lib/classifier.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2009, 2010, 2011 Nicira Networks.
   3  *
   4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   5  * you may not use this file except in compliance with the License.
   6  * You may obtain a copy of the License at:
   7  *
   8  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   9  *
  10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  13  * See the License for the specific language governing permissions and
  14  * limitations under the License.
  15  */
  16
  17 #include <config.h>
  18 #include "classifier.h"
  19 #include <assert.h>
  20 #include <errno.h>
  21 #include <netinet/in.h>
  22 #include "byte-order.h"
  23 #include "dynamic-string.h"
  24 #include "flow.h"
  25 #include "hash.h"
  26 #include "odp-util.h"
  27 #include "ofp-util.h"
  28 #include "packets.h"
  29
  30 static struct cls_table *find_table(const struct classifier *,
  31                                     const struct flow_wildcards *);
  32 static struct cls_table *insert_table(struct classifier *,
  33                                       const struct flow_wildcards *);
  34
  35 static struct cls_table *classifier_first_table(const struct classifier *);
  36 static struct cls_table *classifier_next_table(const struct classifier *,
  37                                                const struct cls_table *);
  38 static void destroy_table(struct classifier *, struct cls_table *);
  39
  40 static struct cls_rule *find_match(const struct cls_table *,
  41                                    const struct flow *);
  42 static struct cls_rule *find_equal(struct cls_table *, const struct flow *,
  43                                    uint32_t hash);
  44 static struct cls_rule *insert_rule(struct cls_table *, struct cls_rule *);
  45
  46 static bool flow_equal_except(const struct flow *, const struct flow *,
  47                                 const struct flow_wildcards *);
  48 static void zero_wildcards(struct flow *, const struct flow_wildcards *);
  49
  50 /* Iterates RULE over HEAD and all of the cls_rules on HEAD->list. */
  51 #define FOR_EACH_RULE_IN_LIST(RULE, HEAD)                               \
  52     for ((RULE) = (HEAD); (RULE) != NULL; (RULE) = next_rule_in_list(RULE))
  53 #define FOR_EACH_RULE_IN_LIST_SAFE(RULE, NEXT, HEAD)                    \
  54     for ((RULE) = (HEAD);                                               \
  55          (RULE) != NULL && ((NEXT) = next_rule_in_list(RULE), true);    \
  56          (RULE) = (NEXT))
  57
  58 static struct cls_rule *next_rule_in_list__(struct cls_rule *);
  59 static struct cls_rule *next_rule_in_list(struct cls_rule *);
  60
  61 static struct cls_table *
  62 cls_table_from_hmap_node(const struct hmap_node *node)
  63 {
  64     return node ? CONTAINER_OF(node, struct cls_table, hmap_node) : NULL;
  65 }
  66
  67 /* Converts the flow in 'flow' into a cls_rule in 'rule', with the given
  68  * 'wildcards' and 'priority'. */
  69 void
  70 cls_rule_init(const struct flow *flow, const struct flow_wildcards *wildcards,
  71               unsigned int priority, struct cls_rule *rule)
  72 {
  73     rule->flow = *flow;
  74     rule->wc = *wildcards;
  75     rule->priority = priority;
  76     cls_rule_zero_wildcarded_fields(rule);
  77 }
  78
  79 /* Converts the flow in 'flow' into an exact-match cls_rule in 'rule', with the
  80  * given 'priority'.  (For OpenFlow 1.0, exact-match rule are always highest
  81  * priority, so 'priority' should be at least 65535.) */
  82 void
  83 cls_rule_init_exact(const struct flow *flow,
  84                     unsigned int priority, struct cls_rule *rule)
  85 {
  86     rule->flow = *flow;
  87     flow_wildcards_init_exact(&rule->wc);
  88     rule->priority = priority;
  89 }
  90
  91 /* Initializes 'rule' as a "catch-all" rule that matches every packet, with
  92  * priority 'priority'. */
  93 void
  94 cls_rule_init_catchall(struct cls_rule *rule, unsigned int priority)
  95 {
  96     memset(&rule->flow, 0, sizeof rule->flow);
  97     flow_wildcards_init_catchall(&rule->wc);
  98     rule->priority = priority;
  99 }
 100
 101 /* For each bit or field wildcarded in 'rule', sets the corresponding bit or
 102  * field in 'flow' to all-0-bits.  It is important to maintain this invariant
 103  * in a clr_rule that might be inserted into a classifier.
 104  *
 105  * It is never necessary to call this function directly for a cls_rule that is
 106  * initialized or modified only by cls_rule_*() functions.  It is useful to
 107  * restore the invariant in a cls_rule whose 'wc' member is modified by hand.
 108  */
 109 void
 110 cls_rule_zero_wildcarded_fields(struct cls_rule *rule)
 111 {
 112     zero_wildcards(&rule->flow, &rule->wc);
 113 }
 114
 115 void
 116 cls_rule_set_reg(struct cls_rule *rule, unsigned int reg_idx, uint32_t value)
 117 {
 118     cls_rule_set_reg_masked(rule, reg_idx, value, UINT32_MAX);
 119 }
 120
 121 void
 122 cls_rule_set_reg_masked(struct cls_rule *rule, unsigned int reg_idx,
 123                         uint32_t value, uint32_t mask)
 124 {
 125     assert(reg_idx < FLOW_N_REGS);
 126     flow_wildcards_set_reg_mask(&rule->wc, reg_idx, mask);
 127     rule->flow.regs[reg_idx] = value & mask;
 128 }
 129
 130 void
 131 cls_rule_set_tun_id(struct cls_rule *rule, ovs_be64 tun_id)
 132 {
 133     cls_rule_set_tun_id_masked(rule, tun_id, htonll(UINT64_MAX));
 134 }
 135
 136 void
 137 cls_rule_set_tun_id_masked(struct cls_rule *rule,
 138                            ovs_be64 tun_id, ovs_be64 mask)
 139 {
 140     rule->wc.tun_id_mask = mask;
 141     rule->flow.tun_id = tun_id & mask;
 142 }
 143
 144 void
 145 cls_rule_set_in_port(struct cls_rule *rule, uint16_t odp_port)
 146 {
 147     rule->wc.wildcards &= ~FWW_IN_PORT;
 148     rule->flow.in_port = odp_port;
 149 }
 150
 151 void
 152 cls_rule_set_dl_type(struct cls_rule *rule, ovs_be16 dl_type)
 153 {
 154     rule->wc.wildcards &= ~FWW_DL_TYPE;
 155     rule->flow.dl_type = dl_type;
 156 }
 157
 158 void
 159 cls_rule_set_dl_src(struct cls_rule *rule, const uint8_t dl_src[ETH_ADDR_LEN])
 160 {
 161     rule->wc.wildcards &= ~FWW_DL_SRC;
 162     memcpy(rule->flow.dl_src, dl_src, ETH_ADDR_LEN);
 163 }
 164
 165 void
 166 cls_rule_set_dl_dst(struct cls_rule *rule, const uint8_t dl_dst[ETH_ADDR_LEN])
 167 {
 168     rule->wc.wildcards &= ~(FWW_DL_DST | FWW_ETH_MCAST);
 169     memcpy(rule->flow.dl_dst, dl_dst, ETH_ADDR_LEN);
 170 }
 171
 172 void
 173 cls_rule_set_dl_tci(struct cls_rule *rule, ovs_be16 tci)
 174 {
 175     cls_rule_set_dl_tci_masked(rule, tci, htons(0xffff));
 176 }
 177
 178 void
 179 cls_rule_set_dl_tci_masked(struct cls_rule *rule, ovs_be16 tci, ovs_be16 mask)
 180 {
 181     rule->flow.vlan_tci = tci & mask;
 182     rule->wc.vlan_tci_mask = mask;
 183 }
 184
 185 /* Modifies 'rule' so that the VLAN VID is wildcarded.  If the PCP is already
 186  * wildcarded, then 'rule' will match a packet regardless of whether it has an
 187  * 802.1Q header or not. */
 188 void
 189 cls_rule_set_any_vid(struct cls_rule *rule)
 190 {
 191     if (rule->wc.vlan_tci_mask & htons(VLAN_PCP_MASK)) {
 192         rule->wc.vlan_tci_mask &= ~htons(VLAN_VID_MASK);
 193         rule->flow.vlan_tci &= ~htons(VLAN_VID_MASK);
 194     } else {
 195         cls_rule_set_dl_tci_masked(rule, htons(0), htons(0));
 196     }
 197 }
 198
 199 /* Modifies 'rule' depending on 'dl_vlan':
 200  *
 201  *   - If 'dl_vlan' is htons(OFP_VLAN_NONE), makes 'rule' match only packets
 202  *     without an 802.1Q header.
 203  *
 204  *   - Otherwise, makes 'rule' match only packets with an 802.1Q header whose
 205  *     VID equals the low 12 bits of 'dl_vlan'.
 206  */
 207 void
 208 cls_rule_set_dl_vlan(struct cls_rule *rule, ovs_be16 dl_vlan)
 209 {
 210     if (dl_vlan == htons(OFP_VLAN_NONE)) {
 211         cls_rule_set_dl_tci(rule, htons(0));
 212     } else {
 213         dl_vlan &= htons(VLAN_VID_MASK);
 214         rule->flow.vlan_tci &= ~htons(VLAN_VID_MASK);
 215         rule->flow.vlan_tci |= htons(VLAN_CFI) | dl_vlan;
 216         rule->wc.vlan_tci_mask |= htons(VLAN_VID_MASK | VLAN_CFI);
 217     }
 218 }
 219
 220 /* Modifies 'rule' so that the VLAN PCP is wildcarded.  If the VID is already
 221  * wildcarded, then 'rule' will match a packet regardless of whether it has an
 222  * 802.1Q header or not. */
 223 void
 224 cls_rule_set_any_pcp(struct cls_rule *rule)
 225 {
 226     if (rule->wc.vlan_tci_mask & htons(VLAN_VID_MASK)) {
 227         rule->wc.vlan_tci_mask &= ~htons(VLAN_PCP_MASK);
 228         rule->flow.vlan_tci &= ~htons(VLAN_PCP_MASK);
 229     } else {
 230         cls_rule_set_dl_tci_masked(rule, htons(0), htons(0));
 231     }
 232 }
 233
 234 /* Modifies 'rule' so that it matches only packets with an 802.1Q header whose
 235  * PCP equals the low 3 bits of 'dl_vlan_pcp'. */
 236 void
 237 cls_rule_set_dl_vlan_pcp(struct cls_rule *rule, uint8_t dl_vlan_pcp)
 238 {
 239     dl_vlan_pcp &= 0x07;
 240     rule->flow.vlan_tci &= ~htons(VLAN_PCP_MASK);
 241     rule->flow.vlan_tci |= htons((dl_vlan_pcp << VLAN_PCP_SHIFT) | VLAN_CFI);
 242     rule->wc.vlan_tci_mask |= htons(VLAN_CFI | VLAN_PCP_MASK);
 243 }
 244
 245 void
 246 cls_rule_set_tp_src(struct cls_rule *rule, ovs_be16 tp_src)
 247 {
 248     rule->wc.wildcards &= ~FWW_TP_SRC;
 249     rule->flow.tp_src = tp_src;
 250 }
 251
 252 void
 253 cls_rule_set_tp_dst(struct cls_rule *rule, ovs_be16 tp_dst)
 254 {
 255     rule->wc.wildcards &= ~FWW_TP_DST;
 256     rule->flow.tp_dst = tp_dst;
 257 }
 258
 259 void
 260 cls_rule_set_nw_proto(struct cls_rule *rule, uint8_t nw_proto)
 261 {
 262     rule->wc.wildcards &= ~FWW_NW_PROTO;
 263     rule->flow.nw_proto = nw_proto;
 264 }
 265
 266 void
 267 cls_rule_set_nw_src(struct cls_rule *rule, ovs_be32 nw_src)
 268 {
 269     cls_rule_set_nw_src_masked(rule, nw_src, htonl(UINT32_MAX));
 270 }
 271
 272 bool
 273 cls_rule_set_nw_src_masked(struct cls_rule *rule, ovs_be32 ip, ovs_be32 mask)
 274 {
 275     if (flow_wildcards_set_nw_src_mask(&rule->wc, mask)) {
 276         rule->flow.nw_src = ip & mask;
 277         return true;
 278     } else {
 279         return false;
 280     }
 281 }
 282
 283 void
 284 cls_rule_set_nw_dst(struct cls_rule *rule, ovs_be32 nw_dst)
 285 {
 286     cls_rule_set_nw_dst_masked(rule, nw_dst, htonl(UINT32_MAX));
 287 }
 288
 289 bool
 290 cls_rule_set_nw_dst_masked(struct cls_rule *rule, ovs_be32 ip, ovs_be32 mask)
 291 {
 292     if (flow_wildcards_set_nw_dst_mask(&rule->wc, mask)) {
 293         rule->flow.nw_dst = ip & mask;
 294         return true;
 295     } else {
 296         return false;
 297     }
 298 }
 299
 300 void
 301 cls_rule_set_nw_tos(struct cls_rule *rule, uint8_t nw_tos)
 302 {
 303     rule->wc.wildcards &= ~FWW_NW_TOS;
 304     rule->flow.nw_tos = nw_tos & IP_DSCP_MASK;
 305 }
 306
 307 void
 308 cls_rule_set_icmp_type(struct cls_rule *rule, uint8_t icmp_type)
 309 {
 310     rule->wc.wildcards &= ~FWW_TP_SRC;
 311     rule->flow.icmp_type = htons(icmp_type);
 312
 313 }
 314
 315 void
 316 cls_rule_set_icmp_code(struct cls_rule *rule, uint8_t icmp_code)
 317 {
 318     rule->wc.wildcards &= ~FWW_TP_DST;
 319     rule->flow.icmp_code = htons(icmp_code);
 320 }
 321
 322 void
 323 cls_rule_set_arp_sha(struct cls_rule *rule, const uint8_t sha[ETH_ADDR_LEN])
 324 {
 325     rule->wc.wildcards &= ~FWW_ARP_SHA;
 326     memcpy(rule->flow.arp_sha, sha, ETH_ADDR_LEN);
 327 }
 328
 329 void
 330 cls_rule_set_arp_tha(struct cls_rule *rule, const uint8_t tha[ETH_ADDR_LEN])
 331 {
 332     rule->wc.wildcards &= ~FWW_ARP_THA;
 333     memcpy(rule->flow.arp_tha, tha, ETH_ADDR_LEN);
 334 }
 335
 336 void
 337 cls_rule_set_ipv6_src(struct cls_rule *rule, const struct in6_addr *src)
 338 {
 339     cls_rule_set_ipv6_src_masked(rule, src, &in6addr_exact);
 340 }
 341
 342 bool
 343 cls_rule_set_ipv6_src_masked(struct cls_rule *rule, const struct in6_addr *src,
 344                              const struct in6_addr *mask)
 345 {
 346     if (flow_wildcards_set_ipv6_src_mask(&rule->wc, mask)) {
 347         rule->flow.ipv6_src = ipv6_addr_bitand(src, mask);
 348         return true;
 349     } else {
 350         return false;
 351     }
 352 }
 353
 354 void
 355 cls_rule_set_ipv6_dst(struct cls_rule *rule, const struct in6_addr *dst)
 356 {
 357     cls_rule_set_ipv6_dst_masked(rule, dst, &in6addr_exact);
 358 }
 359
 360 bool
 361 cls_rule_set_ipv6_dst_masked(struct cls_rule *rule, const struct in6_addr *dst,
 362                              const struct in6_addr *mask)
 363 {
 364     if (flow_wildcards_set_ipv6_dst_mask(&rule->wc, mask)) {
 365         rule->flow.ipv6_dst = ipv6_addr_bitand(dst, mask);
 366         return true;
 367     } else {
 368         return false;
 369     }
 370 }
 371
 372 void
 373 cls_rule_set_nd_target(struct cls_rule *rule, const struct in6_addr target)
 374 {
 375     rule->wc.wildcards &= ~FWW_ND_TARGET;
 376     rule->flow.nd_target = target;
 377 }
 378
 379 /* Returns true if 'a' and 'b' have the same priority, wildcard the same
 380  * fields, and have the same values for fixed fields, otherwise false. */
 381 bool
 382 cls_rule_equal(const struct cls_rule *a, const struct cls_rule *b)
 383 {
 384     return (a->priority == b->priority
 385             && flow_wildcards_equal(&a->wc, &b->wc)
 386             && flow_equal(&a->flow, &b->flow));
 387 }
 388
 389 static void
 390 format_ip_netmask(struct ds *s, const char *name, ovs_be32 ip,
 391                   ovs_be32 netmask)
 392 {
 393     if (netmask) {
 394         ds_put_format(s, "%s="IP_FMT, name, IP_ARGS(&ip));
 395         if (netmask != htonl(UINT32_MAX)) {
 396             if (ip_is_cidr(netmask)) {
 397                 int wcbits = ofputil_netmask_to_wcbits(netmask);
 398                 ds_put_format(s, "/%d", 32 - wcbits);
 399             } else {
 400                 ds_put_format(s, "/"IP_FMT, IP_ARGS(&netmask));
 401             }
 402         }
 403         ds_put_char(s, ',');
 404     }
 405 }
 406
 407 static void
 408 format_ipv6_netmask(struct ds *s, const char *name,
 409                     const struct in6_addr *addr,
 410                     const struct in6_addr *netmask)
 411 {
 412     if (!ipv6_mask_is_any(netmask)) {
 413         ds_put_format(s, "%s=", name);
 414         print_ipv6_addr(s, addr);
 415         if (!ipv6_mask_is_exact(netmask)) {
 416             if (ipv6_is_cidr(netmask)) {
 417                 int cidr_bits = ipv6_count_cidr_bits(netmask);
 418                 ds_put_format(s, "/%d", cidr_bits);
 419             } else {
 420                 ds_put_char(s, '/');
 421                 print_ipv6_addr(s, netmask);
 422             }
 423         }
 424         ds_put_char(s, ',');
 425     }
 426 }
 427
 428 void
 429 cls_rule_format(const struct cls_rule *rule, struct ds *s)
 430 {
 431     const struct flow_wildcards *wc = &rule->wc;
 432     size_t start_len = s->length;
 433     flow_wildcards_t w = wc->wildcards;
 434     const struct flow *f = &rule->flow;
 435     bool skip_type = false;
 436     bool skip_proto = false;
 437
 438     int i;
 439
 440     if (rule->priority != OFP_DEFAULT_PRIORITY) {
 441         ds_put_format(s, "priority=%d,", rule->priority);
 442     }
 443
 444     if (!(w & FWW_DL_TYPE)) {
 445         skip_type = true;
 446         if (f->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
 447             if (!(w & FWW_NW_PROTO)) {
 448                 skip_proto = true;
 449                 if (f->nw_proto == IPPROTO_ICMP) {
 450                     ds_put_cstr(s, "icmp,");
 451                 } else if (f->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
 452                     ds_put_cstr(s, "tcp,");
 453                 } else if (f->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
 454                     ds_put_cstr(s, "udp,");
 455                 } else {
 456                     ds_put_cstr(s, "ip,");
 457                     skip_proto = false;
 458                 }
 459             } else {
 460                 ds_put_cstr(s, "ip,");
 461             }
 462         } else if (f->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
 463             if (!(w & FWW_NW_PROTO)) {
 464                 skip_proto = true;
 465                 if (f->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6) {
 466                     ds_put_cstr(s, "icmp6,");
 467                 } else if (f->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
 468                     ds_put_cstr(s, "tcp6,");
 469                 } else if (f->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
 470                     ds_put_cstr(s, "udp6,");
 471                 } else {
 472                     ds_put_cstr(s, "ipv6,");
 473                     skip_proto = false;
 474                 }
 475             } else {
 476                 ds_put_cstr(s, "ipv6,");
 477             }
 478         } else if (f->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP)) {
 479             ds_put_cstr(s, "arp,");
 480         } else {
 481             skip_type = false;
 482         }
 483     }
 484     for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
 485         switch (wc->reg_masks[i]) {
 486         case 0:
 487             break;
 488         case UINT32_MAX:
 489             ds_put_format(s, "reg%d=0x%"PRIx32",", i, f->regs[i]);
 490             break;
 491         default:
 492             ds_put_format(s, "reg%d=0x%"PRIx32"/0x%"PRIx32",",
 493                           i, f->regs[i], wc->reg_masks[i]);
 494             break;
 495         }
 496     }
 497     switch (wc->tun_id_mask) {
 498     case 0:
 499         break;
 500     case CONSTANT_HTONLL(UINT64_MAX):
 501         ds_put_format(s, "tun_id=%#"PRIx64",", ntohll(f->tun_id));
 502         break;
 503     default:
 504         ds_put_format(s, "tun_id=%#"PRIx64"/%#"PRIx64",",
 505                       ntohll(f->tun_id), ntohll(wc->tun_id_mask));
 506         break;
 507     }
 508     if (!(w & FWW_IN_PORT)) {
 509         ds_put_format(s, "in_port=%"PRIu16",",
 510                       odp_port_to_ofp_port(f->in_port));
 511     }
 512     if (wc->vlan_tci_mask) {
 513         ovs_be16 vid_mask = wc->vlan_tci_mask & htons(VLAN_VID_MASK);
 514         ovs_be16 pcp_mask = wc->vlan_tci_mask & htons(VLAN_PCP_MASK);
 515         ovs_be16 cfi = wc->vlan_tci_mask & htons(VLAN_CFI);
 516
 517         if (cfi && f->vlan_tci & htons(VLAN_CFI)
 518             && (!vid_mask || vid_mask == htons(VLAN_VID_MASK))
 519             && (!pcp_mask || pcp_mask == htons(VLAN_PCP_MASK))
 520             && (vid_mask || pcp_mask)) {
 521             if (vid_mask) {
 522                 ds_put_format(s, "dl_vlan=%"PRIu16",",
 523                               vlan_tci_to_vid(f->vlan_tci));
 524             }
 525             if (pcp_mask) {
 526                 ds_put_format(s, "dl_vlan_pcp=%d,",
 527                               vlan_tci_to_pcp(f->vlan_tci));
 528             }
 529         } else if (wc->vlan_tci_mask == htons(0xffff)) {
 530             ds_put_format(s, "vlan_tci=0x%04"PRIx16",", ntohs(f->vlan_tci));
 531         } else {
 532             ds_put_format(s, "vlan_tci=0x%04"PRIx16"/0x%04"PRIx16",",
 533                           ntohs(f->vlan_tci), ntohs(wc->vlan_tci_mask));
 534         }
 535     }
 536     if (!(w & FWW_DL_SRC)) {
 537         ds_put_format(s, "dl_src="ETH_ADDR_FMT",", ETH_ADDR_ARGS(f->dl_src));
 538     }
 539     switch (w & (FWW_DL_DST | FWW_ETH_MCAST)) {
 540     case 0:
 541         ds_put_format(s, "dl_dst="ETH_ADDR_FMT",", ETH_ADDR_ARGS(f->dl_dst));
 542         break;
 543     case FWW_DL_DST:
 544         ds_put_format(s, "dl_dst="ETH_ADDR_FMT"/01:00:00:00:00:00,",
 545                       ETH_ADDR_ARGS(f->dl_dst));
 546         break;
 547     case FWW_ETH_MCAST:
 548         ds_put_format(s, "dl_dst="ETH_ADDR_FMT"/fe:ff:ff:ff:ff:ff,",
 549                       ETH_ADDR_ARGS(f->dl_dst));
 550         break;
 551     case FWW_DL_DST | FWW_ETH_MCAST:
 552         break;
 553     }
 554     if (!skip_type && !(w & FWW_DL_TYPE)) {
 555         ds_put_format(s, "dl_type=0x%04"PRIx16",", ntohs(f->dl_type));
 556     }
 557     if (f->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
 558         format_ipv6_netmask(s, "ipv6_src", &f->ipv6_src, &wc->ipv6_src_mask);
 559         format_ipv6_netmask(s, "ipv6_dst", &f->ipv6_dst, &wc->ipv6_dst_mask);
 560     } else {
 561         format_ip_netmask(s, "nw_src", f->nw_src, wc->nw_src_mask);
 562         format_ip_netmask(s, "nw_dst", f->nw_dst, wc->nw_dst_mask);
 563     }
 564     if (!skip_proto && !(w & FWW_NW_PROTO)) {
 565         if (f->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP)) {
 566             ds_put_format(s, "opcode=%"PRIu8",", f->nw_proto);
 567         } else {
 568             ds_put_format(s, "nw_proto=%"PRIu8",", f->nw_proto);
 569         }
 570     }
 571     if (f->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP)) {
 572         if (!(w & FWW_ARP_SHA)) {
 573             ds_put_format(s, "arp_sha="ETH_ADDR_FMT",",
 574                     ETH_ADDR_ARGS(f->arp_sha));
 575         }
 576         if (!(w & FWW_ARP_THA)) {
 577             ds_put_format(s, "arp_tha="ETH_ADDR_FMT",",
 578                     ETH_ADDR_ARGS(f->arp_tha));
 579         }
 580     }
 581     if (!(w & FWW_NW_TOS)) {
 582         ds_put_format(s, "nw_tos=%"PRIu8",", f->nw_tos);
 583     }
 584     if (f->nw_proto == IPPROTO_ICMP) {
 585         if (!(w & FWW_TP_SRC)) {
 586             ds_put_format(s, "icmp_type=%"PRIu16",", ntohs(f->tp_src));
 587         }
 588         if (!(w & FWW_TP_DST)) {
 589             ds_put_format(s, "icmp_code=%"PRIu16",", ntohs(f->tp_dst));
 590         }
 591     } else if (f->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6) {
 592         if (!(w & FWW_TP_SRC)) {
 593             ds_put_format(s, "icmp_type=%"PRIu16",", ntohs(f->tp_src));
 594         }
 595         if (!(w & FWW_TP_DST)) {
 596             ds_put_format(s, "icmp_code=%"PRIu16",", ntohs(f->tp_dst));
 597         }
 598         if (!(w & FWW_ND_TARGET)) {
 599             ds_put_cstr(s, "nd_target=");
 600             print_ipv6_addr(s, &f->nd_target);
 601             ds_put_char(s, ',');
 602         }
 603         if (!(w & FWW_ARP_SHA)) {
 604             ds_put_format(s, "nd_sll="ETH_ADDR_FMT",",
 605                     ETH_ADDR_ARGS(f->arp_sha));
 606         }
 607         if (!(w & FWW_ARP_THA)) {
 608             ds_put_format(s, "nd_tll="ETH_ADDR_FMT",",
 609                     ETH_ADDR_ARGS(f->arp_tha));
 610         }
 611    } else {
 612         if (!(w & FWW_TP_SRC)) {
 613             ds_put_format(s, "tp_src=%"PRIu16",", ntohs(f->tp_src));
 614         }
 615         if (!(w & FWW_TP_DST)) {
 616             ds_put_format(s, "tp_dst=%"PRIu16",", ntohs(f->tp_dst));
 617         }
 618     }
 619
 620     if (s->length > start_len && ds_last(s) == ',') {
 621         s->length--;
 622     }
 623 }
 624
 625 /* Converts 'rule' to a string and returns the string.  The caller must free
 626  * the string (with free()). */
 627 char *
 628 cls_rule_to_string(const struct cls_rule *rule)
 629 {
 630     struct ds s = DS_EMPTY_INITIALIZER;
 631     cls_rule_format(rule, &s);
 632     return ds_steal_cstr(&s);
 633 }
 634
 635 void
 636 cls_rule_print(const struct cls_rule *rule)
 637 {
 638     char *s = cls_rule_to_string(rule);
 639     puts(s);
 640     free(s);
 641 }
 642 \f
 643 /* Initializes 'cls' as a classifier that initially contains no classification
 644  * rules. */
 645 void
 646 classifier_init(struct classifier *cls)
 647 {
 648     cls->n_rules = 0;
 649     hmap_init(&cls->tables);
 650 }
 651
 652 /* Destroys 'cls'.  Rules within 'cls', if any, are not freed; this is the
 653  * caller's responsibility. */
 654 void
 655 classifier_destroy(struct classifier *cls)
 656 {
 657     if (cls) {
 658         struct cls_table *table, *next_table;
 659
 660         HMAP_FOR_EACH_SAFE (table, next_table, hmap_node, &cls->tables) {
 661             hmap_destroy(&table->rules);
 662             hmap_remove(&cls->tables, &table->hmap_node);
 663             free(table);
 664         }
 665         hmap_destroy(&cls->tables);
 666     }
 667 }
 668
 669 /* Returns true if 'cls' contains no classification rules, false otherwise. */
 670 bool
 671 classifier_is_empty(const struct classifier *cls)
 672 {
 673     return cls->n_rules == 0;
 674 }
 675
 676 /* Returns the number of rules in 'classifier'. */
 677 int
 678 classifier_count(const struct classifier *cls)
 679 {
 680     return cls->n_rules;
 681 }
 682
 683 /* Inserts 'rule' into 'cls'.  Until 'rule' is removed from 'cls', the caller
 684  * must not modify or free it.
 685  *
 686  * If 'cls' already contains an identical rule (including wildcards, values of
 687  * fixed fields, and priority), replaces the old rule by 'rule' and returns the
 688  * rule that was replaced.  The caller takes ownership of the returned rule and
 689  * is thus responsible for freeing it, etc., as necessary.
 690  *
 691  * Returns NULL if 'cls' does not contain a rule with an identical key, after
 692  * inserting the new rule.  In this case, no rules are displaced by the new
 693  * rule, even rules that cannot have any effect because the new rule matches a
 694  * superset of their flows and has higher priority. */
 695 struct cls_rule *
 696 classifier_insert(struct classifier *cls, struct cls_rule *rule)
 697 {
 698     struct cls_rule *old_rule;
 699     struct cls_table *table;
 700
 701     table = find_table(cls, &rule->wc);
 702     if (!table) {
 703         table = insert_table(cls, &rule->wc);
 704     }
 705
 706     old_rule = insert_rule(table, rule);
 707     if (!old_rule) {
 708         table->n_table_rules++;
 709         cls->n_rules++;
 710     }
 711     return old_rule;
 712 }
 713
 714 /* Removes 'rule' from 'cls'.  It is the caller's responsibility to free
 715  * 'rule', if this is desirable. */
 716 void
 717 classifier_remove(struct classifier *cls, struct cls_rule *rule)
 718 {
 719     struct cls_rule *head;
 720     struct cls_table *table;
 721
 722     table = find_table(cls, &rule->wc);
 723     head = find_equal(table, &rule->flow, rule->hmap_node.hash);
 724     if (head != rule) {
 725         list_remove(&rule->list);
 726     } else if (list_is_empty(&rule->list)) {
 727         hmap_remove(&table->rules, &rule->hmap_node);
 728     } else {
 729         struct cls_rule *next = CONTAINER_OF(rule->list.next,
 730                                              struct cls_rule, list);
 731
 732         list_remove(&rule->list);
 733         hmap_replace(&table->rules, &rule->hmap_node, &next->hmap_node);
 734     }
 735
 736     if (--table->n_table_rules == 0) {
 737         destroy_table(cls, table);
 738     }
 739
 740     cls->n_rules--;
 741 }
 742
 743 /* Finds and returns the highest-priority rule in 'cls' that matches 'flow'.
 744  * Returns a null pointer if no rules in 'cls' match 'flow'.  If multiple rules
 745  * of equal priority match 'flow', returns one arbitrarily. */
 746 struct cls_rule *
 747 classifier_lookup(const struct classifier *cls, const struct flow *flow)
 748 {
 749     struct cls_table *table;
 750     struct cls_rule *best;
 751
 752     best = NULL;
 753     HMAP_FOR_EACH (table, hmap_node, &cls->tables) {
 754         struct cls_rule *rule = find_match(table, flow);
 755         if (rule && (!best || rule->priority > best->priority)) {
 756             best = rule;
 757         }
 758     }
 759     return best;
 760 }
 761
 762 /* Finds and returns a rule in 'cls' with exactly the same priority and
 763  * matching criteria as 'target'.  Returns a null pointer if 'cls' doesn't
 764  * contain an exact match.
 765  *
 766  * Priority is ignored for exact-match rules (because OpenFlow 1.0 always
 767  * treats exact-match rules as highest priority). */
 768 struct cls_rule *
 769 classifier_find_rule_exactly(const struct classifier *cls,
 770                              const struct cls_rule *target)
 771 {
 772     struct cls_rule *head, *rule;
 773     struct cls_table *table;
 774
 775     table = find_table(cls, &target->wc);
 776     if (!table) {
 777         return NULL;
 778     }
 779
 780     head = find_equal(table, &target->flow, flow_hash(&target->flow, 0));
 781     if (flow_wildcards_is_exact(&target->wc)) {
 782         return head;
 783     }
 784     FOR_EACH_RULE_IN_LIST (rule, head) {
 785         if (target->priority >= rule->priority) {
 786             return target->priority == rule->priority ? rule : NULL;
 787         }
 788     }
 789     return NULL;
 790 }
 791
 792 /* Checks if 'target' would overlap any other rule in 'cls'.  Two rules are
 793  * considered to overlap if both rules have the same priority and a packet
 794  * could match both. */
 795 bool
 796 classifier_rule_overlaps(const struct classifier *cls,
 797                          const struct cls_rule *target)
 798 {
 799     struct cls_table *table;
 800
 801     HMAP_FOR_EACH (table, hmap_node, &cls->tables) {
 802         struct flow_wildcards wc;
 803         struct cls_rule *head;
 804
 805         flow_wildcards_combine(&wc, &target->wc, &table->wc);
 806         HMAP_FOR_EACH (head, hmap_node, &table->rules) {
 807             struct cls_rule *rule;
 808
 809             FOR_EACH_RULE_IN_LIST (rule, head) {
 810                 if (rule->priority == target->priority
 811                     && flow_equal_except(&target->flow, &rule->flow, &wc)) {
 812                     return true;
 813                 }
 814             }
 815         }
 816     }
 817
 818     return false;
 819 }
 820 \f
 821 /* Iteration. */
 822
 823 static bool
 824 rule_matches(const struct cls_rule *rule, const struct cls_rule *target)
 825 {
 826     return (!target
 827             || flow_equal_except(&rule->flow, &target->flow, &target->wc));
 828 }
 829
 830 static struct cls_rule *
 831 search_table(const struct cls_table *table, const struct cls_rule *target)
 832 {
 833     if (!target || !flow_wildcards_has_extra(&table->wc, &target->wc)) {
 834         struct cls_rule *rule;
 835
 836         HMAP_FOR_EACH (rule, hmap_node, &table->rules) {
 837             if (rule_matches(rule, target)) {
 838                 return rule;
 839             }
 840         }
 841     }
 842     return NULL;
 843 }
 844
 845 /* Initializes 'cursor' for iterating through 'cls' rules that exactly match
 846  * 'target' or are more specific than 'target'.  That is, a given 'rule'
 847  * matches 'target' if, for every field:
 848  *
 849  *   - 'target' and 'rule' specify the same (non-wildcarded) value for the
 850  *     field, or
 851  *
 852  *   - 'target' wildcards the field,
 853  *
 854  * but not if:
 855  *
 856  *   - 'target' and 'rule' specify different values for the field, or
 857  *
 858  *   - 'target' specifies a value for the field but 'rule' wildcards it.
 859  *
 860  * Equivalently, the truth table for whether a field matches is:
 861  *
 862  *                                     rule
 863  *
 864  *                             wildcard    exact
 865  *                            +---------+---------+
 866  *                   t   wild |   yes   |   yes   |
 867  *                   a   card |         |         |
 868  *                   r        +---------+---------+
 869  *                   g  exact |    no   |if values|
 870  *                   e        |         |are equal|
 871  *                   t        +---------+---------+
 872  *
 873  * This is the matching rule used by OpenFlow 1.0 non-strict OFPT_FLOW_MOD
 874  * commands and by OpenFlow 1.0 aggregate and flow stats.
 875  *
 876  * Ignores target->priority.
 877  *
 878  * 'target' may be NULL to iterate over every rule in 'cls'. */
 879 void
 880 cls_cursor_init(struct cls_cursor *cursor, const struct classifier *cls,
 881                 const struct cls_rule *target)
 882 {
 883     cursor->cls = cls;
 884     cursor->target = target;
 885 }
 886
 887 /* Returns the first matching cls_rule in 'cursor''s iteration, or a null
 888  * pointer if there are no matches. */
 889 struct cls_rule *
 890 cls_cursor_first(struct cls_cursor *cursor)
 891 {
 892     struct cls_table *table;
 893
 894     for (table = classifier_first_table(cursor->cls); table;
 895          table = classifier_next_table(cursor->cls, table)) {
 896         struct cls_rule *rule = search_table(table, cursor->target);
 897         if (rule) {
 898             cursor->table = table;
 899             return rule;
 900         }
 901     }
 902
 903     return NULL;
 904 }
 905
 906 /* Returns the next matching cls_rule in 'cursor''s iteration, or a null
 907  * pointer if there are no more matches. */
 908 struct cls_rule *
 909 cls_cursor_next(struct cls_cursor *cursor, struct cls_rule *rule)
 910 {
 911     const struct cls_table *table;
 912     struct cls_rule *next;
 913
 914     next = next_rule_in_list__(rule);
 915     if (next->priority < rule->priority) {
 916         return next;
 917     }
 918
 919     /* 'next' is the head of the list, that is, the rule that is included in
 920      * the table's hmap.  (This is important when the classifier contains rules
 921      * that differ only in priority.) */
 922     rule = next;
 923     HMAP_FOR_EACH_CONTINUE (rule, hmap_node, &cursor->table->rules) {
 924         if (rule_matches(rule, cursor->target)) {
 925             return rule;
 926         }
 927     }
 928
 929     for (table = classifier_next_table(cursor->cls, cursor->table); table;
 930          table = classifier_next_table(cursor->cls, table)) {
 931         rule = search_table(table, cursor->target);
 932         if (rule) {
 933             cursor->table = table;
 934             return rule;
 935         }
 936     }
 937
 938     return NULL;
 939 }
 940 \f
 941 static struct cls_table *
 942 find_table(const struct classifier *cls, const struct flow_wildcards *wc)
 943 {
 944     struct cls_table *table;
 945
 946     HMAP_FOR_EACH_IN_BUCKET (table, hmap_node, flow_wildcards_hash(wc),
 947                              &cls->tables) {
 948         if (flow_wildcards_equal(wc, &table->wc)) {
 949             return table;
 950         }
 951     }
 952     return NULL;
 953 }
 954
 955 static struct cls_table *
 956 insert_table(struct classifier *cls, const struct flow_wildcards *wc)
 957 {
 958     struct cls_table *table;
 959
 960     table = xzalloc(sizeof *table);
 961     hmap_init(&table->rules);
 962     table->wc = *wc;
 963     hmap_insert(&cls->tables, &table->hmap_node, flow_wildcards_hash(wc));
 964
 965     return table;
 966 }
 967
 968 static struct cls_table *
 969 classifier_first_table(const struct classifier *cls)
 970 {
 971     return cls_table_from_hmap_node(hmap_first(&cls->tables));
 972 }
 973
 974 static struct cls_table *
 975 classifier_next_table(const struct classifier *cls,
 976                       const struct cls_table *table)
 977 {
 978     return cls_table_from_hmap_node(hmap_next(&cls->tables,
 979                                               &table->hmap_node));
 980 }
 981
 982 static void
 983 destroy_table(struct classifier *cls, struct cls_table *table)
 984 {
 985     hmap_remove(&cls->tables, &table->hmap_node);
 986     hmap_destroy(&table->rules);
 987     free(table);
 988 }
 989
 990 static struct cls_rule *
 991 find_match(const struct cls_table *table, const struct flow *flow)
 992 {
 993     struct cls_rule *rule;
 994     struct flow f;
 995
 996     f = *flow;
 997     zero_wildcards(&f, &table->wc);
 998     HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (rule, hmap_node, flow_hash(&f, 0),
 999                              &table->rules) {
1000         if (flow_equal(&f, &rule->flow)) {
1001             return rule;
1002         }
1003     }
1004     return NULL;
1005 }
1006
1007 static struct cls_rule *
1008 find_equal(struct cls_table *table, const struct flow *flow, uint32_t hash)
1009 {
1010     struct cls_rule *head;
1011
1012     HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (head, hmap_node, hash, &table->rules) {
1013         if (flow_equal(&head->flow, flow)) {
1014             return head;
1015         }
1016     }
1017     return NULL;
1018 }
1019
1020 static struct cls_rule *
1021 insert_rule(struct cls_table *table, struct cls_rule *new)
1022 {
1023     struct cls_rule *head;
1024
1025     new->hmap_node.hash = flow_hash(&new->flow, 0);
1026
1027     head = find_equal(table, &new->flow, new->hmap_node.hash);
1028     if (!head) {
1029         hmap_insert(&table->rules, &new->hmap_node, new->hmap_node.hash);
1030         list_init(&new->list);
1031         return NULL;
1032     } else {
1033         /* Scan the list for the insertion point that will keep the list in
1034          * order of decreasing priority. */
1035         struct cls_rule *rule;
1036         FOR_EACH_RULE_IN_LIST (rule, head) {
1037             if (new->priority >= rule->priority) {
1038                 if (rule == head) {
1039                     /* 'new' is the new highest-priority flow in the list. */
1040                     hmap_replace(&table->rules,
1041                                  &rule->hmap_node, &new->hmap_node);
1042                 }
1043
1044                 if (new->priority == rule->priority) {
1045                     list_replace(&new->list, &rule->list);
1046                     return rule;
1047                 } else {
1048                     list_insert(&rule->list, &new->list);
1049                     return NULL;
1050                 }
1051             }
1052         }
1053
1054         /* Insert 'new' at the end of the list. */
1055         list_push_back(&head->list, &new->list);
1056         return NULL;
1057     }
1058 }
1059
1060 static struct cls_rule *
1061 next_rule_in_list__(struct cls_rule *rule)
1062 {
1063     struct cls_rule *next = OBJECT_CONTAINING(rule->list.next, next, list);
1064     return next;
1065 }
1066
1067 static struct cls_rule *
1068 next_rule_in_list(struct cls_rule *rule)
1069 {
1070     struct cls_rule *next = next_rule_in_list__(rule);
1071     return next->priority < rule->priority ? next : NULL;
1072 }
1073
1074 static bool
1075 ipv6_equal_except(const struct in6_addr *a, const struct in6_addr *b,
1076                   const struct in6_addr *mask)
1077 {
1078     int i;
1079
1080 #ifdef s6_addr32
1081     for (i=0; i<4; i++) {
1082         if ((a->s6_addr32[i] ^ b->s6_addr32[i]) & mask->s6_addr32[i]) {
1083             return false;
1084         }
1085     }
1086 #else
1087     for (i=0; i<16; i++) {
1088         if ((a->s6_addr[i] ^ b->s6_addr[i]) & mask->s6_addr[i]) {
1089             return false;
1090         }
1091     }
1092 #endif
1093
1094     return true;
1095 }
1096
1097
1098 static bool
1099 flow_equal_except(const struct flow *a, const struct flow *b,
1100                   const struct flow_wildcards *wildcards)
1101 {
1102     const flow_wildcards_t wc = wildcards->wildcards;
1103     int i;
1104
1105     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_SIG_SIZE == 100 + FLOW_N_REGS * 4);
1106
1107     for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
1108         if ((a->regs[i] ^ b->regs[i]) & wildcards->reg_masks[i]) {
1109             return false;
1110         }
1111     }
1112
1113     return (!((a->tun_id ^ b->tun_id) & wildcards->tun_id_mask)
1114             && !((a->nw_src ^ b->nw_src) & wildcards->nw_src_mask)
1115             && !((a->nw_dst ^ b->nw_dst) & wildcards->nw_dst_mask)
1116             && (wc & FWW_IN_PORT || a->in_port == b->in_port)
1117             && !((a->vlan_tci ^ b->vlan_tci) & wildcards->vlan_tci_mask)
1118             && (wc & FWW_DL_TYPE || a->dl_type == b->dl_type)
1119             && (wc & FWW_TP_SRC || a->tp_src == b->tp_src)
1120             && (wc & FWW_TP_DST || a->tp_dst == b->tp_dst)
1121             && (wc & FWW_DL_SRC || eth_addr_equals(a->dl_src, b->dl_src))
1122             && (wc & FWW_DL_DST
1123                 || (!((a->dl_dst[0] ^ b->dl_dst[0]) & 0xfe)
1124                     && a->dl_dst[1] == b->dl_dst[1]
1125                     && a->dl_dst[2] == b->dl_dst[2]
1126                     && a->dl_dst[3] == b->dl_dst[3]
1127                     && a->dl_dst[4] == b->dl_dst[4]
1128                     && a->dl_dst[5] == b->dl_dst[5]))
1129             && (wc & FWW_ETH_MCAST
1130                 || !((a->dl_dst[0] ^ b->dl_dst[0]) & 0x01))
1131             && (wc & FWW_NW_PROTO || a->nw_proto == b->nw_proto)
1132             && (wc & FWW_NW_TOS || a->nw_tos == b->nw_tos)
1133             && (wc & FWW_ARP_SHA || eth_addr_equals(a->arp_sha, b->arp_sha))
1134             && (wc & FWW_ARP_THA || eth_addr_equals(a->arp_tha, b->arp_tha))
1135             && ipv6_equal_except(&a->ipv6_src, &b->ipv6_src,
1136                     &wildcards->ipv6_src_mask)
1137             && ipv6_equal_except(&a->ipv6_dst, &b->ipv6_dst,
1138                     &wildcards->ipv6_dst_mask)
1139             && (wc & FWW_ND_TARGET
1140                 || ipv6_addr_equals(&a->nd_target, &b->nd_target)));
1141 }
1142
1143 static void
1144 zero_wildcards(struct flow *flow, const struct flow_wildcards *wildcards)
1145 {
1146     const flow_wildcards_t wc = wildcards->wildcards;
1147     int i;
1148
1149     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_SIG_SIZE == 100 + 4 * FLOW_N_REGS);
1150
1151     for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
1152         flow->regs[i] &= wildcards->reg_masks[i];
1153     }
1154     flow->tun_id &= wildcards->tun_id_mask;
1155     flow->nw_src &= wildcards->nw_src_mask;
1156     flow->nw_dst &= wildcards->nw_dst_mask;
1157     if (wc & FWW_IN_PORT) {
1158         flow->in_port = 0;
1159     }
1160     flow->vlan_tci &= wildcards->vlan_tci_mask;
1161     if (wc & FWW_DL_TYPE) {
1162         flow->dl_type = 0;
1163     }
1164     if (wc & FWW_TP_SRC) {
1165         flow->tp_src = 0;
1166     }
1167     if (wc & FWW_TP_DST) {
1168         flow->tp_dst = 0;
1169     }
1170     if (wc & FWW_DL_SRC) {
1171         memset(flow->dl_src, 0, sizeof flow->dl_src);
1172     }
1173     if (wc & FWW_DL_DST) {
1174         flow->dl_dst[0] &= 0x01;
1175         memset(&flow->dl_dst[1], 0, 5);
1176     }
1177     if (wc & FWW_ETH_MCAST) {
1178         flow->dl_dst[0] &= 0xfe;
1179     }
1180     if (wc & FWW_NW_PROTO) {
1181         flow->nw_proto = 0;
1182     }
1183     if (wc & FWW_NW_TOS) {
1184         flow->nw_tos = 0;
1185     }
1186     if (wc & FWW_ARP_SHA) {
1187         memset(flow->arp_sha, 0, sizeof flow->arp_sha);
1188     }
1189     if (wc & FWW_ARP_THA) {
1190         memset(flow->arp_tha, 0, sizeof flow->arp_tha);
1191     }
1192     flow->ipv6_src = ipv6_addr_bitand(&flow->ipv6_src,
1193             &wildcards->ipv6_src_mask);
1194     flow->ipv6_dst = ipv6_addr_bitand(&flow->ipv6_dst,
1195             &wildcards->ipv6_dst_mask);
1196     if (wc & FWW_ND_TARGET) {
1197         memset(&flow->nd_target, 0, sizeof flow->nd_target);
1198     }
1199 }