lib/flow.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2008, 2009, 2010, 2011 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 #include <config.h>
  17 #include <sys/types.h>
  18 #include "flow.h"
  19 #include <assert.h>
  20 #include <errno.h>
  21 #include <inttypes.h>
  22 #include <netinet/in.h>
  23 #include <netinet/icmp6.h>
  24 #include <netinet/ip6.h>
  25 #include <stdlib.h>
  26 #include <string.h>
  27 #include "byte-order.h"
  28 #include "coverage.h"
  29 #include "dynamic-string.h"
  30 #include "hash.h"
  31 #include "ofpbuf.h"
  32 #include "openflow/openflow.h"
  33 #include "packets.h"
  34 #include "unaligned.h"
  35 #include "vlog.h"
  36
  37 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(flow);
  38
  39 COVERAGE_DEFINE(flow_extract);
  40
  41 static struct arp_eth_header *
  42 pull_arp(struct ofpbuf *packet)
  43 {
  44     return ofpbuf_try_pull(packet, ARP_ETH_HEADER_LEN);
  45 }
  46
  47 static struct ip_header *
  48 pull_ip(struct ofpbuf *packet)
  49 {
  50     if (packet->size >= IP_HEADER_LEN) {
  51         struct ip_header *ip = packet->data;
  52         int ip_len = IP_IHL(ip->ip_ihl_ver) * 4;
  53         if (ip_len >= IP_HEADER_LEN && packet->size >= ip_len) {
  54             return ofpbuf_pull(packet, ip_len);
  55         }
  56     }
  57     return NULL;
  58 }
  59
  60 static struct tcp_header *
  61 pull_tcp(struct ofpbuf *packet)
  62 {
  63     if (packet->size >= TCP_HEADER_LEN) {
  64         struct tcp_header *tcp = packet->data;
  65         int tcp_len = TCP_OFFSET(tcp->tcp_ctl) * 4;
  66         if (tcp_len >= TCP_HEADER_LEN && packet->size >= tcp_len) {
  67             return ofpbuf_pull(packet, tcp_len);
  68         }
  69     }
  70     return NULL;
  71 }
  72
  73 static struct udp_header *
  74 pull_udp(struct ofpbuf *packet)
  75 {
  76     return ofpbuf_try_pull(packet, UDP_HEADER_LEN);
  77 }
  78
  79 static struct icmp_header *
  80 pull_icmp(struct ofpbuf *packet)
  81 {
  82     return ofpbuf_try_pull(packet, ICMP_HEADER_LEN);
  83 }
  84
  85 static struct icmp6_hdr *
  86 pull_icmpv6(struct ofpbuf *packet)
  87 {
  88     return ofpbuf_try_pull(packet, sizeof(struct icmp6_hdr));
  89 }
  90
  91 static void
  92 parse_vlan(struct ofpbuf *b, struct flow *flow)
  93 {
  94     struct qtag_prefix {
  95         ovs_be16 eth_type;      /* ETH_TYPE_VLAN */
  96         ovs_be16 tci;
  97     };
  98
  99     if (b->size >= sizeof(struct qtag_prefix) + sizeof(ovs_be16)) {
 100         struct qtag_prefix *qp = ofpbuf_pull(b, sizeof *qp);
 101         flow->vlan_tci = qp->tci | htons(VLAN_CFI);
 102     }
 103 }
 104
 105 static ovs_be16
 106 parse_ethertype(struct ofpbuf *b)
 107 {
 108     struct llc_snap_header *llc;
 109     ovs_be16 proto;
 110
 111     proto = *(ovs_be16 *) ofpbuf_pull(b, sizeof proto);
 112     if (ntohs(proto) >= ETH_TYPE_MIN) {
 113         return proto;
 114     }
 115
 116     if (b->size < sizeof *llc) {
 117         return htons(FLOW_DL_TYPE_NONE);
 118     }
 119
 120     llc = b->data;
 121     if (llc->llc.llc_dsap != LLC_DSAP_SNAP
 122         || llc->llc.llc_ssap != LLC_SSAP_SNAP
 123         || llc->llc.llc_cntl != LLC_CNTL_SNAP
 124         || memcmp(llc->snap.snap_org, SNAP_ORG_ETHERNET,
 125                   sizeof llc->snap.snap_org)) {
 126         return htons(FLOW_DL_TYPE_NONE);
 127     }
 128
 129     ofpbuf_pull(b, sizeof *llc);
 130     return llc->snap.snap_type;
 131 }
 132
 133 static int
 134 parse_ipv6(struct ofpbuf *packet, struct flow *flow)
 135 {
 136     const struct ip6_hdr *nh;
 137     ovs_be32 tc_flow;
 138     int nexthdr;
 139
 140     nh = ofpbuf_try_pull(packet, sizeof *nh);
 141     if (!nh) {
 142         return EINVAL;
 143     }
 144
 145     nexthdr = nh->ip6_nxt;
 146
 147     flow->ipv6_src = nh->ip6_src;
 148     flow->ipv6_dst = nh->ip6_dst;
 149
 150     tc_flow = get_unaligned_be32(&nh->ip6_flow);
 151     flow->nw_tos = ntohl(tc_flow) >> 20;
 152     flow->ipv6_label = tc_flow & htonl(IPV6_LABEL_MASK);
 153     flow->nw_ttl = nh->ip6_hlim;
 154     flow->nw_proto = IPPROTO_NONE;
 155
 156     while (1) {
 157         if ((nexthdr != IPPROTO_HOPOPTS)
 158                 && (nexthdr != IPPROTO_ROUTING)
 159                 && (nexthdr != IPPROTO_DSTOPTS)
 160                 && (nexthdr != IPPROTO_AH)
 161                 && (nexthdr != IPPROTO_FRAGMENT)) {
 162             /* It's either a terminal header (e.g., TCP, UDP) or one we
 163              * don't understand.  In either case, we're done with the
 164              * packet, so use it to fill in 'nw_proto'. */
 165             break;
 166         }
 167
 168         /* We only verify that at least 8 bytes of the next header are
 169          * available, but many of these headers are longer.  Ensure that
 170          * accesses within the extension header are within those first 8
 171          * bytes. All extension headers are required to be at least 8
 172          * bytes. */
 173         if (packet->size < 8) {
 174             return EINVAL;
 175         }
 176
 177         if ((nexthdr == IPPROTO_HOPOPTS)
 178                 || (nexthdr == IPPROTO_ROUTING)
 179                 || (nexthdr == IPPROTO_DSTOPTS)) {
 180             /* These headers, while different, have the fields we care about
 181              * in the same location and with the same interpretation. */
 182             const struct ip6_ext *ext_hdr = (struct ip6_ext *)packet->data;
 183             nexthdr = ext_hdr->ip6e_nxt;
 184             if (!ofpbuf_try_pull(packet, (ext_hdr->ip6e_len + 1) * 8)) {
 185                 return EINVAL;
 186             }
 187         } else if (nexthdr == IPPROTO_AH) {
 188             /* A standard AH definition isn't available, but the fields
 189              * we care about are in the same location as the generic
 190              * option header--only the header length is calculated
 191              * differently. */
 192             const struct ip6_ext *ext_hdr = (struct ip6_ext *)packet->data;
 193             nexthdr = ext_hdr->ip6e_nxt;
 194             if (!ofpbuf_try_pull(packet, (ext_hdr->ip6e_len + 2) * 4)) {
 195                return EINVAL;
 196             }
 197         } else if (nexthdr == IPPROTO_FRAGMENT) {
 198             const struct ip6_frag *frag_hdr = (struct ip6_frag *)packet->data;
 199
 200             nexthdr = frag_hdr->ip6f_nxt;
 201             if (!ofpbuf_try_pull(packet, sizeof *frag_hdr)) {
 202                 return EINVAL;
 203             }
 204
 205             /* We only process the first fragment. */
 206             if (frag_hdr->ip6f_offlg != htons(0)) {
 207                 if ((frag_hdr->ip6f_offlg & IP6F_OFF_MASK) == htons(0)) {
 208                     flow->nw_frag = FLOW_NW_FRAG_ANY;
 209                 } else {
 210                     flow->nw_frag |= FLOW_NW_FRAG_LATER;
 211                     nexthdr = IPPROTO_FRAGMENT;
 212                     break;
 213                 }
 214             }
 215         }
 216     }
 217
 218     flow->nw_proto = nexthdr;
 219     return 0;
 220 }
 221
 222 static void
 223 parse_tcp(struct ofpbuf *packet, struct ofpbuf *b, struct flow *flow)
 224 {
 225     const struct tcp_header *tcp = pull_tcp(b);
 226     if (tcp) {
 227         flow->tp_src = tcp->tcp_src;
 228         flow->tp_dst = tcp->tcp_dst;
 229         packet->l7 = b->data;
 230     }
 231 }
 232
 233 static void
 234 parse_udp(struct ofpbuf *packet, struct ofpbuf *b, struct flow *flow)
 235 {
 236     const struct udp_header *udp = pull_udp(b);
 237     if (udp) {
 238         flow->tp_src = udp->udp_src;
 239         flow->tp_dst = udp->udp_dst;
 240         packet->l7 = b->data;
 241     }
 242 }
 243
 244 static bool
 245 parse_icmpv6(struct ofpbuf *b, struct flow *flow)
 246 {
 247     const struct icmp6_hdr *icmp = pull_icmpv6(b);
 248
 249     if (!icmp) {
 250         return false;
 251     }
 252
 253     /* The ICMPv6 type and code fields use the 16-bit transport port
 254      * fields, so we need to store them in 16-bit network byte order. */
 255     flow->tp_src = htons(icmp->icmp6_type);
 256     flow->tp_dst = htons(icmp->icmp6_code);
 257
 258     if (icmp->icmp6_code == 0 &&
 259         (icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_SOLICIT ||
 260          icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_ADVERT)) {
 261         const struct in6_addr *nd_target;
 262
 263         nd_target = ofpbuf_try_pull(b, sizeof *nd_target);
 264         if (!nd_target) {
 265             return false;
 266         }
 267         flow->nd_target = *nd_target;
 268
 269         while (b->size >= 8) {
 270             /* The minimum size of an option is 8 bytes, which also is
 271              * the size of Ethernet link-layer options. */
 272             const struct nd_opt_hdr *nd_opt = b->data;
 273             int opt_len = nd_opt->nd_opt_len * 8;
 274
 275             if (!opt_len || opt_len > b->size) {
 276                 goto invalid;
 277             }
 278
 279             /* Store the link layer address if the appropriate option is
 280              * provided.  It is considered an error if the same link
 281              * layer option is specified twice. */
 282             if (nd_opt->nd_opt_type == ND_OPT_SOURCE_LINKADDR
 283                     && opt_len == 8) {
 284                 if (eth_addr_is_zero(flow->arp_sha)) {
 285                     memcpy(flow->arp_sha, nd_opt + 1, ETH_ADDR_LEN);
 286                 } else {
 287                     goto invalid;
 288                 }
 289             } else if (nd_opt->nd_opt_type == ND_OPT_TARGET_LINKADDR
 290                     && opt_len == 8) {
 291                 if (eth_addr_is_zero(flow->arp_tha)) {
 292                     memcpy(flow->arp_tha, nd_opt + 1, ETH_ADDR_LEN);
 293                 } else {
 294                     goto invalid;
 295                 }
 296             }
 297
 298             if (!ofpbuf_try_pull(b, opt_len)) {
 299                 goto invalid;
 300             }
 301         }
 302     }
 303
 304     return true;
 305
 306 invalid:
 307     memset(&flow->nd_target, 0, sizeof(flow->nd_target));
 308     memset(flow->arp_sha, 0, sizeof(flow->arp_sha));
 309     memset(flow->arp_tha, 0, sizeof(flow->arp_tha));
 310
 311     return false;
 312
 313 }
 314
 315 /* Initializes 'flow' members from 'packet', 'skb_priority', 'tun_id', and
 316  * 'ofp_in_port'.
 317  *
 318  * Initializes 'packet' header pointers as follows:
 319  *
 320  *    - packet->l2 to the start of the Ethernet header.
 321  *
 322  *    - packet->l3 to just past the Ethernet header, or just past the
 323  *      vlan_header if one is present, to the first byte of the payload of the
 324  *      Ethernet frame.
 325  *
 326  *    - packet->l4 to just past the IPv4 header, if one is present and has a
 327  *      correct length, and otherwise NULL.
 328  *
 329  *    - packet->l7 to just past the TCP or UDP or ICMP header, if one is
 330  *      present and has a correct length, and otherwise NULL.
 331  */
 332 void
 333 flow_extract(struct ofpbuf *packet, uint32_t skb_priority, ovs_be64 tun_id,
 334              uint16_t ofp_in_port, struct flow *flow)
 335 {
 336     struct ofpbuf b = *packet;
 337     struct eth_header *eth;
 338
 339     COVERAGE_INC(flow_extract);
 340
 341     memset(flow, 0, sizeof *flow);
 342     flow->tun_id = tun_id;
 343     flow->in_port = ofp_in_port;
 344     flow->skb_priority = skb_priority;
 345
 346     packet->l2 = b.data;
 347     packet->l3 = NULL;
 348     packet->l4 = NULL;
 349     packet->l7 = NULL;
 350
 351     if (b.size < sizeof *eth) {
 352         return;
 353     }
 354
 355     /* Link layer. */
 356     eth = b.data;
 357     memcpy(flow->dl_src, eth->eth_src, ETH_ADDR_LEN);
 358     memcpy(flow->dl_dst, eth->eth_dst, ETH_ADDR_LEN);
 359
 360     /* dl_type, vlan_tci. */
 361     ofpbuf_pull(&b, ETH_ADDR_LEN * 2);
 362     if (eth->eth_type == htons(ETH_TYPE_VLAN)) {
 363         parse_vlan(&b, flow);
 364     }
 365     flow->dl_type = parse_ethertype(&b);
 366
 367     /* Network layer. */
 368     packet->l3 = b.data;
 369     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
 370         const struct ip_header *nh = pull_ip(&b);
 371         if (nh) {
 372             packet->l4 = b.data;
 373
 374             flow->nw_src = get_unaligned_be32(&nh->ip_src);
 375             flow->nw_dst = get_unaligned_be32(&nh->ip_dst);
 376             flow->nw_proto = nh->ip_proto;
 377
 378             flow->nw_tos = nh->ip_tos;
 379             if (IP_IS_FRAGMENT(nh->ip_frag_off)) {
 380                 flow->nw_frag = FLOW_NW_FRAG_ANY;
 381                 if (nh->ip_frag_off & htons(IP_FRAG_OFF_MASK)) {
 382                     flow->nw_frag |= FLOW_NW_FRAG_LATER;
 383                 }
 384             }
 385             flow->nw_ttl = nh->ip_ttl;
 386
 387             if (!(nh->ip_frag_off & htons(IP_FRAG_OFF_MASK))) {
 388                 if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
 389                     parse_tcp(packet, &b, flow);
 390                 } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
 391                     parse_udp(packet, &b, flow);
 392                 } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMP) {
 393                     const struct icmp_header *icmp = pull_icmp(&b);
 394                     if (icmp) {
 395                         flow->tp_src = htons(icmp->icmp_type);
 396                         flow->tp_dst = htons(icmp->icmp_code);
 397                         packet->l7 = b.data;
 398                     }
 399                 }
 400             }
 401         }
 402     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
 403         if (parse_ipv6(&b, flow)) {
 404             return;
 405         }
 406
 407         packet->l4 = b.data;
 408         if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
 409             parse_tcp(packet, &b, flow);
 410         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
 411             parse_udp(packet, &b, flow);
 412         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6) {
 413             if (parse_icmpv6(&b, flow)) {
 414                 packet->l7 = b.data;
 415             }
 416         }
 417     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP)) {
 418         const struct arp_eth_header *arp = pull_arp(&b);
 419         if (arp && arp->ar_hrd == htons(1)
 420             && arp->ar_pro == htons(ETH_TYPE_IP)
 421             && arp->ar_hln == ETH_ADDR_LEN
 422             && arp->ar_pln == 4) {
 423             /* We only match on the lower 8 bits of the opcode. */
 424             if (ntohs(arp->ar_op) <= 0xff) {
 425                 flow->nw_proto = ntohs(arp->ar_op);
 426             }
 427
 428             if ((flow->nw_proto == ARP_OP_REQUEST)
 429                 || (flow->nw_proto == ARP_OP_REPLY)) {
 430                 flow->nw_src = arp->ar_spa;
 431                 flow->nw_dst = arp->ar_tpa;
 432                 memcpy(flow->arp_sha, arp->ar_sha, ETH_ADDR_LEN);
 433                 memcpy(flow->arp_tha, arp->ar_tha, ETH_ADDR_LEN);
 434             }
 435         }
 436     }
 437 }
 438
 439 /* For every bit of a field that is wildcarded in 'wildcards', sets the
 440  * corresponding bit in 'flow' to zero. */
 441 void
 442 flow_zero_wildcards(struct flow *flow, const struct flow_wildcards *wildcards)
 443 {
 444     const flow_wildcards_t wc = wildcards->wildcards;
 445     int i;
 446
 447     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 7);
 448
 449     for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
 450         flow->regs[i] &= wildcards->reg_masks[i];
 451     }
 452     flow->tun_id &= wildcards->tun_id_mask;
 453     flow->nw_src &= wildcards->nw_src_mask;
 454     flow->nw_dst &= wildcards->nw_dst_mask;
 455     if (wc & FWW_IN_PORT) {
 456         flow->in_port = 0;
 457     }
 458     flow->vlan_tci &= wildcards->vlan_tci_mask;
 459     if (wc & FWW_DL_TYPE) {
 460         flow->dl_type = htons(0);
 461     }
 462     if (wc & FWW_TP_SRC) {
 463         flow->tp_src = htons(0);
 464     }
 465     if (wc & FWW_TP_DST) {
 466         flow->tp_dst = htons(0);
 467     }
 468     if (wc & FWW_DL_SRC) {
 469         memset(flow->dl_src, 0, sizeof flow->dl_src);
 470     }
 471     if (wc & FWW_DL_DST) {
 472         flow->dl_dst[0] &= 0x01;
 473         memset(&flow->dl_dst[1], 0, 5);
 474     }
 475     if (wc & FWW_ETH_MCAST) {
 476         flow->dl_dst[0] &= 0xfe;
 477     }
 478     if (wc & FWW_NW_PROTO) {
 479         flow->nw_proto = 0;
 480     }
 481     if (wc & FWW_IPV6_LABEL) {
 482         flow->ipv6_label = htonl(0);
 483     }
 484     if (wc & FWW_NW_DSCP) {
 485         flow->nw_tos &= ~IP_DSCP_MASK;
 486     }
 487     if (wc & FWW_NW_ECN) {
 488         flow->nw_tos &= ~IP_ECN_MASK;
 489     }
 490     if (wc & FWW_NW_TTL) {
 491         flow->nw_ttl = 0;
 492     }
 493     flow->nw_frag &= wildcards->nw_frag_mask;
 494     if (wc & FWW_ARP_SHA) {
 495         memset(flow->arp_sha, 0, sizeof flow->arp_sha);
 496     }
 497     if (wc & FWW_ARP_THA) {
 498         memset(flow->arp_tha, 0, sizeof flow->arp_tha);
 499     }
 500     flow->ipv6_src = ipv6_addr_bitand(&flow->ipv6_src,
 501             &wildcards->ipv6_src_mask);
 502     flow->ipv6_dst = ipv6_addr_bitand(&flow->ipv6_dst,
 503             &wildcards->ipv6_dst_mask);
 504     if (wc & FWW_ND_TARGET) {
 505         memset(&flow->nd_target, 0, sizeof flow->nd_target);
 506     }
 507     flow->skb_priority = 0;
 508 }
 509
 510 /* Initializes 'fmd' with the metadata found in 'flow'. */
 511 void
 512 flow_get_metadata(const struct flow *flow, struct flow_metadata *fmd)
 513 {
 514     fmd->tun_id = flow->tun_id;
 515     fmd->tun_id_mask = htonll(UINT64_MAX);
 516
 517     memcpy(fmd->regs, flow->regs, sizeof fmd->regs);
 518     memset(fmd->reg_masks, 0xff, sizeof fmd->reg_masks);
 519
 520     fmd->in_port = flow->in_port;
 521 }
 522
 523 char *
 524 flow_to_string(const struct flow *flow)
 525 {
 526     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
 527     flow_format(&ds, flow);
 528     return ds_cstr(&ds);
 529 }
 530
 531 void
 532 flow_format(struct ds *ds, const struct flow *flow)
 533 {
 534     ds_put_format(ds, "priority:%"PRIu32
 535                       ",tunnel:%#"PRIx64
 536                       ",in_port:%04"PRIx16,
 537                       flow->skb_priority,
 538                       ntohll(flow->tun_id),
 539                       flow->in_port);
 540
 541     ds_put_format(ds, ",tci(");
 542     if (flow->vlan_tci) {
 543         ds_put_format(ds, "vlan:%"PRIu16",pcp:%d",
 544                       vlan_tci_to_vid(flow->vlan_tci),
 545                       vlan_tci_to_pcp(flow->vlan_tci));
 546     } else {
 547         ds_put_char(ds, '0');
 548     }
 549     ds_put_format(ds, ") mac("ETH_ADDR_FMT"->"ETH_ADDR_FMT
 550                       ") type:%04"PRIx16,
 551                   ETH_ADDR_ARGS(flow->dl_src),
 552                   ETH_ADDR_ARGS(flow->dl_dst),
 553                   ntohs(flow->dl_type));
 554
 555     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
 556         ds_put_format(ds, " label:%#"PRIx32" proto:%"PRIu8" tos:%#"PRIx8
 557                           " ttl:%"PRIu8" ipv6(",
 558                       ntohl(flow->ipv6_label), flow->nw_proto,
 559                       flow->nw_tos, flow->nw_ttl);
 560         print_ipv6_addr(ds, &flow->ipv6_src);
 561         ds_put_cstr(ds, "->");
 562         print_ipv6_addr(ds, &flow->ipv6_dst);
 563         ds_put_char(ds, ')');
 564     } else {
 565         ds_put_format(ds, " proto:%"PRIu8" tos:%#"PRIx8" ttl:%"PRIu8
 566                           " ip("IP_FMT"->"IP_FMT")",
 567                           flow->nw_proto, flow->nw_tos, flow->nw_ttl,
 568                           IP_ARGS(&flow->nw_src), IP_ARGS(&flow->nw_dst));
 569     }
 570     if (flow->nw_frag) {
 571         ds_put_format(ds, " frag(%s)",
 572                       flow->nw_frag == FLOW_NW_FRAG_ANY ? "first"
 573                       : flow->nw_frag == (FLOW_NW_FRAG_ANY | FLOW_NW_FRAG_LATER)
 574                       ? "later" : "<error>");
 575     }
 576     if (flow->tp_src || flow->tp_dst) {
 577         ds_put_format(ds, " port(%"PRIu16"->%"PRIu16")",
 578                 ntohs(flow->tp_src), ntohs(flow->tp_dst));
 579     }
 580     if (!eth_addr_is_zero(flow->arp_sha) || !eth_addr_is_zero(flow->arp_tha)) {
 581         ds_put_format(ds, " arp_ha("ETH_ADDR_FMT"->"ETH_ADDR_FMT")",
 582                 ETH_ADDR_ARGS(flow->arp_sha),
 583                 ETH_ADDR_ARGS(flow->arp_tha));
 584     }
 585 }
 586
 587 void
 588 flow_print(FILE *stream, const struct flow *flow)
 589 {
 590     char *s = flow_to_string(flow);
 591     fputs(s, stream);
 592     free(s);
 593 }
 594 \f
 595 /* flow_wildcards functions. */
 596
 597 /* Initializes 'wc' as a set of wildcards that matches every packet. */
 598 void
 599 flow_wildcards_init_catchall(struct flow_wildcards *wc)
 600 {
 601     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 7);
 602
 603     wc->wildcards = FWW_ALL;
 604     wc->tun_id_mask = htonll(0);
 605     wc->nw_src_mask = htonl(0);
 606     wc->nw_dst_mask = htonl(0);
 607     wc->ipv6_src_mask = in6addr_any;
 608     wc->ipv6_dst_mask = in6addr_any;
 609     memset(wc->reg_masks, 0, sizeof wc->reg_masks);
 610     wc->vlan_tci_mask = htons(0);
 611     wc->nw_frag_mask = 0;
 612     memset(wc->zeros, 0, sizeof wc->zeros);
 613 }
 614
 615 /* Initializes 'wc' as an exact-match set of wildcards; that is, 'wc' does not
 616  * wildcard any bits or fields. */
 617 void
 618 flow_wildcards_init_exact(struct flow_wildcards *wc)
 619 {
 620     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 7);
 621
 622     wc->wildcards = 0;
 623     wc->tun_id_mask = htonll(UINT64_MAX);
 624     wc->nw_src_mask = htonl(UINT32_MAX);
 625     wc->nw_dst_mask = htonl(UINT32_MAX);
 626     wc->ipv6_src_mask = in6addr_exact;
 627     wc->ipv6_dst_mask = in6addr_exact;
 628     memset(wc->reg_masks, 0xff, sizeof wc->reg_masks);
 629     wc->vlan_tci_mask = htons(UINT16_MAX);
 630     wc->nw_frag_mask = UINT8_MAX;
 631     memset(wc->zeros, 0, sizeof wc->zeros);
 632 }
 633
 634 /* Returns true if 'wc' is exact-match, false if 'wc' wildcards any bits or
 635  * fields. */
 636 bool
 637 flow_wildcards_is_exact(const struct flow_wildcards *wc)
 638 {
 639     int i;
 640
 641     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 7);
 642
 643     if (wc->wildcards
 644         || wc->tun_id_mask != htonll(UINT64_MAX)
 645         || wc->nw_src_mask != htonl(UINT32_MAX)
 646         || wc->nw_dst_mask != htonl(UINT32_MAX)
 647         || wc->vlan_tci_mask != htons(UINT16_MAX)
 648         || !ipv6_mask_is_exact(&wc->ipv6_src_mask)
 649         || !ipv6_mask_is_exact(&wc->ipv6_dst_mask)
 650         || wc->nw_frag_mask != UINT8_MAX) {
 651         return false;
 652     }
 653
 654     for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
 655         if (wc->reg_masks[i] != UINT32_MAX) {
 656             return false;
 657         }
 658     }
 659
 660     return true;
 661 }
 662
 663 /* Returns true if 'wc' matches every packet, false if 'wc' fixes any bits or
 664  * fields. */
 665 bool
 666 flow_wildcards_is_catchall(const struct flow_wildcards *wc)
 667 {
 668     int i;
 669
 670     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 7);
 671
 672     if (wc->wildcards != FWW_ALL
 673         || wc->tun_id_mask != htonll(0)
 674         || wc->nw_src_mask != htonl(0)
 675         || wc->nw_dst_mask != htonl(0)
 676         || wc->vlan_tci_mask != htons(0)
 677         || !ipv6_mask_is_any(&wc->ipv6_src_mask)
 678         || !ipv6_mask_is_any(&wc->ipv6_dst_mask)
 679         || wc->nw_frag_mask != 0) {
 680         return false;
 681     }
 682
 683     for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
 684         if (wc->reg_masks[i] != 0) {
 685             return false;
 686         }
 687     }
 688
 689     return true;
 690 }
 691
 692 /* Initializes 'dst' as the combination of wildcards in 'src1' and 'src2'.
 693  * That is, a bit or a field is wildcarded in 'dst' if it is wildcarded in
 694  * 'src1' or 'src2' or both.  */
 695 void
 696 flow_wildcards_combine(struct flow_wildcards *dst,
 697                        const struct flow_wildcards *src1,
 698                        const struct flow_wildcards *src2)
 699 {
 700     int i;
 701
 702     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 7);
 703
 704     dst->wildcards = src1->wildcards | src2->wildcards;
 705     dst->tun_id_mask = src1->tun_id_mask & src2->tun_id_mask;
 706     dst->nw_src_mask = src1->nw_src_mask & src2->nw_src_mask;
 707     dst->nw_dst_mask = src1->nw_dst_mask & src2->nw_dst_mask;
 708     dst->ipv6_src_mask = ipv6_addr_bitand(&src1->ipv6_src_mask,
 709                                         &src2->ipv6_src_mask);
 710     dst->ipv6_dst_mask = ipv6_addr_bitand(&src1->ipv6_dst_mask,
 711                                         &src2->ipv6_dst_mask);
 712     for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
 713         dst->reg_masks[i] = src1->reg_masks[i] & src2->reg_masks[i];
 714     }
 715     dst->vlan_tci_mask = src1->vlan_tci_mask & src2->vlan_tci_mask;
 716 }
 717
 718 /* Returns a hash of the wildcards in 'wc'. */
 719 uint32_t
 720 flow_wildcards_hash(const struct flow_wildcards *wc, uint32_t basis)
 721 {
 722     /* If you change struct flow_wildcards and thereby trigger this
 723      * assertion, please check that the new struct flow_wildcards has no holes
 724      * in it before you update the assertion. */
 725     BUILD_ASSERT_DECL(sizeof *wc == 60 + FLOW_N_REGS * 4);
 726     return hash_bytes(wc, sizeof *wc, basis);
 727 }
 728
 729 /* Returns true if 'a' and 'b' represent the same wildcards, false if they are
 730  * different. */
 731 bool
 732 flow_wildcards_equal(const struct flow_wildcards *a,
 733                      const struct flow_wildcards *b)
 734 {
 735     int i;
 736
 737     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 7);
 738
 739     if (a->wildcards != b->wildcards
 740         || a->tun_id_mask != b->tun_id_mask
 741         || a->nw_src_mask != b->nw_src_mask
 742         || a->nw_dst_mask != b->nw_dst_mask
 743         || a->vlan_tci_mask != b->vlan_tci_mask
 744         || !ipv6_addr_equals(&a->ipv6_src_mask, &b->ipv6_src_mask)
 745         || !ipv6_addr_equals(&a->ipv6_dst_mask, &b->ipv6_dst_mask)) {
 746         return false;
 747     }
 748
 749     for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
 750         if (a->reg_masks[i] != b->reg_masks[i]) {
 751             return false;
 752         }
 753     }
 754
 755     return true;
 756 }
 757
 758 /* Returns true if at least one bit or field is wildcarded in 'a' but not in
 759  * 'b', false otherwise. */
 760 bool
 761 flow_wildcards_has_extra(const struct flow_wildcards *a,
 762                          const struct flow_wildcards *b)
 763 {
 764     int i;
 765     struct in6_addr ipv6_masked;
 766
 767     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 7);
 768
 769     for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
 770         if ((a->reg_masks[i] & b->reg_masks[i]) != b->reg_masks[i]) {
 771             return true;
 772         }
 773     }
 774
 775     ipv6_masked = ipv6_addr_bitand(&a->ipv6_src_mask, &b->ipv6_src_mask);
 776     if (!ipv6_addr_equals(&ipv6_masked, &b->ipv6_src_mask)) {
 777         return true;
 778     }
 779
 780     ipv6_masked = ipv6_addr_bitand(&a->ipv6_dst_mask, &b->ipv6_dst_mask);
 781     if (!ipv6_addr_equals(&ipv6_masked, &b->ipv6_dst_mask)) {
 782         return true;
 783     }
 784
 785     return (a->wildcards & ~b->wildcards
 786             || (a->tun_id_mask & b->tun_id_mask) != b->tun_id_mask
 787             || (a->nw_src_mask & b->nw_src_mask) != b->nw_src_mask
 788             || (a->nw_dst_mask & b->nw_dst_mask) != b->nw_dst_mask
 789             || (a->vlan_tci_mask & b->vlan_tci_mask) != b->vlan_tci_mask);
 790 }
 791
 792 /* Sets the wildcard mask for register 'idx' in 'wc' to 'mask'.
 793  * (A 0-bit indicates a wildcard bit.) */
 794 void
 795 flow_wildcards_set_reg_mask(struct flow_wildcards *wc, int idx, uint32_t mask)
 796 {
 797     wc->reg_masks[idx] = mask;
 798 }
 799
 800 /* Returns the wildcard bitmask for the Ethernet destination address
 801  * that 'wc' specifies.  The bitmask has a 0 in each bit that is wildcarded
 802  * and a 1 in each bit that must match.  */
 803 const uint8_t *
 804 flow_wildcards_to_dl_dst_mask(flow_wildcards_t wc)
 805 {
 806     static const uint8_t    no_wild[] = {0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff};
 807     static const uint8_t  addr_wild[] = {0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00};
 808     static const uint8_t mcast_wild[] = {0xfe, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff};
 809     static const uint8_t   all_wild[] = {0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00};
 810
 811     switch (wc & (FWW_DL_DST | FWW_ETH_MCAST)) {
 812     case 0:                             return no_wild;
 813     case FWW_DL_DST:                    return addr_wild;
 814     case FWW_ETH_MCAST:                 return mcast_wild;
 815     case FWW_DL_DST | FWW_ETH_MCAST:    return all_wild;
 816     }
 817     NOT_REACHED();
 818 }
 819
 820 /* Returns true if 'mask' is a valid wildcard bitmask for the Ethernet
 821  * destination address.  Valid bitmasks are either all-bits-0 or all-bits-1,
 822  * except that the multicast bit may differ from the rest of the bits.  So,
 823  * there are four possible valid bitmasks:
 824  *
 825  *  - 00:00:00:00:00:00
 826  *  - 01:00:00:00:00:00
 827  *  - fe:ff:ff:ff:ff:ff
 828  *  - ff:ff:ff:ff:ff:ff
 829  *
 830  * All other bitmasks are invalid. */
 831 bool
 832 flow_wildcards_is_dl_dst_mask_valid(const uint8_t mask[ETH_ADDR_LEN])
 833 {
 834     switch (mask[0]) {
 835     case 0x00:
 836     case 0x01:
 837         return (mask[1] | mask[2] | mask[3] | mask[4] | mask[5]) == 0x00;
 838
 839     case 0xfe:
 840     case 0xff:
 841         return (mask[1] & mask[2] & mask[3] & mask[4] & mask[5]) == 0xff;
 842
 843     default:
 844         return false;
 845     }
 846 }
 847
 848 /* Returns 'wc' with the FWW_DL_DST and FWW_ETH_MCAST bits modified
 849  * appropriately to match 'mask'.
 850  *
 851  * This function will assert-fail if 'mask' is invalid.  Only 'mask' values
 852  * accepted by flow_wildcards_is_dl_dst_mask_valid() are allowed. */
 853 flow_wildcards_t
 854 flow_wildcards_set_dl_dst_mask(flow_wildcards_t wc,
 855                                const uint8_t mask[ETH_ADDR_LEN])
 856 {
 857     assert(flow_wildcards_is_dl_dst_mask_valid(mask));
 858
 859     switch (mask[0]) {
 860     case 0x00:
 861         return wc | FWW_DL_DST | FWW_ETH_MCAST;
 862
 863     case 0x01:
 864         return (wc | FWW_DL_DST) & ~FWW_ETH_MCAST;
 865
 866     case 0xfe:
 867         return (wc & ~FWW_DL_DST) | FWW_ETH_MCAST;
 868
 869     case 0xff:
 870         return wc & ~(FWW_DL_DST | FWW_ETH_MCAST);
 871
 872     default:
 873         NOT_REACHED();
 874     }
 875 }
 876
 877 /* Hashes 'flow' based on its L2 through L4 protocol information. */
 878 uint32_t
 879 flow_hash_symmetric_l4(const struct flow *flow, uint32_t basis)
 880 {
 881     struct {
 882         union {
 883             ovs_be32 ipv4_addr;
 884             struct in6_addr ipv6_addr;
 885         };
 886         ovs_be16 eth_type;
 887         ovs_be16 vlan_tci;
 888         ovs_be16 tp_addr;
 889         uint8_t eth_addr[ETH_ADDR_LEN];
 890         uint8_t ip_proto;
 891     } fields;
 892
 893     int i;
 894
 895     memset(&fields, 0, sizeof fields);
 896     for (i = 0; i < ETH_ADDR_LEN; i++) {
 897         fields.eth_addr[i] = flow->dl_src[i] ^ flow->dl_dst[i];
 898     }
 899     fields.vlan_tci = flow->vlan_tci & htons(VLAN_VID_MASK);
 900     fields.eth_type = flow->dl_type;
 901
 902     /* UDP source and destination port are not taken into account because they
 903      * will not necessarily be symmetric in a bidirectional flow. */
 904     if (fields.eth_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
 905         fields.ipv4_addr = flow->nw_src ^ flow->nw_dst;
 906         fields.ip_proto = flow->nw_proto;
 907         if (fields.ip_proto == IPPROTO_TCP) {
 908             fields.tp_addr = flow->tp_src ^ flow->tp_dst;
 909         }
 910     } else if (fields.eth_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
 911         const uint8_t *a = &flow->ipv6_src.s6_addr[0];
 912         const uint8_t *b = &flow->ipv6_dst.s6_addr[0];
 913         uint8_t *ipv6_addr = &fields.ipv6_addr.s6_addr[0];
 914
 915         for (i=0; i<16; i++) {
 916             ipv6_addr[i] = a[i] ^ b[i];
 917         }
 918         fields.ip_proto = flow->nw_proto;
 919         if (fields.ip_proto == IPPROTO_TCP) {
 920             fields.tp_addr = flow->tp_src ^ flow->tp_dst;
 921         }
 922     }
 923     return hash_bytes(&fields, sizeof fields, basis);
 924 }
 925
 926 /* Hashes the portions of 'flow' designated by 'fields'. */
 927 uint32_t
 928 flow_hash_fields(const struct flow *flow, enum nx_hash_fields fields,
 929                  uint16_t basis)
 930 {
 931     switch (fields) {
 932
 933     case NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC:
 934         return hash_bytes(flow->dl_src, sizeof flow->dl_src, basis);
 935
 936     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4:
 937         return flow_hash_symmetric_l4(flow, basis);
 938     }
 939
 940     NOT_REACHED();
 941 }
 942
 943 /* Returns a string representation of 'fields'. */
 944 const char *
 945 flow_hash_fields_to_str(enum nx_hash_fields fields)
 946 {
 947     switch (fields) {
 948     case NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC: return "eth_src";
 949     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4: return "symmetric_l4";
 950     default: return "<unknown>";
 951     }
 952 }
 953
 954 /* Returns true if the value of 'fields' is supported. Otherwise false. */
 955 bool
 956 flow_hash_fields_valid(enum nx_hash_fields fields)
 957 {
 958     return fields == NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC
 959         || fields == NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4;
 960 }
 961
 962 /* Sets the VLAN VID that 'flow' matches to 'vid', which is interpreted as an
 963  * OpenFlow 1.0 "dl_vlan" value:
 964  *
 965  *      - If it is in the range 0...4095, 'flow->vlan_tci' is set to match
 966  *        that VLAN.  Any existing PCP match is unchanged (it becomes 0 if
 967  *        'flow' previously matched packets without a VLAN header).
 968  *
 969  *      - If it is OFP_VLAN_NONE, 'flow->vlan_tci' is set to match a packet
 970  *        without a VLAN tag.
 971  *
 972  *      - Other values of 'vid' should not be used. */
 973 void
 974 flow_set_vlan_vid(struct flow *flow, ovs_be16 vid)
 975 {
 976     if (vid == htons(OFP_VLAN_NONE)) {
 977         flow->vlan_tci = htons(0);
 978     } else {
 979         vid &= htons(VLAN_VID_MASK);
 980         flow->vlan_tci &= ~htons(VLAN_VID_MASK);
 981         flow->vlan_tci |= htons(VLAN_CFI) | vid;
 982     }
 983 }
 984
 985 /* Sets the VLAN PCP that 'flow' matches to 'pcp', which should be in the
 986  * range 0...7.
 987  *
 988  * This function has no effect on the VLAN ID that 'flow' matches.
 989  *
 990  * After calling this function, 'flow' will not match packets without a VLAN
 991  * header. */
 992 void
 993 flow_set_vlan_pcp(struct flow *flow, uint8_t pcp)
 994 {
 995     pcp &= 0x07;
 996     flow->vlan_tci &= ~htons(VLAN_PCP_MASK);
 997     flow->vlan_tci |= htons((pcp << VLAN_PCP_SHIFT) | VLAN_CFI);
 998 }
 999
1000 /* Puts into 'b' a packet that flow_extract() would parse as having the given
1001  * 'flow'.
1002  *
1003  * (This is useful only for testing, obviously, and the packet isn't really
1004  * valid.  It hasn't got any checksums filled in, for one, and lots of fields
1005  * are just zeroed.) */
1006 void
1007 flow_compose(struct ofpbuf *b, const struct flow *flow)
1008 {
1009     eth_compose(b, flow->dl_dst, flow->dl_src, ntohs(flow->dl_type), 0);
1010     if (flow->dl_type == htons(FLOW_DL_TYPE_NONE)) {
1011         struct eth_header *eth = b->l2;
1012         eth->eth_type = htons(b->size);
1013         return;
1014     }
1015
1016     if (flow->vlan_tci & htons(VLAN_CFI)) {
1017         eth_push_vlan(b, flow->vlan_tci);
1018     }
1019
1020     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1021         struct ip_header *ip;
1022
1023         b->l3 = ip = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *ip);
1024         ip->ip_ihl_ver = IP_IHL_VER(5, 4);
1025         ip->ip_tos = flow->nw_tos;
1026         ip->ip_proto = flow->nw_proto;
1027         ip->ip_src = flow->nw_src;
1028         ip->ip_dst = flow->nw_dst;
1029
1030         if (flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_ANY) {
1031             ip->ip_frag_off |= htons(IP_MORE_FRAGMENTS);
1032             if (flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER) {
1033                 ip->ip_frag_off |= htons(100);
1034             }
1035         }
1036         if (!(flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_ANY)
1037             || !(flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER)) {
1038             if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
1039                 struct tcp_header *tcp;
1040
1041                 b->l4 = tcp = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *tcp);
1042                 tcp->tcp_src = flow->tp_src;
1043                 tcp->tcp_dst = flow->tp_dst;
1044                 tcp->tcp_ctl = TCP_CTL(0, 5);
1045             } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
1046                 struct udp_header *udp;
1047
1048                 b->l4 = udp = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *udp);
1049                 udp->udp_src = flow->tp_src;
1050                 udp->udp_dst = flow->tp_dst;
1051             } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMP) {
1052                 struct icmp_header *icmp;
1053
1054                 b->l4 = icmp = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *icmp);
1055                 icmp->icmp_type = ntohs(flow->tp_src);
1056                 icmp->icmp_code = ntohs(flow->tp_dst);
1057             }
1058         }
1059
1060         ip->ip_tot_len = htons((uint8_t *) b->data + b->size
1061                                - (uint8_t *) b->l3);
1062     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1063         /* XXX */
1064     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP)) {
1065         struct arp_eth_header *arp;
1066
1067         b->l3 = arp = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *arp);
1068         arp->ar_hrd = htons(1);
1069         arp->ar_pro = htons(ETH_TYPE_IP);
1070         arp->ar_hln = ETH_ADDR_LEN;
1071         arp->ar_pln = 4;
1072         arp->ar_op = htons(flow->nw_proto);
1073
1074         if (flow->nw_proto == ARP_OP_REQUEST ||
1075             flow->nw_proto == ARP_OP_REPLY) {
1076             arp->ar_spa = flow->nw_src;
1077             arp->ar_tpa = flow->nw_dst;
1078             memcpy(arp->ar_sha, flow->arp_sha, ETH_ADDR_LEN);
1079             memcpy(arp->ar_tha, flow->arp_tha, ETH_ADDR_LEN);
1080         }
1081     }
1082 }