rename superclass member to up in netdev-pltap
[sliver-openvswitch.git] / lib / classifier.c
index 7c3eb85..2d1e50b 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /*
- * Copyright (c) 2009, 2010 Nicira Networks.
+ * Copyright (c) 2009, 2010, 2011, 2012, 2013 Nicira, Inc.
  *
  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
  * you may not use this file except in compliance with the License.
 
 #include <config.h>
 #include "classifier.h"
-#include <assert.h>
 #include <errno.h>
 #include <netinet/in.h>
 #include "byte-order.h"
 #include "dynamic-string.h"
 #include "flow.h"
 #include "hash.h"
+#include "odp-util.h"
 #include "ofp-util.h"
 #include "packets.h"
 
 static struct cls_table *find_table(const struct classifier *,
-                                    const struct flow_wildcards *);
+                                    const struct minimask *);
 static struct cls_table *insert_table(struct classifier *,
-                                      const struct flow_wildcards *);
+                                      const struct minimask *);
 
-static struct cls_table *classifier_first_table(const struct classifier *);
-static struct cls_table *classifier_next_table(const struct classifier *,
-                                               const struct cls_table *);
 static void destroy_table(struct classifier *, struct cls_table *);
 
+static void update_tables_after_insertion(struct classifier *,
+                                          struct cls_table *,
+                                          unsigned int new_priority);
+static void update_tables_after_removal(struct classifier *,
+                                        struct cls_table *,
+                                        unsigned int del_priority);
+
 static struct cls_rule *find_match(const struct cls_table *,
                                    const struct flow *);
-static struct cls_rule *find_equal(struct cls_table *, const struct flow *,
-                                   uint32_t hash);
-static struct cls_rule *insert_rule(struct cls_table *, struct cls_rule *);
-
-static bool flow_equal_except(const struct flow *, const struct flow *,
-                                const struct flow_wildcards *);
-static void zero_wildcards(struct flow *, const struct flow_wildcards *);
+static struct cls_rule *find_equal(struct cls_table *,
+                                   const struct miniflow *, uint32_t hash);
+static struct cls_rule *insert_rule(struct classifier *,
+                                    struct cls_table *, struct cls_rule *);
 
 /* Iterates RULE over HEAD and all of the cls_rules on HEAD->list. */
 #define FOR_EACH_RULE_IN_LIST(RULE, HEAD)                               \
@@ -56,278 +57,82 @@ static void zero_wildcards(struct flow *, const struct flow_wildcards *);
 
 static struct cls_rule *next_rule_in_list__(struct cls_rule *);
 static struct cls_rule *next_rule_in_list(struct cls_rule *);
+\f
+/* cls_rule. */
 
-static struct cls_table *
-cls_table_from_hmap_node(const struct hmap_node *node)
-{
-    return node ? CONTAINER_OF(node, struct cls_table, hmap_node) : NULL;
-}
-
-/* Converts the flow in 'flow' into a cls_rule in 'rule', with the given
- * 'wildcards' and 'priority'. */
-void
-cls_rule_init(const struct flow *flow, const struct flow_wildcards *wildcards,
-              unsigned int priority, struct cls_rule *rule)
-{
-    rule->flow = *flow;
-    rule->wc = *wildcards;
-    rule->priority = priority;
-    cls_rule_zero_wildcarded_fields(rule);
-}
-
-/* Converts the flow in 'flow' into an exact-match cls_rule in 'rule', with the
- * given 'priority'.  (For OpenFlow 1.0, exact-match rule are always highest
- * priority, so 'priority' should be at least 65535.) */
+/* Initializes 'rule' to match packets specified by 'match' at the given
+ * 'priority'.  'match' must satisfy the invariant described in the comment at
+ * the definition of struct match.
+ *
+ * The caller must eventually destroy 'rule' with cls_rule_destroy().
+ *
+ * (OpenFlow uses priorities between 0 and UINT16_MAX, inclusive, but
+ * internally Open vSwitch supports a wider range.) */
 void
-cls_rule_init_exact(const struct flow *flow,
-                    unsigned int priority, struct cls_rule *rule)
+cls_rule_init(struct cls_rule *rule,
+              const struct match *match, unsigned int priority)
 {
-    rule->flow = *flow;
-    flow_wildcards_init_exact(&rule->wc);
+    minimatch_init(&rule->match, match);
     rule->priority = priority;
 }
 
-/* Initializes 'rule' as a "catch-all" rule that matches every packet, with
- * priority 'priority'. */
+/* Same as cls_rule_init() for initialization from a "struct minimatch". */
 void
-cls_rule_init_catchall(struct cls_rule *rule, unsigned int priority)
+cls_rule_init_from_minimatch(struct cls_rule *rule,
+                             const struct minimatch *match,
+                             unsigned int priority)
 {
-    memset(&rule->flow, 0, sizeof rule->flow);
-    flow_wildcards_init_catchall(&rule->wc);
+    minimatch_clone(&rule->match, match);
     rule->priority = priority;
 }
 
-/* For each bit or field wildcarded in 'rule', sets the corresponding bit or
- * field in 'flow' to all-0-bits.  It is important to maintain this invariant
- * in a clr_rule that might be inserted into a classifier.
+/* Initializes 'dst' as a copy of 'src'.
  *
- * It is never necessary to call this function directly for a cls_rule that is
- * initialized or modified only by cls_rule_*() functions.  It is useful to
- * restore the invariant in a cls_rule whose 'wc' member is modified by hand.
- */
-void
-cls_rule_zero_wildcarded_fields(struct cls_rule *rule)
-{
-    zero_wildcards(&rule->flow, &rule->wc);
-}
-
-void
-cls_rule_set_in_port(struct cls_rule *rule, uint16_t odp_port)
-{
-    rule->wc.wildcards &= ~FWW_IN_PORT;
-    rule->flow.in_port = odp_port;
-}
-
-void
-cls_rule_set_dl_type(struct cls_rule *rule, ovs_be16 dl_type)
-{
-    rule->wc.wildcards &= ~FWW_DL_TYPE;
-    rule->flow.dl_type = dl_type;
-}
-
-void
-cls_rule_set_dl_src(struct cls_rule *rule, const uint8_t dl_src[ETH_ADDR_LEN])
-{
-    rule->wc.wildcards &= ~FWW_DL_SRC;
-    memcpy(rule->flow.dl_src, dl_src, ETH_ADDR_LEN);
-}
-
-void
-cls_rule_set_dl_dst(struct cls_rule *rule, const uint8_t dl_dst[ETH_ADDR_LEN])
-{
-    rule->wc.wildcards &= ~(FWW_DL_DST | FWW_ETH_MCAST);
-    memcpy(rule->flow.dl_dst, dl_dst, ETH_ADDR_LEN);
-}
-
-bool
-cls_rule_set_dl_tci(struct cls_rule *rule, ovs_be16 tci)
-{
-    return cls_rule_set_dl_tci_masked(rule, tci, htons(0xffff));
-}
-
-bool
-cls_rule_set_dl_tci_masked(struct cls_rule *rule, ovs_be16 tci, ovs_be16 mask)
-{
-    switch (ntohs(mask)) {
-    case 0xffff:
-        if (tci == htons(0)) {
-            /* Match only packets that have no 802.1Q header. */
-            rule->wc.wildcards &= ~(FWW_DL_VLAN | FWW_DL_VLAN_PCP);
-            rule->flow.dl_vlan = htons(OFP_VLAN_NONE);
-            rule->flow.dl_vlan_pcp = 0;
-            return true;
-        } else if (tci & htons(VLAN_CFI)) {
-            /* Match only packets that have a specific 802.1Q VID and PCP. */
-            rule->wc.wildcards &= ~(FWW_DL_VLAN | FWW_DL_VLAN_PCP);
-            rule->flow.dl_vlan = htons(vlan_tci_to_vid(tci));
-            rule->flow.dl_vlan_pcp = vlan_tci_to_pcp(tci);
-            return true;
-        } else {
-            /* Impossible. */
-            return false;
-        }
-
-    case 0x1fff:
-        if (!(tci & htons(VLAN_CFI))) {
-            return false;
-        } else {
-            /* Match only packets that have a specific 802.1Q VID. */
-            cls_rule_set_dl_vlan(rule, tci & htons(VLAN_VID_MASK));
-            rule->wc.wildcards |= FWW_DL_VLAN_PCP;
-            rule->flow.dl_vlan_pcp = 0;
-            return true;
-        }
-
-    case 0xf000:
-        if (!(tci & htons(VLAN_CFI))) {
-            return false;
-        } else {
-            /* Match only packets that have a specific 802.1Q PCP. */
-            cls_rule_set_dl_vlan_pcp(rule, vlan_tci_to_pcp(tci));
-            rule->wc.wildcards |= FWW_DL_VLAN;
-            rule->flow.dl_vlan = 0;
-            return true;
-        }
-
-    case 0x0000:
-        /* Match anything. */
-        rule->wc.wildcards |= FWW_DL_VLAN | FWW_DL_VLAN_PCP;
-        rule->flow.dl_vlan = htons(0);
-        rule->flow.dl_vlan_pcp = 0;
-        return true;
-
-    default:
-        return false;
-    }
-}
-
-void
-cls_rule_set_dl_vlan(struct cls_rule *rule, ovs_be16 dl_vlan)
-{
-    if (dl_vlan != htons(OFP_VLAN_NONE)) {
-        dl_vlan &= htons(VLAN_VID_MASK);
-    }
-
-    rule->wc.wildcards &= ~FWW_DL_VLAN;
-    rule->flow.dl_vlan = dl_vlan;
-}
-
-void
-cls_rule_set_dl_vlan_pcp(struct cls_rule *rule, uint8_t dl_vlan_pcp)
-{
-    rule->wc.wildcards &= ~FWW_DL_VLAN_PCP;
-    rule->flow.dl_vlan_pcp = dl_vlan_pcp & 0x07;
-}
-
-void
-cls_rule_set_tp_src(struct cls_rule *rule, ovs_be16 tp_src)
-{
-    rule->wc.wildcards &= ~FWW_TP_SRC;
-    rule->flow.tp_src = tp_src;
-}
-
-void
-cls_rule_set_tp_dst(struct cls_rule *rule, ovs_be16 tp_dst)
-{
-    rule->wc.wildcards &= ~FWW_TP_DST;
-    rule->flow.tp_dst = tp_dst;
-}
-
-void
-cls_rule_set_nw_proto(struct cls_rule *rule, uint8_t nw_proto)
-{
-    rule->wc.wildcards &= ~FWW_NW_PROTO;
-    rule->flow.nw_proto = nw_proto;
-}
-
+ * The caller must eventually destroy 'rule' with cls_rule_destroy(). */
 void
-cls_rule_set_nw_src(struct cls_rule *rule, ovs_be32 nw_src)
+cls_rule_clone(struct cls_rule *dst, const struct cls_rule *src)
 {
-    cls_rule_set_nw_src_masked(rule, nw_src, htonl(UINT32_MAX));
-}
-
-bool
-cls_rule_set_nw_src_masked(struct cls_rule *rule, ovs_be32 ip, ovs_be32 mask)
-{
-    if (flow_wildcards_set_nw_src_mask(&rule->wc, mask)) {
-        rule->flow.nw_src = ip & mask;
-        return true;
-    } else {
-        return false;
-    }
+    minimatch_clone(&dst->match, &src->match);
+    dst->priority = src->priority;
 }
 
+/* Frees memory referenced by 'rule'.  Doesn't free 'rule' itself (it's
+ * normally embedded into a larger structure).
+ *
+ * ('rule' must not currently be in a classifier.) */
 void
-cls_rule_set_nw_dst(struct cls_rule *rule, ovs_be32 nw_dst)
+cls_rule_destroy(struct cls_rule *rule)
 {
-    cls_rule_set_nw_dst_masked(rule, nw_dst, htonl(UINT32_MAX));
+    minimatch_destroy(&rule->match);
 }
 
+/* Returns true if 'a' and 'b' match the same packets at the same priority,
+ * false if they differ in some way. */
 bool
-cls_rule_set_nw_dst_masked(struct cls_rule *rule, ovs_be32 ip, ovs_be32 mask)
+cls_rule_equal(const struct cls_rule *a, const struct cls_rule *b)
 {
-    if (flow_wildcards_set_nw_dst_mask(&rule->wc, mask)) {
-        rule->flow.nw_dst = ip & mask;
-        return true;
-    } else {
-        return false;
-    }
+    return a->priority == b->priority && minimatch_equal(&a->match, &b->match);
 }
 
-void
-cls_rule_set_nw_tos(struct cls_rule *rule, uint8_t nw_tos)
+/* Returns a hash value for 'rule', folding in 'basis'. */
+uint32_t
+cls_rule_hash(const struct cls_rule *rule, uint32_t basis)
 {
-    rule->wc.wildcards &= ~FWW_NW_TOS;
-    rule->flow.nw_tos = nw_tos & IP_DSCP_MASK;
+    return minimatch_hash(&rule->match, hash_int(rule->priority, basis));
 }
 
+/* Appends a string describing 'rule' to 's'. */
 void
-cls_rule_set_icmp_type(struct cls_rule *rule, uint8_t icmp_type)
+cls_rule_format(const struct cls_rule *rule, struct ds *s)
 {
-    rule->wc.wildcards &= ~FWW_TP_SRC;
-    rule->flow.icmp_type = htons(icmp_type);
-
+    minimatch_format(&rule->match, s, rule->priority);
 }
 
-void
-cls_rule_set_icmp_code(struct cls_rule *rule, uint8_t icmp_code)
-{
-    rule->wc.wildcards &= ~FWW_TP_DST;
-    rule->flow.icmp_code = htons(icmp_code);
-}
-
-/* Returns true if 'a' and 'b' have the same priority, wildcard the same
- * fields, and have the same values for fixed fields, otherwise false. */
+/* Returns true if 'rule' matches every packet, false otherwise. */
 bool
-cls_rule_equal(const struct cls_rule *a, const struct cls_rule *b)
-{
-    return (a->priority == b->priority
-            && flow_wildcards_equal(&a->wc, &b->wc)
-            && flow_equal(&a->flow, &b->flow));
-}
-
-/* Converts 'rule' to a string and returns the string.  The caller must free
- * the string (with free()). */
-char *
-cls_rule_to_string(const struct cls_rule *rule)
-{
-    struct ds s = DS_EMPTY_INITIALIZER;
-    ds_put_format(&s, "wildcards=%x priority=%u ",
-                  rule->wc.wildcards, rule->priority);
-    flow_format(&s, &rule->flow);
-    return ds_cstr(&s);
-}
-
-/* Prints cls_rule 'rule', for debugging.
- *
- * (The output could be improved and expanded, but this was good enough to
- * debug the classifier.) */
-void
-cls_rule_print(const struct cls_rule *rule)
+cls_rule_is_catchall(const struct cls_rule *rule)
 {
-    printf("wildcards=%x priority=%u ", rule->wc.wildcards, rule->priority);
-    flow_print(stdout, &rule->flow);
-    putc('\n', stdout);
+    return minimask_is_catchall(&rule->match.mask);
 }
 \f
 /* Initializes 'cls' as a classifier that initially contains no classification
@@ -337,6 +142,7 @@ classifier_init(struct classifier *cls)
 {
     cls->n_rules = 0;
     hmap_init(&cls->tables);
+    list_init(&cls->tables_priority);
 }
 
 /* Destroys 'cls'.  Rules within 'cls', if any, are not freed; this is the
@@ -348,9 +154,7 @@ classifier_destroy(struct classifier *cls)
         struct cls_table *table, *next_table;
 
         HMAP_FOR_EACH_SAFE (table, next_table, hmap_node, &cls->tables) {
-            hmap_destroy(&table->rules);
-            hmap_remove(&cls->tables, &table->hmap_node);
-            free(table);
+            destroy_table(cls, table);
         }
         hmap_destroy(&cls->tables);
     }
@@ -363,7 +167,7 @@ classifier_is_empty(const struct classifier *cls)
     return cls->n_rules == 0;
 }
 
-/* Returns the number of rules in 'classifier'. */
+/* Returns the number of rules in 'cls'. */
 int
 classifier_count(const struct classifier *cls)
 {
@@ -376,24 +180,25 @@ classifier_count(const struct classifier *cls)
  * If 'cls' already contains an identical rule (including wildcards, values of
  * fixed fields, and priority), replaces the old rule by 'rule' and returns the
  * rule that was replaced.  The caller takes ownership of the returned rule and
- * is thus responsible for freeing it, etc., as necessary.
+ * is thus responsible for destroying it with cls_rule_destroy(), freeing the
+ * memory block in which it resides, etc., as necessary.
  *
  * Returns NULL if 'cls' does not contain a rule with an identical key, after
  * inserting the new rule.  In this case, no rules are displaced by the new
  * rule, even rules that cannot have any effect because the new rule matches a
  * superset of their flows and has higher priority. */
 struct cls_rule *
-classifier_insert(struct classifier *cls, struct cls_rule *rule)
+classifier_replace(struct classifier *cls, struct cls_rule *rule)
 {
     struct cls_rule *old_rule;
     struct cls_table *table;
 
-    table = find_table(cls, &rule->wc);
+    table = find_table(cls, &rule->match.mask);
     if (!table) {
-        table = insert_table(cls, &rule->wc);
+        table = insert_table(cls, &rule->match.mask);
     }
 
-    old_rule = insert_rule(table, rule);
+    old_rule = insert_rule(cls, table, rule);
     if (!old_rule) {
         table->n_table_rules++;
         cls->n_rules++;
@@ -401,16 +206,30 @@ classifier_insert(struct classifier *cls, struct cls_rule *rule)
     return old_rule;
 }
 
-/* Removes 'rule' from 'cls'.  It is the caller's responsibility to free
- * 'rule', if this is desirable. */
+/* Inserts 'rule' into 'cls'.  Until 'rule' is removed from 'cls', the caller
+ * must not modify or free it.
+ *
+ * 'cls' must not contain an identical rule (including wildcards, values of
+ * fixed fields, and priority).  Use classifier_find_rule_exactly() to find
+ * such a rule. */
+void
+classifier_insert(struct classifier *cls, struct cls_rule *rule)
+{
+    struct cls_rule *displaced_rule = classifier_replace(cls, rule);
+    ovs_assert(!displaced_rule);
+}
+
+/* Removes 'rule' from 'cls'.  It is the caller's responsibility to destroy
+ * 'rule' with cls_rule_destroy(), freeing the memory block in which 'rule'
+ * resides, etc., as necessary. */
 void
 classifier_remove(struct classifier *cls, struct cls_rule *rule)
 {
     struct cls_rule *head;
     struct cls_table *table;
 
-    table = find_table(cls, &rule->wc);
-    head = find_equal(table, &rule->flow, rule->hmap_node.hash);
+    table = find_table(cls, &rule->match.mask);
+    head = find_equal(table, &rule->match.flow, rule->hmap_node.hash);
     if (head != rule) {
         list_remove(&rule->list);
     } else if (list_is_empty(&rule->list)) {
@@ -425,8 +244,9 @@ classifier_remove(struct classifier *cls, struct cls_rule *rule)
 
     if (--table->n_table_rules == 0) {
         destroy_table(cls, table);
+    } else {
+        update_tables_after_removal(cls, table, rule->priority);
     }
-
     cls->n_rules--;
 }
 
@@ -440,10 +260,22 @@ classifier_lookup(const struct classifier *cls, const struct flow *flow)
     struct cls_rule *best;
 
     best = NULL;
-    HMAP_FOR_EACH (table, hmap_node, &cls->tables) {
+    LIST_FOR_EACH (table, list_node, &cls->tables_priority) {
         struct cls_rule *rule = find_match(table, flow);
-        if (rule && (!best || rule->priority > best->priority)) {
+        if (rule) {
             best = rule;
+            LIST_FOR_EACH_CONTINUE (table, list_node, &cls->tables_priority) {
+                if (table->max_priority <= best->priority) {
+                    /* Tables in descending priority order,
+                     * can not find anything better. */
+                    return best;
+                }
+                rule = find_match(table, flow);
+                if (rule && rule->priority > best->priority) {
+                    best = rule;
+                }
+            }
+            break;
         }
     }
     return best;
@@ -451,10 +283,7 @@ classifier_lookup(const struct classifier *cls, const struct flow *flow)
 
 /* Finds and returns a rule in 'cls' with exactly the same priority and
  * matching criteria as 'target'.  Returns a null pointer if 'cls' doesn't
- * contain an exact match.
- *
- * Priority is ignored for exact-match rules (because OpenFlow 1.0 always
- * treats exact-match rules as highest priority). */
+ * contain an exact match. */
 struct cls_rule *
 classifier_find_rule_exactly(const struct classifier *cls,
                              const struct cls_rule *target)
@@ -462,15 +291,19 @@ classifier_find_rule_exactly(const struct classifier *cls,
     struct cls_rule *head, *rule;
     struct cls_table *table;
 
-    table = find_table(cls, &target->wc);
+    table = find_table(cls, &target->match.mask);
     if (!table) {
         return NULL;
     }
 
-    head = find_equal(table, &target->flow, flow_hash(&target->flow, 0));
-    if (flow_wildcards_is_exact(&target->wc)) {
-        return head;
+    /* Skip if there is no hope. */
+    if (target->priority > table->max_priority) {
+        return NULL;
     }
+
+    head = find_equal(table, &target->match.flow,
+                      miniflow_hash_in_minimask(&target->match.flow,
+                                                &target->match.mask, 0));
     FOR_EACH_RULE_IN_LIST (rule, head) {
         if (target->priority >= rule->priority) {
             return target->priority == rule->priority ? rule : NULL;
@@ -479,6 +312,24 @@ classifier_find_rule_exactly(const struct classifier *cls,
     return NULL;
 }
 
+/* Finds and returns a rule in 'cls' with priority 'priority' and exactly the
+ * same matching criteria as 'target'.  Returns a null pointer if 'cls' doesn't
+ * contain an exact match. */
+struct cls_rule *
+classifier_find_match_exactly(const struct classifier *cls,
+                              const struct match *target,
+                              unsigned int priority)
+{
+    struct cls_rule *retval;
+    struct cls_rule cr;
+
+    cls_rule_init(&cr, target, priority);
+    retval = classifier_find_rule_exactly(cls, &cr);
+    cls_rule_destroy(&cr);
+
+    return retval;
+}
+
 /* Checks if 'target' would overlap any other rule in 'cls'.  Two rules are
  * considered to overlap if both rules have the same priority and a packet
  * could match both. */
@@ -488,17 +339,27 @@ classifier_rule_overlaps(const struct classifier *cls,
 {
     struct cls_table *table;
 
-    HMAP_FOR_EACH (table, hmap_node, &cls->tables) {
-        struct flow_wildcards wc;
+    /* Iterate tables in the descending max priority order. */
+    LIST_FOR_EACH (table, list_node, &cls->tables_priority) {
+        uint32_t storage[FLOW_U32S];
+        struct minimask mask;
         struct cls_rule *head;
 
-        flow_wildcards_combine(&wc, &target->wc, &table->wc);
+        if (target->priority > table->max_priority) {
+            break; /* Can skip this and the rest of the tables. */
+        }
+
+        minimask_combine(&mask, &target->match.mask, &table->mask, storage);
         HMAP_FOR_EACH (head, hmap_node, &table->rules) {
             struct cls_rule *rule;
 
             FOR_EACH_RULE_IN_LIST (rule, head) {
+                if (rule->priority < target->priority) {
+                    break; /* Rules in descending priority order. */
+                }
                 if (rule->priority == target->priority
-                    && flow_equal_except(&target->flow, &rule->flow, &wc)) {
+                    && miniflow_equal_in_minimask(&target->match.flow,
+                                                  &rule->match.flow, &mask)) {
                     return true;
                 }
             }
@@ -507,6 +368,48 @@ classifier_rule_overlaps(const struct classifier *cls,
 
     return false;
 }
+
+/* Returns true if 'rule' exactly matches 'criteria' or if 'rule' is more
+ * specific than 'criteria'.  That is, 'rule' matches 'criteria' and this
+ * function returns true if, for every field:
+ *
+ *   - 'criteria' and 'rule' specify the same (non-wildcarded) value for the
+ *     field, or
+ *
+ *   - 'criteria' wildcards the field,
+ *
+ * Conversely, 'rule' does not match 'criteria' and this function returns false
+ * if, for at least one field:
+ *
+ *   - 'criteria' and 'rule' specify different values for the field, or
+ *
+ *   - 'criteria' specifies a value for the field but 'rule' wildcards it.
+ *
+ * Equivalently, the truth table for whether a field matches is:
+ *
+ *                                     rule
+ *
+ *                   c         wildcard    exact
+ *                   r        +---------+---------+
+ *                   i   wild |   yes   |   yes   |
+ *                   t   card |         |         |
+ *                   e        +---------+---------+
+ *                   r  exact |    no   |if values|
+ *                   i        |         |are equal|
+ *                   a        +---------+---------+
+ *
+ * This is the matching rule used by OpenFlow 1.0 non-strict OFPT_FLOW_MOD
+ * commands and by OpenFlow 1.0 aggregate and flow stats.
+ *
+ * Ignores rule->priority. */
+bool
+cls_rule_is_loose_match(const struct cls_rule *rule,
+                        const struct minimatch *criteria)
+{
+    return (!minimask_has_extra(&rule->match.mask, &criteria->mask)
+            && miniflow_equal_in_minimask(&rule->match.flow, &criteria->flow,
+                                          &criteria->mask));
+}
 \f
 /* Iteration. */
 
@@ -514,13 +417,15 @@ static bool
 rule_matches(const struct cls_rule *rule, const struct cls_rule *target)
 {
     return (!target
-            || flow_equal_except(&rule->flow, &target->flow, &target->wc));
+            || miniflow_equal_in_minimask(&rule->match.flow,
+                                          &target->match.flow,
+                                          &target->match.mask));
 }
 
 static struct cls_rule *
 search_table(const struct cls_table *table, const struct cls_rule *target)
 {
-    if (!target || !flow_wildcards_has_extra(&table->wc, &target->wc)) {
+    if (!target || !minimask_has_extra(&table->mask, &target->match.mask)) {
         struct cls_rule *rule;
 
         HMAP_FOR_EACH (rule, hmap_node, &table->rules) {
@@ -532,46 +437,20 @@ search_table(const struct cls_table *table, const struct cls_rule *target)
     return NULL;
 }
 
-/* Initializes 'cursor' for iterating through 'cls' rules that exactly match
- * 'target' or are more specific than 'target'.  That is, a given 'rule'
- * matches 'target' if, for every field:
- *
- *   - 'target' and 'rule' specify the same (non-wildcarded) value for the
- *     field, or
- *
- *   - 'target' wildcards the field,
- *
- * but not if:
- *
- *   - 'target' and 'rule' specify different values for the field, or
- *
- *   - 'target' specifies a value for the field but 'rule' wildcards it.
+/* Initializes 'cursor' for iterating through rules in 'cls':
  *
- * Equivalently, the truth table for whether a field matches is:
- *
- *                                     rule
- *
- *                             wildcard    exact
- *                            +---------+---------+
- *                   t   wild |   yes   |   yes   |
- *                   a   card |         |         |
- *                   r        +---------+---------+
- *                   g  exact |    no   |if values|
- *                   e        |         |are equal|
- *                   t        +---------+---------+
- *
- * This is the matching rule used by OpenFlow 1.0 non-strict OFPT_FLOW_MOD
- * commands and by OpenFlow 1.0 aggregate and flow stats.
+ *     - If 'target' is null, the cursor will visit every rule in 'cls'.
  *
- * Ignores target->priority.
+ *     - If 'target' is nonnull, the cursor will visit each 'rule' in 'cls'
+ *       such that cls_rule_is_loose_match(rule, target) returns true.
  *
- * 'target' may be NULL to iterate over every rule in 'cls'. */
+ * Ignores target->priority. */
 void
 cls_cursor_init(struct cls_cursor *cursor, const struct classifier *cls,
                 const struct cls_rule *target)
 {
     cursor->cls = cls;
-    cursor->target = target;
+    cursor->target = target && !cls_rule_is_catchall(target) ? target : NULL;
 }
 
 /* Returns the first matching cls_rule in 'cursor''s iteration, or a null
@@ -581,8 +460,7 @@ cls_cursor_first(struct cls_cursor *cursor)
 {
     struct cls_table *table;
 
-    for (table = classifier_first_table(cursor->cls); table;
-         table = classifier_next_table(cursor->cls, table)) {
+    HMAP_FOR_EACH (table, hmap_node, &cursor->cls->tables) {
         struct cls_rule *rule = search_table(table, cursor->target);
         if (rule) {
             cursor->table = table;
@@ -616,8 +494,8 @@ cls_cursor_next(struct cls_cursor *cursor, struct cls_rule *rule)
         }
     }
 
-    for (table = classifier_next_table(cursor->cls, cursor->table); table;
-         table = classifier_next_table(cursor->cls, table)) {
+    table = cursor->table;
+    HMAP_FOR_EACH_CONTINUE (table, hmap_node, &cursor->cls->tables) {
         rule = search_table(table, cursor->target);
         if (rule) {
             cursor->table = table;
@@ -629,13 +507,13 @@ cls_cursor_next(struct cls_cursor *cursor, struct cls_rule *rule)
 }
 \f
 static struct cls_table *
-find_table(const struct classifier *cls, const struct flow_wildcards *wc)
+find_table(const struct classifier *cls, const struct minimask *mask)
 {
     struct cls_table *table;
 
-    HMAP_FOR_EACH_IN_BUCKET (table, hmap_node, flow_wildcards_hash(wc),
+    HMAP_FOR_EACH_IN_BUCKET (table, hmap_node, minimask_hash(mask, 0),
                              &cls->tables) {
-        if (flow_wildcards_equal(wc, &table->wc)) {
+        if (minimask_equal(mask, &table->mask)) {
             return table;
         }
     }
@@ -643,64 +521,142 @@ find_table(const struct classifier *cls, const struct flow_wildcards *wc)
 }
 
 static struct cls_table *
-insert_table(struct classifier *cls, const struct flow_wildcards *wc)
+insert_table(struct classifier *cls, const struct minimask *mask)
 {
     struct cls_table *table;
 
     table = xzalloc(sizeof *table);
     hmap_init(&table->rules);
-    table->wc = *wc;
-    hmap_insert(&cls->tables, &table->hmap_node, flow_wildcards_hash(wc));
+    minimask_clone(&table->mask, mask);
+    hmap_insert(&cls->tables, &table->hmap_node, minimask_hash(mask, 0));
+    list_push_back(&cls->tables_priority, &table->list_node);
 
     return table;
 }
 
-static struct cls_table *
-classifier_first_table(const struct classifier *cls)
+static void
+destroy_table(struct classifier *cls, struct cls_table *table)
 {
-    return cls_table_from_hmap_node(hmap_first(&cls->tables));
+    minimask_destroy(&table->mask);
+    hmap_remove(&cls->tables, &table->hmap_node);
+    hmap_destroy(&table->rules);
+    list_remove(&table->list_node);
+    free(table);
 }
 
-static struct cls_table *
-classifier_next_table(const struct classifier *cls,
-                      const struct cls_table *table)
-{
-    return cls_table_from_hmap_node(hmap_next(&cls->tables,
-                                              &table->hmap_node));
+/* This function performs the following updates for 'table' in 'cls' following
+ * the addition of a new rule with priority 'new_priority' to 'table':
+ *
+ *    - Update 'table->max_priority' and 'table->max_count' if necessary.
+ *
+ *    - Update 'table''s position in 'cls->tables_priority' if necessary.
+ *
+ * This function should only be called after adding a new rule, not after
+ * replacing a rule by an identical one or modifying a rule in-place. */
+static void
+update_tables_after_insertion(struct classifier *cls, struct cls_table *table,
+                              unsigned int new_priority)
+{
+    if (new_priority == table->max_priority) {
+        ++table->max_count;
+    } else if (new_priority > table->max_priority) {
+        struct cls_table *iter;
+
+        table->max_priority = new_priority;
+        table->max_count = 1;
+
+        /* Possibly move 'table' earlier in the priority list.  If we break out
+         * of the loop, then 'table' should be moved just after that 'iter'.
+         * If the loop terminates normally, then 'iter' will be the list head
+         * and we'll move table just after that (e.g. to the front of the
+         * list). */
+        iter = table;
+        LIST_FOR_EACH_REVERSE_CONTINUE (iter, list_node,
+                                        &cls->tables_priority) {
+            if (iter->max_priority >= table->max_priority) {
+                break;
+            }
+        }
+
+        /* Move 'table' just after 'iter' (unless it's already there). */
+        if (iter->list_node.next != &table->list_node) {
+            list_splice(iter->list_node.next,
+                        &table->list_node, table->list_node.next);
+        }
+    }
 }
 
+/* This function performs the following updates for 'table' in 'cls' following
+ * the deletion of a rule with priority 'del_priority' from 'table':
+ *
+ *    - Update 'table->max_priority' and 'table->max_count' if necessary.
+ *
+ *    - Update 'table''s position in 'cls->tables_priority' if necessary.
+ *
+ * This function should only be called after removing a rule, not after
+ * replacing a rule by an identical one or modifying a rule in-place. */
 static void
-destroy_table(struct classifier *cls, struct cls_table *table)
+update_tables_after_removal(struct classifier *cls, struct cls_table *table,
+                            unsigned int del_priority)
 {
-    hmap_remove(&cls->tables, &table->hmap_node);
-    hmap_destroy(&table->rules);
-    free(table);
+    struct cls_table *iter;
+
+    if (del_priority == table->max_priority && --table->max_count == 0) {
+        struct cls_rule *head;
+
+        table->max_priority = 0;
+        HMAP_FOR_EACH (head, hmap_node, &table->rules) {
+            if (head->priority > table->max_priority) {
+                table->max_priority = head->priority;
+                table->max_count = 1;
+            } else if (head->priority == table->max_priority) {
+                ++table->max_count;
+            }
+        }
+
+        /* Possibly move 'table' later in the priority list.  If we break out
+         * of the loop, then 'table' should be moved just before that 'iter'.
+         * If the loop terminates normally, then 'iter' will be the list head
+         * and we'll move table just before that (e.g. to the back of the
+         * list). */
+        iter = table;
+        LIST_FOR_EACH_CONTINUE (iter, list_node, &cls->tables_priority) {
+            if (iter->max_priority <= table->max_priority) {
+                break;
+            }
+        }
+
+        /* Move 'table' just before 'iter' (unless it's already there). */
+        if (iter->list_node.prev != &table->list_node) {
+            list_splice(&iter->list_node,
+                        &table->list_node, table->list_node.next);
+        }
+    }
 }
 
 static struct cls_rule *
 find_match(const struct cls_table *table, const struct flow *flow)
 {
+    uint32_t hash = flow_hash_in_minimask(flow, &table->mask, 0);
     struct cls_rule *rule;
-    struct flow f;
 
-    f = *flow;
-    zero_wildcards(&f, &table->wc);
-    HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (rule, hmap_node, flow_hash(&f, 0),
-                             &table->rules) {
-        if (flow_equal(&f, &rule->flow)) {
+    HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (rule, hmap_node, hash, &table->rules) {
+        if (miniflow_equal_flow_in_minimask(&rule->match.flow, flow,
+                                            &table->mask)) {
             return rule;
         }
     }
+
     return NULL;
 }
 
 static struct cls_rule *
-find_equal(struct cls_table *table, const struct flow *flow, uint32_t hash)
+find_equal(struct cls_table *table, const struct miniflow *flow, uint32_t hash)
 {
     struct cls_rule *head;
 
     HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (head, hmap_node, hash, &table->rules) {
-        if (flow_equal(&head->flow, flow)) {
+        if (miniflow_equal(&head->match.flow, flow)) {
             return head;
         }
     }
@@ -708,17 +664,20 @@ find_equal(struct cls_table *table, const struct flow *flow, uint32_t hash)
 }
 
 static struct cls_rule *
-insert_rule(struct cls_table *table, struct cls_rule *new)
+insert_rule(struct classifier *cls,
+            struct cls_table *table, struct cls_rule *new)
 {
     struct cls_rule *head;
+    struct cls_rule *old = NULL;
 
-    new->hmap_node.hash = flow_hash(&new->flow, 0);
+    new->hmap_node.hash = miniflow_hash_in_minimask(&new->match.flow,
+                                                    &new->match.mask, 0);
 
-    head = find_equal(table, &new->flow, new->hmap_node.hash);
+    head = find_equal(table, &new->match.flow, new->hmap_node.hash);
     if (!head) {
         hmap_insert(&table->rules, &new->hmap_node, new->hmap_node.hash);
         list_init(&new->list);
-        return NULL;
+        goto out;
     } else {
         /* Scan the list for the insertion point that will keep the list in
          * order of decreasing priority. */
@@ -733,18 +692,24 @@ insert_rule(struct cls_table *table, struct cls_rule *new)
 
                 if (new->priority == rule->priority) {
                     list_replace(&new->list, &rule->list);
-                    return rule;
+                    old = rule;
+                    goto out;
                 } else {
                     list_insert(&rule->list, &new->list);
-                    return NULL;
+                    goto out;
                 }
             }
         }
 
         /* Insert 'new' at the end of the list. */
         list_push_back(&head->list, &new->list);
-        return NULL;
     }
+
+ out:
+    if (!old) {
+        update_tables_after_insertion(cls, table, new->priority);
+    }
+    return old;
 }
 
 static struct cls_rule *
@@ -760,93 +725,3 @@ next_rule_in_list(struct cls_rule *rule)
     struct cls_rule *next = next_rule_in_list__(rule);
     return next->priority < rule->priority ? next : NULL;
 }
-
-static bool
-flow_equal_except(const struct flow *a, const struct flow *b,
-                  const struct flow_wildcards *wildcards)
-{
-    const flow_wildcards_t wc = wildcards->wildcards;
-    int i;
-
-    BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_SIG_SIZE == 37 + FLOW_N_REGS * 4);
-
-    for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
-        if ((a->regs[i] ^ b->regs[i]) & wildcards->reg_masks[i]) {
-            return false;
-        }
-    }
-
-    return ((wc & FWW_TUN_ID || a->tun_id == b->tun_id)
-            && !((a->nw_src ^ b->nw_src) & wildcards->nw_src_mask)
-            && !((a->nw_dst ^ b->nw_dst) & wildcards->nw_dst_mask)
-            && (wc & FWW_IN_PORT || a->in_port == b->in_port)
-            && (wc & FWW_DL_VLAN || a->dl_vlan == b->dl_vlan)
-            && (wc & FWW_DL_TYPE || a->dl_type == b->dl_type)
-            && (wc & FWW_TP_SRC || a->tp_src == b->tp_src)
-            && (wc & FWW_TP_DST || a->tp_dst == b->tp_dst)
-            && (wc & FWW_DL_SRC || eth_addr_equals(a->dl_src, b->dl_src))
-            && (wc & FWW_DL_DST
-                || (!((a->dl_dst[0] ^ b->dl_dst[0]) & 0xfe)
-                    && a->dl_dst[1] == b->dl_dst[1]
-                    && a->dl_dst[2] == b->dl_dst[2]
-                    && a->dl_dst[3] == b->dl_dst[3]
-                    && a->dl_dst[4] == b->dl_dst[4]
-                    && a->dl_dst[5] == b->dl_dst[5]))
-            && (wc & FWW_ETH_MCAST
-                || !((a->dl_dst[0] ^ b->dl_dst[0]) & 0x01))
-            && (wc & FWW_NW_PROTO || a->nw_proto == b->nw_proto)
-            && (wc & FWW_DL_VLAN_PCP || a->dl_vlan_pcp == b->dl_vlan_pcp)
-            && (wc & FWW_NW_TOS || a->nw_tos == b->nw_tos));
-}
-
-static void
-zero_wildcards(struct flow *flow, const struct flow_wildcards *wildcards)
-{
-    const flow_wildcards_t wc = wildcards->wildcards;
-    int i;
-
-    BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_SIG_SIZE == 37 + 4 * FLOW_N_REGS);
-
-    for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
-        flow->regs[i] &= wildcards->reg_masks[i];
-    }
-    if (wc & FWW_TUN_ID) {
-        flow->tun_id = 0;
-    }
-    flow->nw_src &= wildcards->nw_src_mask;
-    flow->nw_dst &= wildcards->nw_dst_mask;
-    if (wc & FWW_IN_PORT) {
-        flow->in_port = 0;
-    }
-    if (wc & FWW_DL_VLAN) {
-        flow->dl_vlan = 0;
-    }
-    if (wc & FWW_DL_TYPE) {
-        flow->dl_type = 0;
-    }
-    if (wc & FWW_TP_SRC) {
-        flow->tp_src = 0;
-    }
-    if (wc & FWW_TP_DST) {
-        flow->tp_dst = 0;
-    }
-    if (wc & FWW_DL_SRC) {
-        memset(flow->dl_src, 0, sizeof flow->dl_src);
-    }
-    if (wc & FWW_DL_DST) {
-        flow->dl_dst[0] &= 0x01;
-        memset(&flow->dl_dst[1], 0, 5);
-    }
-    if (wc & FWW_ETH_MCAST) {
-        flow->dl_dst[0] &= 0xfe;
-    }
-    if (wc & FWW_NW_PROTO) {
-        flow->nw_proto = 0;
-    }
-    if (wc & FWW_DL_VLAN_PCP) {
-        flow->dl_vlan_pcp = 0;
-    }
-    if (wc & FWW_NW_TOS) {
-        flow->nw_tos = 0;
-    }
-}