lib/ofpbuf.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2008, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013 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
  17 #include <config.h>
  18 #include "ofpbuf.h"
  19 #include <stdlib.h>
  20 #include <string.h>
  21 #include "dynamic-string.h"
  22 #include "netdev-dpdk.h"
  23 #include "util.h"
  24
  25 static void
  26 ofpbuf_init__(struct ofpbuf *b, size_t allocated, enum ofpbuf_source source)
  27 {
  28     b->allocated = allocated;
  29     b->source = source;
  30     b->l2 = NULL;
  31     b->l2_5_ofs = b->l3_ofs = b->l4_ofs = UINT16_MAX;
  32     list_poison(&b->list_node);
  33 }
  34
  35 static void
  36 ofpbuf_use__(struct ofpbuf *b, void *base, size_t allocated,
  37              enum ofpbuf_source source)
  38 {
  39     ofpbuf_set_base(b, base);
  40     ofpbuf_set_data(b, base);
  41     ofpbuf_set_size(b, 0);
  42
  43     ofpbuf_init__(b, allocated, source);
  44 }
  45
  46 /* Initializes 'b' as an empty ofpbuf that contains the 'allocated' bytes of
  47  * memory starting at 'base'.  'base' should be the first byte of a region
  48  * obtained from malloc().  It will be freed (with free()) if 'b' is resized or
  49  * freed. */
  50 void
  51 ofpbuf_use(struct ofpbuf *b, void *base, size_t allocated)
  52 {
  53     ofpbuf_use__(b, base, allocated, OFPBUF_MALLOC);
  54 }
  55
  56 /* Initializes 'b' as an empty ofpbuf that contains the 'allocated' bytes of
  57  * memory starting at 'base'.  'base' should point to a buffer on the stack.
  58  * (Nothing actually relies on 'base' being allocated on the stack.  It could
  59  * be static or malloc()'d memory.  But stack space is the most common use
  60  * case.)
  61  *
  62  * 'base' should be appropriately aligned.  Using an array of uint32_t or
  63  * uint64_t for the buffer is a reasonable way to ensure appropriate alignment
  64  * for 32- or 64-bit data.
  65  *
  66  * An ofpbuf operation that requires reallocating data will assert-fail if this
  67  * function was used to initialize it.  Thus, one need not call ofpbuf_uninit()
  68  * on an ofpbuf initialized by this function (though doing so is harmless),
  69  * because it is guaranteed that 'b' does not own any heap-allocated memory. */
  70 void
  71 ofpbuf_use_stack(struct ofpbuf *b, void *base, size_t allocated)
  72 {
  73     ofpbuf_use__(b, base, allocated, OFPBUF_STACK);
  74 }
  75
  76 /* Initializes 'b' as an empty ofpbuf that contains the 'allocated' bytes of
  77  * memory starting at 'base'.  'base' should point to a buffer on the stack.
  78  * (Nothing actually relies on 'base' being allocated on the stack.  It could
  79  * be static or malloc()'d memory.  But stack space is the most common use
  80  * case.)
  81  *
  82  * 'base' should be appropriately aligned.  Using an array of uint32_t or
  83  * uint64_t for the buffer is a reasonable way to ensure appropriate alignment
  84  * for 32- or 64-bit data.
  85  *
  86  * An ofpbuf operation that requires reallocating data will copy the provided
  87  * buffer into a malloc()'d buffer.  Thus, it is wise to call ofpbuf_uninit()
  88  * on an ofpbuf initialized by this function, so that if it expanded into the
  89  * heap, that memory is freed. */
  90 void
  91 ofpbuf_use_stub(struct ofpbuf *b, void *base, size_t allocated)
  92 {
  93     ofpbuf_use__(b, base, allocated, OFPBUF_STUB);
  94 }
  95
  96 /* Initializes 'b' as an ofpbuf whose data starts at 'data' and continues for
  97  * 'size' bytes.  This is appropriate for an ofpbuf that will be used to
  98  * inspect existing data, without moving it around or reallocating it, and
  99  * generally without modifying it at all.
 100  *
 101  * An ofpbuf operation that requires reallocating data will assert-fail if this
 102  * function was used to initialize it. */
 103 void
 104 ofpbuf_use_const(struct ofpbuf *b, const void *data, size_t size)
 105 {
 106     ofpbuf_use__(b, CONST_CAST(void *, data), size, OFPBUF_STACK);
 107     ofpbuf_set_size(b, size);
 108 }
 109
 110 /* Initializes 'b' as an empty ofpbuf that contains the 'allocated' bytes of
 111  * memory starting at 'base'.  DPDK allocated ofpbuf and *data is allocated
 112  * from one continous memory region, so in memory data start right after
 113  * ofpbuf.  Therefore there is special method to free this type of
 114  * buffer.  ofpbuf base, data and size are initialized by dpdk rcv() so no
 115  * need to initialize those fields. */
 116 void
 117 ofpbuf_init_dpdk(struct ofpbuf *b, size_t allocated)
 118 {
 119     ofpbuf_init__(b, allocated, OFPBUF_DPDK);
 120 }
 121
 122 /* Initializes 'b' as an empty ofpbuf with an initial capacity of 'size'
 123  * bytes. */
 124 void
 125 ofpbuf_init(struct ofpbuf *b, size_t size)
 126 {
 127     ofpbuf_use(b, size ? xmalloc(size) : NULL, size);
 128 }
 129
 130 /* Frees memory that 'b' points to. */
 131 void
 132 ofpbuf_uninit(struct ofpbuf *b)
 133 {
 134     if (b) {
 135         if (b->source == OFPBUF_MALLOC) {
 136             free(ofpbuf_base(b));
 137         }
 138         ovs_assert(b->source != OFPBUF_DPDK);
 139     }
 140 }
 141
 142 /* Frees memory that 'b' points to and allocates a new ofpbuf */
 143 void
 144 ofpbuf_reinit(struct ofpbuf *b, size_t size)
 145 {
 146     ofpbuf_uninit(b);
 147     ofpbuf_init(b, size);
 148 }
 149
 150 /* Creates and returns a new ofpbuf with an initial capacity of 'size'
 151  * bytes. */
 152 struct ofpbuf *
 153 ofpbuf_new(size_t size)
 154 {
 155     struct ofpbuf *b = xmalloc(sizeof *b);
 156     ofpbuf_init(b, size);
 157     return b;
 158 }
 159
 160 /* Creates and returns a new ofpbuf with an initial capacity of 'size +
 161  * headroom' bytes, reserving the first 'headroom' bytes as headroom. */
 162 struct ofpbuf *
 163 ofpbuf_new_with_headroom(size_t size, size_t headroom)
 164 {
 165     struct ofpbuf *b = ofpbuf_new(size + headroom);
 166     ofpbuf_reserve(b, headroom);
 167     return b;
 168 }
 169
 170 /* Creates and returns a new ofpbuf that initially contains a copy of the
 171  * 'ofpbuf_size(buffer)' bytes of data starting at 'buffer->data' with no headroom or
 172  * tailroom. */
 173 struct ofpbuf *
 174 ofpbuf_clone(const struct ofpbuf *buffer)
 175 {
 176     return ofpbuf_clone_with_headroom(buffer, 0);
 177 }
 178
 179 /* Creates and returns a new ofpbuf whose data are copied from 'buffer'.   The
 180  * returned ofpbuf will additionally have 'headroom' bytes of headroom. */
 181 struct ofpbuf *
 182 ofpbuf_clone_with_headroom(const struct ofpbuf *buffer, size_t headroom)
 183 {
 184     struct ofpbuf *new_buffer;
 185
 186     new_buffer = ofpbuf_clone_data_with_headroom(ofpbuf_data(buffer),
 187                                                  ofpbuf_size(buffer),
 188                                                  headroom);
 189     if (buffer->l2) {
 190         uintptr_t data_delta = (char *)ofpbuf_data(new_buffer) - (char *)ofpbuf_data(buffer);
 191
 192         new_buffer->l2 = (char *) buffer->l2 + data_delta;
 193     }
 194     new_buffer->l2_5_ofs = buffer->l2_5_ofs;
 195     new_buffer->l3_ofs = buffer->l3_ofs;
 196     new_buffer->l4_ofs = buffer->l4_ofs;
 197
 198     return new_buffer;
 199 }
 200
 201 /* Creates and returns a new ofpbuf that initially contains a copy of the
 202  * 'size' bytes of data starting at 'data' with no headroom or tailroom. */
 203 struct ofpbuf *
 204 ofpbuf_clone_data(const void *data, size_t size)
 205 {
 206     return ofpbuf_clone_data_with_headroom(data, size, 0);
 207 }
 208
 209 /* Creates and returns a new ofpbuf that initially contains 'headroom' bytes of
 210  * headroom followed by a copy of the 'size' bytes of data starting at
 211  * 'data'. */
 212 struct ofpbuf *
 213 ofpbuf_clone_data_with_headroom(const void *data, size_t size, size_t headroom)
 214 {
 215     struct ofpbuf *b = ofpbuf_new_with_headroom(size, headroom);
 216     ofpbuf_put(b, data, size);
 217     return b;
 218 }
 219
 220 static void
 221 ofpbuf_copy__(struct ofpbuf *b, uint8_t *new_base,
 222               size_t new_headroom, size_t new_tailroom)
 223 {
 224     const uint8_t *old_base = ofpbuf_base(b);
 225     size_t old_headroom = ofpbuf_headroom(b);
 226     size_t old_tailroom = ofpbuf_tailroom(b);
 227     size_t copy_headroom = MIN(old_headroom, new_headroom);
 228     size_t copy_tailroom = MIN(old_tailroom, new_tailroom);
 229
 230     memcpy(&new_base[new_headroom - copy_headroom],
 231            &old_base[old_headroom - copy_headroom],
 232            copy_headroom + ofpbuf_size(b) + copy_tailroom);
 233 }
 234
 235 /* Reallocates 'b' so that it has exactly 'new_headroom' and 'new_tailroom'
 236  * bytes of headroom and tailroom, respectively. */
 237 static void
 238 ofpbuf_resize__(struct ofpbuf *b, size_t new_headroom, size_t new_tailroom)
 239 {
 240     void *new_base, *new_data;
 241     size_t new_allocated;
 242
 243     new_allocated = new_headroom + ofpbuf_size(b) + new_tailroom;
 244
 245     switch (b->source) {
 246     case OFPBUF_DPDK:
 247         OVS_NOT_REACHED();
 248
 249     case OFPBUF_MALLOC:
 250         if (new_headroom == ofpbuf_headroom(b)) {
 251             new_base = xrealloc(ofpbuf_base(b), new_allocated);
 252         } else {
 253             new_base = xmalloc(new_allocated);
 254             ofpbuf_copy__(b, new_base, new_headroom, new_tailroom);
 255             free(ofpbuf_base(b));
 256         }
 257         break;
 258
 259     case OFPBUF_STACK:
 260         OVS_NOT_REACHED();
 261
 262     case OFPBUF_STUB:
 263         b->source = OFPBUF_MALLOC;
 264         new_base = xmalloc(new_allocated);
 265         ofpbuf_copy__(b, new_base, new_headroom, new_tailroom);
 266         break;
 267
 268     default:
 269         OVS_NOT_REACHED();
 270     }
 271
 272     b->allocated = new_allocated;
 273     ofpbuf_set_base(b, new_base);
 274
 275     new_data = (char *) new_base + new_headroom;
 276     if (ofpbuf_data(b) != new_data) {
 277         uintptr_t data_delta = (char *) new_data - (char *) ofpbuf_data(b);
 278
 279         ofpbuf_set_data(b, new_data);
 280         if (b->l2) {
 281             b->l2 = (char *) b->l2 + data_delta;
 282         }
 283     }
 284 }
 285
 286 /* Ensures that 'b' has room for at least 'size' bytes at its tail end,
 287  * reallocating and copying its data if necessary.  Its headroom, if any, is
 288  * preserved. */
 289 void
 290 ofpbuf_prealloc_tailroom(struct ofpbuf *b, size_t size)
 291 {
 292     if (size > ofpbuf_tailroom(b)) {
 293         ofpbuf_resize__(b, ofpbuf_headroom(b), MAX(size, 64));
 294     }
 295 }
 296
 297 /* Ensures that 'b' has room for at least 'size' bytes at its head,
 298  * reallocating and copying its data if necessary.  Its tailroom, if any, is
 299  * preserved. */
 300 void
 301 ofpbuf_prealloc_headroom(struct ofpbuf *b, size_t size)
 302 {
 303     if (size > ofpbuf_headroom(b)) {
 304         ofpbuf_resize__(b, MAX(size, 64), ofpbuf_tailroom(b));
 305     }
 306 }
 307
 308 /* Trims the size of 'b' to fit its actual content, reducing its tailroom to
 309  * 0.  Its headroom, if any, is preserved.
 310  *
 311  * Buffers not obtained from malloc() are not resized, since that wouldn't save
 312  * any memory. */
 313 void
 314 ofpbuf_trim(struct ofpbuf *b)
 315 {
 316     ovs_assert(b->source != OFPBUF_DPDK);
 317
 318     if (b->source == OFPBUF_MALLOC
 319         && (ofpbuf_headroom(b) || ofpbuf_tailroom(b))) {
 320         ofpbuf_resize__(b, 0, 0);
 321     }
 322 }
 323
 324 /* If 'b' is shorter than 'length' bytes, pads its tail out with zeros to that
 325  * length. */
 326 void
 327 ofpbuf_padto(struct ofpbuf *b, size_t length)
 328 {
 329     if (ofpbuf_size(b) < length) {
 330         ofpbuf_put_zeros(b, length - ofpbuf_size(b));
 331     }
 332 }
 333
 334 /* Shifts all of the data within the allocated space in 'b' by 'delta' bytes.
 335  * For example, a 'delta' of 1 would cause each byte of data to move one byte
 336  * forward (from address 'p' to 'p+1'), and a 'delta' of -1 would cause each
 337  * byte to move one byte backward (from 'p' to 'p-1'). */
 338 void
 339 ofpbuf_shift(struct ofpbuf *b, int delta)
 340 {
 341     ovs_assert(delta > 0 ? delta <= ofpbuf_tailroom(b)
 342                : delta < 0 ? -delta <= ofpbuf_headroom(b)
 343                : true);
 344
 345     if (delta != 0) {
 346         char *dst = (char *) ofpbuf_data(b) + delta;
 347         memmove(dst, ofpbuf_data(b), ofpbuf_size(b));
 348         ofpbuf_set_data(b, dst);
 349     }
 350 }
 351
 352 /* Appends 'size' bytes of data to the tail end of 'b', reallocating and
 353  * copying its data if necessary.  Returns a pointer to the first byte of the
 354  * new data, which is left uninitialized. */
 355 void *
 356 ofpbuf_put_uninit(struct ofpbuf *b, size_t size)
 357 {
 358     void *p;
 359     ofpbuf_prealloc_tailroom(b, size);
 360     p = ofpbuf_tail(b);
 361     ofpbuf_set_size(b, ofpbuf_size(b) + size);
 362     return p;
 363 }
 364
 365 /* Appends 'size' zeroed bytes to the tail end of 'b'.  Data in 'b' is
 366  * reallocated and copied if necessary.  Returns a pointer to the first byte of
 367  * the data's location in the ofpbuf. */
 368 void *
 369 ofpbuf_put_zeros(struct ofpbuf *b, size_t size)
 370 {
 371     void *dst = ofpbuf_put_uninit(b, size);
 372     memset(dst, 0, size);
 373     return dst;
 374 }
 375
 376 /* Appends the 'size' bytes of data in 'p' to the tail end of 'b'.  Data in 'b'
 377  * is reallocated and copied if necessary.  Returns a pointer to the first
 378  * byte of the data's location in the ofpbuf. */
 379 void *
 380 ofpbuf_put(struct ofpbuf *b, const void *p, size_t size)
 381 {
 382     void *dst = ofpbuf_put_uninit(b, size);
 383     memcpy(dst, p, size);
 384     return dst;
 385 }
 386
 387 /* Parses as many pairs of hex digits as possible (possibly separated by
 388  * spaces) from the beginning of 's', appending bytes for their values to 'b'.
 389  * Returns the first character of 's' that is not the first of a pair of hex
 390  * digits.  If 'n' is nonnull, stores the number of bytes added to 'b' in
 391  * '*n'. */
 392 char *
 393 ofpbuf_put_hex(struct ofpbuf *b, const char *s, size_t *n)
 394 {
 395     size_t initial_size = ofpbuf_size(b);
 396     for (;;) {
 397         uint8_t byte;
 398         bool ok;
 399
 400         s += strspn(s, " \t\r\n");
 401         byte = hexits_value(s, 2, &ok);
 402         if (!ok) {
 403             if (n) {
 404                 *n = ofpbuf_size(b) - initial_size;
 405             }
 406             return CONST_CAST(char *, s);
 407         }
 408
 409         ofpbuf_put(b, &byte, 1);
 410         s += 2;
 411     }
 412 }
 413
 414 /* Reserves 'size' bytes of headroom so that they can be later allocated with
 415  * ofpbuf_push_uninit() without reallocating the ofpbuf. */
 416 void
 417 ofpbuf_reserve(struct ofpbuf *b, size_t size)
 418 {
 419     ovs_assert(!ofpbuf_size(b));
 420     ofpbuf_prealloc_tailroom(b, size);
 421     ofpbuf_set_data(b, (char*)ofpbuf_data(b) + size);
 422 }
 423
 424 /* Reserves 'size' bytes of headroom so that they can be later allocated with
 425  * ofpbuf_push_uninit() without reallocating the ofpbuf. */
 426 void
 427 ofpbuf_reserve_with_tailroom(struct ofpbuf *b, size_t headroom,
 428                              size_t tailroom)
 429 {
 430     ovs_assert(!ofpbuf_size(b));
 431     ofpbuf_prealloc_tailroom(b, headroom + tailroom);
 432     ofpbuf_set_data(b, (char*)ofpbuf_data(b) + headroom);
 433 }
 434
 435 /* Prefixes 'size' bytes to the head end of 'b', reallocating and copying its
 436  * data if necessary.  Returns a pointer to the first byte of the data's
 437  * location in the ofpbuf.  The new data is left uninitialized. */
 438 void *
 439 ofpbuf_push_uninit(struct ofpbuf *b, size_t size)
 440 {
 441     ofpbuf_prealloc_headroom(b, size);
 442     ofpbuf_set_data(b, (char*)ofpbuf_data(b) - size);
 443     ofpbuf_set_size(b, ofpbuf_size(b) + size);
 444     return ofpbuf_data(b);
 445 }
 446
 447 /* Prefixes 'size' zeroed bytes to the head end of 'b', reallocating and
 448  * copying its data if necessary.  Returns a pointer to the first byte of the
 449  * data's location in the ofpbuf. */
 450 void *
 451 ofpbuf_push_zeros(struct ofpbuf *b, size_t size)
 452 {
 453     void *dst = ofpbuf_push_uninit(b, size);
 454     memset(dst, 0, size);
 455     return dst;
 456 }
 457
 458 /* Copies the 'size' bytes starting at 'p' to the head end of 'b', reallocating
 459  * and copying its data if necessary.  Returns a pointer to the first byte of
 460  * the data's location in the ofpbuf. */
 461 void *
 462 ofpbuf_push(struct ofpbuf *b, const void *p, size_t size)
 463 {
 464     void *dst = ofpbuf_push_uninit(b, size);
 465     memcpy(dst, p, size);
 466     return dst;
 467 }
 468
 469 /* Returns the data in 'b' as a block of malloc()'d memory and frees the buffer
 470  * within 'b'.  (If 'b' itself was dynamically allocated, e.g. with
 471  * ofpbuf_new(), then it should still be freed with, e.g., ofpbuf_delete().) */
 472 void *
 473 ofpbuf_steal_data(struct ofpbuf *b)
 474 {
 475     void *p;
 476     ovs_assert(b->source != OFPBUF_DPDK);
 477
 478     if (b->source == OFPBUF_MALLOC && ofpbuf_data(b) == ofpbuf_base(b)) {
 479         p = ofpbuf_data(b);
 480     } else {
 481         p = xmemdup(ofpbuf_data(b), ofpbuf_size(b));
 482         if (b->source == OFPBUF_MALLOC) {
 483             free(ofpbuf_base(b));
 484         }
 485     }
 486     ofpbuf_set_base(b, NULL);
 487     ofpbuf_set_data(b, NULL);
 488     return p;
 489 }
 490
 491 /* Returns a string that describes some of 'b''s metadata plus a hex dump of up
 492  * to 'maxbytes' from the start of the buffer. */
 493 char *
 494 ofpbuf_to_string(const struct ofpbuf *b, size_t maxbytes)
 495 {
 496     struct ds s;
 497
 498     ds_init(&s);
 499     ds_put_format(&s, "size=%"PRIu32", allocated=%"PRIu32", head=%"PRIuSIZE", tail=%"PRIuSIZE"\n",
 500                   ofpbuf_size(b), b->allocated,
 501                   ofpbuf_headroom(b), ofpbuf_tailroom(b));
 502     ds_put_hex_dump(&s, ofpbuf_data(b), MIN(ofpbuf_size(b), maxbytes), 0, false);
 503     return ds_cstr(&s);
 504 }
 505
 506 /* Removes each of the "struct ofpbuf"s on 'list' from the list and frees
 507  * them.  */
 508 void
 509 ofpbuf_list_delete(struct list *list)
 510 {
 511     struct ofpbuf *b, *next;
 512
 513     LIST_FOR_EACH_SAFE (b, next, list_node, list) {
 514         list_remove(&b->list_node);
 515         ofpbuf_delete(b);
 516     }
 517 }
 518
 519 static inline void
 520 ofpbuf_adjust_layer_offset(uint16_t *offset, int increment)
 521 {
 522     if (*offset != UINT16_MAX) {
 523         *offset += increment;
 524     }
 525 }
 526
 527 /* Adjust the size of the l2_5 portion of the ofpbuf, updating the l2
 528  * pointer and the layer offsets.  The caller is responsible for
 529  * modifying the contents. */
 530 void *
 531 ofpbuf_resize_l2_5(struct ofpbuf *b, int increment)
 532 {
 533     if (increment >= 0) {
 534         ofpbuf_push_uninit(b, increment);
 535     } else {
 536         ofpbuf_pull(b, -increment);
 537     }
 538
 539     b->l2 = ofpbuf_data(b);
 540     /* Adjust layer offsets after l2_5. */
 541     ofpbuf_adjust_layer_offset(&b->l3_ofs, increment);
 542     ofpbuf_adjust_layer_offset(&b->l4_ofs, increment);
 543
 544     return b->l2;
 545 }
 546
 547 /* Adjust the size of the l2 portion of the ofpbuf, updating the l2
 548  * pointer and the layer offsets.  The caller is responsible for
 549  * modifying the contents. */
 550 void *
 551 ofpbuf_resize_l2(struct ofpbuf *b, int increment)
 552 {
 553     ofpbuf_resize_l2_5(b, increment);
 554     ofpbuf_adjust_layer_offset(&b->l2_5_ofs, increment);
 555     return b->l2;
 556 }