ofpbuf: Introduce access api for base, data and size.
[sliver-openvswitch.git] / lib / flow.c
index 2c16a52..60b667c 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /*
- * Copyright (c) 2008, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013 Nicira, Inc.
+ * Copyright (c) 2008, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014 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 "ofpbuf.h"
 #include "openflow/openflow.h"
 #include "packets.h"
+#include "odp-util.h"
+#include "random.h"
 #include "unaligned.h"
-#include "vlog.h"
-
-VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(flow);
 
 COVERAGE_DEFINE(flow_extract);
 COVERAGE_DEFINE(miniflow_malloc);
 
+/* U32 indices for segmented flow classification. */
+const uint8_t flow_segment_u32s[4] = {
+    FLOW_SEGMENT_1_ENDS_AT / 4,
+    FLOW_SEGMENT_2_ENDS_AT / 4,
+    FLOW_SEGMENT_3_ENDS_AT / 4,
+    FLOW_U32S
+};
+
 static struct arp_eth_header *
 pull_arp(struct ofpbuf *packet)
 {
@@ -52,41 +59,16 @@ pull_arp(struct ofpbuf *packet)
 static struct ip_header *
 pull_ip(struct ofpbuf *packet)
 {
-    if (packet->size >= IP_HEADER_LEN) {
-        struct ip_header *ip = packet->data;
+    if (ofpbuf_size(packet) >= IP_HEADER_LEN) {
+        struct ip_header *ip = ofpbuf_data(packet);
         int ip_len = IP_IHL(ip->ip_ihl_ver) * 4;
-        if (ip_len >= IP_HEADER_LEN && packet->size >= ip_len) {
+        if (ip_len >= IP_HEADER_LEN && ofpbuf_size(packet) >= ip_len) {
             return ofpbuf_pull(packet, ip_len);
         }
     }
     return NULL;
 }
 
-static struct tcp_header *
-pull_tcp(struct ofpbuf *packet)
-{
-    if (packet->size >= TCP_HEADER_LEN) {
-        struct tcp_header *tcp = packet->data;
-        int tcp_len = TCP_OFFSET(tcp->tcp_ctl) * 4;
-        if (tcp_len >= TCP_HEADER_LEN && packet->size >= tcp_len) {
-            return ofpbuf_pull(packet, tcp_len);
-        }
-    }
-    return NULL;
-}
-
-static struct udp_header *
-pull_udp(struct ofpbuf *packet)
-{
-    return ofpbuf_try_pull(packet, UDP_HEADER_LEN);
-}
-
-static struct sctp_header *
-pull_sctp(struct ofpbuf *packet)
-{
-    return ofpbuf_try_pull(packet, SCTP_HEADER_LEN);
-}
-
 static struct icmp_header *
 pull_icmp(struct ofpbuf *packet)
 {
@@ -103,10 +85,11 @@ static void
 parse_mpls(struct ofpbuf *b, struct flow *flow)
 {
     struct mpls_hdr *mh;
+    int idx = 0;
 
     while ((mh = ofpbuf_try_pull(b, sizeof *mh))) {
-        if (flow->mpls_depth++ == 0) {
-            flow->mpls_lse = mh->mpls_lse;
+        if (idx < FLOW_MAX_MPLS_LABELS) {
+            flow->mpls_lse[idx++] = mh->mpls_lse;
         }
         if (mh->mpls_lse & htonl(MPLS_BOS_MASK)) {
             break;
@@ -122,7 +105,7 @@ parse_vlan(struct ofpbuf *b, struct flow *flow)
         ovs_be16 tci;
     };
 
-    if (b->size >= sizeof(struct qtag_prefix) + sizeof(ovs_be16)) {
+    if (ofpbuf_size(b) >= sizeof(struct qtag_prefix) + sizeof(ovs_be16)) {
         struct qtag_prefix *qp = ofpbuf_pull(b, sizeof *qp);
         flow->vlan_tci = qp->tci | htons(VLAN_CFI);
     }
@@ -139,11 +122,11 @@ parse_ethertype(struct ofpbuf *b)
         return proto;
     }
 
-    if (b->size < sizeof *llc) {
+    if (ofpbuf_size(b) < sizeof *llc) {
         return htons(FLOW_DL_TYPE_NONE);
     }
 
-    llc = b->data;
+    llc = ofpbuf_data(b);
     if (llc->llc.llc_dsap != LLC_DSAP_SNAP
         || llc->llc.llc_ssap != LLC_SSAP_SNAP
         || llc->llc.llc_cntl != LLC_CNTL_SNAP
@@ -201,7 +184,7 @@ parse_ipv6(struct ofpbuf *packet, struct flow *flow)
          * accesses within the extension header are within those first 8
          * bytes. All extension headers are required to be at least 8
          * bytes. */
-        if (packet->size < 8) {
+        if (ofpbuf_size(packet) < 8) {
             return EINVAL;
         }
 
@@ -210,7 +193,7 @@ parse_ipv6(struct ofpbuf *packet, struct flow *flow)
                 || (nexthdr == IPPROTO_DSTOPTS)) {
             /* These headers, while different, have the fields we care about
              * in the same location and with the same interpretation. */
-            const struct ip6_ext *ext_hdr = packet->data;
+            const struct ip6_ext *ext_hdr = ofpbuf_data(packet);
             nexthdr = ext_hdr->ip6e_nxt;
             if (!ofpbuf_try_pull(packet, (ext_hdr->ip6e_len + 1) * 8)) {
                 return EINVAL;
@@ -220,13 +203,13 @@ parse_ipv6(struct ofpbuf *packet, struct flow *flow)
              * we care about are in the same location as the generic
              * option header--only the header length is calculated
              * differently. */
-            const struct ip6_ext *ext_hdr = packet->data;
+            const struct ip6_ext *ext_hdr = ofpbuf_data(packet);
             nexthdr = ext_hdr->ip6e_nxt;
             if (!ofpbuf_try_pull(packet, (ext_hdr->ip6e_len + 2) * 4)) {
                return EINVAL;
             }
         } else if (nexthdr == IPPROTO_FRAGMENT) {
-            const struct ovs_16aligned_ip6_frag *frag_hdr = packet->data;
+            const struct ovs_16aligned_ip6_frag *frag_hdr = ofpbuf_data(packet);
 
             nexthdr = frag_hdr->ip6f_nxt;
             if (!ofpbuf_try_pull(packet, sizeof *frag_hdr)) {
@@ -250,45 +233,46 @@ parse_ipv6(struct ofpbuf *packet, struct flow *flow)
 }
 
 static void
-parse_tcp(struct ofpbuf *packet, struct ofpbuf *b, struct flow *flow)
+parse_tcp(struct ofpbuf *b, struct flow *flow)
 {
-    const struct tcp_header *tcp = pull_tcp(b);
-    if (tcp) {
+    if (ofpbuf_size(b) >= TCP_HEADER_LEN) {
+        const struct tcp_header *tcp = ofpbuf_data(b);
+
         flow->tp_src = tcp->tcp_src;
         flow->tp_dst = tcp->tcp_dst;
-        packet->l7 = b->data;
+        flow->tcp_flags = tcp->tcp_ctl & htons(0x0fff);
     }
 }
 
 static void
-parse_udp(struct ofpbuf *packet, struct ofpbuf *b, struct flow *flow)
+parse_udp(struct ofpbuf *b, struct flow *flow)
 {
-    const struct udp_header *udp = pull_udp(b);
-    if (udp) {
+    if (ofpbuf_size(b) >= UDP_HEADER_LEN) {
+        const struct udp_header *udp = ofpbuf_data(b);
+
         flow->tp_src = udp->udp_src;
         flow->tp_dst = udp->udp_dst;
-        packet->l7 = b->data;
     }
 }
 
 static void
-parse_sctp(struct ofpbuf *packet, struct ofpbuf *b, struct flow *flow)
+parse_sctp(struct ofpbuf *b, struct flow *flow)
 {
-    const struct sctp_header *sctp = pull_sctp(b);
-    if (sctp) {
+    if (ofpbuf_size(b) >= SCTP_HEADER_LEN) {
+        const struct sctp_header *sctp = ofpbuf_data(b);
+
         flow->tp_src = sctp->sctp_src;
         flow->tp_dst = sctp->sctp_dst;
-        packet->l7 = b->data;
     }
 }
 
-static bool
+static void
 parse_icmpv6(struct ofpbuf *b, struct flow *flow)
 {
     const struct icmp6_hdr *icmp = pull_icmpv6(b);
 
     if (!icmp) {
-        return false;
+        return;
     }
 
     /* The ICMPv6 type and code fields use the 16-bit transport port
@@ -303,17 +287,17 @@ parse_icmpv6(struct ofpbuf *b, struct flow *flow)
 
         nd_target = ofpbuf_try_pull(b, sizeof *nd_target);
         if (!nd_target) {
-            return false;
+            return;
         }
         flow->nd_target = *nd_target;
 
-        while (b->size >= 8) {
+        while (ofpbuf_size(b) >= 8) {
             /* The minimum size of an option is 8 bytes, which also is
              * the size of Ethernet link-layer options. */
-            const struct nd_opt_hdr *nd_opt = b->data;
+            const struct nd_opt_hdr *nd_opt = ofpbuf_data(b);
             int opt_len = nd_opt->nd_opt_len * 8;
 
-            if (!opt_len || opt_len > b->size) {
+            if (!opt_len || opt_len > ofpbuf_size(b)) {
                 goto invalid;
             }
 
@@ -342,39 +326,35 @@ parse_icmpv6(struct ofpbuf *b, struct flow *flow)
         }
     }
 
-    return true;
+    return;
 
 invalid:
     memset(&flow->nd_target, 0, sizeof(flow->nd_target));
     memset(flow->arp_sha, 0, sizeof(flow->arp_sha));
     memset(flow->arp_tha, 0, sizeof(flow->arp_tha));
 
-    return false;
-
+    return;
 }
 
-/* Initializes 'flow' members from 'packet', 'skb_priority', 'tnl', and
- * 'in_port'.
+/* Initializes 'flow' members from 'packet' and 'md'
  *
- * Initializes 'packet' header pointers as follows:
+ * Initializes 'packet' header l2 pointer to the start of the Ethernet
+ * header, and the layer offsets as follows:
  *
- *    - packet->l2 to the start of the Ethernet header.
+ *    - packet->l2_5_ofs to the start of the MPLS shim header, or UINT16_MAX
+ *      when there is no MPLS shim header.
  *
- *    - packet->l2_5 to the start of the MPLS shim header.
- *
- *    - packet->l3 to just past the Ethernet header, or just past the
+ *    - packet->l3_ofs to just past the Ethernet header, or just past the
  *      vlan_header if one is present, to the first byte of the payload of the
- *      Ethernet frame.
- *
- *    - packet->l4 to just past the IPv4 header, if one is present and has a
- *      correct length, and otherwise NULL.
+ *      Ethernet frame.  UINT16_MAX if the frame is too short to contain an
+ *      Ethernet header.
  *
- *    - packet->l7 to just past the TCP/UDP/SCTP/ICMP header, if one is
- *      present and has a correct length, and otherwise NULL.
+ *    - packet->l4_ofs to just past the IPv4 header, if one is present and
+ *      has at least the content used for the fields of interest for the flow,
+ *      otherwise UINT16_MAX.
  */
 void
-flow_extract(struct ofpbuf *packet, uint32_t skb_priority, uint32_t pkt_mark,
-             const struct flow_tnl *tnl, const union flow_in_port *in_port,
+flow_extract(struct ofpbuf *packet, const struct pkt_metadata *md,
              struct flow *flow)
 {
     struct ofpbuf b = *packet;
@@ -384,28 +364,24 @@ flow_extract(struct ofpbuf *packet, uint32_t skb_priority, uint32_t pkt_mark,
 
     memset(flow, 0, sizeof *flow);
 
-    if (tnl) {
-        ovs_assert(tnl != &flow->tunnel);
-        flow->tunnel = *tnl;
+    if (md) {
+        flow->tunnel = md->tunnel;
+        flow->in_port = md->in_port;
+        flow->skb_priority = md->skb_priority;
+        flow->pkt_mark = md->pkt_mark;
     }
-    if (in_port) {
-        flow->in_port = *in_port;
-    }
-    flow->skb_priority = skb_priority;
-    flow->pkt_mark = pkt_mark;
 
-    packet->l2   = b.data;
-    packet->l2_5 = NULL;
-    packet->l3   = NULL;
-    packet->l4   = NULL;
-    packet->l7   = NULL;
+    packet->l2   = ofpbuf_data(&b);
+    ofpbuf_set_l2_5(packet, NULL);
+    ofpbuf_set_l3(packet, NULL);
+    ofpbuf_set_l4(packet, NULL);
 
-    if (b.size < sizeof *eth) {
+    if (ofpbuf_size(&b) < sizeof *eth) {
         return;
     }
 
     /* Link layer. */
-    eth = b.data;
+    eth = ofpbuf_data(&b);
     memcpy(flow->dl_src, eth->eth_src, ETH_ADDR_LEN);
     memcpy(flow->dl_dst, eth->eth_dst, ETH_ADDR_LEN);
 
@@ -418,16 +394,16 @@ flow_extract(struct ofpbuf *packet, uint32_t skb_priority, uint32_t pkt_mark,
 
     /* Parse mpls, copy l3 ttl. */
     if (eth_type_mpls(flow->dl_type)) {
-        packet->l2_5 = b.data;
+        ofpbuf_set_l2_5(packet, ofpbuf_data(&b));
         parse_mpls(&b, flow);
     }
 
     /* Network layer. */
-    packet->l3 = b.data;
+    ofpbuf_set_l3(packet, ofpbuf_data(&b));
     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
         const struct ip_header *nh = pull_ip(&b);
         if (nh) {
-            packet->l4 = b.data;
+            ofpbuf_set_l4(packet, ofpbuf_data(&b));
 
             flow->nw_src = get_16aligned_be32(&nh->ip_src);
             flow->nw_dst = get_16aligned_be32(&nh->ip_dst);
@@ -444,17 +420,16 @@ flow_extract(struct ofpbuf *packet, uint32_t skb_priority, uint32_t pkt_mark,
 
             if (!(nh->ip_frag_off & htons(IP_FRAG_OFF_MASK))) {
                 if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
-                    parse_tcp(packet, &b, flow);
+                    parse_tcp(&b, flow);
                 } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
-                    parse_udp(packet, &b, flow);
+                    parse_udp(&b, flow);
                 } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_SCTP) {
-                    parse_sctp(packet, &b, flow);
+                    parse_sctp(&b, flow);
                 } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMP) {
                     const struct icmp_header *icmp = pull_icmp(&b);
                     if (icmp) {
                         flow->tp_src = htons(icmp->icmp_type);
                         flow->tp_dst = htons(icmp->icmp_code);
-                        packet->l7 = b.data;
                     }
                 }
             }
@@ -464,17 +439,15 @@ flow_extract(struct ofpbuf *packet, uint32_t skb_priority, uint32_t pkt_mark,
             return;
         }
 
-        packet->l4 = b.data;
+        ofpbuf_set_l4(packet, ofpbuf_data(&b));
         if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
-            parse_tcp(packet, &b, flow);
+            parse_tcp(&b, flow);
         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
-            parse_udp(packet, &b, flow);
+            parse_udp(&b, flow);
         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_SCTP) {
-            parse_sctp(packet, &b, flow);
+            parse_sctp(&b, flow);
         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6) {
-            if (parse_icmpv6(&b, flow)) {
-                packet->l7 = b.data;
-            }
+            parse_icmpv6(&b, flow);
         }
     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP) ||
                flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_RARP)) {
@@ -510,12 +483,26 @@ flow_zero_wildcards(struct flow *flow, const struct flow_wildcards *wildcards)
     }
 }
 
+void
+flow_unwildcard_tp_ports(const struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc)
+{
+    if (flow->nw_proto != IPPROTO_ICMP) {
+        memset(&wc->masks.tp_src, 0xff, sizeof wc->masks.tp_src);
+        memset(&wc->masks.tp_dst, 0xff, sizeof wc->masks.tp_dst);
+    } else {
+        wc->masks.tp_src = htons(0xff);
+        wc->masks.tp_dst = htons(0xff);
+    }
+}
+
 /* Initializes 'fmd' with the metadata found in 'flow'. */
 void
 flow_get_metadata(const struct flow *flow, struct flow_metadata *fmd)
 {
-    BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 20);
+    BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 25);
 
+    fmd->dp_hash = flow->dp_hash;
+    fmd->recirc_id = flow->recirc_id;
     fmd->tun_id = flow->tunnel.tun_id;
     fmd->tun_src = flow->tunnel.ip_src;
     fmd->tun_dst = flow->tunnel.ip_dst;
@@ -577,6 +564,24 @@ format_flags(struct ds *ds, const char *(*bit_to_string)(uint32_t),
     ds_chomp(ds, del);
 }
 
+void
+format_flags_masked(struct ds *ds, const char *name,
+                    const char *(*bit_to_string)(uint32_t), uint32_t flags,
+                    uint32_t mask)
+{
+    if (name) {
+        ds_put_format(ds, "%s=", name);
+    }
+    while (mask) {
+        uint32_t bit = rightmost_1bit(mask);
+        const char *s = bit_to_string(bit);
+
+        ds_put_format(ds, "%s%s", (flags & bit) ? "+" : "-",
+                      s ? s : "[Unknown]");
+        mask &= ~bit;
+    }
+}
+
 void
 flow_format(struct ds *ds, const struct flow *flow)
 {
@@ -603,13 +608,13 @@ flow_wildcards_init_catchall(struct flow_wildcards *wc)
     memset(&wc->masks, 0, sizeof wc->masks);
 }
 
-/* Initializes 'wc' as an exact-match set of wildcards; that is, 'wc' does not
- * wildcard any bits or fields. */
+/* Clear the metadata and register wildcard masks. They are not packet
+ * header fields. */
 void
-flow_wildcards_init_exact(struct flow_wildcards *wc)
+flow_wildcards_clear_non_packet_fields(struct flow_wildcards *wc)
 {
-    memset(&wc->masks, 0xff, sizeof wc->masks);
-    memset(wc->masks.zeros, 0, sizeof wc->masks.zeros);
+    memset(&wc->masks.metadata, 0, sizeof wc->masks.metadata);
+    memset(&wc->masks.regs, 0, sizeof wc->masks.regs);
 }
 
 /* Returns true if 'wc' matches every packet, false if 'wc' fixes any bits or
@@ -670,16 +675,11 @@ static void
 flow_union_with_miniflow(struct flow *dst, const struct miniflow *src)
 {
     uint32_t *dst_u32 = (uint32_t *) dst;
-    int ofs;
-    int i;
-
-    ofs = 0;
-    for (i = 0; i < MINI_N_MAPS; i++) {
-        uint32_t map;
+    const uint32_t *p = src->values;
+    uint64_t map;
 
-        for (map = src->map[i]; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
-            dst_u32[raw_ctz(map) + i * 32] |= src->values[ofs++];
-        }
+    for (map = src->map; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
+        dst_u32[raw_ctz(map)] |= *p++;
     }
 }
 
@@ -691,6 +691,43 @@ flow_wildcards_fold_minimask(struct flow_wildcards *wc,
     flow_union_with_miniflow(&wc->masks, &mask->masks);
 }
 
+uint64_t
+miniflow_get_map_in_range(const struct miniflow *miniflow,
+                          uint8_t start, uint8_t end, unsigned int *offset)
+{
+    uint64_t map = miniflow->map;
+    *offset = 0;
+
+    if (start > 0) {
+        uint64_t msk = (UINT64_C(1) << start) - 1; /* 'start' LSBs set */
+        *offset = count_1bits(map & msk);
+        map &= ~msk;
+    }
+    if (end < FLOW_U32S) {
+        uint64_t msk = (UINT64_C(1) << end) - 1; /* 'end' LSBs set */
+        map &= msk;
+    }
+    return map;
+}
+
+/* Fold minimask 'mask''s wildcard mask into 'wc's wildcard mask
+ * in range [start, end). */
+void
+flow_wildcards_fold_minimask_range(struct flow_wildcards *wc,
+                                   const struct minimask *mask,
+                                   uint8_t start, uint8_t end)
+{
+    uint32_t *dst_u32 = (uint32_t *)&wc->masks;
+    unsigned int offset;
+    uint64_t map = miniflow_get_map_in_range(&mask->masks, start, end,
+                                             &offset);
+    const uint32_t *p = mask->masks.values + offset;
+
+    for (; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
+        dst_u32[raw_ctz(map)] |= *p++;
+    }
+}
+
 /* Returns a hash of the wildcards in 'wc'. */
 uint32_t
 flow_wildcards_hash(const struct flow_wildcards *wc, uint32_t basis)
@@ -752,6 +789,25 @@ flow_wildcards_set_reg_mask(struct flow_wildcards *wc, int idx, uint32_t mask)
     wc->masks.regs[idx] = mask;
 }
 
+/* Calculates the 5-tuple hash from the given flow. */
+uint32_t
+flow_hash_5tuple(const struct flow *flow, uint32_t basis)
+{
+    uint32_t hash = 0;
+
+    if (!flow) {
+        return 0;
+    }
+
+    hash = mhash_add(basis, (OVS_FORCE uint32_t) flow->nw_src);
+    hash = mhash_add(hash, (OVS_FORCE uint32_t) flow->nw_dst);
+    hash = mhash_add(hash, ((OVS_FORCE uint32_t) flow->tp_src << 16)
+                           | (OVS_FORCE uint32_t) flow->tp_dst);
+    hash = mhash_add(hash, flow->nw_proto);
+
+    return mhash_finish(hash, 13);
+}
+
 /* Hashes 'flow' based on its L2 through L4 protocol information. */
 uint32_t
 flow_hash_symmetric_l4(const struct flow *flow, uint32_t basis)
@@ -801,6 +857,46 @@ flow_hash_symmetric_l4(const struct flow *flow, uint32_t basis)
     return jhash_bytes(&fields, sizeof fields, basis);
 }
 
+/* Initialize a flow with random fields that matter for nx_hash_fields. */
+void
+flow_random_hash_fields(struct flow *flow)
+{
+    uint16_t rnd = random_uint16();
+
+    /* Initialize to all zeros. */
+    memset(flow, 0, sizeof *flow);
+
+    eth_addr_random(flow->dl_src);
+    eth_addr_random(flow->dl_dst);
+
+    flow->vlan_tci = (OVS_FORCE ovs_be16) (random_uint16() & VLAN_VID_MASK);
+
+    /* Make most of the random flows IPv4, some IPv6, and rest random. */
+    flow->dl_type = rnd < 0x8000 ? htons(ETH_TYPE_IP) :
+        rnd < 0xc000 ? htons(ETH_TYPE_IPV6) : (OVS_FORCE ovs_be16)rnd;
+
+    if (dl_type_is_ip_any(flow->dl_type)) {
+        if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
+            flow->nw_src = (OVS_FORCE ovs_be32)random_uint32();
+            flow->nw_dst = (OVS_FORCE ovs_be32)random_uint32();
+        } else {
+            random_bytes(&flow->ipv6_src, sizeof flow->ipv6_src);
+            random_bytes(&flow->ipv6_dst, sizeof flow->ipv6_dst);
+        }
+        /* Make most of IP flows TCP, some UDP or SCTP, and rest random. */
+        rnd = random_uint16();
+        flow->nw_proto = rnd < 0x8000 ? IPPROTO_TCP :
+            rnd < 0xc000 ? IPPROTO_UDP :
+            rnd < 0xd000 ? IPPROTO_SCTP : (uint8_t)rnd;
+        if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP ||
+            flow->nw_proto == IPPROTO_UDP ||
+            flow->nw_proto == IPPROTO_SCTP) {
+            flow->tp_src = (OVS_FORCE ovs_be16)random_uint16();
+            flow->tp_dst = (OVS_FORCE ovs_be16)random_uint16();
+        }
+    }
+}
+
 /* Masks the fields in 'wc' that are used by the flow hash 'fields'. */
 void
 flow_mask_hash_fields(const struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc,
@@ -823,14 +919,13 @@ flow_mask_hash_fields(const struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc,
         }
         if (is_ip_any(flow)) {
             memset(&wc->masks.nw_proto, 0xff, sizeof wc->masks.nw_proto);
-            memset(&wc->masks.tp_src, 0xff, sizeof wc->masks.tp_src);
-            memset(&wc->masks.tp_dst, 0xff, sizeof wc->masks.tp_dst);
+            flow_unwildcard_tp_ports(flow, wc);
         }
         wc->masks.vlan_tci |= htons(VLAN_VID_MASK | VLAN_CFI);
         break;
 
     default:
-        NOT_REACHED();
+        OVS_NOT_REACHED();
     }
 }
 
@@ -848,7 +943,7 @@ flow_hash_fields(const struct flow *flow, enum nx_hash_fields fields,
         return flow_hash_symmetric_l4(flow, basis);
     }
 
-    NOT_REACHED();
+    OVS_NOT_REACHED();
 }
 
 /* Returns a string representation of 'fields'. */
@@ -937,35 +1032,288 @@ flow_set_vlan_pcp(struct flow *flow, uint8_t pcp)
     flow->vlan_tci |= htons((pcp << VLAN_PCP_SHIFT) | VLAN_CFI);
 }
 
+/* Returns the number of MPLS LSEs present in 'flow'
+ *
+ * Returns 0 if the 'dl_type' of 'flow' is not an MPLS ethernet type.
+ * Otherwise traverses 'flow''s MPLS label stack stopping at the
+ * first entry that has the BoS bit set. If no such entry exists then
+ * the maximum number of LSEs that can be stored in 'flow' is returned.
+ */
+int
+flow_count_mpls_labels(const struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc)
+{
+    if (wc) {
+        wc->masks.dl_type = OVS_BE16_MAX;
+    }
+    if (eth_type_mpls(flow->dl_type)) {
+        int i;
+        int len = FLOW_MAX_MPLS_LABELS;
+
+        for (i = 0; i < len; i++) {
+            if (wc) {
+                wc->masks.mpls_lse[i] |= htonl(MPLS_BOS_MASK);
+            }
+            if (flow->mpls_lse[i] & htonl(MPLS_BOS_MASK)) {
+                return i + 1;
+            }
+        }
+
+        return len;
+    } else {
+        return 0;
+    }
+}
+
+/* Returns the number consecutive of MPLS LSEs, starting at the
+ * innermost LSE, that are common in 'a' and 'b'.
+ *
+ * 'an' must be flow_count_mpls_labels(a).
+ * 'bn' must be flow_count_mpls_labels(b).
+ */
+int
+flow_count_common_mpls_labels(const struct flow *a, int an,
+                              const struct flow *b, int bn,
+                              struct flow_wildcards *wc)
+{
+    int min_n = MIN(an, bn);
+    if (min_n == 0) {
+        return 0;
+    } else {
+        int common_n = 0;
+        int a_last = an - 1;
+        int b_last = bn - 1;
+        int i;
+
+        for (i = 0; i < min_n; i++) {
+            if (wc) {
+                wc->masks.mpls_lse[a_last - i] = OVS_BE32_MAX;
+                wc->masks.mpls_lse[b_last - i] = OVS_BE32_MAX;
+            }
+            if (a->mpls_lse[a_last - i] != b->mpls_lse[b_last - i]) {
+                break;
+            } else {
+                common_n++;
+            }
+        }
+
+        return common_n;
+    }
+}
+
+/* Adds a new outermost MPLS label to 'flow' and changes 'flow''s Ethernet type
+ * to 'mpls_eth_type', which must be an MPLS Ethertype.
+ *
+ * If the new label is the first MPLS label in 'flow', it is generated as;
+ *
+ *     - label: 2, if 'flow' is IPv6, otherwise 0.
+ *
+ *     - TTL: IPv4 or IPv6 TTL, if present and nonzero, otherwise 64.
+ *
+ *     - TC: IPv4 or IPv6 TOS, if present, otherwise 0.
+ *
+ *     - BoS: 1.
+ *
+ * If the new label is the second or label MPLS label in 'flow', it is
+ * generated as;
+ *
+ *     - label: Copied from outer label.
+ *
+ *     - TTL: Copied from outer label.
+ *
+ *     - TC: Copied from outer label.
+ *
+ *     - BoS: 0.
+ *
+ * 'n' must be flow_count_mpls_labels(flow).  'n' must be less than
+ * FLOW_MAX_MPLS_LABELS (because otherwise flow->mpls_lse[] would overflow).
+ */
+void
+flow_push_mpls(struct flow *flow, int n, ovs_be16 mpls_eth_type,
+               struct flow_wildcards *wc)
+{
+    ovs_assert(eth_type_mpls(mpls_eth_type));
+    ovs_assert(n < FLOW_MAX_MPLS_LABELS);
+
+    memset(wc->masks.mpls_lse, 0xff, sizeof wc->masks.mpls_lse);
+    if (n) {
+        int i;
+
+        for (i = n; i >= 1; i--) {
+            flow->mpls_lse[i] = flow->mpls_lse[i - 1];
+        }
+        flow->mpls_lse[0] = (flow->mpls_lse[1]
+                             & htonl(~MPLS_BOS_MASK));
+    } else {
+        int label = 0;          /* IPv4 Explicit Null. */
+        int tc = 0;
+        int ttl = 64;
+
+        if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
+            label = 2;
+        }
+
+        if (is_ip_any(flow)) {
+            tc = (flow->nw_tos & IP_DSCP_MASK) >> 2;
+            wc->masks.nw_tos |= IP_DSCP_MASK;
+
+            if (flow->nw_ttl) {
+                ttl = flow->nw_ttl;
+            }
+            wc->masks.nw_ttl = 0xff;
+        }
+
+        flow->mpls_lse[0] = set_mpls_lse_values(ttl, tc, 1, htonl(label));
+
+        /* Clear all L3 and L4 fields. */
+        BUILD_ASSERT(FLOW_WC_SEQ == 25);
+        memset((char *) flow + FLOW_SEGMENT_2_ENDS_AT, 0,
+               sizeof(struct flow) - FLOW_SEGMENT_2_ENDS_AT);
+    }
+    flow->dl_type = mpls_eth_type;
+}
+
+/* Tries to remove the outermost MPLS label from 'flow'.  Returns true if
+ * successful, false otherwise.  On success, sets 'flow''s Ethernet type to
+ * 'eth_type'.
+ *
+ * 'n' must be flow_count_mpls_labels(flow). */
+bool
+flow_pop_mpls(struct flow *flow, int n, ovs_be16 eth_type,
+              struct flow_wildcards *wc)
+{
+    int i;
+
+    if (n == 0) {
+        /* Nothing to pop. */
+        return false;
+    } else if (n == FLOW_MAX_MPLS_LABELS
+               && !(flow->mpls_lse[n - 1] & htonl(MPLS_BOS_MASK))) {
+        /* Can't pop because we don't know what to fill in mpls_lse[n - 1]. */
+        return false;
+    }
+
+    memset(wc->masks.mpls_lse, 0xff, sizeof wc->masks.mpls_lse);
+    for (i = 1; i < n; i++) {
+        flow->mpls_lse[i - 1] = flow->mpls_lse[i];
+    }
+    flow->mpls_lse[n - 1] = 0;
+    flow->dl_type = eth_type;
+    return true;
+}
+
 /* Sets the MPLS Label that 'flow' matches to 'label', which is interpreted
  * as an OpenFlow 1.1 "mpls_label" value. */
 void
-flow_set_mpls_label(struct flow *flow, ovs_be32 label)
+flow_set_mpls_label(struct flow *flow, int idx, ovs_be32 label)
 {
-    set_mpls_lse_label(&flow->mpls_lse, label);
+    set_mpls_lse_label(&flow->mpls_lse[idx], label);
 }
 
 /* Sets the MPLS TTL that 'flow' matches to 'ttl', which should be in the
  * range 0...255. */
 void
-flow_set_mpls_ttl(struct flow *flow, uint8_t ttl)
+flow_set_mpls_ttl(struct flow *flow, int idx, uint8_t ttl)
 {
-    set_mpls_lse_ttl(&flow->mpls_lse, ttl);
+    set_mpls_lse_ttl(&flow->mpls_lse[idx], ttl);
 }
 
 /* Sets the MPLS TC that 'flow' matches to 'tc', which should be in the
  * range 0...7. */
 void
-flow_set_mpls_tc(struct flow *flow, uint8_t tc)
+flow_set_mpls_tc(struct flow *flow, int idx, uint8_t tc)
 {
-    set_mpls_lse_tc(&flow->mpls_lse, tc);
+    set_mpls_lse_tc(&flow->mpls_lse[idx], tc);
 }
 
 /* Sets the MPLS BOS bit that 'flow' matches to which should be 0 or 1. */
 void
-flow_set_mpls_bos(struct flow *flow, uint8_t bos)
+flow_set_mpls_bos(struct flow *flow, int idx, uint8_t bos)
+{
+    set_mpls_lse_bos(&flow->mpls_lse[idx], bos);
+}
+
+/* Sets the entire MPLS LSE. */
+void
+flow_set_mpls_lse(struct flow *flow, int idx, ovs_be32 lse)
 {
-    set_mpls_lse_bos(&flow->mpls_lse, bos);
+    flow->mpls_lse[idx] = lse;
+}
+
+static size_t
+flow_compose_l4(struct ofpbuf *b, const struct flow *flow)
+{
+    size_t l4_len = 0;
+
+    if (!(flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_ANY)
+        || !(flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER)) {
+        if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
+            struct tcp_header *tcp;
+
+            l4_len = sizeof *tcp;
+            tcp = ofpbuf_put_zeros(b, l4_len);
+            tcp->tcp_src = flow->tp_src;
+            tcp->tcp_dst = flow->tp_dst;
+            tcp->tcp_ctl = TCP_CTL(ntohs(flow->tcp_flags), 5);
+        } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
+            struct udp_header *udp;
+
+            l4_len = sizeof *udp;
+            udp = ofpbuf_put_zeros(b, l4_len);
+            udp->udp_src = flow->tp_src;
+            udp->udp_dst = flow->tp_dst;
+        } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_SCTP) {
+            struct sctp_header *sctp;
+
+            l4_len = sizeof *sctp;
+            sctp = ofpbuf_put_zeros(b, l4_len);
+            sctp->sctp_src = flow->tp_src;
+            sctp->sctp_dst = flow->tp_dst;
+        } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMP) {
+            struct icmp_header *icmp;
+
+            l4_len = sizeof *icmp;
+            icmp = ofpbuf_put_zeros(b, l4_len);
+            icmp->icmp_type = ntohs(flow->tp_src);
+            icmp->icmp_code = ntohs(flow->tp_dst);
+            icmp->icmp_csum = csum(icmp, ICMP_HEADER_LEN);
+        } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6) {
+            struct icmp6_hdr *icmp;
+
+            l4_len = sizeof *icmp;
+            icmp = ofpbuf_put_zeros(b, l4_len);
+            icmp->icmp6_type = ntohs(flow->tp_src);
+            icmp->icmp6_code = ntohs(flow->tp_dst);
+
+            if (icmp->icmp6_code == 0 &&
+                (icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_SOLICIT ||
+                 icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_ADVERT)) {
+                struct in6_addr *nd_target;
+                struct nd_opt_hdr *nd_opt;
+
+                l4_len += sizeof *nd_target;
+                nd_target = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *nd_target);
+                *nd_target = flow->nd_target;
+
+                if (!eth_addr_is_zero(flow->arp_sha)) {
+                    l4_len += 8;
+                    nd_opt = ofpbuf_put_zeros(b, 8);
+                    nd_opt->nd_opt_len = 1;
+                    nd_opt->nd_opt_type = ND_OPT_SOURCE_LINKADDR;
+                    memcpy(nd_opt + 1, flow->arp_sha, ETH_ADDR_LEN);
+                }
+                if (!eth_addr_is_zero(flow->arp_tha)) {
+                    l4_len += 8;
+                    nd_opt = ofpbuf_put_zeros(b, 8);
+                    nd_opt->nd_opt_len = 1;
+                    nd_opt->nd_opt_type = ND_OPT_TARGET_LINKADDR;
+                    memcpy(nd_opt + 1, flow->arp_tha, ETH_ADDR_LEN);
+                }
+            }
+            icmp->icmp6_cksum = (OVS_FORCE uint16_t)
+                csum(icmp, (char *)ofpbuf_tail(b) - (char *)icmp);
+        }
+    }
+    return l4_len;
 }
 
 /* Puts into 'b' a packet that flow_extract() would parse as having the given
@@ -977,21 +1325,24 @@ flow_set_mpls_bos(struct flow *flow, uint8_t bos)
 void
 flow_compose(struct ofpbuf *b, const struct flow *flow)
 {
+    size_t l4_len;
+
+    /* eth_compose() sets l3 pointer and makes sure it is 32-bit aligned. */
     eth_compose(b, flow->dl_dst, flow->dl_src, ntohs(flow->dl_type), 0);
     if (flow->dl_type == htons(FLOW_DL_TYPE_NONE)) {
         struct eth_header *eth = b->l2;
-        eth->eth_type = htons(b->size);
+        eth->eth_type = htons(ofpbuf_size(b));
         return;
     }
 
     if (flow->vlan_tci & htons(VLAN_CFI)) {
-        eth_push_vlan(b, flow->vlan_tci);
+        eth_push_vlan(b, htons(ETH_TYPE_VLAN), flow->vlan_tci);
     }
 
     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
         struct ip_header *ip;
 
-        b->l3 = ip = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *ip);
+        ip = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *ip);
         ip->ip_ihl_ver = IP_IHL_VER(5, 4);
         ip->ip_tos = flow->nw_tos;
         ip->ip_ttl = flow->nw_ttl;
@@ -1005,48 +1356,36 @@ flow_compose(struct ofpbuf *b, const struct flow *flow)
                 ip->ip_frag_off |= htons(100);
             }
         }
-        if (!(flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_ANY)
-            || !(flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER)) {
-            if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
-                struct tcp_header *tcp;
-
-                b->l4 = tcp = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *tcp);
-                tcp->tcp_src = flow->tp_src;
-                tcp->tcp_dst = flow->tp_dst;
-                tcp->tcp_ctl = TCP_CTL(0, 5);
-            } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
-                struct udp_header *udp;
-
-                b->l4 = udp = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *udp);
-                udp->udp_src = flow->tp_src;
-                udp->udp_dst = flow->tp_dst;
-            } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_SCTP) {
-                struct sctp_header *sctp;
-
-                b->l4 = sctp = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *sctp);
-                sctp->sctp_src = flow->tp_src;
-                sctp->sctp_dst = flow->tp_dst;
-            } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMP) {
-                struct icmp_header *icmp;
-
-                b->l4 = icmp = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *icmp);
-                icmp->icmp_type = ntohs(flow->tp_src);
-                icmp->icmp_code = ntohs(flow->tp_dst);
-                icmp->icmp_csum = csum(icmp, ICMP_HEADER_LEN);
-            }
-        }
 
-        ip = b->l3;
-        ip->ip_tot_len = htons((uint8_t *) b->data + b->size
-                               - (uint8_t *) b->l3);
+        ofpbuf_set_l4(b, ofpbuf_tail(b));
+
+        l4_len = flow_compose_l4(b, flow);
+
+        ip->ip_tot_len = htons(b->l4_ofs - b->l3_ofs + l4_len);
         ip->ip_csum = csum(ip, sizeof *ip);
     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
-        /* XXX */
+        struct ovs_16aligned_ip6_hdr *nh;
+
+        nh = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *nh);
+        put_16aligned_be32(&nh->ip6_flow, htonl(6 << 28) |
+                           htonl(flow->nw_tos << 20) | flow->ipv6_label);
+        nh->ip6_hlim = flow->nw_ttl;
+        nh->ip6_nxt = flow->nw_proto;
+
+        memcpy(&nh->ip6_src, &flow->ipv6_src, sizeof(nh->ip6_src));
+        memcpy(&nh->ip6_dst, &flow->ipv6_dst, sizeof(nh->ip6_dst));
+
+        ofpbuf_set_l4(b, ofpbuf_tail(b));
+
+        l4_len = flow_compose_l4(b, flow);
+
+        nh->ip6_plen = htons(l4_len);
     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP) ||
                flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_RARP)) {
         struct arp_eth_header *arp;
 
-        b->l3 = arp = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *arp);
+        arp = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *arp);
+        ofpbuf_set_l3(b, arp);
         arp->ar_hrd = htons(1);
         arp->ar_pro = htons(ETH_TYPE_IP);
         arp->ar_hln = ETH_ADDR_LEN;
@@ -1063,8 +1402,17 @@ flow_compose(struct ofpbuf *b, const struct flow *flow)
     }
 
     if (eth_type_mpls(flow->dl_type)) {
-        b->l2_5 = b->l3;
-        push_mpls(b, flow->dl_type, flow->mpls_lse);
+        int n;
+
+        b->l2_5_ofs = b->l3_ofs;
+        for (n = 1; n < FLOW_MAX_MPLS_LABELS; n++) {
+            if (flow->mpls_lse[n - 1] & htonl(MPLS_BOS_MASK)) {
+                break;
+            }
+        }
+        while (n > 0) {
+            push_mpls(b, flow->dl_type, flow->mpls_lse[--n]);
+        }
     }
 }
 \f
@@ -1073,13 +1421,7 @@ flow_compose(struct ofpbuf *b, const struct flow *flow)
 static int
 miniflow_n_values(const struct miniflow *flow)
 {
-    int n, i;
-
-    n = 0;
-    for (i = 0; i < MINI_N_MAPS; i++) {
-        n += popcount(flow->map[i]);
-    }
-    return n;
+    return count_1bits(flow->map);
 }
 
 static uint32_t *
@@ -1095,27 +1437,27 @@ miniflow_alloc_values(struct miniflow *flow, int n)
 
 /* Completes an initialization of 'dst' as a miniflow copy of 'src' begun by
  * the caller.  The caller must have already initialized 'dst->map' properly
- * to indicate the nonzero uint32_t elements of 'src'.  'n' must be the number
- * of 1-bits in 'dst->map'.
+ * to indicate the significant uint32_t elements of 'src'.  'n' must be the
+ * number of 1-bits in 'dst->map'.
+ *
+ * Normally the significant elements are the ones that are non-zero.  However,
+ * when a miniflow is initialized from a (mini)mask, the values can be zeroes,
+ * so that the flow and mask always have the same maps.
  *
  * This function initializes 'dst->values' (either inline if possible or with
- * malloc() otherwise) and copies the nonzero uint32_t elements of 'src' into
- * it. */
+ * malloc() otherwise) and copies the uint32_t elements of 'src' indicated by
+ * 'dst->map' into it. */
 static void
 miniflow_init__(struct miniflow *dst, const struct flow *src, int n)
 {
     const uint32_t *src_u32 = (const uint32_t *) src;
     unsigned int ofs;
-    int i;
+    uint64_t map;
 
     dst->values = miniflow_alloc_values(dst, n);
     ofs = 0;
-    for (i = 0; i < MINI_N_MAPS; i++) {
-        uint32_t map;
-
-        for (map = dst->map[i]; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
-            dst->values[ofs++] = src_u32[raw_ctz(map) + i * 32];
-        }
+    for (map = dst->map; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
+        dst->values[ofs++] = src_u32[raw_ctz(map)];
     }
 }
 
@@ -1130,10 +1472,11 @@ miniflow_init(struct miniflow *dst, const struct flow *src)
 
     /* Initialize dst->map, counting the number of nonzero elements. */
     n = 0;
-    memset(dst->map, 0, sizeof dst->map);
+    dst->map = 0;
+
     for (i = 0; i < FLOW_U32S; i++) {
         if (src_u32[i]) {
-            dst->map[i / 32] |= 1u << (i % 32);
+            dst->map |= UINT64_C(1) << i;
             n++;
         }
     }
@@ -1147,7 +1490,7 @@ void
 miniflow_init_with_minimask(struct miniflow *dst, const struct flow *src,
                             const struct minimask *mask)
 {
-    memcpy(dst->map, mask->masks.map, sizeof dst->map);
+    dst->map = mask->masks.map;
     miniflow_init__(dst, src, miniflow_n_values(dst));
 }
 
@@ -1157,7 +1500,7 @@ void
 miniflow_clone(struct miniflow *dst, const struct miniflow *src)
 {
     int n = miniflow_n_values(src);
-    memcpy(dst->map, src->map, sizeof dst->map);
+    dst->map = src->map;
     dst->values = miniflow_alloc_values(dst, n);
     memcpy(dst->values, src->values, n * sizeof *dst->values);
 }
@@ -1174,7 +1517,7 @@ miniflow_move(struct miniflow *dst, struct miniflow *src)
     } else {
         dst->values = src->values;
     }
-    memcpy(dst->map, src->map, sizeof dst->map);
+    dst->map = src->map;
 }
 
 /* Frees any memory owned by 'flow'.  Does not free the storage in which 'flow'
@@ -1198,21 +1541,12 @@ miniflow_expand(const struct miniflow *src, struct flow *dst)
 static const uint32_t *
 miniflow_get__(const struct miniflow *flow, unsigned int u32_ofs)
 {
-    if (!(flow->map[u32_ofs / 32] & (1u << (u32_ofs % 32)))) {
+    if (!(flow->map & (UINT64_C(1) << u32_ofs))) {
         static const uint32_t zero = 0;
         return &zero;
-    } else {
-        const uint32_t *p = flow->values;
-
-        BUILD_ASSERT(MINI_N_MAPS == 2);
-        if (u32_ofs < 32) {
-            p += popcount(flow->map[0] & ((1u << u32_ofs) - 1));
-        } else {
-            p += popcount(flow->map[0]);
-            p += popcount(flow->map[1] & ((1u << (u32_ofs - 32)) - 1));
-        }
-        return p;
     }
+    return flow->values +
+           count_1bits(flow->map & ((UINT64_C(1) << u32_ofs) - 1));
 }
 
 /* Returns the uint32_t that would be at byte offset '4 * u32_ofs' if 'flow'
@@ -1248,28 +1582,24 @@ miniflow_equal(const struct miniflow *a, const struct miniflow *b)
 {
     const uint32_t *ap = a->values;
     const uint32_t *bp = b->values;
-    int i;
+    const uint64_t a_map = a->map;
+    const uint64_t b_map = b->map;
+    uint64_t map;
 
-    for (i = 0; i < MINI_N_MAPS; i++) {
-        const uint32_t a_map = a->map[i];
-        const uint32_t b_map = b->map[i];
-        uint32_t map;
-
-        if (a_map == b_map) {
-            for (map = a_map; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
-                if (*ap++ != *bp++) {
-                    return false;
-                }
+    if (a_map == b_map) {
+        for (map = a_map; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
+            if (*ap++ != *bp++) {
+                return false;
             }
-        } else {
-            for (map = a_map | b_map; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
-                uint32_t bit = rightmost_1bit(map);
-                uint32_t a_value = a_map & bit ? *ap++ : 0;
-                uint32_t b_value = b_map & bit ? *bp++ : 0;
+        }
+    } else {
+        for (map = a_map | b_map; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
+            uint64_t bit = rightmost_1bit(map);
+            uint64_t a_value = a_map & bit ? *ap++ : 0;
+            uint64_t b_value = b_map & bit ? *bp++ : 0;
 
-                if (a_value != b_value) {
-                    return false;
-                }
+            if (a_value != b_value) {
+                return false;
             }
         }
     }
@@ -1284,20 +1614,17 @@ miniflow_equal_in_minimask(const struct miniflow *a, const struct miniflow *b,
                            const struct minimask *mask)
 {
     const uint32_t *p;
-    int i;
+    uint64_t map;
 
     p = mask->masks.values;
-    for (i = 0; i < MINI_N_MAPS; i++) {
-        uint32_t map;
 
-        for (map = mask->masks.map[i]; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
-            int ofs = raw_ctz(map) + i * 32;
+    for (map = mask->masks.map; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
+        int ofs = raw_ctz(map);
 
-            if ((miniflow_get(a, ofs) ^ miniflow_get(b, ofs)) & *p) {
-                return false;
-            }
-            p++;
+        if ((miniflow_get(a, ofs) ^ miniflow_get(b, ofs)) & *p) {
+            return false;
         }
+        p++;
     }
 
     return true;
@@ -1311,20 +1638,17 @@ miniflow_equal_flow_in_minimask(const struct miniflow *a, const struct flow *b,
 {
     const uint32_t *b_u32 = (const uint32_t *) b;
     const uint32_t *p;
-    int i;
+    uint64_t map;
 
     p = mask->masks.values;
-    for (i = 0; i < MINI_N_MAPS; i++) {
-        uint32_t map;
 
-        for (map = mask->masks.map[i]; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
-            int ofs = raw_ctz(map) + i * 32;
+    for (map = mask->masks.map; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
+        int ofs = raw_ctz(map);
 
-            if ((miniflow_get(a, ofs) ^ b_u32[ofs]) & *p) {
-                return false;
-            }
-            p++;
+        if ((miniflow_get(a, ofs) ^ b_u32[ofs]) & *p) {
+            return false;
         }
+        p++;
     }
 
     return true;
@@ -1336,21 +1660,19 @@ miniflow_hash(const struct miniflow *flow, uint32_t basis)
 {
     const uint32_t *p = flow->values;
     uint32_t hash = basis;
-    int i;
-
-    for (i = 0; i < MINI_N_MAPS; i++) {
-        uint32_t hash_map = 0;
-        uint32_t map;
+    uint64_t hash_map = 0;
+    uint64_t map;
 
-        for (map = flow->map[i]; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
-            if (*p) {
-                hash = mhash_add(hash, *p);
-                hash_map |= rightmost_1bit(map);
-            }
-            p++;
+    for (map = flow->map; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
+        if (*p) {
+            hash = mhash_add(hash, *p);
+            hash_map |= rightmost_1bit(map);
         }
-        hash = mhash_add(hash, hash_map);
+        p++;
     }
+    hash = mhash_add(hash, hash_map);
+    hash = mhash_add(hash, hash_map >> 32);
+
     return mhash_finish(hash, p - flow->values);
 }
 
@@ -1365,19 +1687,12 @@ miniflow_hash_in_minimask(const struct miniflow *flow,
 {
     const uint32_t *p = mask->masks.values;
     uint32_t hash;
-    int i;
+    uint64_t map;
 
     hash = basis;
-    for (i = 0; i < MINI_N_MAPS; i++) {
-        uint32_t map;
 
-        for (map = mask->masks.map[i]; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
-            if (*p) {
-                int ofs = raw_ctz(map) + i * 32;
-                hash = mhash_add(hash, miniflow_get(flow, ofs) & *p);
-            }
-            p++;
-        }
+    for (map = mask->masks.map; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
+        hash = mhash_add(hash, miniflow_get(flow, raw_ctz(map)) & *p++);
     }
 
     return mhash_finish(hash, (p - mask->masks.values) * 4);
@@ -1392,27 +1707,44 @@ uint32_t
 flow_hash_in_minimask(const struct flow *flow, const struct minimask *mask,
                       uint32_t basis)
 {
-    const uint32_t *flow_u32;
+    const uint32_t *flow_u32 = (const uint32_t *)flow;
     const uint32_t *p = mask->masks.values;
     uint32_t hash;
-    int i;
+    uint64_t map;
 
     hash = basis;
-    flow_u32 = (const uint32_t *) flow;
-    for (i = 0; i < MINI_N_MAPS; i++) {
-        uint32_t map;
+    for (map = mask->masks.map; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
+        hash = mhash_add(hash, flow_u32[raw_ctz(map)] & *p++);
+    }
 
-        for (map = mask->masks.map[i]; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
-            if (*p) {
-                hash = mhash_add(hash, flow_u32[raw_ctz(map)] & *p);
-            }
-            p++;
-        }
-        flow_u32 += 32;
+    return mhash_finish(hash, (p - mask->masks.values) * 4);
+}
+
+/* Returns a hash value for the bits of range [start, end) in 'flow',
+ * where there are 1-bits in 'mask', given 'hash'.
+ *
+ * The hash values returned by this function are the same as those returned by
+ * minimatch_hash_range(), only the form of the arguments differ. */
+uint32_t
+flow_hash_in_minimask_range(const struct flow *flow,
+                            const struct minimask *mask,
+                            uint8_t start, uint8_t end, uint32_t *basis)
+{
+    const uint32_t *flow_u32 = (const uint32_t *)flow;
+    unsigned int offset;
+    uint64_t map = miniflow_get_map_in_range(&mask->masks, start, end,
+                                             &offset);
+    const uint32_t *p = mask->masks.values + offset;
+    uint32_t hash = *basis;
+
+    for (; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
+        hash = mhash_add(hash, flow_u32[raw_ctz(map)] & *p++);
     }
 
+    *basis = hash; /* Allow continuation from the unfinished value. */
     return mhash_finish(hash, (p - mask->masks.values) * 4);
 }
+
 \f
 /* Initializes 'dst' as a copy of 'src'.  The caller must eventually free 'dst'
  * with minimask_destroy(). */
@@ -1450,23 +1782,19 @@ minimask_combine(struct minimask *dst_,
     struct miniflow *dst = &dst_->masks;
     const struct miniflow *a = &a_->masks;
     const struct miniflow *b = &b_->masks;
-    int i, n;
+    uint64_t map;
+    int n = 0;
 
-    n = 0;
     dst->values = storage;
-    for (i = 0; i < MINI_N_MAPS; i++) {
-        uint32_t map;
-
-        dst->map[i] = 0;
-        for (map = a->map[i] & b->map[i]; map;
-             map = zero_rightmost_1bit(map)) {
-            int ofs = raw_ctz(map) + i * 32;
-            uint32_t mask = miniflow_get(a, ofs) & miniflow_get(b, ofs);
-
-            if (mask) {
-                dst->map[i] |= rightmost_1bit(map);
-                dst->values[n++] = mask;
-            }
+
+    dst->map = 0;
+    for (map = a->map & b->map; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
+        int ofs = raw_ctz(map);
+        uint32_t mask = miniflow_get(a, ofs) & miniflow_get(b, ofs);
+
+        if (mask) {
+            dst->map |= rightmost_1bit(map);
+            dst->values[n++] = mask;
         }
     }
 }
@@ -1523,20 +1851,15 @@ minimask_has_extra(const struct minimask *a_, const struct minimask *b_)
 {
     const struct miniflow *a = &a_->masks;
     const struct miniflow *b = &b_->masks;
-    int i;
-
-    for (i = 0; i < MINI_N_MAPS; i++) {
-        uint32_t map;
+    uint64_t map;
 
-        for (map = a->map[i] | b->map[i]; map;
-             map = zero_rightmost_1bit(map)) {
-            int ofs = raw_ctz(map) + i * 32;
-            uint32_t a_u32 = miniflow_get(a, ofs);
-            uint32_t b_u32 = miniflow_get(b, ofs);
+    for (map = a->map | b->map; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
+        int ofs = raw_ctz(map);
+        uint32_t a_u32 = miniflow_get(a, ofs);
+        uint32_t b_u32 = miniflow_get(b, ofs);
 
-            if ((a_u32 & b_u32) != b_u32) {
-                return true;
-            }
+        if ((a_u32 & b_u32) != b_u32) {
+            return true;
         }
     }
 
@@ -1550,15 +1873,11 @@ minimask_is_catchall(const struct minimask *mask_)
 {
     const struct miniflow *mask = &mask_->masks;
     const uint32_t *p = mask->values;
-    int i;
-
-    for (i = 0; i < MINI_N_MAPS; i++) {
-        uint32_t map;
+    uint64_t map;
 
-        for (map = mask->map[i]; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
-            if (*p++) {
-                return false;
-            }
+    for (map = mask->map; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
+        if (*p++) {
+            return false;
         }
     }
     return true;