ofpbuf: Abstract 'l2' pointer and document usage conventions.
[sliver-openvswitch.git] / lib / flow.c
index 13d0aa5..e1ea75e 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.
@@ -35,6 +35,7 @@
 #include "ofpbuf.h"
 #include "openflow/openflow.h"
 #include "packets.h"
+#include "odp-util.h"
 #include "random.h"
 #include "unaligned.h"
 
@@ -58,41 +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)
 {
@@ -109,12 +85,11 @@ static void
 parse_mpls(struct ofpbuf *b, struct flow *flow)
 {
     struct mpls_hdr *mh;
-    bool top = true;
+    int idx = 0;
 
     while ((mh = ofpbuf_try_pull(b, sizeof *mh))) {
-        if (top) {
-            top = false;
-            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;
@@ -130,7 +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);
     }
@@ -147,11 +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
@@ -209,7 +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;
         }
 
@@ -218,7 +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;
@@ -228,13 +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)) {
@@ -258,46 +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;
         flow->tcp_flags = tcp->tcp_ctl & htons(0x0fff);
-        packet->l7 = b->data;
     }
 }
 
 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
@@ -312,17 +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;
             }
 
@@ -351,39 +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 'packet' header pointers as follows:
+/* Initializes 'flow' members from 'packet' and 'md'
  *
- *    - packet->l2 to the start of the Ethernet header.
+ * Initializes 'packet' header l2 pointer to the start of the Ethernet
+ * header, and the layer offsets as follows:
  *
- *    - packet->l2_5 to the start of the MPLS shim header.
+ *    - packet->l2_5_ofs to the start of the MPLS shim header, or UINT16_MAX
+ *      when there is no 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.
+ *      Ethernet frame.  UINT16_MAX if the frame is too short to contain an
+ *      Ethernet header.
  *
- *    - packet->l4 to just past the IPv4 header, if one is present and has a
- *      correct length, and otherwise NULL.
- *
- *    - 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;
@@ -393,28 +364,21 @@ 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 (in_port) {
-        flow->in_port = *in_port;
+    if (md) {
+        flow->tunnel = md->tunnel;
+        flow->in_port = md->in_port;
+        flow->skb_priority = md->skb_priority;
+        flow->pkt_mark = md->pkt_mark;
     }
-    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;
+    ofpbuf_set_frame(packet, ofpbuf_data(packet));
 
-    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);
 
@@ -427,16 +391,16 @@ 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);
@@ -453,17 +417,16 @@ 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;
                     }
                 }
             }
@@ -473,17 +436,15 @@ 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)) {
@@ -535,8 +496,10 @@ flow_unwildcard_tp_ports(const struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc)
 void
 flow_get_metadata(const struct flow *flow, struct flow_metadata *fmd)
 {
-    BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 23);
+    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;
@@ -725,24 +688,22 @@ flow_wildcards_fold_minimask(struct flow_wildcards *wc,
     flow_union_with_miniflow(&wc->masks, &mask->masks);
 }
 
-inline uint64_t
+uint64_t
 miniflow_get_map_in_range(const struct miniflow *miniflow,
-                          uint8_t start, uint8_t end, const uint32_t **data)
+                          uint8_t start, uint8_t end, unsigned int *offset)
 {
     uint64_t map = miniflow->map;
-    uint32_t *p = miniflow->values;
+    *offset = 0;
 
     if (start > 0) {
         uint64_t msk = (UINT64_C(1) << start) - 1; /* 'start' LSBs set */
-        p += count_1bits(map & msk);  /* Skip to start. */
+        *offset = count_1bits(map & msk);
         map &= ~msk;
     }
     if (end < FLOW_U32S) {
         uint64_t msk = (UINT64_C(1) << end) - 1; /* 'end' LSBs set */
         map &= msk;
     }
-
-    *data = p;
     return map;
 }
 
@@ -754,8 +715,10 @@ flow_wildcards_fold_minimask_range(struct flow_wildcards *wc,
                                    uint8_t start, uint8_t end)
 {
     uint32_t *dst_u32 = (uint32_t *)&wc->masks;
-    const uint32_t *p;
-    uint64_t map = miniflow_get_map_in_range(&mask->masks, start, end, &p);
+    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++;
@@ -823,6 +786,25 @@ 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)
@@ -1047,77 +1029,255 @@ 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, 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)
+{
+    flow->mpls_lse[idx] = lse;
+}
 
-static void
+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;
 
-            tcp = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *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);
-            b->l7 = ofpbuf_tail(b);
         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
             struct udp_header *udp;
 
-            udp = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *udp);
+            l4_len = sizeof *udp;
+            udp = ofpbuf_put_zeros(b, l4_len);
             udp->udp_src = flow->tp_src;
             udp->udp_dst = flow->tp_dst;
-            b->l7 = ofpbuf_tail(b);
         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_SCTP) {
             struct sctp_header *sctp;
 
-            sctp = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *sctp);
+            l4_len = sizeof *sctp;
+            sctp = ofpbuf_put_zeros(b, l4_len);
             sctp->sctp_src = flow->tp_src;
             sctp->sctp_dst = flow->tp_dst;
-            b->l7 = ofpbuf_tail(b);
         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMP) {
             struct icmp_header *icmp;
 
-            icmp = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *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);
-            b->l7 = ofpbuf_tail(b);
         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6) {
             struct icmp6_hdr *icmp;
 
-            icmp = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *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);
 
@@ -1127,16 +1287,19 @@ flow_compose_l4(struct ofpbuf *b, const struct flow *flow)
                 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;
@@ -1145,9 +1308,9 @@ flow_compose_l4(struct ofpbuf *b, const struct flow *flow)
             }
             icmp->icmp6_cksum = (OVS_FORCE uint16_t)
                 csum(icmp, (char *)ofpbuf_tail(b) - (char *)icmp);
-            b->l7 = ofpbuf_tail(b);
         }
     }
+    return l4_len;
 }
 
 /* Puts into 'b' a packet that flow_extract() would parse as having the given
@@ -1159,16 +1322,18 @@ flow_compose_l4(struct ofpbuf *b, const struct flow *flow)
 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);
+        struct eth_header *eth = ofpbuf_l2(b);
+        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)) {
@@ -1189,12 +1354,11 @@ flow_compose(struct ofpbuf *b, const struct flow *flow)
             }
         }
 
-        b->l4 = ofpbuf_tail(b);
+        ofpbuf_set_l4(b, ofpbuf_tail(b));
 
-        flow_compose_l4(b, flow);
+        l4_len = flow_compose_l4(b, flow);
 
-        ip->ip_tot_len = htons((uint8_t *) b->data + b->size
-                               - (uint8_t *) b->l3);
+        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)) {
         struct ovs_16aligned_ip6_hdr *nh;
@@ -1208,17 +1372,17 @@ flow_compose(struct ofpbuf *b, const struct flow *flow)
         memcpy(&nh->ip6_src, &flow->ipv6_src, sizeof(nh->ip6_src));
         memcpy(&nh->ip6_dst, &flow->ipv6_dst, sizeof(nh->ip6_dst));
 
-        b->l4 = ofpbuf_tail(b);
+        ofpbuf_set_l4(b, ofpbuf_tail(b));
 
-        flow_compose_l4(b, flow);
+        l4_len = flow_compose_l4(b, flow);
 
-        nh->ip6_plen =
-            b->l7 ? htons((uint8_t *) b->l7 - (uint8_t *) b->l4) : htons(0);
+        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;
@@ -1235,8 +1399,17 @@ 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
@@ -1516,11 +1689,7 @@ miniflow_hash_in_minimask(const struct miniflow *flow,
     hash = basis;
 
     for (map = mask->masks.map; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
-        if (*p) {
-            int ofs = raw_ctz(map);
-            hash = mhash_add(hash, miniflow_get(flow, ofs) & *p);
-        }
-        p++;
+        hash = mhash_add(hash, miniflow_get(flow, raw_ctz(map)) & *p++);
     }
 
     return mhash_finish(hash, (p - mask->masks.values) * 4);
@@ -1542,10 +1711,7 @@ flow_hash_in_minimask(const struct flow *flow, const struct minimask *mask,
 
     hash = basis;
     for (map = mask->masks.map; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
-        if (*p) {
-            hash = mhash_add(hash, flow_u32[raw_ctz(map)] & *p);
-        }
-        p++;
+        hash = mhash_add(hash, flow_u32[raw_ctz(map)] & *p++);
     }
 
     return mhash_finish(hash, (p - mask->masks.values) * 4);
@@ -1562,15 +1728,14 @@ flow_hash_in_minimask_range(const struct flow *flow,
                             uint8_t start, uint8_t end, uint32_t *basis)
 {
     const uint32_t *flow_u32 = (const uint32_t *)flow;
-    const uint32_t *p;
-    uint64_t map = miniflow_get_map_in_range(&mask->masks, start, end, &p);
+    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)) {
-        if (*p) {
-            hash = mhash_add(hash, flow_u32[raw_ctz(map)] & *p);
-        }
-        p++;
+        hash = mhash_add(hash, flow_u32[raw_ctz(map)] & *p++);
     }
 
     *basis = hash; /* Allow continuation from the unfinished value. */