Add support for matching Ethernet multicast frames.
[sliver-openvswitch.git] / include / openflow / nicira-ext.h
1 /*
2  * Copyright (c) 2008, 2009, 2010 Nicira Networks
3  *
4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
5  * you may not use this file except in compliance with the License.
6  * You may obtain a copy of the License at:
7  *
8  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
9  *
10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
13  * See the License for the specific language governing permissions and
14  * limitations under the License.
15  */
16
17 #ifndef OPENFLOW_NICIRA_EXT_H
18 #define OPENFLOW_NICIRA_EXT_H 1
19
20 #include "openflow/openflow.h"
21 #include "openvswitch/types.h"
22
23 #define NICIRA_OUI_STR "002320"
24
25 /* The following vendor extensions, proposed by Nicira Networks, are not yet
26  * standardized, so they are not included in openflow.h.  Some of them may be
27  * suitable for standardization; others we never expect to standardize. */
28
29 #define NX_VENDOR_ID 0x00002320
30 \f
31 /* Nicira vendor-specific error messages extension.
32  *
33  * OpenFlow 1.0 has a set of predefined error types (OFPET_*) and codes (which
34  * are specific to each type).  It does not have any provision for
35  * vendor-specific error codes, and it does not even provide "generic" error
36  * codes that can apply to problems not anticipated by the OpenFlow
37  * specification authors.
38  *
39  * This extension attempts to address the problem by adding a generic "error
40  * vendor extension".  The extension works as follows: use NXET_VENDOR as type
41  * and NXVC_VENDOR_CODE as code, followed by struct nx_vendor_error with
42  * vendor-specific details, followed by at least 64 bytes of the failed
43  * request.
44  *
45  * It would be better to have a type-specific vendor extension, e.g. so that
46  * OFPET_BAD_ACTION could be used with vendor-specific code values.  But
47  * OFPET_BAD_ACTION and most other standardized types already specify that
48  * their 'data' values are (the start of) the OpenFlow message being replied
49  * to, so there is no room to insert a vendor ID.
50  *
51  * Currently this extension is only implemented by Open vSwitch, but it seems
52  * like a reasonable candidate for future standardization.
53  */
54
55 /* This is a random number to avoid accidental collision with any other
56  * vendor's extension. */
57 #define NXET_VENDOR 0xb0c2
58
59 /* ofp_error msg 'code' values for NXET_VENDOR. */
60 enum nx_vendor_code {
61     NXVC_VENDOR_ERROR           /* 'data' contains struct nx_vendor_error. */
62 };
63
64 /* 'data' for 'type' == NXET_VENDOR, 'code' == NXVC_VENDOR_ERROR. */
65 struct nx_vendor_error {
66     ovs_be32 vendor;            /* Vendor ID as in struct ofp_vendor_header. */
67     ovs_be16 type;              /* Vendor-defined type. */
68     ovs_be16 code;              /* Vendor-defined subtype. */
69     /* Followed by at least the first 64 bytes of the failed request. */
70 };
71 \f
72 /* Specific Nicira extension error numbers.
73  *
74  * These are the "code" values used in nx_vendor_error.  So far, the "type"
75  * values in nx_vendor_error are the same as those in ofp_error_msg.  That is,
76  * at Nicira so far we've only needed additional vendor-specific 'code' values,
77  * so we're using the existing 'type' values to avoid having to invent new ones
78  * that duplicate the current ones' meanings. */
79
80 /* Additional "code" values for OFPET_BAD_REQUEST. */
81 enum {
82 /* Nicira Extended Match (NXM) errors. */
83
84     /* Generic error code used when there is an error in an NXM sent to the
85      * switch.  The switch may use one of the more specific error codes below,
86      * if there is an appropriate one, to simplify debugging, but it is not
87      * required to do so. */
88     NXBRC_NXM_INVALID = 0x100,
89
90     /* The nxm_type, or nxm_type taken in combination with nxm_hasmask or
91      * nxm_length or both, is invalid or not implemented. */
92     NXBRC_NXM_BAD_TYPE = 0x101,
93
94     /* Invalid nxm_value. */
95     NXBRC_NXM_BAD_VALUE = 0x102,
96
97     /* Invalid nxm_mask. */
98     NXBRC_NXM_BAD_MASK = 0x103,
99
100     /* A prerequisite was not met. */
101     NXBRC_NXM_BAD_PREREQ = 0x104,
102
103     /* A given nxm_type was specified more than once. */
104     NXBRC_NXM_DUP_TYPE = 0x105
105 };
106
107 /* Additional "code" values for OFPET_FLOW_MOD_FAILED. */
108 enum {
109     /* Generic hardware error. */
110     NXFMFC_HARDWARE = 0x100,
111
112     /* A nonexistent table ID was specified in the "command" field of struct
113      * ofp_flow_mod, when the nxt_flow_mod_table_id extension is enabled.
114      * (This extension is not yet implemented on this branch of Open
115      * vSwitch.) */
116     NXFMFC_BAD_TABLE_ID = 0x101
117 };
118 \f
119 /* Nicira vendor requests and replies. */
120
121 /* Header for Nicira vendor requests and replies. */
122 struct nicira_header {
123     struct ofp_header header;
124     ovs_be32 vendor;            /* NX_VENDOR_ID. */
125     ovs_be32 subtype;           /* One of NXT_* below. */
126 };
127 OFP_ASSERT(sizeof(struct nicira_header) == 16);
128
129 /* Values for the 'subtype' member of struct nicira_header. */
130 enum nicira_type {
131     /* Switch status request.  The request body is an ASCII string that
132      * specifies a prefix of the key names to include in the output; if it is
133      * the null string, then all key-value pairs are included. */
134     NXT_STATUS_REQUEST,
135
136     /* Switch status reply.  The reply body is an ASCII string of key-value
137      * pairs in the form "key=value\n". */
138     NXT_STATUS_REPLY,
139
140     /* No longer used. */
141     NXT_ACT_SET_CONFIG__OBSOLETE,
142     NXT_ACT_GET_CONFIG__OBSOLETE,
143     NXT_COMMAND_REQUEST__OBSOLETE,
144     NXT_COMMAND_REPLY__OBSOLETE,
145     NXT_FLOW_END_CONFIG__OBSOLETE,
146     NXT_FLOW_END__OBSOLETE,
147     NXT_MGMT__OBSOLETE,
148
149     /* Use the high 32 bits of the cookie field as the tunnel ID in the flow
150      * match. */
151     NXT_TUN_ID_FROM_COOKIE,
152
153     /* Controller role support.  The request body is struct nx_role_request.
154      * The reply echos the request. */
155     NXT_ROLE_REQUEST,
156     NXT_ROLE_REPLY,
157
158     /* Flexible flow specification (aka NXM = Nicira Extended Match). */
159     NXT_SET_FLOW_FORMAT,        /* Set flow format. */
160     NXT_FLOW_MOD,               /* Analogous to OFPT_FLOW_MOD. */
161     NXT_FLOW_REMOVED            /* Analogous to OFPT_FLOW_REMOVED. */
162 };
163
164 /* Header for Nicira vendor stats request and reply messages. */
165 struct nicira_stats_msg {
166     struct ofp_header header;   /* OFPT_STATS_REQUEST or OFPT_STATS_REPLY. */
167     ovs_be16 type;              /* OFPST_VENDOR. */
168     ovs_be16 flags;             /* OFPSF_{REQ,REPLY}_*. */
169     ovs_be32 vendor;            /* NX_VENDOR_ID. */
170     ovs_be32 subtype;           /* One of NXST_* below. */
171     uint8_t pad[4];             /* Align to 64-bits. */
172 };
173 OFP_ASSERT(sizeof(struct nicira_stats_msg) == 24);
174
175 /* Values for the 'subtype' member of struct nicira_stats_msg. */
176 enum nicira_stats_type {
177     /* Flexible flow specification (aka NXM = Nicira Extended Match). */
178     NXST_FLOW,                  /* Analogous to OFPST_FLOW. */
179     NXST_AGGREGATE              /* Analogous to OFPST_AGGREGATE. */
180 };
181
182 /* NXT_TUN_ID_FROM_COOKIE request. */
183 struct nxt_tun_id_cookie {
184     struct ofp_header header;
185     uint32_t vendor;            /* NX_VENDOR_ID. */
186     uint32_t subtype;           /* NXT_TUN_ID_FROM_COOKIE */
187     uint8_t set;                /* Nonzero to enable, zero to disable. */
188     uint8_t pad[7];
189 };
190 OFP_ASSERT(sizeof(struct nxt_tun_id_cookie) == 24);
191
192 /* Configures the "role" of the sending controller.  The default role is:
193  *
194  *    - Other (NX_ROLE_OTHER), which allows the controller access to all
195  *      OpenFlow features.
196  *
197  * The other possible roles are a related pair:
198  *
199  *    - Master (NX_ROLE_MASTER) is equivalent to Other, except that there may
200  *      be at most one Master controller at a time: when a controller
201  *      configures itself as Master, any existing Master is demoted to the
202  *      Slave role.
203  *
204  *    - Slave (NX_ROLE_SLAVE) allows the controller read-only access to
205  *      OpenFlow features.  In particular attempts to modify the flow table
206  *      will be rejected with an OFPBRC_EPERM error.
207  *
208  *      Slave controllers also do not receive asynchronous messages
209  *      (OFPT_PACKET_IN, OFPT_FLOW_REMOVED, OFPT_PORT_STATUS).
210  */
211 struct nx_role_request {
212     struct nicira_header nxh;
213     uint32_t role;              /* One of NX_ROLE_*. */
214 };
215
216 enum nx_role {
217     NX_ROLE_OTHER,              /* Default role, full access. */
218     NX_ROLE_MASTER,             /* Full access, at most one. */
219     NX_ROLE_SLAVE               /* Read-only access. */
220 };
221 \f
222 /* Nicira vendor flow actions. */
223
224 enum nx_action_subtype {
225     NXAST_SNAT__OBSOLETE,       /* No longer used. */
226     NXAST_RESUBMIT,             /* struct nx_action_resubmit */
227     NXAST_SET_TUNNEL,           /* struct nx_action_set_tunnel */
228     NXAST_DROP_SPOOFED_ARP,     /* struct nx_action_drop_spoofed_arp */
229     NXAST_SET_QUEUE,            /* struct nx_action_set_queue */
230     NXAST_POP_QUEUE,            /* struct nx_action_pop_queue */
231     NXAST_REG_MOVE,             /* struct nx_action_reg_move */
232     NXAST_REG_LOAD,             /* struct nx_action_reg_load */
233 };
234
235 /* Header for Nicira-defined actions. */
236 struct nx_action_header {
237     uint16_t type;                  /* OFPAT_VENDOR. */
238     uint16_t len;                   /* Length is 16. */
239     uint32_t vendor;                /* NX_VENDOR_ID. */
240     uint16_t subtype;               /* NXAST_*. */
241     uint8_t pad[6];
242 };
243 OFP_ASSERT(sizeof(struct nx_action_header) == 16);
244
245 /* Action structure for NXAST_RESUBMIT.
246  *
247  * NXAST_RESUBMIT searches the flow table again, using a flow that is slightly
248  * modified from the original lookup:
249  *
250  *    - The 'in_port' member of struct nx_action_resubmit is used as the flow's
251  *      in_port.
252  *
253  *    - If NXAST_RESUBMIT is preceded by actions that affect the flow
254  *      (e.g. OFPAT_SET_VLAN_VID), then the flow is updated with the new
255  *      values.
256  *
257  * Following the lookup, the original in_port is restored.
258  *
259  * If the modified flow matched in the flow table, then the corresponding
260  * actions are executed.  Afterward, actions following NXAST_RESUBMIT in the
261  * original set of actions, if any, are executed; any changes made to the
262  * packet (e.g. changes to VLAN) by secondary actions persist when those
263  * actions are executed, although the original in_port is restored.
264  *
265  * NXAST_RESUBMIT may be used any number of times within a set of actions.
266  *
267  * NXAST_RESUBMIT may nest to an implementation-defined depth.  Beyond this
268  * implementation-defined depth, further NXAST_RESUBMIT actions are simply
269  * ignored.  (Open vSwitch 1.0.1 and earlier did not support recursion.)
270  */
271 struct nx_action_resubmit {
272     uint16_t type;                  /* OFPAT_VENDOR. */
273     uint16_t len;                   /* Length is 16. */
274     uint32_t vendor;                /* NX_VENDOR_ID. */
275     uint16_t subtype;               /* NXAST_RESUBMIT. */
276     uint16_t in_port;               /* New in_port for checking flow table. */
277     uint8_t pad[4];
278 };
279 OFP_ASSERT(sizeof(struct nx_action_resubmit) == 16);
280
281 /* Action structure for NXAST_SET_TUNNEL.
282  *
283  * Sets the encapsulating tunnel ID. */
284 struct nx_action_set_tunnel {
285     uint16_t type;                  /* OFPAT_VENDOR. */
286     uint16_t len;                   /* Length is 16. */
287     uint32_t vendor;                /* NX_VENDOR_ID. */
288     uint16_t subtype;               /* NXAST_SET_TUNNEL. */
289     uint8_t pad[2];
290     uint32_t tun_id;                /* Tunnel ID. */
291 };
292 OFP_ASSERT(sizeof(struct nx_action_set_tunnel) == 16);
293
294 /* Action structure for NXAST_DROP_SPOOFED_ARP.
295  *
296  * Stops processing further actions, if the packet being processed is an
297  * Ethernet+IPv4 ARP packet for which the source Ethernet address inside the
298  * ARP packet differs from the source Ethernet address in the Ethernet header.
299  *
300  * This is useful because OpenFlow does not provide a way to match on the
301  * Ethernet addresses inside ARP packets, so there is no other way to drop
302  * spoofed ARPs other than sending every ARP packet to a controller. */
303 struct nx_action_drop_spoofed_arp {
304     uint16_t type;                  /* OFPAT_VENDOR. */
305     uint16_t len;                   /* Length is 16. */
306     uint32_t vendor;                /* NX_VENDOR_ID. */
307     uint16_t subtype;               /* NXAST_DROP_SPOOFED_ARP. */
308     uint8_t pad[6];
309 };
310 OFP_ASSERT(sizeof(struct nx_action_drop_spoofed_arp) == 16);
311
312 /* Action structure for NXAST_SET_QUEUE.
313  *
314  * Set the queue that should be used when packets are output.  This is similar
315  * to the OpenFlow OFPAT_ENQUEUE action, but does not take the output port as
316  * an argument.  This allows the queue to be defined before the port is
317  * known. */
318 struct nx_action_set_queue {
319     uint16_t type;                  /* OFPAT_VENDOR. */
320     uint16_t len;                   /* Length is 16. */
321     uint32_t vendor;                /* NX_VENDOR_ID. */
322     uint16_t subtype;               /* NXAST_SET_QUEUE. */
323     uint8_t pad[2];
324     uint32_t queue_id;              /* Where to enqueue packets. */
325 };
326 OFP_ASSERT(sizeof(struct nx_action_set_queue) == 16);
327
328 /* Action structure for NXAST_POP_QUEUE.
329  *
330  * Restores the queue to the value it was before any NXAST_SET_QUEUE actions
331  * were used.  Only the original queue can be restored this way; no stack is
332  * maintained. */
333 struct nx_action_pop_queue {
334     uint16_t type;                  /* OFPAT_VENDOR. */
335     uint16_t len;                   /* Length is 16. */
336     uint32_t vendor;                /* NX_VENDOR_ID. */
337     uint16_t subtype;               /* NXAST_POP_QUEUE. */
338     uint8_t pad[6];
339 };
340 OFP_ASSERT(sizeof(struct nx_action_pop_queue) == 16);
341
342 /* Action structure for NXAST_REG_MOVE.
343  *
344  * Copies src[src_ofs:src_ofs+n_bits] to dst[dst_ofs:dst_ofs+n_bits], where
345  * a[b:c] denotes the bits within 'a' numbered 'b' through 'c' (not including
346  * bit 'c').  Bit numbering starts at 0 for the least-significant bit, 1 for
347  * the next most significant bit, and so on.
348  *
349  * 'src' and 'dst' are nxm_header values with nxm_hasmask=0.  The following
350  * nxm_header values are potentially acceptable as 'src':
351  *
352  *   - NXM_OF_IN_PORT
353  *   - NXM_OF_ETH_DST
354  *   - NXM_OF_ETH_SRC
355  *   - NXM_OF_ETH_TYPE
356  *   - NXM_OF_VLAN_TCI
357  *   - NXM_OF_IP_TOS
358  *   - NXM_OF_IP_PROTO
359  *   - NXM_OF_IP_SRC
360  *   - NXM_OF_IP_DST
361  *   - NXM_OF_TCP_SRC
362  *   - NXM_OF_TCP_DST
363  *   - NXM_OF_UDP_SRC
364  *   - NXM_OF_UDP_DST
365  *   - NXM_OF_ICMP_TYPE
366  *   - NXM_OF_ICMP_CODE
367  *   - NXM_OF_ARP_OP
368  *   - NXM_OF_ARP_SPA
369  *   - NXM_OF_ARP_TPA
370  *   - NXM_NX_TUN_ID
371  *   - NXM_NX_REG(idx) for idx in the switch's accepted range.
372  *
373  * The following nxm_header values are potentially acceptable as 'dst':
374  *
375  *   - NXM_NX_REG(idx) for idx in the switch's accepted range.
376  *
377  *   - NXM_OF_VLAN_TCI.  Modifying this field's value has side effects on the
378  *     packet's 802.1Q header.  Setting a value with CFI=0 removes the 802.1Q
379  *     header (if any), ignoring the other bits.  Setting a value with CFI=1
380  *     adds or modifies the 802.1Q header appropriately, setting the TCI field
381  *     to the field's new value (with the CFI bit masked out).
382  *
383  *   - NXM_NX_TUN_ID.  Modifying this value modifies the tunnel ID used for the
384  *     packet's next tunnel encapsulation.
385  *
386  * A given nxm_header value may be used as 'src' or 'dst' only on a flow whose
387  * nx_match satisfies its prerequisites.  For example, NXM_OF_IP_TOS may be
388  * used only if the flow's nx_match includes an nxm_entry that specifies
389  * nxm_type=NXM_OF_ETH_TYPE, nxm_hasmask=0, and nxm_value=0x0800.
390  *
391  * The switch will reject actions for which src_ofs+n_bits is greater than the
392  * width of 'src' or dst_ofs+n_bits is greater than the width of 'dst' with
393  * error type OFPET_BAD_ACTION, code OFPBAC_BAD_ARGUMENT.
394  */
395 struct nx_action_reg_move {
396     ovs_be16 type;                  /* OFPAT_VENDOR. */
397     ovs_be16 len;                   /* Length is 16. */
398     ovs_be32 vendor;                /* NX_VENDOR_ID. */
399     ovs_be16 subtype;               /* NXAST_REG_MOVE. */
400     ovs_be16 n_bits;                /* Number of bits. */
401     ovs_be16 src_ofs;               /* Starting bit offset in source. */
402     ovs_be16 dst_ofs;               /* Starting bit offset in destination. */
403     ovs_be32 src;                   /* Source register. */
404     ovs_be32 dst;                   /* Destination register. */
405 };
406 OFP_ASSERT(sizeof(struct nx_action_reg_move) == 24);
407
408 /* Action structure for NXAST_REG_LOAD.
409  *
410  * Copies value[0:n_bits] to dst[ofs:ofs+n_bits], where a[b:c] denotes the bits
411  * within 'a' numbered 'b' through 'c' (not including bit 'c').  Bit numbering
412  * starts at 0 for the least-significant bit, 1 for the next most significant
413  * bit, and so on.
414  *
415  * 'dst' must be one of the following:
416  *
417  *   - NXM_NX_REG(idx) for idx in the switch's accepted range.
418  *
419  * The 'ofs' and 'n_bits' fields are combined into a single 'ofs_nbits' field
420  * to avoid enlarging the structure by another 8 bytes.  To allow 'n_bits' to
421  * take a value between 1 and 64 (inclusive) while taking up only 6 bits, it is
422  * also stored as one less than its true value:
423  *
424  *  15                           6 5                0
425  * +------------------------------+------------------+
426  * |              ofs             |    n_bits - 1    |
427  * +------------------------------+------------------+
428  *
429  * The switch will reject actions for which ofs+n_bits is greater than the
430  * width of 'dst', or in which any bits in 'value' with value 2**n_bits or
431  * greater are set to 1, with error type OFPET_BAD_ACTION, code
432  * OFPBAC_BAD_ARGUMENT.
433  */
434 struct nx_action_reg_load {
435     ovs_be16 type;                  /* OFPAT_VENDOR. */
436     ovs_be16 len;                   /* Length is 16. */
437     ovs_be32 vendor;                /* NX_VENDOR_ID. */
438     ovs_be16 subtype;               /* NXAST_REG_LOAD. */
439     ovs_be16 ofs_nbits;             /* (ofs << 6) | (n_bits - 1). */
440     ovs_be32 dst;                   /* Destination register. */
441     ovs_be64 value;                 /* Immediate value. */
442 };
443 OFP_ASSERT(sizeof(struct nx_action_reg_load) == 24);
444
445 /* Wildcard for tunnel ID. */
446 #define NXFW_TUN_ID  (1 << 25)
447
448 #define NXFW_ALL NXFW_TUN_ID
449 #define OVSFW_ALL (OFPFW_ALL | NXFW_ALL)
450 \f
451 /* Flexible flow specifications (aka NXM = Nicira Extended Match).
452  *
453  * OpenFlow 1.0 has "struct ofp_match" for specifying flow matches.  This
454  * structure is fixed-length and hence difficult to extend.  This section
455  * describes a more flexible, variable-length flow match, called "nx_match" for
456  * short, that is also supported by Open vSwitch.  This section also defines a
457  * replacement for each OpenFlow message that includes struct ofp_match.
458  *
459  *
460  * Format
461  * ======
462  *
463  * An nx_match is a sequence of zero or more "nxm_entry"s, which are
464  * type-length-value (TLV) entries, each 5 to 259 (inclusive) bytes long.
465  * "nxm_entry"s are not aligned on or padded to any multibyte boundary.  The
466  * first 4 bytes of an nxm_entry are its "header", followed by the entry's
467  * "body".
468  *
469  * An nxm_entry's header is interpreted as a 32-bit word in network byte order:
470  *
471  * |<-------------------- nxm_type ------------------>|
472  * |                                                  |
473  * |31                              16 15            9| 8 7                0
474  * +----------------------------------+---------------+--+------------------+
475  * |            nxm_vendor            |   nxm_field   |hm|    nxm_length    |
476  * +----------------------------------+---------------+--+------------------+
477  *
478  * The most-significant 23 bits of the header are collectively "nxm_type".
479  * Bits 16...31 are "nxm_vendor", one of the NXM_VENDOR_* values below.  Bits
480  * 9...15 are "nxm_field", which is a vendor-specific value.  nxm_type normally
481  * designates a protocol header, such as the Ethernet type, but it can also
482  * refer to packet metadata, such as the switch port on which a packet arrived.
483  *
484  * Bit 8 is "nxm_hasmask" (labeled "hm" above for space reasons).  The meaning
485  * of this bit is explained later.
486  *
487  * The least-significant 8 bits are "nxm_length", a positive integer.  The
488  * length of the nxm_entry, including the header, is exactly 4 + nxm_length
489  * bytes.
490  *
491  * For a given nxm_vendor, nxm_field, and nxm_hasmask value, nxm_length is a
492  * constant.  It is included only to allow software to minimally parse
493  * "nxm_entry"s of unknown types.  (Similarly, for a given nxm_vendor,
494  * nxm_field, and nxm_length, nxm_hasmask is a constant.)
495  *
496  *
497  * Semantics
498  * =========
499  *
500  * A zero-length nx_match (one with no "nxm_entry"s) matches every packet.
501  *
502  * An nxm_entry places a constraint on the packets matched by the nx_match:
503  *
504  *   - If nxm_hasmask is 0, the nxm_entry's body contains a value for the
505  *     field, called "nxm_value".  The nx_match matches only packets in which
506  *     the field equals nxm_value.
507  *
508  *   - If nxm_hasmask is 1, then the nxm_entry's body contains a value for the
509  *     field (nxm_value), followed by a bitmask of the same length as the
510  *     value, called "nxm_mask".  For each 1-bit in position J in nxm_mask, the
511  *     nx_match matches only packets for which bit J in the given field's value
512  *     matches bit J in nxm_value.  A 0-bit in nxm_mask causes the
513  *     corresponding bits in nxm_value and the field's value to be ignored.
514  *     (The sense of the nxm_mask bits is the opposite of that used by the
515  *     "wildcards" member of struct ofp_match.)
516  *
517  *     When nxm_hasmask is 1, nxm_length is always even.
518  *
519  *     An all-zero-bits nxm_mask is equivalent to omitting the nxm_entry
520  *     entirely.  An all-one-bits nxm_mask is equivalent to specifying 0 for
521  *     nxm_hasmask.
522  *
523  * When there are multiple "nxm_entry"s, all of the constraints must be met.
524  *
525  *
526  * Mask Restrictions
527  * =================
528  *
529  * Masks may be restricted:
530  *
531  *   - Some nxm_types may not support masked wildcards, that is, nxm_hasmask
532  *     must always be 0 when these fields are specified.  For example, the
533  *     field that identifies the port on which a packet was received may not be
534  *     masked.
535  *
536  *   - Some nxm_types that do support masked wildcards may only support certain
537  *     nxm_mask patterns.  For example, fields that have IPv4 address values
538  *     may be restricted to CIDR masks.
539  *
540  * These restrictions should be noted in specifications for individual fields.
541  * A switch may accept an nxm_hasmask or nxm_mask value that the specification
542  * disallows, if the switch correctly implements support for that nxm_hasmask
543  * or nxm_mask value.  A switch must reject an attempt to set up a flow that
544  * contains a nxm_hasmask or nxm_mask value that it does not support.
545  *
546  *
547  * Prerequisite Restrictions
548  * =========================
549  *
550  * The presence of an nxm_entry with a given nxm_type may be restricted based
551  * on the presence of or values of other "nxm_entry"s.  For example:
552  *
553  *   - An nxm_entry for nxm_type=NXM_OF_IP_TOS is allowed only if it is
554  *     preceded by another entry with nxm_type=NXM_OF_ETH_TYPE, nxm_hasmask=0,
555  *     and nxm_value=0x0800.  That is, matching on the IP source address is
556  *     allowed only if the Ethernet type is explicitly set to IP.
557  *
558  *   - An nxm_entry for nxm_type=NXM_OF_TCP_SRC is allowed only if it is preced
559  *     by an entry with nxm_type=NXM_OF_ETH_TYPE, nxm_hasmask=0,
560  *     nxm_value=0x0800 and another with nxm_type=NXM_OF_IP_PROTO,
561  *     nxm_hasmask=0, nxm_value=6, in that order.  That is, matching on the TCP
562  *     source port is allowed only if the Ethernet type is IP and the IP
563  *     protocol is TCP.
564  *
565  * These restrictions should be noted in specifications for individual fields.
566  * A switch may implement relaxed versions of these restrictions.  A switch
567  * must reject an attempt to set up a flow that violates its restrictions.
568  *
569  *
570  * Ordering Restrictions
571  * =====================
572  *
573  * An nxm_entry that has prerequisite restrictions must appear after the
574  * "nxm_entry"s for its prerequisites.  Ordering of "nxm_entry"s within an
575  * nx_match is not otherwise constrained.
576  *
577  * Any given nxm_type may appear in an nx_match at most once.
578  *
579  *
580  * nxm_entry Examples
581  * ==================
582  *
583  * These examples show the format of a single nxm_entry with particular
584  * nxm_hasmask and nxm_length values.  The diagrams are labeled with field
585  * numbers and byte indexes.
586  *
587  *
588  * 8-bit nxm_value, nxm_hasmask=1, nxm_length=1:
589  *
590  *  0          3  4   5
591  * +------------+---+---+
592  * |   header   | v | m |
593  * +------------+---+---+
594  *
595  *
596  * 16-bit nxm_value, nxm_hasmask=0, nxm_length=2:
597  *
598  *  0          3 4    5
599  * +------------+------+
600  * |   header   | value|
601  * +------------+------+
602  *
603  *
604  * 32-bit nxm_value, nxm_hasmask=0, nxm_length=4:
605  *
606  *  0          3 4           7
607  * +------------+-------------+
608  * |   header   |  nxm_value  |
609  * +------------+-------------+
610  *
611  *
612  * 48-bit nxm_value, nxm_hasmask=0, nxm_length=6:
613  *
614  *  0          3 4                9
615  * +------------+------------------+
616  * |   header   |     nxm_value    |
617  * +------------+------------------+
618  *
619  *
620  * 48-bit nxm_value, nxm_hasmask=1, nxm_length=12:
621  *
622  *  0          3 4                9 10              15
623  * +------------+------------------+------------------+
624  * |   header   |     nxm_value    |      nxm_mask    |
625  * +------------+------------------+------------------+
626  *
627  *
628  * Error Reporting
629  * ===============
630  *
631  * A switch should report an error in an nx_match using error type
632  * OFPET_BAD_REQUEST and one of the NXBRC_NXM_* codes.  Ideally the switch
633  * should report a specific error code, if one is assigned for the particular
634  * problem, but NXBRC_NXM_INVALID is also available to report a generic
635  * nx_match error.
636  */
637
638 #define NXM_HEADER__(VENDOR, FIELD, HASMASK, LENGTH) \
639     (((VENDOR) << 16) | ((FIELD) << 9) | ((HASMASK) << 8) | (LENGTH))
640 #define NXM_HEADER(VENDOR, FIELD, LENGTH) \
641     NXM_HEADER__(VENDOR, FIELD, 0, LENGTH)
642 #define NXM_HEADER_W(VENDOR, FIELD, LENGTH) \
643     NXM_HEADER__(VENDOR, FIELD, 1, (LENGTH) * 2)
644 #define NXM_VENDOR(HEADER) ((HEADER) >> 16)
645 #define NXM_FIELD(HEADER) (((HEADER) >> 9) & 0x7f)
646 #define NXM_TYPE(HEADER) (((HEADER) >> 9) & 0x7fffff)
647 #define NXM_HASMASK(HEADER) (((HEADER) >> 8) & 1)
648 #define NXM_LENGTH(HEADER) ((HEADER) & 0xff)
649
650 #define NXM_MAKE_WILD_HEADER(HEADER) \
651         NXM_HEADER_W(NXM_VENDOR(HEADER), NXM_FIELD(HEADER), NXM_LENGTH(HEADER))
652
653 /* ## ------------------------------- ## */
654 /* ## OpenFlow 1.0-compatible fields. ## */
655 /* ## ------------------------------- ## */
656
657 /* Physical or virtual port on which the packet was received.
658  *
659  * Prereqs: None.
660  *
661  * Format: 16-bit integer in network byte order.
662  *
663  * Masking: Not maskable. */
664 #define NXM_OF_IN_PORT    NXM_HEADER  (0x0000,  0, 2)
665
666 /* Source or destination address in Ethernet header.
667  *
668  * Prereqs: None.
669  *
670  * Format: 48-bit Ethernet MAC address.
671  *
672  * Masking: The nxm_mask patterns 01:00:00:00:00:00 and FE:FF:FF:FF:FF:FF must
673  *   be supported for NXM_OF_ETH_DST_W (as well as the trivial patterns that
674  *   are all-0-bits or all-1-bits).  Support for other patterns and for masking
675  *   of NXM_OF_ETH_SRC is optional. */
676 #define NXM_OF_ETH_DST    NXM_HEADER  (0x0000,  1, 6)
677 #define NXM_OF_ETH_DST_W  NXM_HEADER_W(0x0000,  1, 6)
678 #define NXM_OF_ETH_SRC    NXM_HEADER  (0x0000,  2, 6)
679
680 /* Packet's Ethernet type.
681  *
682  * For an Ethernet II packet this is taken from the Ethernet header.  For an
683  * 802.2 LLC+SNAP header with OUI 00-00-00 this is taken from the SNAP header.
684  * A packet that has neither format has value 0x05ff
685  * (OFP_DL_TYPE_NOT_ETH_TYPE).
686  *
687  * For a packet with an 802.1Q header, this is the type of the encapsulated
688  * frame.
689  *
690  * Prereqs: None.
691  *
692  * Format: 16-bit integer in network byte order.
693  *
694  * Masking: Not maskable. */
695 #define NXM_OF_ETH_TYPE   NXM_HEADER  (0x0000,  3, 2)
696
697 /* 802.1Q TCI.
698  *
699  * For a packet with an 802.1Q header, this is the Tag Control Information
700  * (TCI) field, with the CFI bit forced to 1.  For a packet with no 802.1Q
701  * header, this has value 0.
702  *
703  * Prereqs: None.
704  *
705  * Format: 16-bit integer in network byte order.
706  *
707  * Masking: Arbitrary masks.
708  *
709  * This field can be used in various ways:
710  *
711  *   - If it is not constrained at all, the nx_match matches packets without
712  *     an 802.1Q header or with an 802.1Q header that has any TCI value.
713  *
714  *   - Testing for an exact match with 0 matches only packets without an
715  *     802.1Q header.
716  *
717  *   - Testing for an exact match with a TCI value with CFI=1 matches packets
718  *     that have an 802.1Q header with a specified VID and PCP.
719  *
720  *   - Testing for an exact match with a nonzero TCI value with CFI=0 does
721  *     not make sense.  The switch may reject this combination.
722  *
723  *   - Testing with a specific VID and CFI=1, with nxm_mask=0x1fff, matches
724  *     packets that have an 802.1Q header with that VID (and any PCP).
725  *
726  *   - Testing with a specific PCP and CFI=1, with nxm_mask=0xf000, matches
727  *     packets that have an 802.1Q header with that PCP (and any VID).
728  *
729  *   - Testing with nxm_value=0, nxm_mask=0xe000 matches packets with no 802.1Q
730  *     header or with an 802.1Q header with a VID of 0.
731  */
732 #define NXM_OF_VLAN_TCI   NXM_HEADER  (0x0000,  4, 2)
733 #define NXM_OF_VLAN_TCI_W NXM_HEADER_W(0x0000,  4, 2)
734
735 /* The "type of service" byte of the IP header, with the ECN bits forced to 0.
736  *
737  * Prereqs: NXM_OF_ETH_TYPE must match 0x0800 exactly.
738  *
739  * Format: 8-bit integer with 2 least-significant bits forced to 0.
740  *
741  * Masking: Not maskable. */
742 #define NXM_OF_IP_TOS     NXM_HEADER  (0x0000,  5, 1)
743
744 /* The "protocol" byte in the IP header.
745  *
746  * Prereqs: NXM_OF_ETH_TYPE must match 0x0800 exactly.
747  *
748  * Format: 8-bit integer.
749  *
750  * Masking: Not maskable. */
751 #define NXM_OF_IP_PROTO   NXM_HEADER  (0x0000,  6, 1)
752
753 /* The source or destination address in the IP header.
754  *
755  * Prereqs: NXM_OF_ETH_TYPE must match 0x0800 exactly.
756  *
757  * Format: 32-bit integer in network byte order.
758  *
759  * Masking: Only CIDR masks are allowed, that is, masks that consist of N
760  *   high-order bits set to 1 and the other 32-N bits set to 0. */
761 #define NXM_OF_IP_SRC     NXM_HEADER  (0x0000,  7, 4)
762 #define NXM_OF_IP_SRC_W   NXM_HEADER_W(0x0000,  7, 4)
763 #define NXM_OF_IP_DST     NXM_HEADER  (0x0000,  8, 4)
764 #define NXM_OF_IP_DST_W   NXM_HEADER_W(0x0000,  8, 4)
765
766 /* The source or destination port in the TCP header.
767  *
768  * Prereqs:
769  *   NXM_OF_ETH_TYPE must match 0x0800 exactly.
770  *   NXM_OF_IP_PROTO must match 6 exactly.
771  *
772  * Format: 16-bit integer in network byte order.
773  *
774  * Masking: Not maskable. */
775 #define NXM_OF_TCP_SRC    NXM_HEADER  (0x0000,  9, 2)
776 #define NXM_OF_TCP_DST    NXM_HEADER  (0x0000, 10, 2)
777
778 /* The source or destination port in the UDP header.
779  *
780  * Prereqs:
781  *   NXM_OF_ETH_TYPE must match 0x0800 exactly.
782  *   NXM_OF_IP_PROTO must match 17 exactly.
783  *
784  * Format: 16-bit integer in network byte order.
785  *
786  * Masking: Not maskable. */
787 #define NXM_OF_UDP_SRC    NXM_HEADER  (0x0000, 11, 2)
788 #define NXM_OF_UDP_DST    NXM_HEADER  (0x0000, 12, 2)
789
790 /* The type or code in the ICMP header.
791  *
792  * Prereqs:
793  *   NXM_OF_ETH_TYPE must match 0x0800 exactly.
794  *   NXM_OF_IP_PROTO must match 1 exactly.
795  *
796  * Format: 8-bit integer.
797  *
798  * Masking: Not maskable. */
799 #define NXM_OF_ICMP_TYPE  NXM_HEADER  (0x0000, 13, 1)
800 #define NXM_OF_ICMP_CODE  NXM_HEADER  (0x0000, 14, 1)
801
802 /* ARP opcode.
803  *
804  * For an Ethernet+IP ARP packet, the opcode in the ARP header.  Always 0
805  * otherwise.  Only ARP opcodes between 1 and 255 should be specified for
806  * matching.
807  *
808  * Prereqs: NXM_OF_ETH_TYPE must match 0x0806 exactly.
809  *
810  * Format: 16-bit integer in network byte order.
811  *
812  * Masking: Not maskable. */
813 #define NXM_OF_ARP_OP     NXM_HEADER  (0x0000, 15, 2)
814
815 /* For an Ethernet+IP ARP packet, the source or target protocol address
816  * in the ARP header.  Always 0 otherwise.
817  *
818  * Prereqs: NXM_OF_ETH_TYPE must match 0x0806 exactly.
819  *
820  * Format: 32-bit integer in network byte order.
821  *
822  * Masking: Only CIDR masks are allowed, that is, masks that consist of N
823  *   high-order bits set to 1 and the other 32-N bits set to 0. */
824 #define NXM_OF_ARP_SPA    NXM_HEADER  (0x0000, 16, 4)
825 #define NXM_OF_ARP_SPA_W  NXM_HEADER_W(0x0000, 16, 4)
826 #define NXM_OF_ARP_TPA    NXM_HEADER  (0x0000, 17, 4)
827 #define NXM_OF_ARP_TPA_W  NXM_HEADER_W(0x0000, 17, 4)
828
829 /* ## ------------------------ ## */
830 /* ## Nicira match extensions. ## */
831 /* ## ------------------------ ## */
832
833 /* Metadata registers.
834  *
835  * Registers initially have value 0.  Actions allow register values to be
836  * manipulated.
837  *
838  * Prereqs: None.
839  *
840  * Format: Array of 32-bit integer registers.  Space is reserved for up to
841  *   NXM_NX_MAX_REGS registers, but switches may implement fewer.
842  *
843  * Masking: Arbitrary masks. */
844 #define NXM_NX_MAX_REGS 16
845 #define NXM_NX_REG(IDX)   NXM_HEADER  (0x0001, IDX, 4)
846 #define NXM_NX_REG_W(IDX) NXM_HEADER_W(0x0001, IDX, 4)
847 #define NXM_NX_REG_IDX(HEADER) NXM_FIELD(HEADER)
848 #define NXM_IS_NX_REG(HEADER) (!((((HEADER) ^ NXM_NX_REG(0))) & 0xffffe0ff))
849 #define NXM_NX_REG0       NXM_HEADER  (0x0001, 0, 4)
850 #define NXM_NX_REG0_W     NXM_HEADER_W(0x0001, 0, 4)
851 #define NXM_NX_REG1       NXM_HEADER  (0x0001, 1, 4)
852 #define NXM_NX_REG1_W     NXM_HEADER_W(0x0001, 1, 4)
853 #define NXM_NX_REG2       NXM_HEADER  (0x0001, 2, 4)
854 #define NXM_NX_REG2_W     NXM_HEADER_W(0x0001, 2, 4)
855 #define NXM_NX_REG3       NXM_HEADER  (0x0001, 3, 4)
856 #define NXM_NX_REG3_W     NXM_HEADER_W(0x0001, 3, 4)
857
858 /* Tunnel ID.
859  *
860  * For a packet received via GRE tunnel including a (32-bit) key, the key is
861  * stored in the low 32-bits and the high bits are zeroed.  For other packets,
862  * the value is 0.
863  *
864  * Prereqs: None.
865  *
866  * Format: 64-bit integer in network byte order.
867  *
868  * Masking: Arbitrary masks. */
869 #define NXM_NX_TUN_ID     NXM_HEADER  (0x0001, 16, 8)
870 #define NXM_NX_TUN_ID_W   NXM_HEADER_W(0x0001, 16, 8)
871
872 /* ## --------------------- ## */
873 /* ## Requests and replies. ## */
874 /* ## --------------------- ## */
875
876 enum {
877     NXFF_OPENFLOW10 = 0,         /* Standard OpenFlow 1.0 compatible. */
878     NXFF_TUN_ID_FROM_COOKIE = 1, /* OpenFlow 1.0, plus obtain tunnel ID from
879                                   * cookie. */
880     NXFF_NXM = 2                 /* Nicira extended match. */
881 };
882
883 /* NXT_SET_FLOW_FORMAT request. */
884 struct nxt_set_flow_format {
885     struct ofp_header header;
886     ovs_be32 vendor;            /* NX_VENDOR_ID. */
887     ovs_be32 subtype;           /* NXT_SET_FLOW_FORMAT. */
888     ovs_be32 format;            /* One of NXFF_*. */
889 };
890 OFP_ASSERT(sizeof(struct nxt_set_flow_format) == 20);
891
892 /* NXT_FLOW_MOD (analogous to OFPT_FLOW_MOD). */
893 struct nx_flow_mod {
894     struct nicira_header nxh;
895     ovs_be64 cookie;              /* Opaque controller-issued identifier. */
896     ovs_be16 command;             /* One of OFPFC_*. */
897     ovs_be16 idle_timeout;        /* Idle time before discarding (seconds). */
898     ovs_be16 hard_timeout;        /* Max time before discarding (seconds). */
899     ovs_be16 priority;            /* Priority level of flow entry. */
900     ovs_be32 buffer_id;           /* Buffered packet to apply to (or -1).
901                                      Not meaningful for OFPFC_DELETE*. */
902     ovs_be16 out_port;            /* For OFPFC_DELETE* commands, require
903                                      matching entries to include this as an
904                                      output port.  A value of OFPP_NONE
905                                      indicates no restriction. */
906     ovs_be16 flags;               /* One of OFPFF_*. */
907     ovs_be16 match_len;           /* Size of nx_match. */
908     uint8_t pad[6];               /* Align to 64-bits. */
909     /* Followed by:
910      *   - Exactly match_len (possibly 0) bytes containing the nx_match, then
911      *   - Exactly (match_len + 7)/8*8 - match_len (between 0 and 7) bytes of
912      *     all-zero bytes, then
913      *   - Actions to fill out the remainder of the message length (always a
914      *     multiple of 8).
915      */
916 };
917 OFP_ASSERT(sizeof(struct nx_flow_mod) == 48);
918
919 /* NXT_FLOW_REMOVED (analogous to OFPT_FLOW_REMOVED). */
920 struct nx_flow_removed {
921     struct nicira_header nxh;
922     ovs_be64 cookie;          /* Opaque controller-issued identifier. */
923     ovs_be16 priority;        /* Priority level of flow entry. */
924     uint8_t reason;           /* One of OFPRR_*. */
925     uint8_t pad[1];           /* Align to 32-bits. */
926     ovs_be32 duration_sec;    /* Time flow was alive in seconds. */
927     ovs_be32 duration_nsec;   /* Time flow was alive in nanoseconds beyond
928                                  duration_sec. */
929     ovs_be16 idle_timeout;    /* Idle timeout from original flow mod. */
930     ovs_be16 match_len;       /* Size of nx_match. */
931     ovs_be64 packet_count;
932     ovs_be64 byte_count;
933     /* Followed by:
934      *   - Exactly match_len (possibly 0) bytes containing the nx_match, then
935      *   - Exactly (match_len + 7)/8*8 - match_len (between 0 and 7) bytes of
936      *     all-zero bytes. */
937 };
938 OFP_ASSERT(sizeof(struct nx_flow_removed) == 56);
939
940 /* Nicira vendor stats request of type NXST_FLOW (analogous to OFPST_FLOW
941  * request). */
942 struct nx_flow_stats_request {
943     struct nicira_stats_msg nsm;
944     ovs_be16 out_port;        /* Require matching entries to include this
945                                  as an output port.  A value of OFPP_NONE
946                                  indicates no restriction. */
947     ovs_be16 match_len;       /* Length of nx_match. */
948     uint8_t table_id;         /* ID of table to read (from ofp_table_stats)
949                                  or 0xff for all tables. */
950     uint8_t pad[3];           /* Align to 64 bits. */
951     /* Followed by:
952      *   - Exactly match_len (possibly 0) bytes containing the nx_match, then
953      *   - Exactly (match_len + 7)/8*8 - match_len (between 0 and 7) bytes of
954      *     all-zero bytes, which must also exactly fill out the length of the
955      *     message.
956      */
957 };
958 OFP_ASSERT(sizeof(struct nx_flow_stats_request) == 32);
959
960 /* Body for Nicira vendor stats reply of type NXST_FLOW (analogous to
961  * OFPST_FLOW reply). */
962 struct nx_flow_stats {
963     ovs_be16 length;          /* Length of this entry. */
964     uint8_t table_id;         /* ID of table flow came from. */
965     uint8_t pad;
966     ovs_be32 duration_sec;    /* Time flow has been alive in seconds. */
967     ovs_be32 duration_nsec;   /* Time flow has been alive in nanoseconds
968                                  beyond duration_sec. */
969     ovs_be16 priority;        /* Priority of the entry. Only meaningful
970                                  when this is not an exact-match entry. */
971     ovs_be16 idle_timeout;    /* Number of seconds idle before expiration. */
972     ovs_be16 hard_timeout;    /* Number of seconds before expiration. */
973     ovs_be16 match_len;       /* Length of nx_match. */
974     uint8_t pad2[4];          /* Align to 64 bits. */
975     ovs_be64 cookie;          /* Opaque controller-issued identifier. */
976     ovs_be64 packet_count;    /* Number of packets in flow. */
977     ovs_be64 byte_count;      /* Number of bytes in flow. */
978     /* Followed by:
979      *   - Exactly match_len (possibly 0) bytes containing the nx_match, then
980      *   - Exactly (match_len + 7)/8*8 - match_len (between 0 and 7) bytes of
981      *     all-zero bytes, then
982      *   - Actions to fill out the remainder 'length' bytes (always a multiple
983      *     of 8).
984      */
985 };
986 OFP_ASSERT(sizeof(struct nx_flow_stats) == 48);
987
988 /* Nicira vendor stats request of type NXST_AGGREGATE (analogous to
989  * OFPST_AGGREGATE request). */
990 struct nx_aggregate_stats_request {
991     struct nicira_stats_msg nsm;
992     ovs_be16 out_port;        /* Require matching entries to include this
993                                  as an output port.  A value of OFPP_NONE
994                                  indicates no restriction. */
995     ovs_be16 match_len;       /* Length of nx_match. */
996     uint8_t table_id;         /* ID of table to read (from ofp_table_stats)
997                                  or 0xff for all tables. */
998     uint8_t pad[3];           /* Align to 64 bits. */
999     /* Followed by:
1000      *   - Exactly match_len (possibly 0) bytes containing the nx_match, then
1001      *   - Exactly (match_len + 7)/8*8 - match_len (between 0 and 7) bytes of
1002      *     all-zero bytes, which must also exactly fill out the length of the
1003      *     message.
1004      */
1005 };
1006 OFP_ASSERT(sizeof(struct nx_aggregate_stats_request) == 32);
1007
1008 /* Body for nicira_stats_msg reply of type NXST_AGGREGATE (analogous to
1009  * OFPST_AGGREGATE reply).
1010  *
1011  * ofp_aggregate_stats_reply does not contain an ofp_match structure, so we
1012  * reuse it entirely.  (It would be very odd to use OFPST_AGGREGATE to reply to
1013  * an NXST_AGGREGATE request, so we don't do that.) */
1014 struct nx_aggregate_stats_reply {
1015     struct nicira_stats_msg nsm;
1016     struct ofp_aggregate_stats_reply asr;
1017 };
1018 OFP_ASSERT(sizeof(struct nx_aggregate_stats_reply) == 48);
1019
1020 #endif /* openflow/nicira-ext.h */