ovs-ofctl: Accept port keywords, OF1.1 port numbers, reject port number 0.
[sliver-openvswitch.git] / lib / meta-flow.c
index 2df1cb4..38c9a27 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /*
- * Copyright (c) 2011 Nicira Networks.
+ * Copyright (c) 2011, 2012 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 "classifier.h"
 #include "dynamic-string.h"
+#include "ofp-errors.h"
 #include "ofp-util.h"
 #include "packets.h"
 #include "random.h"
 #include "shash.h"
 #include "socket-util.h"
 #include "unaligned.h"
+#include "vlog.h"
+
+VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(meta_flow);
 
 #define MF_FIELD_SIZES(MEMBER)                  \
     sizeof ((union mf_value *)0)->MEMBER,       \
@@ -45,27 +49,42 @@ static const struct mf_field mf_fields[MFF_N_IDS] = {
     {
         MFF_TUN_ID, "tun_id", NULL,
         MF_FIELD_SIZES(be64),
-        MFM_FULLY, 0,
+        MFM_FULLY,
+        MFS_HEXADECIMAL,
+        MFP_NONE,
+        true,
+        NXM_NX_TUN_ID, "NXM_NX_TUN_ID",
+        NXM_NX_TUN_ID, "NXM_NX_TUN_ID",
+    }, {
+        MFF_METADATA, "metadata", NULL,
+        MF_FIELD_SIZES(be64),
+        MFM_FULLY,
         MFS_HEXADECIMAL,
         MFP_NONE,
-        NXM_NX_TUN_ID,
+        true,
+        OXM_OF_METADATA, "OXM_OF_METADATA",
+        OXM_OF_METADATA, "OXM_OF_METADATA",
     }, {
         MFF_IN_PORT, "in_port", NULL,
         MF_FIELD_SIZES(be16),
-        MFM_NONE, FWW_IN_PORT,
+        MFM_NONE,
         MFS_OFP_PORT,
         MFP_NONE,
-        NXM_OF_IN_PORT,
+        false,
+        NXM_OF_IN_PORT, "NXM_OF_IN_PORT",
+        OXM_OF_IN_PORT, "OXM_OF_IN_PORT",
     },
 
 #define REGISTER(IDX)                           \
     {                                           \
         MFF_REG##IDX, "reg" #IDX, NULL,         \
         MF_FIELD_SIZES(be32),                   \
-        MFM_FULLY, 0,                           \
+        MFM_FULLY,                              \
         MFS_HEXADECIMAL,                        \
         MFP_NONE,                               \
-        NXM_NX_REG(IDX),                        \
+        true,                                   \
+        NXM_NX_REG(IDX), "NXM_NX_REG" #IDX,     \
+        NXM_NX_REG(IDX), "NXM_NX_REG" #IDX,     \
     }
 #if FLOW_N_REGS > 0
     REGISTER(0),
@@ -83,6 +102,15 @@ static const struct mf_field mf_fields[MFF_N_IDS] = {
     REGISTER(4),
 #endif
 #if FLOW_N_REGS > 5
+    REGISTER(5),
+#endif
+#if FLOW_N_REGS > 6
+    REGISTER(6),
+#endif
+#if FLOW_N_REGS > 7
+    REGISTER(7),
+#endif
+#if FLOW_N_REGS > 8
 #error
 #endif
 
@@ -93,47 +121,77 @@ static const struct mf_field mf_fields[MFF_N_IDS] = {
     {
         MFF_ETH_SRC, "eth_src", "dl_src",
         MF_FIELD_SIZES(mac),
-        MFM_NONE, FWW_DL_SRC,
+        MFM_FULLY,
         MFS_ETHERNET,
         MFP_NONE,
-        NXM_OF_ETH_SRC,
+        true,
+        NXM_OF_ETH_SRC, "NXM_OF_ETH_SRC",
+        OXM_OF_ETH_SRC, "OXM_OF_ETH_SRC",
     }, {
         MFF_ETH_DST, "eth_dst", "dl_dst",
         MF_FIELD_SIZES(mac),
-        MFM_MCAST, 0,
+        MFM_FULLY,
         MFS_ETHERNET,
         MFP_NONE,
-        NXM_OF_ETH_DST,
+        true,
+        NXM_OF_ETH_DST, "NXM_OF_ETH_DST",
+        OXM_OF_ETH_DST, "OXM_OF_ETH_DST",
     }, {
         MFF_ETH_TYPE, "eth_type", "dl_type",
         MF_FIELD_SIZES(be16),
-        MFM_NONE, FWW_DL_TYPE,
+        MFM_NONE,
         MFS_HEXADECIMAL,
         MFP_NONE,
-        NXM_OF_ETH_TYPE,
+        false,
+        NXM_OF_ETH_TYPE, "NXM_OF_ETH_TYPE",
+        OXM_OF_ETH_TYPE, "OXM_OF_ETH_TYPE",
     },
 
     {
         MFF_VLAN_TCI, "vlan_tci", NULL,
         MF_FIELD_SIZES(be16),
-        MFM_FULLY, 0,
+        MFM_FULLY,
         MFS_HEXADECIMAL,
         MFP_NONE,
-        NXM_OF_VLAN_TCI,
+        true,
+        NXM_OF_VLAN_TCI, "NXM_OF_VLAN_TCI",
+        NXM_OF_VLAN_TCI, "NXM_OF_VLAN_TCI",
     }, {
-        MFF_VLAN_VID, "dl_vlan", NULL,
+        MFF_DL_VLAN, "dl_vlan", NULL,
         sizeof(ovs_be16), 12,
-        MFM_NONE, 0,
+        MFM_NONE,
         MFS_DECIMAL,
         MFP_NONE,
-        0,
+        true,
+        0, NULL,
+        0, NULL,
     }, {
-        MFF_VLAN_PCP, "dl_vlan_pcp", NULL,
+        MFF_VLAN_VID, "vlan_vid", NULL,
+        sizeof(ovs_be16), 12,
+        MFM_FULLY,
+        MFS_DECIMAL,
+        MFP_NONE,
+        true,
+        OXM_OF_VLAN_VID, "OXM_OF_VLAN_VID",
+        OXM_OF_VLAN_VID, "OXM_OF_VLAN_VID",
+    }, {
+        MFF_DL_VLAN_PCP, "dl_vlan_pcp", NULL,
         1, 3,
-        MFM_NONE, 0,
+        MFM_NONE,
         MFS_DECIMAL,
         MFP_NONE,
-        0,
+        true,
+        0, NULL,
+        0, NULL,
+    }, {
+        MFF_VLAN_PCP, "vlan_pcp", NULL,
+        1, 3,
+        MFM_NONE,
+        MFS_DECIMAL,
+        MFP_VLAN_VID,
+        true,
+        OXM_OF_VLAN_PCP, "OXM_OF_VLAN_PCP",
+        OXM_OF_VLAN_PCP, "OXM_OF_VLAN_PCP",
     },
 
     /* ## -- ## */
@@ -143,115 +201,145 @@ static const struct mf_field mf_fields[MFF_N_IDS] = {
     {
         MFF_IPV4_SRC, "ip_src", "nw_src",
         MF_FIELD_SIZES(be32),
-        MFM_CIDR, 0,
+        MFM_FULLY,
         MFS_IPV4,
         MFP_IPV4,
-        NXM_OF_IP_SRC,
+        true,
+        NXM_OF_IP_SRC, "NXM_OF_IP_SRC",
+        OXM_OF_IPV4_SRC, "OXM_OF_IPV4_SRC",
     }, {
         MFF_IPV4_DST, "ip_dst", "nw_dst",
         MF_FIELD_SIZES(be32),
-        MFM_CIDR, 0,
+        MFM_FULLY,
         MFS_IPV4,
         MFP_IPV4,
-        NXM_OF_IP_DST,
+        true,
+        NXM_OF_IP_DST, "NXM_OF_IP_DST",
+        OXM_OF_IPV4_DST, "OXM_OF_IPV4_DST",
     },
 
     {
         MFF_IPV6_SRC, "ipv6_src", NULL,
         MF_FIELD_SIZES(ipv6),
-        MFM_CIDR, 0,
+        MFM_FULLY,
         MFS_IPV6,
         MFP_IPV6,
-        NXM_NX_IPV6_SRC,
+        true,
+        NXM_NX_IPV6_SRC, "NXM_NX_IPV6_SRC",
+        OXM_OF_IPV6_SRC, "OXM_OF_IPV6_SRC",
     }, {
         MFF_IPV6_DST, "ipv6_dst", NULL,
         MF_FIELD_SIZES(ipv6),
-        MFM_CIDR, 0,
+        MFM_FULLY,
         MFS_IPV6,
         MFP_IPV6,
-        NXM_NX_IPV6_DST,
+        true,
+        NXM_NX_IPV6_DST, "NXM_NX_IPV6_DST",
+        OXM_OF_IPV6_DST, "OXM_OF_IPV6_DST",
     },
     {
         MFF_IPV6_LABEL, "ipv6_label", NULL,
         4, 20,
-        MFM_NONE, FWW_IPV6_LABEL,
+        MFM_FULLY,
         MFS_HEXADECIMAL,
         MFP_IPV6,
-        NXM_NX_IPV6_LABEL,
+        false,
+        NXM_NX_IPV6_LABEL, "NXM_NX_IPV6_LABEL",
+        OXM_OF_IPV6_FLABEL, "OXM_OF_IPV6_FLABEL",
     },
 
     {
         MFF_IP_PROTO, "nw_proto", NULL,
         MF_FIELD_SIZES(u8),
-        MFM_NONE, FWW_NW_PROTO,
+        MFM_NONE,
         MFS_DECIMAL,
         MFP_IP_ANY,
-        NXM_OF_IP_PROTO,
+        false,
+        NXM_OF_IP_PROTO, "NXM_OF_IP_PROTO",
+        OXM_OF_IP_PROTO, "OXM_OF_IP_PROTO",
     }, {
         MFF_IP_DSCP, "nw_tos", NULL,
         MF_FIELD_SIZES(u8),
-        MFM_NONE, 0,
+        MFM_NONE,
         MFS_DECIMAL,
         MFP_IP_ANY,
-        NXM_OF_IP_TOS,
+        true,
+        NXM_OF_IP_TOS, "NXM_OF_IP_TOS",
+        OXM_OF_IP_DSCP, "OXM_OF_IP_DSCP",
     }, {
         MFF_IP_ECN, "nw_ecn", NULL,
         1, 2,
-        MFM_NONE, 0,
+        MFM_NONE,
         MFS_DECIMAL,
         MFP_IP_ANY,
-        NXM_NX_IP_ECN,
+        true,
+        NXM_NX_IP_ECN, "NXM_NX_IP_ECN",
+        OXM_OF_IP_ECN, "OXM_OF_IP_ECN",
     }, {
         MFF_IP_TTL, "nw_ttl", NULL,
         MF_FIELD_SIZES(u8),
-        MFM_NONE, FWW_NW_TTL,
+        MFM_NONE,
         MFS_DECIMAL,
         MFP_IP_ANY,
-        NXM_NX_IP_TTL,
+        true,
+        NXM_NX_IP_TTL, "NXM_NX_IP_TTL",
+        NXM_NX_IP_TTL, "NXM_NX_IP_TTL",
     }, {
         MFF_IP_FRAG, "ip_frag", NULL,
         1, 2,
-        MFM_FULLY, 0,
+        MFM_FULLY,
         MFS_FRAG,
         MFP_IP_ANY,
-        NXM_NX_IP_FRAG,
+        false,
+        NXM_NX_IP_FRAG, "NXM_NX_IP_FRAG",
+        NXM_NX_IP_FRAG, "NXM_NX_IP_FRAG",
     },
 
     {
         MFF_ARP_OP, "arp_op", NULL,
         MF_FIELD_SIZES(be16),
-        MFM_NONE, FWW_NW_PROTO,
+        MFM_NONE,
         MFS_DECIMAL,
         MFP_ARP,
-        NXM_OF_ARP_OP,
+        false,
+        NXM_OF_ARP_OP, "NXM_OF_ARP_OP",
+        OXM_OF_ARP_OP, "OXM_OF_ARP_OP",
     }, {
         MFF_ARP_SPA, "arp_spa", NULL,
         MF_FIELD_SIZES(be32),
-        MFM_CIDR, 0,
+        MFM_FULLY,
         MFS_IPV4,
         MFP_ARP,
-        NXM_OF_ARP_SPA,
+        false,
+        NXM_OF_ARP_SPA, "NXM_OF_ARP_SPA",
+        OXM_OF_ARP_SPA, "OXM_OF_ARP_SPA",
     }, {
         MFF_ARP_TPA, "arp_tpa", NULL,
         MF_FIELD_SIZES(be32),
-        MFM_CIDR, 0,
+        MFM_FULLY,
         MFS_IPV4,
         MFP_ARP,
-        NXM_OF_ARP_TPA,
+        false,
+        NXM_OF_ARP_TPA, "NXM_OF_ARP_TPA",
+        OXM_OF_ARP_TPA, "OXM_OF_ARP_TPA",
     }, {
         MFF_ARP_SHA, "arp_sha", NULL,
         MF_FIELD_SIZES(mac),
-        MFM_NONE, FWW_ARP_SHA,
+        MFM_FULLY,
         MFS_ETHERNET,
         MFP_ARP,
-        NXM_NX_ARP_SHA,
+        false,
+        NXM_NX_ARP_SHA, "NXM_NX_ARP_SHA",
+        OXM_OF_ARP_SHA, "OXM_OF_ARP_SHA",
     }, {
         MFF_ARP_THA, "arp_tha", NULL,
         MF_FIELD_SIZES(mac),
-        MFM_NONE, FWW_ARP_THA,
+        MFM_FULLY,
         MFS_ETHERNET,
         MFP_ARP,
-        NXM_NX_ARP_THA,
+        false,
+        NXM_NX_ARP_THA, "NXM_NX_ARP_THA",
+        OXM_OF_ARP_THA, "OXM_OF_ARP_THA",
     },
 
     /* ## -- ## */
@@ -261,49 +349,81 @@ static const struct mf_field mf_fields[MFF_N_IDS] = {
     {
         MFF_TCP_SRC, "tcp_src", "tp_src",
         MF_FIELD_SIZES(be16),
-        MFM_NONE, FWW_TP_SRC,
+        MFM_FULLY,
         MFS_DECIMAL,
         MFP_TCP,
-        NXM_OF_TCP_SRC,
+        true,
+        NXM_OF_TCP_SRC, "NXM_OF_TCP_SRC",
+        OXM_OF_TCP_SRC, "OXM_OF_TCP_SRC",
     }, {
         MFF_TCP_DST, "tcp_dst", "tp_dst",
         MF_FIELD_SIZES(be16),
-        MFM_NONE, FWW_TP_DST,
+        MFM_FULLY,
         MFS_DECIMAL,
         MFP_TCP,
-        NXM_OF_TCP_DST,
+        true,
+        NXM_OF_TCP_DST, "NXM_OF_TCP_DST",
+        OXM_OF_TCP_DST, "OXM_OF_TCP_DST",
     },
 
     {
         MFF_UDP_SRC, "udp_src", NULL,
         MF_FIELD_SIZES(be16),
-        MFM_NONE, FWW_TP_SRC,
+        MFM_FULLY,
         MFS_DECIMAL,
         MFP_UDP,
-        NXM_OF_UDP_SRC,
+        true,
+        NXM_OF_UDP_SRC, "NXM_OF_UDP_SRC",
+        OXM_OF_UDP_SRC, "OXM_OF_UDP_SRC",
     }, {
         MFF_UDP_DST, "udp_dst", NULL,
         MF_FIELD_SIZES(be16),
-        MFM_NONE, FWW_TP_DST,
+        MFM_FULLY,
         MFS_DECIMAL,
         MFP_UDP,
-        NXM_OF_UDP_DST,
+        true,
+        NXM_OF_UDP_DST, "NXM_OF_UDP_DST",
+        OXM_OF_UDP_DST, "OXM_OF_UDP_DST",
     },
 
     {
-        MFF_ICMP_TYPE, "icmp_type", NULL,
+        MFF_ICMPV4_TYPE, "icmp_type", NULL,
         MF_FIELD_SIZES(u8),
-        MFM_NONE, FWW_TP_SRC,
+        MFM_NONE,
         MFS_DECIMAL,
-        MFP_ICMP_ANY,
-        NXM_OF_ICMP_TYPE,
+        MFP_ICMPV4,
+        false,
+        NXM_OF_ICMP_TYPE, "NXM_OF_ICMP_TYPE",
+        OXM_OF_ICMPV4_TYPE, "OXM_OF_ICMPV4_TYPE",
     }, {
-        MFF_ICMP_CODE, "icmp_code", NULL,
+        MFF_ICMPV4_CODE, "icmp_code", NULL,
         MF_FIELD_SIZES(u8),
-        MFM_NONE, FWW_TP_DST,
+        MFM_NONE,
         MFS_DECIMAL,
-        MFP_ICMP_ANY,
-        NXM_OF_ICMP_CODE,
+        MFP_ICMPV4,
+        false,
+        NXM_OF_ICMP_CODE, "NXM_OF_ICMP_CODE",
+        OXM_OF_ICMPV4_CODE, "OXM_OF_ICMPV4_CODE",
+    },
+
+    {
+        MFF_ICMPV6_TYPE, "icmpv6_type", NULL,
+        MF_FIELD_SIZES(u8),
+        MFM_NONE,
+        MFS_DECIMAL,
+        MFP_ICMPV6,
+        false,
+        NXM_NX_ICMPV6_TYPE, "NXM_NX_ICMPV6_TYPE",
+        OXM_OF_ICMPV6_TYPE, "OXM_OF_ICMPV6_TYPE",
+    }, {
+        MFF_ICMPV6_CODE, "icmpv6_code", NULL,
+        MF_FIELD_SIZES(u8),
+        MFM_NONE,
+        MFS_DECIMAL,
+        MFP_ICMPV6,
+        false,
+        NXM_NX_ICMPV6_CODE, "NXM_NX_ICMPV6_CODE",
+        OXM_OF_ICMPV6_CODE, "OXM_OF_ICMPV6_CODE",
     },
 
     /* ## ---- ## */
@@ -313,27 +433,49 @@ static const struct mf_field mf_fields[MFF_N_IDS] = {
     {
         MFF_ND_TARGET, "nd_target", NULL,
         MF_FIELD_SIZES(ipv6),
-        MFM_NONE, FWW_ND_TARGET,
+        MFM_FULLY,
         MFS_IPV6,
         MFP_ND,
-        NXM_NX_ND_TARGET,
+        false,
+        NXM_NX_ND_TARGET, "NXM_NX_ND_TARGET",
+        OXM_OF_IPV6_ND_TARGET, "OXM_OF_IPV6_ND_TARGET",
     }, {
         MFF_ND_SLL, "nd_sll", NULL,
         MF_FIELD_SIZES(mac),
-        MFM_NONE, FWW_ARP_SHA,
+        MFM_FULLY,
         MFS_ETHERNET,
         MFP_ND_SOLICIT,
-        NXM_NX_ND_SLL,
+        false,
+        NXM_NX_ND_SLL, "NXM_NX_ND_SLL",
+        OXM_OF_IPV6_ND_SLL, "OXM_OF_IPV6_ND_SLL",
     }, {
         MFF_ND_TLL, "nd_tll", NULL,
         MF_FIELD_SIZES(mac),
-        MFM_NONE, FWW_ARP_THA,
+        MFM_FULLY,
         MFS_ETHERNET,
         MFP_ND_ADVERT,
-        NXM_NX_ND_TLL,
+        false,
+        NXM_NX_ND_TLL, "NXM_NX_ND_TLL",
+        OXM_OF_IPV6_ND_TLL, "OXM_OF_IPV6_ND_TLL",
     }
 };
 
+/* Maps an NXM or OXM header value to an mf_field. */
+struct nxm_field {
+    struct hmap_node hmap_node; /* In 'all_fields' hmap. */
+    uint32_t header;            /* NXM or OXM header value. */
+    const struct mf_field *mf;
+};
+
+/* Contains 'struct nxm_field's. */
+static struct hmap all_fields = HMAP_INITIALIZER(&all_fields);
+
+/* Rate limit for parse errors.  These always indicate a bug in an OpenFlow
+ * controller and so there's not much point in showing a lot of them. */
+static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
+
+const struct mf_field *mf_from_nxm_header__(uint32_t header);
+
 /* Returns the field with the given 'id'. */
 const struct mf_field *
 mf_from_id(enum mf_field_id id)
@@ -363,6 +505,65 @@ mf_from_name(const char *name)
     return shash_find_data(&mf_by_name, name);
 }
 
+static void
+add_nxm_field(uint32_t header, const struct mf_field *mf)
+{
+    struct nxm_field *f;
+
+    f = xmalloc(sizeof *f);
+    hmap_insert(&all_fields, &f->hmap_node, hash_int(header, 0));
+    f->header = header;
+    f->mf = mf;
+}
+
+static void
+nxm_init_add_field(const struct mf_field *mf, uint32_t header)
+{
+    if (header) {
+        assert(!mf_from_nxm_header__(header));
+        add_nxm_field(header, mf);
+        if (mf->maskable != MFM_NONE) {
+            add_nxm_field(NXM_MAKE_WILD_HEADER(header), mf);
+        }
+    }
+}
+
+static void
+nxm_init(void)
+{
+    const struct mf_field *mf;
+
+    for (mf = mf_fields; mf < &mf_fields[MFF_N_IDS]; mf++) {
+        nxm_init_add_field(mf, mf->nxm_header);
+        if (mf->oxm_header != mf->nxm_header) {
+            nxm_init_add_field(mf, mf->oxm_header);
+        }
+    }
+}
+
+const struct mf_field *
+mf_from_nxm_header(uint32_t header)
+{
+    if (hmap_is_empty(&all_fields)) {
+        nxm_init();
+    }
+    return mf_from_nxm_header__(header);
+}
+
+const struct mf_field *
+mf_from_nxm_header__(uint32_t header)
+{
+    const struct nxm_field *f;
+
+    HMAP_FOR_EACH_IN_BUCKET (f, hmap_node, hash_int(header, 0), &all_fields) {
+        if (f->header == header) {
+            return f->mf;
+        }
+    }
+
+    return NULL;
+}
+
 /* Returns true if 'wc' wildcards all the bits in field 'mf', false if 'wc'
  * specifies at least one bit in the field.
  *
@@ -372,82 +573,85 @@ bool
 mf_is_all_wild(const struct mf_field *mf, const struct flow_wildcards *wc)
 {
     switch (mf->id) {
+    case MFF_TUN_ID:
+        return !wc->masks.tun_id;
+    case MFF_METADATA:
+        return !wc->masks.metadata;
     case MFF_IN_PORT:
+        return !wc->masks.in_port;
+    CASE_MFF_REGS:
+        return !wc->masks.regs[mf->id - MFF_REG0];
+
     case MFF_ETH_SRC:
+        return eth_addr_is_zero(wc->masks.dl_src);
+    case MFF_ETH_DST:
+        return eth_addr_is_zero(wc->masks.dl_dst);
     case MFF_ETH_TYPE:
-    case MFF_IP_PROTO:
-    case MFF_IP_TTL:
-    case MFF_IPV6_LABEL:
-    case MFF_ARP_OP:
+        return !wc->masks.dl_type;
+
     case MFF_ARP_SHA:
-    case MFF_ARP_THA:
-    case MFF_TCP_SRC:
-    case MFF_TCP_DST:
-    case MFF_UDP_SRC:
-    case MFF_UDP_DST:
-    case MFF_ICMP_TYPE:
-    case MFF_ICMP_CODE:
-    case MFF_ND_TARGET:
     case MFF_ND_SLL:
-    case MFF_ND_TLL:
-        assert(mf->fww_bit != 0);
-        return (wc->wildcards & mf->fww_bit) != 0;
-
-    case MFF_TUN_ID:
-        return !wc->tun_id_mask;
+        return eth_addr_is_zero(wc->masks.arp_sha);
 
-#if FLOW_N_REGS > 0
-    case MFF_REG0:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 1
-    case MFF_REG1:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 2
-    case MFF_REG2:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 3
-    case MFF_REG3:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 4
-    case MFF_REG4:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 5
-#error
-#endif
-        return !wc->reg_masks[mf->id - MFF_REG0];
-
-    case MFF_ETH_DST:
-        return ((wc->wildcards & (FWW_ETH_MCAST | FWW_DL_DST))
-                == (FWW_ETH_MCAST | FWW_DL_DST));
+    case MFF_ARP_THA:
+    case MFF_ND_TLL:
+        return eth_addr_is_zero(wc->masks.arp_tha);
 
     case MFF_VLAN_TCI:
-        return !wc->vlan_tci_mask;
+        return !wc->masks.vlan_tci;
+    case MFF_DL_VLAN:
+        return !(wc->masks.vlan_tci & htons(VLAN_VID_MASK));
     case MFF_VLAN_VID:
-        return !(wc->vlan_tci_mask & htons(VLAN_VID_MASK));
+        return !(wc->masks.vlan_tci & htons(VLAN_VID_MASK | VLAN_CFI));
+    case MFF_DL_VLAN_PCP:
     case MFF_VLAN_PCP:
-        return !(wc->vlan_tci_mask & htons(VLAN_PCP_MASK));
+        return !(wc->masks.vlan_tci & htons(VLAN_PCP_MASK));
 
     case MFF_IPV4_SRC:
-        return !wc->nw_src_mask;
+        return !wc->masks.nw_src;
     case MFF_IPV4_DST:
-        return !wc->nw_dst_mask;
+        return !wc->masks.nw_dst;
 
     case MFF_IPV6_SRC:
-        return ipv6_mask_is_any(&wc->ipv6_src_mask);
+        return ipv6_mask_is_any(&wc->masks.ipv6_src);
     case MFF_IPV6_DST:
-        return ipv6_mask_is_any(&wc->ipv6_dst_mask);
+        return ipv6_mask_is_any(&wc->masks.ipv6_dst);
+
+    case MFF_IPV6_LABEL:
+        return !wc->masks.ipv6_label;
 
+    case MFF_IP_PROTO:
+        return !wc->masks.nw_proto;
     case MFF_IP_DSCP:
-        return !(wc->tos_mask & IP_DSCP_MASK);
+        return !(wc->masks.nw_tos & IP_DSCP_MASK);
     case MFF_IP_ECN:
-        return !(wc->tos_mask & IP_ECN_MASK);
+        return !(wc->masks.nw_tos & IP_ECN_MASK);
+    case MFF_IP_TTL:
+        return !wc->masks.nw_ttl;
+
+    case MFF_ND_TARGET:
+        return ipv6_mask_is_any(&wc->masks.nd_target);
+
     case MFF_IP_FRAG:
-        return !(wc->frag_mask & FLOW_FRAG_MASK);
+        return !(wc->masks.nw_frag & FLOW_NW_FRAG_MASK);
 
+    case MFF_ARP_OP:
+        return !wc->masks.nw_proto;
     case MFF_ARP_SPA:
-        return !wc->nw_src_mask;
+        return !wc->masks.nw_src;
     case MFF_ARP_TPA:
-        return !wc->nw_dst_mask;
+        return !wc->masks.nw_dst;
+
+    case MFF_TCP_SRC:
+    case MFF_UDP_SRC:
+    case MFF_ICMPV4_TYPE:
+    case MFF_ICMPV6_TYPE:
+        return !wc->masks.tp_src;
+    case MFF_TCP_DST:
+    case MFF_UDP_DST:
+    case MFF_ICMPV4_CODE:
+    case MFF_ICMPV6_CODE:
+        return !wc->masks.tp_dst;
 
     case MFF_N_IDS:
     default:
@@ -466,97 +670,115 @@ mf_get_mask(const struct mf_field *mf, const struct flow_wildcards *wc,
             union mf_value *mask)
 {
     switch (mf->id) {
-    case MFF_IN_PORT:
-    case MFF_ETH_SRC:
-    case MFF_ETH_TYPE:
-    case MFF_IP_PROTO:
-    case MFF_IP_TTL:
-    case MFF_IPV6_LABEL:
-    case MFF_ARP_OP:
-    case MFF_ARP_SHA:
-    case MFF_ARP_THA:
-    case MFF_TCP_SRC:
-    case MFF_TCP_DST:
-    case MFF_UDP_SRC:
-    case MFF_UDP_DST:
-    case MFF_ICMP_TYPE:
-    case MFF_ICMP_CODE:
-    case MFF_ND_TARGET:
-    case MFF_ND_SLL:
-    case MFF_ND_TLL:
-        assert(mf->fww_bit != 0);
-        memset(mask, wc->wildcards & mf->fww_bit ? 0x00 : 0xff, mf->n_bytes);
-        break;
-
     case MFF_TUN_ID:
-        mask->be64 = wc->tun_id_mask;
+        mask->be64 = wc->masks.tun_id;
         break;
-
-#if FLOW_N_REGS > 0
-    case MFF_REG0:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 1
-    case MFF_REG1:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 2
-    case MFF_REG2:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 3
-    case MFF_REG3:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 4
-    case MFF_REG4:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 5
-#error
-#endif
-        mask->be32 = htonl(wc->reg_masks[mf->id - MFF_REG0]);
+    case MFF_METADATA:
+        mask->be64 = wc->masks.metadata;
+        break;
+    case MFF_IN_PORT:
+        mask->be16 = htons(wc->masks.in_port);
+        break;
+    CASE_MFF_REGS:
+        mask->be32 = htonl(wc->masks.regs[mf->id - MFF_REG0]);
         break;
 
     case MFF_ETH_DST:
-        memcpy(mask->mac, flow_wildcards_to_dl_dst_mask(wc->wildcards),
-               ETH_ADDR_LEN);
+        memcpy(mask->mac, wc->masks.dl_dst, ETH_ADDR_LEN);
+        break;
+    case MFF_ETH_SRC:
+        memcpy(mask->mac, wc->masks.dl_src, ETH_ADDR_LEN);
+        break;
+    case MFF_ETH_TYPE:
+        mask->be16 = wc->masks.dl_type;
         break;
 
     case MFF_VLAN_TCI:
-        mask->be16 = wc->vlan_tci_mask;
+        mask->be16 = wc->masks.vlan_tci;
+        break;
+    case MFF_DL_VLAN:
+        mask->be16 = wc->masks.vlan_tci & htons(VLAN_VID_MASK);
         break;
     case MFF_VLAN_VID:
-        mask->be16 = wc->vlan_tci_mask & htons(VLAN_VID_MASK);
+        mask->be16 = wc->masks.vlan_tci & htons(VLAN_VID_MASK | VLAN_CFI);
         break;
+    case MFF_DL_VLAN_PCP:
     case MFF_VLAN_PCP:
-        mask->u8 = vlan_tci_to_pcp(wc->vlan_tci_mask);
+        mask->u8 = vlan_tci_to_pcp(wc->masks.vlan_tci);
         break;
 
     case MFF_IPV4_SRC:
-        mask->be32 = wc->nw_src_mask;
+        mask->be32 = wc->masks.nw_src;
         break;
     case MFF_IPV4_DST:
-        mask->be32 = wc->nw_dst_mask;
+        mask->be32 = wc->masks.nw_dst;
         break;
 
     case MFF_IPV6_SRC:
-        mask->ipv6 = wc->ipv6_src_mask;
+        mask->ipv6 = wc->masks.ipv6_src;
         break;
     case MFF_IPV6_DST:
-        mask->ipv6 = wc->ipv6_dst_mask;
+        mask->ipv6 = wc->masks.ipv6_dst;
+        break;
+    case MFF_IPV6_LABEL:
+        mask->be32 = wc->masks.ipv6_label;
         break;
 
+    case MFF_IP_PROTO:
+        mask->u8 = wc->masks.nw_proto;
+        break;
     case MFF_IP_DSCP:
-        mask->u8 = wc->tos_mask & IP_DSCP_MASK;
+        mask->u8 = wc->masks.nw_tos & IP_DSCP_MASK;
         break;
     case MFF_IP_ECN:
-        mask->u8 = wc->tos_mask & IP_ECN_MASK;
+        mask->u8 = wc->masks.nw_tos & IP_ECN_MASK;
+        break;
+
+    case MFF_ND_TARGET:
+        mask->ipv6 = wc->masks.nd_target;
+        break;
+
+    case MFF_IP_TTL:
+        mask->u8 = wc->masks.nw_ttl;
         break;
     case MFF_IP_FRAG:
-        mask->u8 = wc->frag_mask & FLOW_FRAG_MASK;
+        mask->u8 = wc->masks.nw_frag & FLOW_NW_FRAG_MASK;
         break;
 
+    case MFF_ARP_OP:
+        mask->u8 = wc->masks.nw_proto;
+        break;
     case MFF_ARP_SPA:
-        mask->be32 = wc->nw_src_mask;
+        mask->be32 = wc->masks.nw_src;
         break;
     case MFF_ARP_TPA:
-        mask->be32 = wc->nw_dst_mask;
+        mask->be32 = wc->masks.nw_dst;
+        break;
+    case MFF_ARP_SHA:
+    case MFF_ND_SLL:
+        memcpy(mask->mac, wc->masks.arp_sha, ETH_ADDR_LEN);
+        break;
+    case MFF_ARP_THA:
+    case MFF_ND_TLL:
+        memcpy(mask->mac, wc->masks.arp_tha, ETH_ADDR_LEN);
+        break;
+
+    case MFF_TCP_SRC:
+    case MFF_UDP_SRC:
+        mask->be16 = wc->masks.tp_src;
+        break;
+    case MFF_TCP_DST:
+    case MFF_UDP_DST:
+        mask->be16 = wc->masks.tp_dst;
+        break;
+
+    case MFF_ICMPV4_TYPE:
+    case MFF_ICMPV6_TYPE:
+        mask->u8 = ntohs(wc->masks.tp_src);
+        break;
+    case MFF_ICMPV4_CODE:
+    case MFF_ICMPV6_CODE:
+        mask->u8 = ntohs(wc->masks.tp_dst);
         break;
 
     case MFF_N_IDS:
@@ -577,14 +799,6 @@ mf_is_mask_valid(const struct mf_field *mf, const union mf_value *mask)
 
     case MFM_FULLY:
         return true;
-
-    case MFM_CIDR:
-        return (mf->n_bytes == 4
-                ? ip_is_cidr(mask->be32)
-                : ipv6_is_cidr(&mask->ipv6));
-
-    case MFM_MCAST:
-        return flow_wildcards_is_dl_dst_mask_valid(mask->mac);
     }
 
     NOT_REACHED();
@@ -625,6 +839,8 @@ mf_are_prereqs_ok(const struct mf_field *mf, const struct flow *flow)
         return flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP);
     case MFP_IPV6:
         return flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6);
+    case MFP_VLAN_VID:
+        return (flow->vlan_tci & htons(VLAN_CFI)) != 0;
     case MFP_IP_ANY:
         return is_ip_any(flow);
 
@@ -632,10 +848,10 @@ mf_are_prereqs_ok(const struct mf_field *mf, const struct flow *flow)
         return is_ip_any(flow) && flow->nw_proto == IPPROTO_TCP;
     case MFP_UDP:
         return is_ip_any(flow) && flow->nw_proto == IPPROTO_UDP;
+    case MFP_ICMPV4:
+        return is_icmpv4(flow);
     case MFP_ICMPV6:
         return is_icmpv6(flow);
-    case MFP_ICMP_ANY:
-        return is_icmpv4(flow) || is_icmpv6(flow);
 
     case MFP_ND:
         return (is_icmpv6(flow)
@@ -670,25 +886,9 @@ mf_is_value_valid(const struct mf_field *mf, const union mf_value *value)
 {
     switch (mf->id) {
     case MFF_TUN_ID:
+    case MFF_METADATA:
     case MFF_IN_PORT:
-#if FLOW_N_REGS > 0
-    case MFF_REG0:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 1
-    case MFF_REG1:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 2
-    case MFF_REG2:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 3
-    case MFF_REG3:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 4
-    case MFF_REG4:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 5
-#error
-#endif
+    CASE_MFF_REGS:
     case MFF_ETH_SRC:
     case MFF_ETH_DST:
     case MFF_ETH_TYPE:
@@ -707,8 +907,10 @@ mf_is_value_valid(const struct mf_field *mf, const union mf_value *value)
     case MFF_TCP_DST:
     case MFF_UDP_SRC:
     case MFF_UDP_DST:
-    case MFF_ICMP_TYPE:
-    case MFF_ICMP_CODE:
+    case MFF_ICMPV4_TYPE:
+    case MFF_ICMPV4_CODE:
+    case MFF_ICMPV6_TYPE:
+    case MFF_ICMPV6_CODE:
     case MFF_ND_TARGET:
     case MFF_ND_SLL:
     case MFF_ND_TLL:
@@ -719,16 +921,19 @@ mf_is_value_valid(const struct mf_field *mf, const union mf_value *value)
     case MFF_IP_ECN:
         return !(value->u8 & ~IP_ECN_MASK);
     case MFF_IP_FRAG:
-        return !(value->u8 & ~FLOW_FRAG_MASK);
+        return !(value->u8 & ~FLOW_NW_FRAG_MASK);
 
     case MFF_ARP_OP:
         return !(value->be16 & htons(0xff00));
 
-    case MFF_VLAN_VID:
+    case MFF_DL_VLAN:
         return !(value->be16 & htons(VLAN_CFI | VLAN_PCP_MASK));
+    case MFF_VLAN_VID:
+        return !(value->be16 & htons(VLAN_PCP_MASK));
 
+    case MFF_DL_VLAN_PCP:
     case MFF_VLAN_PCP:
-        return !(value->u8 & ~7);
+        return !(value->u8 & ~(VLAN_PCP_MASK >> VLAN_PCP_SHIFT));
 
     case MFF_IPV6_LABEL:
         return !(value->be32 & ~htonl(IPV6_LABEL_MASK));
@@ -749,144 +954,273 @@ mf_get_value(const struct mf_field *mf, const struct flow *flow,
     case MFF_TUN_ID:
         value->be64 = flow->tun_id;
         break;
+    case MFF_METADATA:
+        value->be64 = flow->metadata;
+        break;
 
     case MFF_IN_PORT:
         value->be16 = htons(flow->in_port);
         break;
 
-#if FLOW_N_REGS > 0
-    case MFF_REG0:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 1
-    case MFF_REG1:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 2
-    case MFF_REG2:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 3
-    case MFF_REG3:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 4
-    case MFF_REG4:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 5
-#error
-#endif
+    CASE_MFF_REGS:
         value->be32 = htonl(flow->regs[mf->id - MFF_REG0]);
         break;
 
     case MFF_ETH_SRC:
-        memcpy(value->mac, flow->dl_src, ETH_ADDR_LEN);
+        memcpy(value->mac, flow->dl_src, ETH_ADDR_LEN);
+        break;
+
+    case MFF_ETH_DST:
+        memcpy(value->mac, flow->dl_dst, ETH_ADDR_LEN);
+        break;
+
+    case MFF_ETH_TYPE:
+        value->be16 = flow->dl_type;
+        break;
+
+    case MFF_VLAN_TCI:
+        value->be16 = flow->vlan_tci;
+        break;
+
+    case MFF_DL_VLAN:
+        value->be16 = flow->vlan_tci & htons(VLAN_VID_MASK);
+        break;
+    case MFF_VLAN_VID:
+        value->be16 = flow->vlan_tci & htons(VLAN_VID_MASK | VLAN_CFI);
+        break;
+
+    case MFF_DL_VLAN_PCP:
+    case MFF_VLAN_PCP:
+        value->u8 = vlan_tci_to_pcp(flow->vlan_tci);
+        break;
+
+    case MFF_IPV4_SRC:
+        value->be32 = flow->nw_src;
+        break;
+
+    case MFF_IPV4_DST:
+        value->be32 = flow->nw_dst;
+        break;
+
+    case MFF_IPV6_SRC:
+        value->ipv6 = flow->ipv6_src;
+        break;
+
+    case MFF_IPV6_DST:
+        value->ipv6 = flow->ipv6_dst;
+        break;
+
+    case MFF_IPV6_LABEL:
+        value->be32 = flow->ipv6_label;
+        break;
+
+    case MFF_IP_PROTO:
+        value->u8 = flow->nw_proto;
+        break;
+
+    case MFF_IP_DSCP:
+        value->u8 = flow->nw_tos & IP_DSCP_MASK;
+        break;
+
+    case MFF_IP_ECN:
+        value->u8 = flow->nw_tos & IP_ECN_MASK;
+        break;
+
+    case MFF_IP_TTL:
+        value->u8 = flow->nw_ttl;
+        break;
+
+    case MFF_IP_FRAG:
+        value->u8 = flow->nw_frag;
+        break;
+
+    case MFF_ARP_OP:
+        value->be16 = htons(flow->nw_proto);
+        break;
+
+    case MFF_ARP_SPA:
+        value->be32 = flow->nw_src;
+        break;
+
+    case MFF_ARP_TPA:
+        value->be32 = flow->nw_dst;
+        break;
+
+    case MFF_ARP_SHA:
+    case MFF_ND_SLL:
+        memcpy(value->mac, flow->arp_sha, ETH_ADDR_LEN);
+        break;
+
+    case MFF_ARP_THA:
+    case MFF_ND_TLL:
+        memcpy(value->mac, flow->arp_tha, ETH_ADDR_LEN);
+        break;
+
+    case MFF_TCP_SRC:
+    case MFF_UDP_SRC:
+        value->be16 = flow->tp_src;
+        break;
+
+    case MFF_TCP_DST:
+    case MFF_UDP_DST:
+        value->be16 = flow->tp_dst;
+        break;
+
+    case MFF_ICMPV4_TYPE:
+    case MFF_ICMPV6_TYPE:
+        value->u8 = ntohs(flow->tp_src);
+        break;
+
+    case MFF_ICMPV4_CODE:
+    case MFF_ICMPV6_CODE:
+        value->u8 = ntohs(flow->tp_dst);
+        break;
+
+    case MFF_ND_TARGET:
+        value->ipv6 = flow->nd_target;
+        break;
+
+    case MFF_N_IDS:
+    default:
+        NOT_REACHED();
+    }
+}
+
+/* Makes 'match' match field 'mf' exactly, with the value matched taken from
+ * 'value'.  The caller is responsible for ensuring that 'match' meets 'mf''s
+ * prerequisites. */
+void
+mf_set_value(const struct mf_field *mf,
+             const union mf_value *value, struct match *match)
+{
+    switch (mf->id) {
+    case MFF_TUN_ID:
+        match_set_tun_id(match, value->be64);
+        break;
+    case MFF_METADATA:
+        match_set_metadata(match, value->be64);
+        break;
+
+    case MFF_IN_PORT:
+        match_set_in_port(match, ntohs(value->be16));
+        break;
+
+    CASE_MFF_REGS:
+        match_set_reg(match, mf->id - MFF_REG0, ntohl(value->be32));
+        break;
+
+    case MFF_ETH_SRC:
+        match_set_dl_src(match, value->mac);
         break;
 
     case MFF_ETH_DST:
-        memcpy(value->mac, flow->dl_dst, ETH_ADDR_LEN);
+        match_set_dl_dst(match, value->mac);
         break;
 
     case MFF_ETH_TYPE:
-        value->be16 = flow->dl_type;
+        match_set_dl_type(match, value->be16);
         break;
 
     case MFF_VLAN_TCI:
-        value->be16 = flow->vlan_tci;
+        match_set_dl_tci(match, value->be16);
         break;
 
+    case MFF_DL_VLAN:
+        match_set_dl_vlan(match, value->be16);
+        break;
     case MFF_VLAN_VID:
-        value->be16 = flow->vlan_tci & htons(VLAN_VID_MASK);
+        match_set_vlan_vid(match, value->be16);
         break;
 
+    case MFF_DL_VLAN_PCP:
     case MFF_VLAN_PCP:
-        value->u8 = vlan_tci_to_pcp(flow->vlan_tci);
+        match_set_dl_vlan_pcp(match, value->u8);
         break;
 
     case MFF_IPV4_SRC:
-        value->be32 = flow->nw_src;
+        match_set_nw_src(match, value->be32);
         break;
 
     case MFF_IPV4_DST:
-        value->be32 = flow->nw_dst;
+        match_set_nw_dst(match, value->be32);
         break;
 
     case MFF_IPV6_SRC:
-        value->ipv6 = flow->ipv6_src;
+        match_set_ipv6_src(match, &value->ipv6);
         break;
 
     case MFF_IPV6_DST:
-        value->ipv6 = flow->ipv6_dst;
+        match_set_ipv6_dst(match, &value->ipv6);
         break;
 
     case MFF_IPV6_LABEL:
-        value->be32 = flow->ipv6_label;
+        match_set_ipv6_label(match, value->be32);
         break;
 
     case MFF_IP_PROTO:
-        value->u8 = flow->nw_proto;
+        match_set_nw_proto(match, value->u8);
         break;
 
     case MFF_IP_DSCP:
-        value->u8 = flow->tos & IP_DSCP_MASK;
+        match_set_nw_dscp(match, value->u8);
         break;
 
     case MFF_IP_ECN:
-        value->u8 = flow->tos & IP_ECN_MASK;
+        match_set_nw_ecn(match, value->u8);
         break;
 
     case MFF_IP_TTL:
-        value->u8 = flow->nw_ttl;
+        match_set_nw_ttl(match, value->u8);
         break;
 
     case MFF_IP_FRAG:
-        value->u8 = flow->frag;
+        match_set_nw_frag(match, value->u8);
         break;
 
     case MFF_ARP_OP:
-        value->be16 = htons(flow->nw_proto);
+        match_set_nw_proto(match, ntohs(value->be16));
         break;
 
     case MFF_ARP_SPA:
-        value->be32 = flow->nw_src;
+        match_set_nw_src(match, value->be32);
         break;
 
     case MFF_ARP_TPA:
-        value->be32 = flow->nw_dst;
+        match_set_nw_dst(match, value->be32);
         break;
 
     case MFF_ARP_SHA:
     case MFF_ND_SLL:
-        memcpy(value->mac, flow->arp_sha, ETH_ADDR_LEN);
+        match_set_arp_sha(match, value->mac);
         break;
 
     case MFF_ARP_THA:
     case MFF_ND_TLL:
-        memcpy(value->mac, flow->arp_tha, ETH_ADDR_LEN);
+        match_set_arp_tha(match, value->mac);
         break;
 
     case MFF_TCP_SRC:
-        value->be16 = flow->tp_src;
-        break;
-
-    case MFF_TCP_DST:
-        value->be16 = flow->tp_dst;
-        break;
-
     case MFF_UDP_SRC:
-        value->be16 = flow->tp_src;
+        match_set_tp_src(match, value->be16);
         break;
 
+    case MFF_TCP_DST:
     case MFF_UDP_DST:
-        value->be16 = flow->tp_dst;
+        match_set_tp_dst(match, value->be16);
         break;
 
-    case MFF_ICMP_TYPE:
-        value->u8 = ntohs(flow->tp_src);
+    case MFF_ICMPV4_TYPE:
+    case MFF_ICMPV6_TYPE:
+        match_set_icmp_type(match, value->u8);
         break;
 
-    case MFF_ICMP_CODE:
-        value->u8 = ntohs(flow->tp_dst);
+    case MFF_ICMPV4_CODE:
+    case MFF_ICMPV6_CODE:
+        match_set_icmp_code(match, value->u8);
         break;
 
     case MFF_ND_TARGET:
-        value->ipv6 = flow->nd_target;
+        match_set_nd_target(match, &value->ipv6);
         break;
 
     case MFF_N_IDS:
@@ -895,157 +1229,143 @@ mf_get_value(const struct mf_field *mf, const struct flow *flow,
     }
 }
 
-/* Makes 'rule' match field 'mf' exactly, with the value matched taken from
- * 'value'.  The caller is responsible for ensuring that 'rule' meets 'mf''s
+/* Makes 'match' match field 'mf' exactly, with the value matched taken from
+ * 'value'.  The caller is responsible for ensuring that 'match' meets 'mf''s
  * prerequisites. */
 void
-mf_set_value(const struct mf_field *mf,
-             const union mf_value *value, struct cls_rule *rule)
+mf_set_flow_value(const struct mf_field *mf,
+                  const union mf_value *value, struct flow *flow)
 {
     switch (mf->id) {
     case MFF_TUN_ID:
-        cls_rule_set_tun_id(rule, value->be64);
+        flow->tun_id = value->be64;
+        break;
+    case MFF_METADATA:
+        flow->metadata = value->be64;
         break;
 
     case MFF_IN_PORT:
-        cls_rule_set_in_port(rule, ntohs(value->be16));
+        flow->in_port = ntohs(value->be16);
         break;
 
-#if FLOW_N_REGS > 0
-    case MFF_REG0:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 1
-    case MFF_REG1:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 2
-    case MFF_REG2:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 3
-    case MFF_REG3:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 4
-    case MFF_REG4:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 5
-#error
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 0
-        cls_rule_set_reg(rule, mf->id - MFF_REG0, ntohl(value->be32));
+    CASE_MFF_REGS:
+        flow->regs[mf->id - MFF_REG0] = ntohl(value->be32);
         break;
-#endif
 
     case MFF_ETH_SRC:
-        cls_rule_set_dl_src(rule, value->mac);
+        memcpy(flow->dl_src, value->mac, ETH_ADDR_LEN);
         break;
 
     case MFF_ETH_DST:
-        cls_rule_set_dl_dst(rule, value->mac);
+        memcpy(flow->dl_dst, value->mac, ETH_ADDR_LEN);
         break;
 
     case MFF_ETH_TYPE:
-        cls_rule_set_dl_type(rule, value->be16);
+        flow->dl_type = value->be16;
         break;
 
     case MFF_VLAN_TCI:
-        cls_rule_set_dl_tci(rule, value->be16);
+        flow->vlan_tci = value->be16;
         break;
 
+    case MFF_DL_VLAN:
+        flow_set_dl_vlan(flow, value->be16);
+        break;
     case MFF_VLAN_VID:
-        cls_rule_set_dl_vlan(rule, value->be16);
+        flow_set_vlan_vid(flow, value->be16);
         break;
 
+    case MFF_DL_VLAN_PCP:
     case MFF_VLAN_PCP:
-        cls_rule_set_dl_vlan_pcp(rule, value->u8);
+        flow_set_vlan_pcp(flow, value->u8);
         break;
 
     case MFF_IPV4_SRC:
-        cls_rule_set_nw_src(rule, value->be32);
+        flow->nw_src = value->be32;
         break;
 
     case MFF_IPV4_DST:
-        cls_rule_set_nw_dst(rule, value->be32);
+        flow->nw_dst = value->be32;
         break;
 
     case MFF_IPV6_SRC:
-        cls_rule_set_ipv6_src(rule, &value->ipv6);
+        flow->ipv6_src = value->ipv6;
         break;
 
     case MFF_IPV6_DST:
-        cls_rule_set_ipv6_dst(rule, &value->ipv6);
+        flow->ipv6_dst = value->ipv6;
         break;
 
     case MFF_IPV6_LABEL:
-        cls_rule_set_ipv6_label(rule, value->be32);
+        flow->ipv6_label = value->be32 & ~htonl(IPV6_LABEL_MASK);
         break;
 
     case MFF_IP_PROTO:
-        cls_rule_set_nw_proto(rule, value->u8);
+        flow->nw_proto = value->u8;
         break;
 
     case MFF_IP_DSCP:
-        cls_rule_set_nw_dscp(rule, value->u8);
+        flow->nw_tos &= ~IP_DSCP_MASK;
+        flow->nw_tos |= value->u8 & IP_DSCP_MASK;
         break;
 
     case MFF_IP_ECN:
-        cls_rule_set_nw_ecn(rule, value->u8);
+        flow->nw_tos &= ~IP_ECN_MASK;
+        flow->nw_tos |= value->u8 & IP_ECN_MASK;
         break;
 
     case MFF_IP_TTL:
-        cls_rule_set_nw_ttl(rule, value->u8);
+        flow->nw_ttl = value->u8;
         break;
 
     case MFF_IP_FRAG:
-        cls_rule_set_frag(rule, value->u8);
+        flow->nw_frag &= value->u8;
         break;
 
     case MFF_ARP_OP:
-        cls_rule_set_nw_proto(rule, ntohs(value->be16));
+        flow->nw_proto = ntohs(value->be16);
         break;
 
     case MFF_ARP_SPA:
-        cls_rule_set_nw_src(rule, value->be32);
+        flow->nw_src = value->be32;
         break;
 
     case MFF_ARP_TPA:
-        cls_rule_set_nw_dst(rule, value->be32);
+        flow->nw_dst = value->be32;
         break;
 
     case MFF_ARP_SHA:
     case MFF_ND_SLL:
-        cls_rule_set_arp_sha(rule, value->mac);
+        memcpy(flow->arp_sha, value->mac, ETH_ADDR_LEN);
         break;
 
     case MFF_ARP_THA:
     case MFF_ND_TLL:
-        cls_rule_set_arp_tha(rule, value->mac);
+        memcpy(flow->arp_tha, value->mac, ETH_ADDR_LEN);
         break;
 
     case MFF_TCP_SRC:
-        cls_rule_set_tp_src(rule, value->be16);
-        break;
-
-    case MFF_TCP_DST:
-        cls_rule_set_tp_dst(rule, value->be16);
-        break;
-
     case MFF_UDP_SRC:
-        cls_rule_set_tp_src(rule, value->be16);
+        flow->tp_src = value->be16;
         break;
 
+    case MFF_TCP_DST:
     case MFF_UDP_DST:
-        cls_rule_set_tp_dst(rule, value->be16);
+        flow->tp_dst = value->be16;
         break;
 
-    case MFF_ICMP_TYPE:
-        cls_rule_set_icmp_type(rule, value->u8);
+    case MFF_ICMPV4_TYPE:
+    case MFF_ICMPV6_TYPE:
+        flow->tp_src = htons(value->u8);
         break;
 
-    case MFF_ICMP_CODE:
-        cls_rule_set_icmp_code(rule, value->u8);
+    case MFF_ICMPV4_CODE:
+    case MFF_ICMPV6_CODE:
+        flow->tp_dst = htons(value->u8);
         break;
 
     case MFF_ND_TARGET:
-        cls_rule_set_nd_target(rule, &value->ipv6);
+        flow->nd_target = value->ipv6;
         break;
 
     case MFF_N_IDS:
@@ -1054,163 +1374,158 @@ mf_set_value(const struct mf_field *mf,
     }
 }
 
-/* Makes 'rule' wildcard field 'mf'.
+/* Returns true if 'mf' has a zero value in 'flow', false if it is nonzero.
  *
- * The caller is responsible for ensuring that 'rule' meets 'mf''s
+ * The caller is responsible for ensuring that 'flow' meets 'mf''s
+ * prerequisites. */
+bool
+mf_is_zero(const struct mf_field *mf, const struct flow *flow)
+{
+    union mf_value value;
+
+    mf_get_value(mf, flow, &value);
+    return is_all_zeros((const uint8_t *) &value, mf->n_bytes);
+}
+
+/* Makes 'match' wildcard field 'mf'.
+ *
+ * The caller is responsible for ensuring that 'match' meets 'mf''s
  * prerequisites. */
 void
-mf_set_wild(const struct mf_field *mf, struct cls_rule *rule)
+mf_set_wild(const struct mf_field *mf, struct match *match)
 {
     switch (mf->id) {
     case MFF_TUN_ID:
-        cls_rule_set_tun_id_masked(rule, htonll(0), htonll(0));
+        match_set_tun_id_masked(match, htonll(0), htonll(0));
         break;
+    case MFF_METADATA:
+        match_set_metadata_masked(match, htonll(0), htonll(0));
 
     case MFF_IN_PORT:
-        rule->wc.wildcards |= FWW_IN_PORT;
-        rule->flow.in_port = 0;
+        match->flow.in_port = 0;
+        match->wc.masks.in_port = 0;
         break;
 
-#if FLOW_N_REGS > 0
-    case MFF_REG0:
-        cls_rule_set_reg_masked(rule, 0, 0, 0);
-        break;
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 1
-    case MFF_REG1:
-        cls_rule_set_reg_masked(rule, 1, 0, 0);
-        break;
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 2
-    case MFF_REG2:
-        cls_rule_set_reg_masked(rule, 2, 0, 0);
-        break;
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 3
-    case MFF_REG3:
-        cls_rule_set_reg_masked(rule, 3, 0, 0);
-        break;
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 4
-    case MFF_REG4:
-        cls_rule_set_reg_masked(rule, 4, 0, 0);
+    CASE_MFF_REGS:
+        match_set_reg_masked(match, mf->id - MFF_REG0, 0, 0);
         break;
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 5
-#error
-#endif
 
     case MFF_ETH_SRC:
-        rule->wc.wildcards |= FWW_DL_SRC;
-        memset(rule->flow.dl_src, 0, sizeof rule->flow.dl_src);
+        memset(match->flow.dl_src, 0, ETH_ADDR_LEN);
+        memset(match->wc.masks.dl_src, 0, ETH_ADDR_LEN);
         break;
 
     case MFF_ETH_DST:
-        rule->wc.wildcards |= FWW_DL_DST | FWW_ETH_MCAST;
-        memset(rule->flow.dl_dst, 0, sizeof rule->flow.dl_dst);
+        memset(match->flow.dl_dst, 0, ETH_ADDR_LEN);
+        memset(match->wc.masks.dl_dst, 0, ETH_ADDR_LEN);
         break;
 
     case MFF_ETH_TYPE:
-        rule->wc.wildcards |= FWW_DL_TYPE;
-        rule->flow.dl_type = htons(0);
+        match->flow.dl_type = htons(0);
+        match->wc.masks.dl_type = htons(0);
         break;
 
     case MFF_VLAN_TCI:
-        cls_rule_set_dl_tci_masked(rule, htons(0), htons(0));
+        match_set_dl_tci_masked(match, htons(0), htons(0));
         break;
 
+    case MFF_DL_VLAN:
     case MFF_VLAN_VID:
-        cls_rule_set_any_vid(rule);
+        match_set_any_vid(match);
         break;
 
+    case MFF_DL_VLAN_PCP:
     case MFF_VLAN_PCP:
-        cls_rule_set_any_pcp(rule);
+        match_set_any_pcp(match);
         break;
 
     case MFF_IPV4_SRC:
     case MFF_ARP_SPA:
-        cls_rule_set_nw_src_masked(rule, htonl(0), htonl(0));
+        match_set_nw_src_masked(match, htonl(0), htonl(0));
         break;
 
     case MFF_IPV4_DST:
     case MFF_ARP_TPA:
-        cls_rule_set_nw_dst_masked(rule, htonl(0), htonl(0));
+        match_set_nw_dst_masked(match, htonl(0), htonl(0));
         break;
 
     case MFF_IPV6_SRC:
-        memset(&rule->wc.ipv6_src_mask, 0, sizeof rule->wc.ipv6_src_mask);
-        memset(&rule->flow.ipv6_src, 0, sizeof rule->flow.ipv6_src);
+        memset(&match->wc.masks.ipv6_src, 0, sizeof match->wc.masks.ipv6_src);
+        memset(&match->flow.ipv6_src, 0, sizeof match->flow.ipv6_src);
         break;
 
     case MFF_IPV6_DST:
-        memset(&rule->wc.ipv6_dst_mask, 0, sizeof rule->wc.ipv6_dst_mask);
-        memset(&rule->flow.ipv6_dst, 0, sizeof rule->flow.ipv6_dst);
+        memset(&match->wc.masks.ipv6_dst, 0, sizeof match->wc.masks.ipv6_dst);
+        memset(&match->flow.ipv6_dst, 0, sizeof match->flow.ipv6_dst);
         break;
 
     case MFF_IPV6_LABEL:
-        rule->wc.wildcards |= FWW_IPV6_LABEL;
-        rule->flow.ipv6_label = 0;
+        match->wc.masks.ipv6_label = htonl(0);
+        match->flow.ipv6_label = htonl(0);
         break;
 
     case MFF_IP_PROTO:
-        rule->wc.wildcards |= FWW_NW_PROTO;
-        rule->flow.nw_proto = 0;
+        match->wc.masks.nw_proto = 0;
+        match->flow.nw_proto = 0;
         break;
 
     case MFF_IP_DSCP:
-        rule->wc.tos_mask |= IP_DSCP_MASK;
-        rule->flow.tos &= ~IP_DSCP_MASK;
+        match->wc.masks.nw_tos &= ~IP_DSCP_MASK;
+        match->flow.nw_tos &= ~IP_DSCP_MASK;
         break;
 
     case MFF_IP_ECN:
-        rule->wc.tos_mask |= IP_ECN_MASK;
-        rule->flow.tos &= ~IP_ECN_MASK;
+        match->wc.masks.nw_tos &= ~IP_ECN_MASK;
+        match->flow.nw_tos &= ~IP_ECN_MASK;
         break;
 
     case MFF_IP_TTL:
-        rule->wc.wildcards |= FWW_NW_TTL;
-        rule->flow.nw_ttl = 0;
+        match->wc.masks.nw_ttl = 0;
+        match->flow.nw_ttl = 0;
         break;
 
     case MFF_IP_FRAG:
-        rule->wc.frag_mask |= FLOW_FRAG_MASK;
-        rule->flow.frag &= ~FLOW_FRAG_MASK;
+        match->wc.masks.nw_frag |= FLOW_NW_FRAG_MASK;
+        match->flow.nw_frag &= ~FLOW_NW_FRAG_MASK;
         break;
 
     case MFF_ARP_OP:
-        rule->wc.wildcards |= FWW_NW_PROTO;
-        rule->flow.nw_proto = 0;
+        match->wc.masks.nw_proto = 0;
+        match->flow.nw_proto = 0;
         break;
 
     case MFF_ARP_SHA:
     case MFF_ND_SLL:
-        rule->wc.wildcards |= FWW_ARP_SHA;
-        memset(rule->flow.arp_sha, 0, sizeof rule->flow.arp_sha);
+        memset(match->flow.arp_sha, 0, ETH_ADDR_LEN);
+        memset(match->wc.masks.arp_sha, 0, ETH_ADDR_LEN);
         break;
 
     case MFF_ARP_THA:
     case MFF_ND_TLL:
-        rule->wc.wildcards |= FWW_ARP_THA;
-        memset(rule->flow.arp_tha, 0, sizeof rule->flow.arp_tha);
+        memset(match->flow.arp_tha, 0, ETH_ADDR_LEN);
+        memset(match->wc.masks.arp_tha, 0, ETH_ADDR_LEN);
         break;
 
     case MFF_TCP_SRC:
     case MFF_UDP_SRC:
-    case MFF_ICMP_TYPE:
-        rule->wc.wildcards |= FWW_TP_SRC;
-        rule->flow.tp_src = htons(0);
+    case MFF_ICMPV4_TYPE:
+    case MFF_ICMPV6_TYPE:
+        match->wc.masks.tp_src = htons(0);
+        match->flow.tp_src = htons(0);
         break;
 
     case MFF_TCP_DST:
     case MFF_UDP_DST:
-    case MFF_ICMP_CODE:
-        rule->wc.wildcards |= FWW_TP_DST;
-        rule->flow.tp_dst = htons(0);
+    case MFF_ICMPV4_CODE:
+    case MFF_ICMPV6_CODE:
+        match->wc.masks.tp_dst = htons(0);
+        match->flow.tp_dst = htons(0);
         break;
 
     case MFF_ND_TARGET:
-        rule->wc.wildcards |= FWW_ND_TARGET;
-        memset(&rule->flow.nd_target, 0, sizeof rule->flow.nd_target);
+        memset(&match->wc.masks.nd_target, 0,
+               sizeof match->wc.masks.nd_target);
+        memset(&match->flow.nd_target, 0, sizeof match->flow.nd_target);
         break;
 
     case MFF_N_IDS:
@@ -1219,117 +1534,133 @@ mf_set_wild(const struct mf_field *mf, struct cls_rule *rule)
     }
 }
 
-/* Makes 'rule' match field 'mf' with the specified 'value' and 'mask'.
+/* Makes 'match' match field 'mf' with the specified 'value' and 'mask'.
  * 'value' specifies a value to match and 'mask' specifies a wildcard pattern,
  * with a 1-bit indicating that the corresponding value bit must match and a
  * 0-bit indicating a don't-care.
  *
  * If 'mask' is NULL or points to all-1-bits, then this call is equivalent to
- * mf_set_value(mf, value, rule).  If 'mask' points to all-0-bits, then this
- * call is equivalent to mf_set_wild(mf, rule).
+ * mf_set_value(mf, value, match).  If 'mask' points to all-0-bits, then this
+ * call is equivalent to mf_set_wild(mf, match).
  *
  * 'mask' must be a valid mask for 'mf' (see mf_is_mask_valid()).  The caller
- * is responsible for ensuring that 'rule' meets 'mf''s prerequisites. */
+ * is responsible for ensuring that 'match' meets 'mf''s prerequisites. */
 void
 mf_set(const struct mf_field *mf,
        const union mf_value *value, const union mf_value *mask,
-       struct cls_rule *rule)
+       struct match *match)
 {
     if (!mask || is_all_ones((const uint8_t *) mask, mf->n_bytes)) {
-        mf_set_value(mf, value, rule);
+        mf_set_value(mf, value, match);
         return;
     } else if (is_all_zeros((const uint8_t *) mask, mf->n_bytes)) {
-        mf_set_wild(mf, rule);
+        mf_set_wild(mf, match);
         return;
     }
 
     switch (mf->id) {
     case MFF_IN_PORT:
-    case MFF_ETH_SRC:
     case MFF_ETH_TYPE:
-    case MFF_VLAN_VID:
+    case MFF_DL_VLAN:
+    case MFF_DL_VLAN_PCP:
     case MFF_VLAN_PCP:
-    case MFF_IPV6_LABEL:
     case MFF_IP_PROTO:
     case MFF_IP_TTL:
     case MFF_IP_DSCP:
     case MFF_IP_ECN:
     case MFF_ARP_OP:
-    case MFF_ARP_SHA:
-    case MFF_ARP_THA:
-    case MFF_TCP_SRC:
-    case MFF_TCP_DST:
-    case MFF_UDP_SRC:
-    case MFF_UDP_DST:
-    case MFF_ICMP_TYPE:
-    case MFF_ICMP_CODE:
-    case MFF_ND_TARGET:
-    case MFF_ND_SLL:
-    case MFF_ND_TLL:
+    case MFF_ICMPV4_TYPE:
+    case MFF_ICMPV4_CODE:
+    case MFF_ICMPV6_TYPE:
+    case MFF_ICMPV6_CODE:
         NOT_REACHED();
 
     case MFF_TUN_ID:
-        cls_rule_set_tun_id_masked(rule, value->be64, mask->be64);
+        match_set_tun_id_masked(match, value->be64, mask->be64);
+        break;
+    case MFF_METADATA:
+        match_set_metadata_masked(match, value->be64, mask->be64);
         break;
 
-#if FLOW_N_REGS > 0
-    case MFF_REG0:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 1
-    case MFF_REG1:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 2
-    case MFF_REG2:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 3
-    case MFF_REG3:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 4
-    case MFF_REG4:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 5
-#error
-#endif
-        cls_rule_set_reg_masked(rule, mf->id - MFF_REG0,
-                                ntohl(value->be32), ntohl(mask->be32));
+    CASE_MFF_REGS:
+        match_set_reg_masked(match, mf->id - MFF_REG0,
+                             ntohl(value->be32), ntohl(mask->be32));
         break;
 
     case MFF_ETH_DST:
-        if (flow_wildcards_is_dl_dst_mask_valid(mask->mac)) {
-            cls_rule_set_dl_dst_masked(rule, value->mac, mask->mac);
-        }
+        match_set_dl_dst_masked(match, value->mac, mask->mac);
+        break;
+
+    case MFF_ETH_SRC:
+        match_set_dl_src_masked(match, value->mac, mask->mac);
+        break;
+
+    case MFF_ARP_SHA:
+    case MFF_ND_SLL:
+        match_set_arp_sha_masked(match, value->mac, mask->mac);
+        break;
+
+    case MFF_ARP_THA:
+    case MFF_ND_TLL:
+        match_set_arp_tha_masked(match, value->mac, mask->mac);
         break;
 
     case MFF_VLAN_TCI:
-        cls_rule_set_dl_tci_masked(rule, value->be16, mask->be16);
+        match_set_dl_tci_masked(match, value->be16, mask->be16);
+        break;
+
+    case MFF_VLAN_VID:
+        match_set_vlan_vid_masked(match, value->be16, mask->be16);
         break;
 
     case MFF_IPV4_SRC:
-        cls_rule_set_nw_src_masked(rule, value->be32, mask->be32);
+        match_set_nw_src_masked(match, value->be32, mask->be32);
         break;
 
     case MFF_IPV4_DST:
-        cls_rule_set_nw_dst_masked(rule, value->be32, mask->be32);
+        match_set_nw_dst_masked(match, value->be32, mask->be32);
         break;
 
     case MFF_IPV6_SRC:
-        cls_rule_set_ipv6_src_masked(rule, &value->ipv6, &mask->ipv6);
+        match_set_ipv6_src_masked(match, &value->ipv6, &mask->ipv6);
         break;
 
     case MFF_IPV6_DST:
-        cls_rule_set_ipv6_dst_masked(rule, &value->ipv6, &mask->ipv6);
+        match_set_ipv6_dst_masked(match, &value->ipv6, &mask->ipv6);
+        break;
+
+    case MFF_IPV6_LABEL:
+        if ((mask->be32 & htonl(IPV6_LABEL_MASK)) == htonl(IPV6_LABEL_MASK)) {
+            mf_set_value(mf, value, match);
+        } else {
+            match_set_ipv6_label_masked(match, value->be32, mask->be32);
+        }
+        break;
+
+    case MFF_ND_TARGET:
+        match_set_nd_target_masked(match, &value->ipv6, &mask->ipv6);
         break;
 
     case MFF_IP_FRAG:
-        cls_rule_set_frag_masked(rule, value->u8, mask->u8);
+        match_set_nw_frag_masked(match, value->u8, mask->u8);
         break;
 
     case MFF_ARP_SPA:
-        cls_rule_set_nw_src_masked(rule, value->be32, mask->be32);
+        match_set_nw_src_masked(match, value->be32, mask->be32);
         break;
 
     case MFF_ARP_TPA:
-        cls_rule_set_nw_dst_masked(rule, value->be32, mask->be32);
+        match_set_nw_dst_masked(match, value->be32, mask->be32);
+        break;
+
+    case MFF_TCP_SRC:
+    case MFF_UDP_SRC:
+        match_set_tp_src_masked(match, value->be16, mask->be16);
+        break;
+
+    case MFF_TCP_DST:
+    case MFF_UDP_DST:
+        match_set_tp_dst_masked(match, value->be16, mask->be16);
         break;
 
     case MFF_N_IDS:
@@ -1338,87 +1669,63 @@ mf_set(const struct mf_field *mf,
     }
 }
 
-/* Makes a subfield starting at bit offset 'ofs' and continuing for 'n_bits' in
- * 'rule''s field 'mf' exactly match the 'n_bits' least-significant bits of
- * 'x'.
- *
- * Example: suppose that 'mf' is originally the following 2-byte field in
- * 'rule':
- *
- *     value == 0xe00a == 2#1110000000001010
- *      mask == 0xfc3f == 2#1111110000111111
- *
- * The call mf_set_subfield(mf, 0x55, 8, 7, rule) would have the following
- * effect (note that 0x55 is 2#1010101):
- *
- *     value == 0xd50a == 2#1101010100001010
- *      mask == 0xff3f == 2#1111111100111111
- *
- * The caller is responsible for ensuring that the result will be a valid
- * wildcard pattern for 'mf'.  The caller is responsible for ensuring that
- * 'rule' meets 'mf''s prerequisites. */
-void
-mf_set_subfield(const struct mf_field *mf, uint64_t x, unsigned int ofs,
-                unsigned int n_bits, struct cls_rule *rule)
+static enum ofperr
+mf_check__(const struct mf_subfield *sf, const struct flow *flow,
+           const char *type)
 {
-    if (ofs == 0 && mf->n_bytes * 8 == n_bits) {
-        union mf_value value;
-        int i;
-
-        for (i = mf->n_bytes - 1; i >= 0; i--) {
-            ((uint8_t *) &value)[i] = x;
-            x >>= 8;
-        }
-        mf_set_value(mf, &value, rule);
+    if (!sf->field) {
+        VLOG_WARN_RL(&rl, "unknown %s field", type);
+    } else if (!sf->n_bits) {
+        VLOG_WARN_RL(&rl, "zero bit %s field %s", type, sf->field->name);
+    } else if (sf->ofs >= sf->field->n_bits) {
+        VLOG_WARN_RL(&rl, "bit offset %d exceeds %d-bit width of %s field %s",
+                     sf->ofs, sf->field->n_bits, type, sf->field->name);
+    } else if (sf->ofs + sf->n_bits > sf->field->n_bits) {
+        VLOG_WARN_RL(&rl, "bit offset %d and width %d exceeds %d-bit width "
+                     "of %s field %s", sf->ofs, sf->n_bits,
+                     sf->field->n_bits, type, sf->field->name);
+    } else if (flow && !mf_are_prereqs_ok(sf->field, flow)) {
+        VLOG_WARN_RL(&rl, "%s field %s lacks correct prerequisites",
+                     type, sf->field->name);
     } else {
-        union mf_value value, mask;
-        uint8_t *vp, *mp;
-        unsigned int byte_ofs;
-
-        mf_get(mf, rule, &value, &mask);
-
-        byte_ofs = mf->n_bytes - ofs / 8;
-        vp = &((uint8_t *) &value)[byte_ofs];
-        mp = &((uint8_t *) &mask)[byte_ofs];
-        if (ofs % 8) {
-            unsigned int chunk = MIN(8 - ofs % 8, n_bits);
-            uint8_t chunk_mask = ((1 << chunk) - 1) << (ofs % 8);
-
-            *--vp &= ~chunk_mask;
-            *vp   |= chunk_mask & (x << (ofs % 8));
-            *--mp |= chunk_mask;
-
-            x >>= chunk;
-            n_bits -= chunk;
-            ofs += chunk;
-        }
-        while (n_bits >= 8) {
-            *--vp = x;
-            *--mp = 0xff;
-            x >>= 8;
-            n_bits -= 8;
-            ofs += 8;
-        }
-        if (n_bits) {
-            uint8_t chunk_mask = (1 << n_bits) - 1;
+        return 0;
+    }
 
-            *--vp &= ~chunk_mask;
-            *vp   |= chunk_mask & x;
-            *--mp |= chunk_mask;
-        }
+    return OFPERR_OFPBAC_BAD_ARGUMENT;
+}
+
+/* Checks whether 'sf' is valid for reading a subfield out of 'flow'.  Returns
+ * 0 if so, otherwise an OpenFlow error code (e.g. as returned by
+ * ofp_mkerr()).  */
+enum ofperr
+mf_check_src(const struct mf_subfield *sf, const struct flow *flow)
+{
+    return mf_check__(sf, flow, "source");
+}
 
-        mf_set(mf, &value, &mask, rule);
+/* Checks whether 'sf' is valid for writing a subfield into 'flow'.  Returns 0
+ * if so, otherwise an OpenFlow error code (e.g. as returned by
+ * ofp_mkerr()). */
+enum ofperr
+mf_check_dst(const struct mf_subfield *sf, const struct flow *flow)
+{
+    int error = mf_check__(sf, flow, "destination");
+    if (!error && !sf->field->writable) {
+        VLOG_WARN_RL(&rl, "destination field %s is not writable",
+                     sf->field->name);
+        return OFPERR_OFPBAC_BAD_ARGUMENT;
     }
+    return error;
 }
 
-/* Copies the value and wildcard bit pattern for 'mf' from 'rule' into the
+/* Copies the value and wildcard bit pattern for 'mf' from 'match' into the
  * 'value' and 'mask', respectively. */
 void
-mf_get(const struct mf_field *mf, const struct cls_rule *rule,
+mf_get(const struct mf_field *mf, const struct match *match,
        union mf_value *value, union mf_value *mask)
 {
-    mf_get_value(mf, &rule->flow, value);
-    mf_get_mask(mf, &rule->wc, mask);
+    mf_get_value(mf, &match->flow, value);
+    mf_get_mask(mf, &match->wc, mask);
 }
 
 /* Assigns a random value for field 'mf' to 'value'. */
@@ -1429,25 +1736,9 @@ mf_random_value(const struct mf_field *mf, union mf_value *value)
 
     switch (mf->id) {
     case MFF_TUN_ID:
+    case MFF_METADATA:
     case MFF_IN_PORT:
-#if FLOW_N_REGS > 0
-    case MFF_REG0:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 1
-    case MFF_REG1:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 2
-    case MFF_REG2:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 3
-    case MFF_REG3:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 4
-    case MFF_REG4:
-#endif
-#if FLOW_N_REGS > 5
-#error
-#endif
+    CASE_MFF_REGS:
     case MFF_ETH_SRC:
     case MFF_ETH_DST:
     case MFF_ETH_TYPE:
@@ -1466,8 +1757,10 @@ mf_random_value(const struct mf_field *mf, union mf_value *value)
     case MFF_TCP_DST:
     case MFF_UDP_SRC:
     case MFF_UDP_DST:
-    case MFF_ICMP_TYPE:
-    case MFF_ICMP_CODE:
+    case MFF_ICMPV4_TYPE:
+    case MFF_ICMPV4_CODE:
+    case MFF_ICMPV6_TYPE:
+    case MFF_ICMPV6_CODE:
     case MFF_ND_TARGET:
     case MFF_ND_SLL:
     case MFF_ND_TLL:
@@ -1486,17 +1779,21 @@ mf_random_value(const struct mf_field *mf, union mf_value *value)
         break;
 
     case MFF_IP_FRAG:
-        value->u8 &= FLOW_FRAG_MASK;
+        value->u8 &= FLOW_NW_FRAG_MASK;
         break;
 
     case MFF_ARP_OP:
         value->be16 &= htons(0xff);
         break;
 
-    case MFF_VLAN_VID:
+    case MFF_DL_VLAN:
         value->be16 &= htons(VLAN_VID_MASK);
         break;
+    case MFF_VLAN_VID:
+        value->be16 &= htons(VLAN_VID_MASK | VLAN_CFI);
+        break;
 
+    case MFF_DL_VLAN_PCP:
     case MFF_VLAN_PCP:
         value->u8 &= 0x07;
         break;
@@ -1620,12 +1917,14 @@ mf_from_ipv6_string(const struct mf_field *mf, const char *s,
 
     netmask = strtok_r(NULL, "/", &save_ptr);
     if (netmask) {
-        int prefix = atoi(netmask);
-        if (prefix <= 0 || prefix > 128) {
-            free(str);
-            return xasprintf("%s: prefix bits not between 1 and 128", s);
-        } else {
-            *mask = ipv6_create_mask(prefix);
+        if (inet_pton(AF_INET6, netmask, mask) != 1) {
+            int prefix = atoi(netmask);
+            if (prefix <= 0 || prefix > 128) {
+                free(str);
+                return xasprintf("%s: prefix bits not between 1 and 128", s);
+            } else {
+                *mask = ipv6_create_mask(prefix);
+            }
         }
     } else {
         *mask = in6addr_exact;
@@ -1642,7 +1941,8 @@ mf_from_ofp_port_string(const struct mf_field *mf, const char *s,
     uint16_t port;
 
     assert(mf->n_bytes == sizeof(ovs_be16));
-    if (ofputil_port_from_string(s, &port)) {
+    port = ofputil_port_from_string(s);
+    if (port) {
         *valuep = htons(port);
         *maskp = htons(UINT16_MAX);
         return NULL;
@@ -1659,8 +1959,8 @@ struct frag_handling {
 };
 
 static const struct frag_handling all_frags[] = {
-#define A FLOW_FRAG_ANY
-#define L FLOW_FRAG_LATER
+#define A FLOW_NW_FRAG_ANY
+#define L FLOW_NW_FRAG_LATER
     /* name               mask  value */
 
     { "no",               A|L,  0     },
@@ -1685,7 +1985,7 @@ mf_from_frag_string(const char *s, uint8_t *valuep, uint8_t *maskp)
         if (!strcasecmp(s, h->name)) {
             /* We force the upper bits of the mask on to make mf_parse_value()
              * happy (otherwise it will never think it's an exact match.) */
-            *maskp = h->mask | ~FLOW_FRAG_MASK;
+            *maskp = h->mask | ~FLOW_NW_FRAG_MASK;
             *valuep = h->value;
             return NULL;
         }
@@ -1793,7 +2093,7 @@ mf_format_frag_string(const uint8_t *valuep, const uint8_t *maskp,
     uint8_t mask = *maskp;
 
     value &= mask;
-    mask &= FLOW_FRAG_MASK;
+    mask &= FLOW_NW_FRAG_MASK;
 
     for (h = all_frags; h < &all_frags[ARRAY_SIZE(all_frags)]; h++) {
         if (value == h->value && mask == h->mask) {
@@ -1833,10 +2133,7 @@ mf_format(const struct mf_field *mf,
         break;
 
     case MFS_ETHERNET:
-        ds_put_format(s, ETH_ADDR_FMT, ETH_ADDR_ARGS(value->mac));
-        if (mask) {
-            ds_put_format(s, "/"ETH_ADDR_FMT, ETH_ADDR_ARGS(mask->mac));
-        }
+        eth_format_masked(value->mac, mask->mac, s);
         break;
 
     case MFS_IPV4:
@@ -1856,3 +2153,219 @@ mf_format(const struct mf_field *mf,
         NOT_REACHED();
     }
 }
+\f
+/* Makes subfield 'sf' within 'flow' exactly match the 'sf->n_bits'
+ * least-significant bits in 'x'.
+ */
+void
+mf_write_subfield_flow(const struct mf_subfield *sf,
+                       const union mf_subvalue *x, struct flow *flow)
+{
+    const struct mf_field *field = sf->field;
+    union mf_value value;
+
+    mf_get_value(field, flow, &value);
+    bitwise_copy(x, sizeof *x, 0, &value, field->n_bytes,
+                 sf->ofs, sf->n_bits);
+    mf_set_flow_value(field, &value, flow);
+}
+
+/* Makes subfield 'sf' within 'match' exactly match the 'sf->n_bits'
+ * least-significant bits in 'x'.
+ */
+void
+mf_write_subfield(const struct mf_subfield *sf, const union mf_subvalue *x,
+                  struct match *match)
+{
+    const struct mf_field *field = sf->field;
+    union mf_value value, mask;
+
+    mf_get(field, match, &value, &mask);
+    bitwise_copy(x, sizeof *x, 0, &value, field->n_bytes, sf->ofs, sf->n_bits);
+    bitwise_one (                 &mask,  field->n_bytes, sf->ofs, sf->n_bits);
+    mf_set(field, &value, &mask, match);
+}
+
+/* Initializes 'x' to the value of 'sf' within 'flow'.  'sf' must be valid for
+ * reading 'flow', e.g. as checked by mf_check_src(). */
+void
+mf_read_subfield(const struct mf_subfield *sf, const struct flow *flow,
+                 union mf_subvalue *x)
+{
+    union mf_value value;
+
+    mf_get_value(sf->field, flow, &value);
+
+    memset(x, 0, sizeof *x);
+    bitwise_copy(&value, sf->field->n_bytes, sf->ofs,
+                 x, sizeof *x, 0,
+                 sf->n_bits);
+}
+
+/* Returns the value of 'sf' within 'flow'.  'sf' must be valid for reading
+ * 'flow', e.g. as checked by mf_check_src() and sf->n_bits must be 64 or
+ * less. */
+uint64_t
+mf_get_subfield(const struct mf_subfield *sf, const struct flow *flow)
+{
+    union mf_value value;
+
+    mf_get_value(sf->field, flow, &value);
+    return bitwise_get(&value, sf->field->n_bytes, sf->ofs, sf->n_bits);
+}
+
+/* Formats 'sf' into 's' in a format normally acceptable to
+ * mf_parse_subfield().  (It won't be acceptable if sf->field is NULL or if
+ * sf->field has no NXM name.) */
+void
+mf_format_subfield(const struct mf_subfield *sf, struct ds *s)
+{
+    if (!sf->field) {
+        ds_put_cstr(s, "<unknown>");
+    } else if (sf->field->nxm_name) {
+        ds_put_cstr(s, sf->field->nxm_name);
+    } else if (sf->field->nxm_header) {
+        uint32_t header = sf->field->nxm_header;
+        ds_put_format(s, "%d:%d", NXM_VENDOR(header), NXM_FIELD(header));
+    } else {
+        ds_put_cstr(s, sf->field->name);
+    }
+
+    if (sf->field && sf->ofs == 0 && sf->n_bits == sf->field->n_bits) {
+        ds_put_cstr(s, "[]");
+    } else if (sf->n_bits == 1) {
+        ds_put_format(s, "[%d]", sf->ofs);
+    } else {
+        ds_put_format(s, "[%d..%d]", sf->ofs, sf->ofs + sf->n_bits - 1);
+    }
+}
+
+static const struct mf_field *
+mf_parse_subfield_name(const char *name, int name_len, bool *wild)
+{
+    int i;
+
+    *wild = name_len > 2 && !memcmp(&name[name_len - 2], "_W", 2);
+    if (*wild) {
+        name_len -= 2;
+    }
+
+    for (i = 0; i < MFF_N_IDS; i++) {
+        const struct mf_field *mf = mf_from_id(i);
+
+        if (mf->nxm_name
+            && !strncmp(mf->nxm_name, name, name_len)
+            && mf->nxm_name[name_len] == '\0') {
+            return mf;
+        }
+        if (mf->oxm_name
+            && !strncmp(mf->oxm_name, name, name_len)
+            && mf->oxm_name[name_len] == '\0') {
+            return mf;
+        }
+    }
+
+    return NULL;
+}
+
+/* Parses a subfield from the beginning of '*sp' into 'sf'.  If successful,
+ * returns NULL and advances '*sp' to the first byte following the parsed
+ * string.  On failure, returns a malloc()'d error message, does not modify
+ * '*sp', and does not properly initialize 'sf'.
+ *
+ * The syntax parsed from '*sp' takes the form "header[start..end]" where
+ * 'header' is the name of an NXM field and 'start' and 'end' are (inclusive)
+ * bit indexes.  "..end" may be omitted to indicate a single bit.  "start..end"
+ * may both be omitted (the [] are still required) to indicate an entire
+ * field. */
+char *
+mf_parse_subfield__(struct mf_subfield *sf, const char **sp)
+{
+    const struct mf_field *field;
+    const char *name;
+    int start, end;
+    const char *s;
+    int name_len;
+    bool wild;
+
+    s = *sp;
+    name = s;
+    name_len = strcspn(s, "[");
+    if (s[name_len] != '[') {
+        return xasprintf("%s: missing [ looking for field name", *sp);
+    }
+
+    field = mf_parse_subfield_name(name, name_len, &wild);
+    if (!field) {
+        return xasprintf("%s: unknown field `%.*s'", *sp, name_len, s);
+    }
+
+    s += name_len;
+    if (sscanf(s, "[%d..%d]", &start, &end) == 2) {
+        /* Nothing to do. */
+    } else if (sscanf(s, "[%d]", &start) == 1) {
+        end = start;
+    } else if (!strncmp(s, "[]", 2)) {
+        start = 0;
+        end = field->n_bits - 1;
+    } else {
+        return xasprintf("%s: syntax error expecting [] or [<bit>] or "
+                         "[<start>..<end>]", *sp);
+    }
+    s = strchr(s, ']') + 1;
+
+    if (start > end) {
+        return xasprintf("%s: starting bit %d is after ending bit %d",
+                         *sp, start, end);
+    } else if (start >= field->n_bits) {
+        return xasprintf("%s: starting bit %d is not valid because field is "
+                         "only %d bits wide", *sp, start, field->n_bits);
+    } else if (end >= field->n_bits){
+        return xasprintf("%s: ending bit %d is not valid because field is "
+                         "only %d bits wide", *sp, end, field->n_bits);
+    }
+
+    sf->field = field;
+    sf->ofs = start;
+    sf->n_bits = end - start + 1;
+
+    *sp = s;
+    return NULL;
+}
+
+/* Parses a subfield from the beginning of 's' into 'sf'.  Returns the first
+ * byte in 's' following the parsed string.
+ *
+ * Exits with an error message if 's' has incorrect syntax.
+ *
+ * The syntax parsed from 's' takes the form "header[start..end]" where
+ * 'header' is the name of an NXM field and 'start' and 'end' are (inclusive)
+ * bit indexes.  "..end" may be omitted to indicate a single bit.  "start..end"
+ * may both be omitted (the [] are still required) to indicate an entire
+ * field.  */
+const char *
+mf_parse_subfield(struct mf_subfield *sf, const char *s)
+{
+    char *msg = mf_parse_subfield__(sf, &s);
+    if (msg) {
+        ovs_fatal(0, "%s", msg);
+    }
+    return s;
+}
+
+void
+mf_format_subvalue(const union mf_subvalue *subvalue, struct ds *s)
+{
+    int i;
+
+    for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(subvalue->u8); i++) {
+        if (subvalue->u8[i]) {
+            ds_put_format(s, "0x%"PRIx8, subvalue->u8[i]);
+            for (i++; i < ARRAY_SIZE(subvalue->u8); i++) {
+                ds_put_format(s, "%02"PRIx8, subvalue->u8[i]);
+            }
+            return;
+        }
+    }
+    ds_put_char(s, '0');
+}