node;   /* In nxm_name_map. */
+    struct ovs_list mf_node;      /* In mf_mf_map[nf.id]. */
+    const struct nxm_field nf;
+};
 
-        switch(oh->version) {
-        case OFP13_VERSION:
-        case OFP12_VERSION:
-            set_field_to_ofast(load, openflow);
-            break;
+#include "nx-match.inc"
 
-        case OFP11_VERSION:
-        case OFP10_VERSION:
-            if (load->dst.n_bits < 64) {
-                reg_load_to_nxast(load, openflow);
-            } else {
-                /* Split into 64bit chunks */
-                int chunk, ofs;
-                for (ofs = 0; ofs < load->dst.n_bits; ofs += chunk) {
-                    struct ofpact_reg_load subload = *load;
-
-                    chunk = MIN(load->dst.n_bits - ofs, 64);
-
-                    subload.dst.field =  load->dst.field;
-                    subload.dst.ofs = load->dst.ofs + ofs;
-                    subload.dst.n_bits = chunk;
-                    bitwise_copy(&load->subvalue, sizeof load->subvalue, ofs,
-                                 &subload.subvalue, sizeof subload.subvalue, 0,
-                                 chunk);
-                    reg_load_to_nxast(&subload, openflow);
-                }
-            }
-            break;
+static struct hmap nxm_header_map;
+static struct hmap nxm_name_map;
+static struct ovs_list nxm_mf_map[MFF_N_IDS];
 
-        default:
-            NOT_REACHED();
+static void
+nxm_init(void)
+{
+    static struct ovsthread_once once = OVSTHREAD_ONCE_INITIALIZER;
+    if (ovsthread_once_start(&once)) {
+        hmap_init(&nxm_header_map);
+        hmap_init(&nxm_name_map);
+        for (int i = 0; i < MFF_N_IDS; i++) {
+            list_init(&nxm_mf_map[i]);
         }
-    } else {
-        reg_load_to_nxast(load, openflow);
+        for (struct nxm_field_index *nfi = all_nxm_fields;
+             nfi < &all_nxm_fields[ARRAY_SIZE(all_nxm_fields)]; nfi++) {
+            hmap_insert(&nxm_header_map, &nfi->header_node,
+                        hash_uint64(nxm_no_len(nfi->nf.header)));
+            hmap_insert(&nxm_name_map, &nfi->name_node,
+                        hash_string(nfi->nf.name, 0));
+            list_push_back(&nxm_mf_map[nfi->nf.id], &nfi->mf_node);
+        }
+        ovsthread_once_done(&once);
     }
 }
-\f
-/* nxm_execute_reg_move(), nxm_execute_reg_load(). */
 
-void
-nxm_execute_reg_move(const struct ofpact_reg_move *move,
-                     struct flow *flow)
+static const struct nxm_field *
+nxm_field_by_header(uint64_t header)
 {
-    union mf_value src_value;
-    union mf_value dst_value;
+    const struct nxm_field_index *nfi;
+    uint64_t header_no_len;
 
-    mf_get_value(move->dst.field, flow, &dst_value);
-    mf_get_value(move->src.field, flow, &src_value);
-    bitwise_copy(&src_value, move->src.field->n_bytes, move->src.ofs,
-                 &dst_value, move->dst.field->n_bytes, move->dst.ofs,
-                 move->src.n_bits);
-    mf_set_flow_value(move->dst.field, &dst_value, flow);
+    nxm_init();
+    if (nxm_hasmask(header)) {
+        header = nxm_make_exact_header(header);
+    }
+
+    header_no_len = nxm_no_len(header);
+
+    HMAP_FOR_EACH_IN_BUCKET (nfi, header_node, hash_uint64(header_no_len),
+                             &nxm_header_map) {
+        if (header_no_len == nxm_no_len(nfi->nf.header)) {
+            if (nxm_length(header) == nxm_length(nfi->nf.header) ||
+                mf_from_id(nfi->nf.id)->variable_len) {
+                return &nfi->nf;
+            } else {
+                return NULL;
+            }
+        }
+    }
+    return NULL;
 }
 
-void
-nxm_execute_reg_load(const struct ofpact_reg_load *load, struct flow *flow)
+static const struct nxm_field *
+nxm_field_by_name(const char *name, size_t len)
 {
-    mf_write_subfield_flow(&load->dst, &load->subvalue, flow);
+    const struct nxm_field_index *nfi;
+
+    nxm_init();
+    HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (nfi, name_node, hash_bytes(name, len, 0),
+                             &nxm_name_map) {
+        if (strlen(nfi->nf.name) == len && !memcmp(nfi->nf.name, name, len)) {
+            return &nfi->nf;
+        }
+    }
+    return NULL;
 }
 
-void
-nxm_reg_load(const struct mf_subfield *dst, uint64_t src_data,
-             struct flow *flow)
+static const struct nxm_field *
+nxm_field_by_mf_id(enum mf_field_id id, enum ofp_version version)
 {
-    union mf_subvalue src_subvalue;
-    ovs_be64 src_data_be = htonll(src_data);
+    const struct nxm_field_index *nfi;
+    const struct nxm_field *f;
 
-    bitwise_copy(&src_data_be, sizeof src_data_be, 0,
-                 &src_subvalue, sizeof src_subvalue, 0,
-                 sizeof src_data_be * 8);
-    mf_write_subfield_flow(dst, &src_subvalue, flow);
+    nxm_init();
+
+    f = NULL;
+    LIST_FOR_EACH (nfi, mf_node, &nxm_mf_map[id]) {
+        if (!f || version >= nfi->nf.version) {
+            f = &nfi->nf;
+        }
+    }
+    return f;
 }