flow: Use bit-mask for in_port match, instead of FWW_* flag.
[sliver-openvswitch.git] / lib / flow.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2008, 2009, 2010, 2011, 2012 Nicira, Inc.
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 #include <config.h>
17 #include <sys/types.h>
18 #include "flow.h"
19 #include <assert.h>
20 #include <errno.h>
21 #include <inttypes.h>
22 #include <netinet/in.h>
23 #include <netinet/icmp6.h>
24 #include <netinet/ip6.h>
25 #include <stdlib.h>
26 #include <string.h>
27 #include "byte-order.h"
28 #include "coverage.h"
29 #include "csum.h"
30 #include "dynamic-string.h"
31 #include "hash.h"
32 #include "ofpbuf.h"
33 #include "openflow/openflow.h"
34 #include "packets.h"
35 #include "unaligned.h"
36 #include "vlog.h"
37
38 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(flow);
39
40 COVERAGE_DEFINE(flow_extract);
41
42 static struct arp_eth_header *
43 pull_arp(struct ofpbuf *packet)
44 {
45     return ofpbuf_try_pull(packet, ARP_ETH_HEADER_LEN);
46 }
47
48 static struct ip_header *
49 pull_ip(struct ofpbuf *packet)
50 {
51     if (packet->size >= IP_HEADER_LEN) {
52         struct ip_header *ip = packet->data;
53         int ip_len = IP_IHL(ip->ip_ihl_ver) * 4;
54         if (ip_len >= IP_HEADER_LEN && packet->size >= ip_len) {
55             return ofpbuf_pull(packet, ip_len);
56         }
57     }
58     return NULL;
59 }
60
61 static struct tcp_header *
62 pull_tcp(struct ofpbuf *packet)
63 {
64     if (packet->size >= TCP_HEADER_LEN) {
65         struct tcp_header *tcp = packet->data;
66         int tcp_len = TCP_OFFSET(tcp->tcp_ctl) * 4;
67         if (tcp_len >= TCP_HEADER_LEN && packet->size >= tcp_len) {
68             return ofpbuf_pull(packet, tcp_len);
69         }
70     }
71     return NULL;
72 }
73
74 static struct udp_header *
75 pull_udp(struct ofpbuf *packet)
76 {
77     return ofpbuf_try_pull(packet, UDP_HEADER_LEN);
78 }
79
80 static struct icmp_header *
81 pull_icmp(struct ofpbuf *packet)
82 {
83     return ofpbuf_try_pull(packet, ICMP_HEADER_LEN);
84 }
85
86 static struct icmp6_hdr *
87 pull_icmpv6(struct ofpbuf *packet)
88 {
89     return ofpbuf_try_pull(packet, sizeof(struct icmp6_hdr));
90 }
91
92 static void
93 parse_vlan(struct ofpbuf *b, struct flow *flow)
94 {
95     struct qtag_prefix {
96         ovs_be16 eth_type;      /* ETH_TYPE_VLAN */
97         ovs_be16 tci;
98     };
99
100     if (b->size >= sizeof(struct qtag_prefix) + sizeof(ovs_be16)) {
101         struct qtag_prefix *qp = ofpbuf_pull(b, sizeof *qp);
102         flow->vlan_tci = qp->tci | htons(VLAN_CFI);
103     }
104 }
105
106 static ovs_be16
107 parse_ethertype(struct ofpbuf *b)
108 {
109     struct llc_snap_header *llc;
110     ovs_be16 proto;
111
112     proto = *(ovs_be16 *) ofpbuf_pull(b, sizeof proto);
113     if (ntohs(proto) >= ETH_TYPE_MIN) {
114         return proto;
115     }
116
117     if (b->size < sizeof *llc) {
118         return htons(FLOW_DL_TYPE_NONE);
119     }
120
121     llc = b->data;
122     if (llc->llc.llc_dsap != LLC_DSAP_SNAP
123         || llc->llc.llc_ssap != LLC_SSAP_SNAP
124         || llc->llc.llc_cntl != LLC_CNTL_SNAP
125         || memcmp(llc->snap.snap_org, SNAP_ORG_ETHERNET,
126                   sizeof llc->snap.snap_org)) {
127         return htons(FLOW_DL_TYPE_NONE);
128     }
129
130     ofpbuf_pull(b, sizeof *llc);
131     return llc->snap.snap_type;
132 }
133
134 static int
135 parse_ipv6(struct ofpbuf *packet, struct flow *flow)
136 {
137     const struct ip6_hdr *nh;
138     ovs_be32 tc_flow;
139     int nexthdr;
140
141     nh = ofpbuf_try_pull(packet, sizeof *nh);
142     if (!nh) {
143         return EINVAL;
144     }
145
146     nexthdr = nh->ip6_nxt;
147
148     flow->ipv6_src = nh->ip6_src;
149     flow->ipv6_dst = nh->ip6_dst;
150
151     tc_flow = get_unaligned_be32(&nh->ip6_flow);
152     flow->nw_tos = ntohl(tc_flow) >> 20;
153     flow->ipv6_label = tc_flow & htonl(IPV6_LABEL_MASK);
154     flow->nw_ttl = nh->ip6_hlim;
155     flow->nw_proto = IPPROTO_NONE;
156
157     while (1) {
158         if ((nexthdr != IPPROTO_HOPOPTS)
159                 && (nexthdr != IPPROTO_ROUTING)
160                 && (nexthdr != IPPROTO_DSTOPTS)
161                 && (nexthdr != IPPROTO_AH)
162                 && (nexthdr != IPPROTO_FRAGMENT)) {
163             /* It's either a terminal header (e.g., TCP, UDP) or one we
164              * don't understand.  In either case, we're done with the
165              * packet, so use it to fill in 'nw_proto'. */
166             break;
167         }
168
169         /* We only verify that at least 8 bytes of the next header are
170          * available, but many of these headers are longer.  Ensure that
171          * accesses within the extension header are within those first 8
172          * bytes. All extension headers are required to be at least 8
173          * bytes. */
174         if (packet->size < 8) {
175             return EINVAL;
176         }
177
178         if ((nexthdr == IPPROTO_HOPOPTS)
179                 || (nexthdr == IPPROTO_ROUTING)
180                 || (nexthdr == IPPROTO_DSTOPTS)) {
181             /* These headers, while different, have the fields we care about
182              * in the same location and with the same interpretation. */
183             const struct ip6_ext *ext_hdr = packet->data;
184             nexthdr = ext_hdr->ip6e_nxt;
185             if (!ofpbuf_try_pull(packet, (ext_hdr->ip6e_len + 1) * 8)) {
186                 return EINVAL;
187             }
188         } else if (nexthdr == IPPROTO_AH) {
189             /* A standard AH definition isn't available, but the fields
190              * we care about are in the same location as the generic
191              * option header--only the header length is calculated
192              * differently. */
193             const struct ip6_ext *ext_hdr = packet->data;
194             nexthdr = ext_hdr->ip6e_nxt;
195             if (!ofpbuf_try_pull(packet, (ext_hdr->ip6e_len + 2) * 4)) {
196                return EINVAL;
197             }
198         } else if (nexthdr == IPPROTO_FRAGMENT) {
199             const struct ip6_frag *frag_hdr = packet->data;
200
201             nexthdr = frag_hdr->ip6f_nxt;
202             if (!ofpbuf_try_pull(packet, sizeof *frag_hdr)) {
203                 return EINVAL;
204             }
205
206             /* We only process the first fragment. */
207             if (frag_hdr->ip6f_offlg != htons(0)) {
208                 if ((frag_hdr->ip6f_offlg & IP6F_OFF_MASK) == htons(0)) {
209                     flow->nw_frag = FLOW_NW_FRAG_ANY;
210                 } else {
211                     flow->nw_frag |= FLOW_NW_FRAG_LATER;
212                     nexthdr = IPPROTO_FRAGMENT;
213                     break;
214                 }
215             }
216         }
217     }
218
219     flow->nw_proto = nexthdr;
220     return 0;
221 }
222
223 static void
224 parse_tcp(struct ofpbuf *packet, struct ofpbuf *b, struct flow *flow)
225 {
226     const struct tcp_header *tcp = pull_tcp(b);
227     if (tcp) {
228         flow->tp_src = tcp->tcp_src;
229         flow->tp_dst = tcp->tcp_dst;
230         packet->l7 = b->data;
231     }
232 }
233
234 static void
235 parse_udp(struct ofpbuf *packet, struct ofpbuf *b, struct flow *flow)
236 {
237     const struct udp_header *udp = pull_udp(b);
238     if (udp) {
239         flow->tp_src = udp->udp_src;
240         flow->tp_dst = udp->udp_dst;
241         packet->l7 = b->data;
242     }
243 }
244
245 static bool
246 parse_icmpv6(struct ofpbuf *b, struct flow *flow)
247 {
248     const struct icmp6_hdr *icmp = pull_icmpv6(b);
249
250     if (!icmp) {
251         return false;
252     }
253
254     /* The ICMPv6 type and code fields use the 16-bit transport port
255      * fields, so we need to store them in 16-bit network byte order. */
256     flow->tp_src = htons(icmp->icmp6_type);
257     flow->tp_dst = htons(icmp->icmp6_code);
258
259     if (icmp->icmp6_code == 0 &&
260         (icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_SOLICIT ||
261          icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_ADVERT)) {
262         const struct in6_addr *nd_target;
263
264         nd_target = ofpbuf_try_pull(b, sizeof *nd_target);
265         if (!nd_target) {
266             return false;
267         }
268         flow->nd_target = *nd_target;
269
270         while (b->size >= 8) {
271             /* The minimum size of an option is 8 bytes, which also is
272              * the size of Ethernet link-layer options. */
273             const struct nd_opt_hdr *nd_opt = b->data;
274             int opt_len = nd_opt->nd_opt_len * 8;
275
276             if (!opt_len || opt_len > b->size) {
277                 goto invalid;
278             }
279
280             /* Store the link layer address if the appropriate option is
281              * provided.  It is considered an error if the same link
282              * layer option is specified twice. */
283             if (nd_opt->nd_opt_type == ND_OPT_SOURCE_LINKADDR
284                     && opt_len == 8) {
285                 if (eth_addr_is_zero(flow->arp_sha)) {
286                     memcpy(flow->arp_sha, nd_opt + 1, ETH_ADDR_LEN);
287                 } else {
288                     goto invalid;
289                 }
290             } else if (nd_opt->nd_opt_type == ND_OPT_TARGET_LINKADDR
291                     && opt_len == 8) {
292                 if (eth_addr_is_zero(flow->arp_tha)) {
293                     memcpy(flow->arp_tha, nd_opt + 1, ETH_ADDR_LEN);
294                 } else {
295                     goto invalid;
296                 }
297             }
298
299             if (!ofpbuf_try_pull(b, opt_len)) {
300                 goto invalid;
301             }
302         }
303     }
304
305     return true;
306
307 invalid:
308     memset(&flow->nd_target, 0, sizeof(flow->nd_target));
309     memset(flow->arp_sha, 0, sizeof(flow->arp_sha));
310     memset(flow->arp_tha, 0, sizeof(flow->arp_tha));
311
312     return false;
313
314 }
315
316 /* Initializes 'flow' members from 'packet', 'skb_priority', 'tun_id', and
317  * 'ofp_in_port'.
318  *
319  * Initializes 'packet' header pointers as follows:
320  *
321  *    - packet->l2 to the start of the Ethernet header.
322  *
323  *    - packet->l3 to just past the Ethernet header, or just past the
324  *      vlan_header if one is present, to the first byte of the payload of the
325  *      Ethernet frame.
326  *
327  *    - packet->l4 to just past the IPv4 header, if one is present and has a
328  *      correct length, and otherwise NULL.
329  *
330  *    - packet->l7 to just past the TCP or UDP or ICMP header, if one is
331  *      present and has a correct length, and otherwise NULL.
332  */
333 void
334 flow_extract(struct ofpbuf *packet, uint32_t skb_priority, ovs_be64 tun_id,
335              uint16_t ofp_in_port, struct flow *flow)
336 {
337     struct ofpbuf b = *packet;
338     struct eth_header *eth;
339
340     COVERAGE_INC(flow_extract);
341
342     memset(flow, 0, sizeof *flow);
343     flow->tun_id = tun_id;
344     flow->in_port = ofp_in_port;
345     flow->skb_priority = skb_priority;
346
347     packet->l2 = b.data;
348     packet->l3 = NULL;
349     packet->l4 = NULL;
350     packet->l7 = NULL;
351
352     if (b.size < sizeof *eth) {
353         return;
354     }
355
356     /* Link layer. */
357     eth = b.data;
358     memcpy(flow->dl_src, eth->eth_src, ETH_ADDR_LEN);
359     memcpy(flow->dl_dst, eth->eth_dst, ETH_ADDR_LEN);
360
361     /* dl_type, vlan_tci. */
362     ofpbuf_pull(&b, ETH_ADDR_LEN * 2);
363     if (eth->eth_type == htons(ETH_TYPE_VLAN)) {
364         parse_vlan(&b, flow);
365     }
366     flow->dl_type = parse_ethertype(&b);
367
368     /* Network layer. */
369     packet->l3 = b.data;
370     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
371         const struct ip_header *nh = pull_ip(&b);
372         if (nh) {
373             packet->l4 = b.data;
374
375             flow->nw_src = get_unaligned_be32(&nh->ip_src);
376             flow->nw_dst = get_unaligned_be32(&nh->ip_dst);
377             flow->nw_proto = nh->ip_proto;
378
379             flow->nw_tos = nh->ip_tos;
380             if (IP_IS_FRAGMENT(nh->ip_frag_off)) {
381                 flow->nw_frag = FLOW_NW_FRAG_ANY;
382                 if (nh->ip_frag_off & htons(IP_FRAG_OFF_MASK)) {
383                     flow->nw_frag |= FLOW_NW_FRAG_LATER;
384                 }
385             }
386             flow->nw_ttl = nh->ip_ttl;
387
388             if (!(nh->ip_frag_off & htons(IP_FRAG_OFF_MASK))) {
389                 if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
390                     parse_tcp(packet, &b, flow);
391                 } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
392                     parse_udp(packet, &b, flow);
393                 } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMP) {
394                     const struct icmp_header *icmp = pull_icmp(&b);
395                     if (icmp) {
396                         flow->tp_src = htons(icmp->icmp_type);
397                         flow->tp_dst = htons(icmp->icmp_code);
398                         packet->l7 = b.data;
399                     }
400                 }
401             }
402         }
403     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
404         if (parse_ipv6(&b, flow)) {
405             return;
406         }
407
408         packet->l4 = b.data;
409         if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
410             parse_tcp(packet, &b, flow);
411         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
412             parse_udp(packet, &b, flow);
413         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6) {
414             if (parse_icmpv6(&b, flow)) {
415                 packet->l7 = b.data;
416             }
417         }
418     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP)) {
419         const struct arp_eth_header *arp = pull_arp(&b);
420         if (arp && arp->ar_hrd == htons(1)
421             && arp->ar_pro == htons(ETH_TYPE_IP)
422             && arp->ar_hln == ETH_ADDR_LEN
423             && arp->ar_pln == 4) {
424             /* We only match on the lower 8 bits of the opcode. */
425             if (ntohs(arp->ar_op) <= 0xff) {
426                 flow->nw_proto = ntohs(arp->ar_op);
427             }
428
429             if ((flow->nw_proto == ARP_OP_REQUEST)
430                 || (flow->nw_proto == ARP_OP_REPLY)) {
431                 flow->nw_src = arp->ar_spa;
432                 flow->nw_dst = arp->ar_tpa;
433                 memcpy(flow->arp_sha, arp->ar_sha, ETH_ADDR_LEN);
434                 memcpy(flow->arp_tha, arp->ar_tha, ETH_ADDR_LEN);
435             }
436         }
437     }
438 }
439
440 /* For every bit of a field that is wildcarded in 'wildcards', sets the
441  * corresponding bit in 'flow' to zero. */
442 void
443 flow_zero_wildcards(struct flow *flow, const struct flow_wildcards *wildcards)
444 {
445     int i;
446
447     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 17);
448
449     for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
450         flow->regs[i] &= wildcards->reg_masks[i];
451     }
452     flow->tun_id &= wildcards->tun_id_mask;
453     flow->metadata &= wildcards->metadata_mask;
454     flow->nw_src &= wildcards->nw_src_mask;
455     flow->nw_dst &= wildcards->nw_dst_mask;
456     flow->in_port &= wildcards->in_port_mask;
457     flow->vlan_tci &= wildcards->vlan_tci_mask;
458     flow->dl_type &= wildcards->dl_type_mask;
459     flow->tp_src &= wildcards->tp_src_mask;
460     flow->tp_dst &= wildcards->tp_dst_mask;
461     eth_addr_bitand(flow->dl_src, wildcards->dl_src_mask, flow->dl_src);
462     eth_addr_bitand(flow->dl_dst, wildcards->dl_dst_mask, flow->dl_dst);
463     flow->ipv6_label &= wildcards->ipv6_label_mask;
464     flow->nw_proto &= wildcards->nw_proto_mask;
465     flow->nw_tos &= wildcards->nw_tos_mask;
466     flow->nw_ttl &= wildcards->nw_ttl_mask;
467     flow->nw_frag &= wildcards->nw_frag_mask;
468     eth_addr_bitand(flow->arp_sha, wildcards->arp_sha_mask, flow->arp_sha);
469     eth_addr_bitand(flow->arp_tha, wildcards->arp_tha_mask, flow->arp_tha);
470     flow->ipv6_src = ipv6_addr_bitand(&flow->ipv6_src,
471             &wildcards->ipv6_src_mask);
472     flow->ipv6_dst = ipv6_addr_bitand(&flow->ipv6_dst,
473             &wildcards->ipv6_dst_mask);
474     flow->nd_target = ipv6_addr_bitand(&flow->nd_target,
475             &wildcards->nd_target_mask);
476     flow->skb_priority = 0;
477 }
478
479 /* Initializes 'fmd' with the metadata found in 'flow'. */
480 void
481 flow_get_metadata(const struct flow *flow, struct flow_metadata *fmd)
482 {
483     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 17);
484
485     fmd->tun_id = flow->tun_id;
486     fmd->metadata = flow->metadata;
487     memcpy(fmd->regs, flow->regs, sizeof fmd->regs);
488     fmd->in_port = flow->in_port;
489 }
490
491 char *
492 flow_to_string(const struct flow *flow)
493 {
494     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
495     flow_format(&ds, flow);
496     return ds_cstr(&ds);
497 }
498
499 void
500 flow_format(struct ds *ds, const struct flow *flow)
501 {
502     ds_put_format(ds, "priority:%"PRIu32
503                       ",tunnel:%#"PRIx64
504                       ",metadata:%#"PRIx64
505                       ",in_port:%04"PRIx16,
506                       flow->skb_priority,
507                       ntohll(flow->tun_id),
508                       ntohll(flow->metadata),
509                       flow->in_port);
510
511     ds_put_format(ds, ",tci(");
512     if (flow->vlan_tci) {
513         ds_put_format(ds, "vlan:%"PRIu16",pcp:%d",
514                       vlan_tci_to_vid(flow->vlan_tci),
515                       vlan_tci_to_pcp(flow->vlan_tci));
516     } else {
517         ds_put_char(ds, '0');
518     }
519     ds_put_format(ds, ") mac("ETH_ADDR_FMT"->"ETH_ADDR_FMT
520                       ") type:%04"PRIx16,
521                   ETH_ADDR_ARGS(flow->dl_src),
522                   ETH_ADDR_ARGS(flow->dl_dst),
523                   ntohs(flow->dl_type));
524
525     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
526         ds_put_format(ds, " label:%#"PRIx32" proto:%"PRIu8" tos:%#"PRIx8
527                           " ttl:%"PRIu8" ipv6(",
528                       ntohl(flow->ipv6_label), flow->nw_proto,
529                       flow->nw_tos, flow->nw_ttl);
530         print_ipv6_addr(ds, &flow->ipv6_src);
531         ds_put_cstr(ds, "->");
532         print_ipv6_addr(ds, &flow->ipv6_dst);
533         ds_put_char(ds, ')');
534     } else {
535         ds_put_format(ds, " proto:%"PRIu8" tos:%#"PRIx8" ttl:%"PRIu8
536                           " ip("IP_FMT"->"IP_FMT")",
537                           flow->nw_proto, flow->nw_tos, flow->nw_ttl,
538                           IP_ARGS(&flow->nw_src), IP_ARGS(&flow->nw_dst));
539     }
540     if (flow->nw_frag) {
541         ds_put_format(ds, " frag(%s)",
542                       flow->nw_frag == FLOW_NW_FRAG_ANY ? "first"
543                       : flow->nw_frag == (FLOW_NW_FRAG_ANY | FLOW_NW_FRAG_LATER)
544                       ? "later" : "<error>");
545     }
546     if (flow->tp_src || flow->tp_dst) {
547         ds_put_format(ds, " port(%"PRIu16"->%"PRIu16")",
548                 ntohs(flow->tp_src), ntohs(flow->tp_dst));
549     }
550     if (!eth_addr_is_zero(flow->arp_sha) || !eth_addr_is_zero(flow->arp_tha)) {
551         ds_put_format(ds, " arp_ha("ETH_ADDR_FMT"->"ETH_ADDR_FMT")",
552                 ETH_ADDR_ARGS(flow->arp_sha),
553                 ETH_ADDR_ARGS(flow->arp_tha));
554     }
555 }
556
557 void
558 flow_print(FILE *stream, const struct flow *flow)
559 {
560     char *s = flow_to_string(flow);
561     fputs(s, stream);
562     free(s);
563 }
564 \f
565 /* flow_wildcards functions. */
566
567 /* Initializes 'wc' as a set of wildcards that matches every packet. */
568 void
569 flow_wildcards_init_catchall(struct flow_wildcards *wc)
570 {
571     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 17);
572
573     wc->tun_id_mask = htonll(0);
574     wc->nw_src_mask = htonl(0);
575     wc->nw_dst_mask = htonl(0);
576     wc->ipv6_src_mask = in6addr_any;
577     wc->ipv6_dst_mask = in6addr_any;
578     wc->ipv6_label_mask = htonl(0);
579     wc->nd_target_mask = in6addr_any;
580     memset(wc->reg_masks, 0, sizeof wc->reg_masks);
581     wc->metadata_mask = htonll(0);
582     wc->in_port_mask = 0;
583     wc->vlan_tci_mask = htons(0);
584     wc->nw_frag_mask = 0;
585     wc->dl_type_mask = htons(0);
586     wc->tp_src_mask = htons(0);
587     wc->tp_dst_mask = htons(0);
588     memset(wc->dl_src_mask, 0, ETH_ADDR_LEN);
589     memset(wc->dl_dst_mask, 0, ETH_ADDR_LEN);
590     memset(wc->arp_sha_mask, 0, ETH_ADDR_LEN);
591     memset(wc->arp_tha_mask, 0, ETH_ADDR_LEN);
592     wc->nw_proto_mask = 0;
593     wc->nw_tos_mask = 0;
594     wc->nw_ttl_mask = 0;
595     memset(wc->zeros, 0, sizeof wc->zeros);
596 }
597
598 /* Initializes 'wc' as an exact-match set of wildcards; that is, 'wc' does not
599  * wildcard any bits or fields. */
600 void
601 flow_wildcards_init_exact(struct flow_wildcards *wc)
602 {
603     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 17);
604
605     wc->tun_id_mask = htonll(UINT64_MAX);
606     wc->nw_src_mask = htonl(UINT32_MAX);
607     wc->nw_dst_mask = htonl(UINT32_MAX);
608     wc->ipv6_src_mask = in6addr_exact;
609     wc->ipv6_dst_mask = in6addr_exact;
610     wc->ipv6_label_mask = htonl(UINT32_MAX);
611     wc->nd_target_mask = in6addr_exact;
612     memset(wc->reg_masks, 0xff, sizeof wc->reg_masks);
613     wc->metadata_mask = htonll(UINT64_MAX);
614     wc->in_port_mask = UINT16_MAX;
615     wc->vlan_tci_mask = htons(UINT16_MAX);
616     wc->nw_frag_mask = UINT8_MAX;
617     wc->dl_type_mask = htons(UINT16_MAX);
618     wc->tp_src_mask = htons(UINT16_MAX);
619     wc->tp_dst_mask = htons(UINT16_MAX);
620     memset(wc->dl_src_mask, 0xff, ETH_ADDR_LEN);
621     memset(wc->dl_dst_mask, 0xff, ETH_ADDR_LEN);
622     memset(wc->arp_sha_mask, 0xff, ETH_ADDR_LEN);
623     memset(wc->arp_tha_mask, 0xff, ETH_ADDR_LEN);
624     wc->nw_proto_mask = UINT8_MAX;
625     wc->nw_tos_mask = UINT8_MAX;
626     wc->nw_ttl_mask = UINT8_MAX;
627     memset(wc->zeros, 0, sizeof wc->zeros);
628 }
629
630 /* Returns true if 'wc' is exact-match, false if 'wc' wildcards any bits or
631  * fields. */
632 bool
633 flow_wildcards_is_exact(const struct flow_wildcards *wc)
634 {
635     int i;
636
637     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 17);
638
639     if (wc->tun_id_mask != htonll(UINT64_MAX)
640         || wc->nw_src_mask != htonl(UINT32_MAX)
641         || wc->nw_dst_mask != htonl(UINT32_MAX)
642         || wc->tp_src_mask != htons(UINT16_MAX)
643         || wc->tp_dst_mask != htons(UINT16_MAX)
644         || wc->in_port_mask != UINT16_MAX
645         || wc->vlan_tci_mask != htons(UINT16_MAX)
646         || wc->metadata_mask != htonll(UINT64_MAX)
647         || wc->dl_type_mask != htons(UINT16_MAX)
648         || !eth_mask_is_exact(wc->dl_src_mask)
649         || !eth_mask_is_exact(wc->dl_dst_mask)
650         || !eth_mask_is_exact(wc->arp_sha_mask)
651         || !eth_mask_is_exact(wc->arp_tha_mask)
652         || !ipv6_mask_is_exact(&wc->ipv6_src_mask)
653         || !ipv6_mask_is_exact(&wc->ipv6_dst_mask)
654         || wc->ipv6_label_mask != htonl(UINT32_MAX)
655         || !ipv6_mask_is_exact(&wc->nd_target_mask)
656         || wc->nw_proto_mask != UINT8_MAX
657         || wc->nw_frag_mask != UINT8_MAX
658         || wc->nw_tos_mask != UINT8_MAX
659         || wc->nw_ttl_mask != UINT8_MAX) {
660         return false;
661     }
662
663     for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
664         if (wc->reg_masks[i] != UINT32_MAX) {
665             return false;
666         }
667     }
668
669     return true;
670 }
671
672 /* Returns true if 'wc' matches every packet, false if 'wc' fixes any bits or
673  * fields. */
674 bool
675 flow_wildcards_is_catchall(const struct flow_wildcards *wc)
676 {
677     int i;
678
679     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 17);
680
681     if (wc->tun_id_mask != htonll(0)
682         || wc->nw_src_mask != htonl(0)
683         || wc->nw_dst_mask != htonl(0)
684         || wc->tp_src_mask != htons(0)
685         || wc->tp_dst_mask != htons(0)
686         || wc->in_port_mask != 0
687         || wc->vlan_tci_mask != htons(0)
688         || wc->metadata_mask != htonll(0)
689         || wc->dl_type_mask != htons(0)
690         || !eth_addr_is_zero(wc->dl_src_mask)
691         || !eth_addr_is_zero(wc->dl_dst_mask)
692         || !eth_addr_is_zero(wc->arp_sha_mask)
693         || !eth_addr_is_zero(wc->arp_tha_mask)
694         || !ipv6_mask_is_any(&wc->ipv6_src_mask)
695         || !ipv6_mask_is_any(&wc->ipv6_dst_mask)
696         || wc->ipv6_label_mask != htonl(0)
697         || !ipv6_mask_is_any(&wc->nd_target_mask)
698         || wc->nw_proto_mask != 0
699         || wc->nw_frag_mask != 0
700         || wc->nw_tos_mask != 0
701         || wc->nw_ttl_mask != 0) {
702         return false;
703     }
704
705     for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
706         if (wc->reg_masks[i] != 0) {
707             return false;
708         }
709     }
710
711     return true;
712 }
713
714 /* Initializes 'dst' as the combination of wildcards in 'src1' and 'src2'.
715  * That is, a bit or a field is wildcarded in 'dst' if it is wildcarded in
716  * 'src1' or 'src2' or both.  */
717 void
718 flow_wildcards_combine(struct flow_wildcards *dst,
719                        const struct flow_wildcards *src1,
720                        const struct flow_wildcards *src2)
721 {
722     int i;
723
724     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 17);
725
726     dst->tun_id_mask = src1->tun_id_mask & src2->tun_id_mask;
727     dst->nw_src_mask = src1->nw_src_mask & src2->nw_src_mask;
728     dst->nw_dst_mask = src1->nw_dst_mask & src2->nw_dst_mask;
729     dst->ipv6_src_mask = ipv6_addr_bitand(&src1->ipv6_src_mask,
730                                         &src2->ipv6_src_mask);
731     dst->ipv6_dst_mask = ipv6_addr_bitand(&src1->ipv6_dst_mask,
732                                         &src2->ipv6_dst_mask);
733     dst->ipv6_label_mask = src1->ipv6_label_mask & src2->ipv6_label_mask;
734     dst->nd_target_mask = ipv6_addr_bitand(&src1->nd_target_mask,
735                                         &src2->nd_target_mask);
736     for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
737         dst->reg_masks[i] = src1->reg_masks[i] & src2->reg_masks[i];
738     }
739     dst->metadata_mask = src1->metadata_mask & src2->metadata_mask;
740     dst->in_port_mask = src1->in_port_mask & src2->in_port_mask;
741     dst->vlan_tci_mask = src1->vlan_tci_mask & src2->vlan_tci_mask;
742     dst->dl_type_mask = src1->dl_type_mask & src2->dl_type_mask;
743     dst->tp_src_mask = src1->tp_src_mask & src2->tp_src_mask;
744     dst->tp_dst_mask = src1->tp_dst_mask & src2->tp_dst_mask;
745     dst->nw_frag_mask = src1->nw_frag_mask & src2->nw_frag_mask;
746     eth_addr_bitand(src1->dl_src_mask, src2->dl_src_mask, dst->dl_src_mask);
747     eth_addr_bitand(src1->dl_dst_mask, src2->dl_dst_mask, dst->dl_dst_mask);
748     eth_addr_bitand(src1->arp_sha_mask, src2->arp_sha_mask, dst->arp_sha_mask);
749     eth_addr_bitand(src1->arp_tha_mask, src2->arp_tha_mask, dst->arp_tha_mask);
750     dst->nw_proto_mask = src1->nw_proto_mask & src2->nw_proto_mask;
751     dst->nw_tos_mask = src1->nw_tos_mask & src2->nw_tos_mask;
752     dst->nw_ttl_mask = src1->nw_ttl_mask & src2->nw_ttl_mask;
753 }
754
755 /* Returns a hash of the wildcards in 'wc'. */
756 uint32_t
757 flow_wildcards_hash(const struct flow_wildcards *wc, uint32_t basis)
758 {
759     /* If you change struct flow_wildcards and thereby trigger this
760      * assertion, please check that the new struct flow_wildcards has no holes
761      * in it before you update the assertion. */
762     BUILD_ASSERT_DECL(sizeof *wc == 120 + FLOW_N_REGS * 4);
763     return hash_bytes(wc, sizeof *wc, basis);
764 }
765
766 /* Returns true if 'a' and 'b' represent the same wildcards, false if they are
767  * different. */
768 bool
769 flow_wildcards_equal(const struct flow_wildcards *a,
770                      const struct flow_wildcards *b)
771 {
772     int i;
773
774     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 17);
775
776     if (a->tun_id_mask != b->tun_id_mask
777         || a->nw_src_mask != b->nw_src_mask
778         || a->nw_dst_mask != b->nw_dst_mask
779         || a->in_port_mask != b->in_port_mask
780         || a->vlan_tci_mask != b->vlan_tci_mask
781         || a->metadata_mask != b->metadata_mask
782         || a->dl_type_mask != b->dl_type_mask
783         || !ipv6_addr_equals(&a->ipv6_src_mask, &b->ipv6_src_mask)
784         || !ipv6_addr_equals(&a->ipv6_dst_mask, &b->ipv6_dst_mask)
785         || a->ipv6_label_mask != b->ipv6_label_mask
786         || !ipv6_addr_equals(&a->nd_target_mask, &b->nd_target_mask)
787         || a->tp_src_mask != b->tp_src_mask
788         || a->tp_dst_mask != b->tp_dst_mask
789         || a->nw_frag_mask != b->nw_frag_mask
790         || !eth_addr_equals(a->dl_src_mask, b->dl_src_mask)
791         || !eth_addr_equals(a->dl_dst_mask, b->dl_dst_mask)
792         || !eth_addr_equals(a->arp_sha_mask, b->arp_sha_mask)
793         || !eth_addr_equals(a->arp_tha_mask, b->arp_tha_mask)
794         || a->nw_proto_mask != b->nw_proto_mask
795         || a->nw_tos_mask != b->nw_tos_mask
796         || a->nw_ttl_mask != b->nw_ttl_mask) {
797         return false;
798     }
799
800     for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
801         if (a->reg_masks[i] != b->reg_masks[i]) {
802             return false;
803         }
804     }
805
806     return true;
807 }
808
809 /* Returns true if at least one bit or field is wildcarded in 'a' but not in
810  * 'b', false otherwise. */
811 bool
812 flow_wildcards_has_extra(const struct flow_wildcards *a,
813                          const struct flow_wildcards *b)
814 {
815     int i;
816     uint8_t eth_masked[ETH_ADDR_LEN];
817     struct in6_addr ipv6_masked;
818
819     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 17);
820
821     for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
822         if ((a->reg_masks[i] & b->reg_masks[i]) != b->reg_masks[i]) {
823             return true;
824         }
825     }
826
827     eth_addr_bitand(a->dl_src_mask, b->dl_src_mask, eth_masked);
828     if (!eth_addr_equals(eth_masked, b->dl_src_mask)) {
829         return true;
830     }
831
832     eth_addr_bitand(a->dl_dst_mask, b->dl_dst_mask, eth_masked);
833     if (!eth_addr_equals(eth_masked, b->dl_dst_mask)) {
834         return true;
835     }
836
837     eth_addr_bitand(a->arp_sha_mask, b->arp_sha_mask, eth_masked);
838     if (!eth_addr_equals(eth_masked, b->arp_sha_mask)) {
839         return true;
840     }
841
842     eth_addr_bitand(a->arp_tha_mask, b->arp_tha_mask, eth_masked);
843     if (!eth_addr_equals(eth_masked, b->arp_tha_mask)) {
844         return true;
845     }
846
847     ipv6_masked = ipv6_addr_bitand(&a->ipv6_src_mask, &b->ipv6_src_mask);
848     if (!ipv6_addr_equals(&ipv6_masked, &b->ipv6_src_mask)) {
849         return true;
850     }
851
852     ipv6_masked = ipv6_addr_bitand(&a->ipv6_dst_mask, &b->ipv6_dst_mask);
853     if (!ipv6_addr_equals(&ipv6_masked, &b->ipv6_dst_mask)) {
854         return true;
855     }
856
857     ipv6_masked = ipv6_addr_bitand(&a->nd_target_mask, &b->nd_target_mask);
858     if (!ipv6_addr_equals(&ipv6_masked, &b->nd_target_mask)) {
859         return true;
860     }
861
862     return ((a->tun_id_mask & b->tun_id_mask) != b->tun_id_mask
863             || (a->nw_src_mask & b->nw_src_mask) != b->nw_src_mask
864             || (a->nw_dst_mask & b->nw_dst_mask) != b->nw_dst_mask
865             || (a->ipv6_label_mask & b->ipv6_label_mask) != b->ipv6_label_mask
866             || (a->in_port_mask & b->in_port_mask) != b->in_port_mask
867             || (a->vlan_tci_mask & b->vlan_tci_mask) != b->vlan_tci_mask
868             || (a->metadata_mask & b->metadata_mask) != b->metadata_mask
869             || (a->dl_type_mask & b->dl_type_mask) != b->dl_type_mask
870             || (a->tp_src_mask & b->tp_src_mask) != b->tp_src_mask
871             || (a->tp_dst_mask & b->tp_dst_mask) != b->tp_dst_mask
872             || (a->nw_proto_mask & b->nw_proto_mask) != b->nw_proto_mask
873             || (a->nw_frag_mask & b->nw_frag_mask) != b->nw_frag_mask
874             || (a->nw_tos_mask & b->nw_tos_mask) != b->nw_tos_mask
875             || (a->nw_ttl_mask & b->nw_ttl_mask) != b->nw_ttl_mask);
876 }
877
878 /* Sets the wildcard mask for register 'idx' in 'wc' to 'mask'.
879  * (A 0-bit indicates a wildcard bit.) */
880 void
881 flow_wildcards_set_reg_mask(struct flow_wildcards *wc, int idx, uint32_t mask)
882 {
883     wc->reg_masks[idx] = mask;
884 }
885
886 /* Hashes 'flow' based on its L2 through L4 protocol information. */
887 uint32_t
888 flow_hash_symmetric_l4(const struct flow *flow, uint32_t basis)
889 {
890     struct {
891         union {
892             ovs_be32 ipv4_addr;
893             struct in6_addr ipv6_addr;
894         };
895         ovs_be16 eth_type;
896         ovs_be16 vlan_tci;
897         ovs_be16 tp_port;
898         uint8_t eth_addr[ETH_ADDR_LEN];
899         uint8_t ip_proto;
900     } fields;
901
902     int i;
903
904     memset(&fields, 0, sizeof fields);
905     for (i = 0; i < ETH_ADDR_LEN; i++) {
906         fields.eth_addr[i] = flow->dl_src[i] ^ flow->dl_dst[i];
907     }
908     fields.vlan_tci = flow->vlan_tci & htons(VLAN_VID_MASK);
909     fields.eth_type = flow->dl_type;
910
911     /* UDP source and destination port are not taken into account because they
912      * will not necessarily be symmetric in a bidirectional flow. */
913     if (fields.eth_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
914         fields.ipv4_addr = flow->nw_src ^ flow->nw_dst;
915         fields.ip_proto = flow->nw_proto;
916         if (fields.ip_proto == IPPROTO_TCP) {
917             fields.tp_port = flow->tp_src ^ flow->tp_dst;
918         }
919     } else if (fields.eth_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
920         const uint8_t *a = &flow->ipv6_src.s6_addr[0];
921         const uint8_t *b = &flow->ipv6_dst.s6_addr[0];
922         uint8_t *ipv6_addr = &fields.ipv6_addr.s6_addr[0];
923
924         for (i=0; i<16; i++) {
925             ipv6_addr[i] = a[i] ^ b[i];
926         }
927         fields.ip_proto = flow->nw_proto;
928         if (fields.ip_proto == IPPROTO_TCP) {
929             fields.tp_port = flow->tp_src ^ flow->tp_dst;
930         }
931     }
932     return hash_bytes(&fields, sizeof fields, basis);
933 }
934
935 /* Hashes the portions of 'flow' designated by 'fields'. */
936 uint32_t
937 flow_hash_fields(const struct flow *flow, enum nx_hash_fields fields,
938                  uint16_t basis)
939 {
940     switch (fields) {
941
942     case NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC:
943         return hash_bytes(flow->dl_src, sizeof flow->dl_src, basis);
944
945     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4:
946         return flow_hash_symmetric_l4(flow, basis);
947     }
948
949     NOT_REACHED();
950 }
951
952 /* Returns a string representation of 'fields'. */
953 const char *
954 flow_hash_fields_to_str(enum nx_hash_fields fields)
955 {
956     switch (fields) {
957     case NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC: return "eth_src";
958     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4: return "symmetric_l4";
959     default: return "<unknown>";
960     }
961 }
962
963 /* Returns true if the value of 'fields' is supported. Otherwise false. */
964 bool
965 flow_hash_fields_valid(enum nx_hash_fields fields)
966 {
967     return fields == NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC
968         || fields == NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4;
969 }
970
971 /* Sets the VLAN VID that 'flow' matches to 'vid', which is interpreted as an
972  * OpenFlow 1.0 "dl_vlan" value:
973  *
974  *      - If it is in the range 0...4095, 'flow->vlan_tci' is set to match
975  *        that VLAN.  Any existing PCP match is unchanged (it becomes 0 if
976  *        'flow' previously matched packets without a VLAN header).
977  *
978  *      - If it is OFP_VLAN_NONE, 'flow->vlan_tci' is set to match a packet
979  *        without a VLAN tag.
980  *
981  *      - Other values of 'vid' should not be used. */
982 void
983 flow_set_dl_vlan(struct flow *flow, ovs_be16 vid)
984 {
985     if (vid == htons(OFP10_VLAN_NONE)) {
986         flow->vlan_tci = htons(0);
987     } else {
988         vid &= htons(VLAN_VID_MASK);
989         flow->vlan_tci &= ~htons(VLAN_VID_MASK);
990         flow->vlan_tci |= htons(VLAN_CFI) | vid;
991     }
992 }
993
994 /* Sets the VLAN VID that 'flow' matches to 'vid', which is interpreted as an
995  * OpenFlow 1.2 "vlan_vid" value, that is, the low 13 bits of 'vlan_tci' (VID
996  * plus CFI). */
997 void
998 flow_set_vlan_vid(struct flow *flow, ovs_be16 vid)
999 {
1000     ovs_be16 mask = htons(VLAN_VID_MASK | VLAN_CFI);
1001     flow->vlan_tci &= ~mask;
1002     flow->vlan_tci |= vid & mask;
1003 }
1004
1005 /* Sets the VLAN PCP that 'flow' matches to 'pcp', which should be in the
1006  * range 0...7.
1007  *
1008  * This function has no effect on the VLAN ID that 'flow' matches.
1009  *
1010  * After calling this function, 'flow' will not match packets without a VLAN
1011  * header. */
1012 void
1013 flow_set_vlan_pcp(struct flow *flow, uint8_t pcp)
1014 {
1015     pcp &= 0x07;
1016     flow->vlan_tci &= ~htons(VLAN_PCP_MASK);
1017     flow->vlan_tci |= htons((pcp << VLAN_PCP_SHIFT) | VLAN_CFI);
1018 }
1019
1020 /* Puts into 'b' a packet that flow_extract() would parse as having the given
1021  * 'flow'.
1022  *
1023  * (This is useful only for testing, obviously, and the packet isn't really
1024  * valid. It hasn't got some checksums filled in, for one, and lots of fields
1025  * are just zeroed.) */
1026 void
1027 flow_compose(struct ofpbuf *b, const struct flow *flow)
1028 {
1029     eth_compose(b, flow->dl_dst, flow->dl_src, ntohs(flow->dl_type), 0);
1030     if (flow->dl_type == htons(FLOW_DL_TYPE_NONE)) {
1031         struct eth_header *eth = b->l2;
1032         eth->eth_type = htons(b->size);
1033         return;
1034     }
1035
1036     if (flow->vlan_tci & htons(VLAN_CFI)) {
1037         eth_push_vlan(b, flow->vlan_tci);
1038     }
1039
1040     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1041         struct ip_header *ip;
1042
1043         b->l3 = ip = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *ip);
1044         ip->ip_ihl_ver = IP_IHL_VER(5, 4);
1045         ip->ip_tos = flow->nw_tos;
1046         ip->ip_proto = flow->nw_proto;
1047         ip->ip_src = flow->nw_src;
1048         ip->ip_dst = flow->nw_dst;
1049
1050         if (flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_ANY) {
1051             ip->ip_frag_off |= htons(IP_MORE_FRAGMENTS);
1052             if (flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER) {
1053                 ip->ip_frag_off |= htons(100);
1054             }
1055         }
1056         if (!(flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_ANY)
1057             || !(flow->nw_frag & FLOW_NW_FRAG_LATER)) {
1058             if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
1059                 struct tcp_header *tcp;
1060
1061                 b->l4 = tcp = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *tcp);
1062                 tcp->tcp_src = flow->tp_src;
1063                 tcp->tcp_dst = flow->tp_dst;
1064                 tcp->tcp_ctl = TCP_CTL(0, 5);
1065             } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
1066                 struct udp_header *udp;
1067
1068                 b->l4 = udp = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *udp);
1069                 udp->udp_src = flow->tp_src;
1070                 udp->udp_dst = flow->tp_dst;
1071             } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMP) {
1072                 struct icmp_header *icmp;
1073
1074                 b->l4 = icmp = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *icmp);
1075                 icmp->icmp_type = ntohs(flow->tp_src);
1076                 icmp->icmp_code = ntohs(flow->tp_dst);
1077                 icmp->icmp_csum = csum(icmp, ICMP_HEADER_LEN);
1078             }
1079         }
1080
1081         ip = b->l3;
1082         ip->ip_tot_len = htons((uint8_t *) b->data + b->size
1083                                - (uint8_t *) b->l3);
1084         ip->ip_csum = csum(ip, sizeof *ip);
1085     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1086         /* XXX */
1087     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP)) {
1088         struct arp_eth_header *arp;
1089
1090         b->l3 = arp = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *arp);
1091         arp->ar_hrd = htons(1);
1092         arp->ar_pro = htons(ETH_TYPE_IP);
1093         arp->ar_hln = ETH_ADDR_LEN;
1094         arp->ar_pln = 4;
1095         arp->ar_op = htons(flow->nw_proto);
1096
1097         if (flow->nw_proto == ARP_OP_REQUEST ||
1098             flow->nw_proto == ARP_OP_REPLY) {
1099             arp->ar_spa = flow->nw_src;
1100             arp->ar_tpa = flow->nw_dst;
1101             memcpy(arp->ar_sha, flow->arp_sha, ETH_ADDR_LEN);
1102             memcpy(arp->ar_tha, flow->arp_tha, ETH_ADDR_LEN);
1103         }
1104     }
1105 }