962857c8d36a67e1b38fa9c2603771a660516644
[sliver-openvswitch.git] / 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 "util.h"
23
24 static void
25 ofpbuf_use__(struct ofpbuf *b, void *base, size_t allocated,
26              enum ofpbuf_source source)
27 {
28     b->base = b->data = base;
29     b->allocated = allocated;
30     b->source = source;
31     b->size = 0;
32     b->l2 = b->l2_5 = b->l3 = b->l4 = b->l7 = NULL;
33     list_poison(&b->list_node);
34     b->private_p = NULL;
35 }
36
37 /* Initializes 'b' as an empty ofpbuf that contains the 'allocated' bytes of
38  * memory starting at 'base'.  'base' should be the first byte of a region
39  * obtained from malloc().  It will be freed (with free()) if 'b' is resized or
40  * freed. */
41 void
42 ofpbuf_use(struct ofpbuf *b, void *base, size_t allocated)
43 {
44     ofpbuf_use__(b, base, allocated, OFPBUF_MALLOC);
45 }
46
47 /* Initializes 'b' as an empty ofpbuf that contains the 'allocated' bytes of
48  * memory starting at 'base'.  'base' should point to a buffer on the stack.
49  * (Nothing actually relies on 'base' being allocated on the stack.  It could
50  * be static or malloc()'d memory.  But stack space is the most common use
51  * case.)
52  *
53  * 'base' should be appropriately aligned.  Using an array of uint32_t or
54  * uint64_t for the buffer is a reasonable way to ensure appropriate alignment
55  * for 32- or 64-bit data.
56  *
57  * An ofpbuf operation that requires reallocating data will assert-fail if this
58  * function was used to initialize it.  Thus, one need not call ofpbuf_uninit()
59  * on an ofpbuf initialized by this function (though doing so is harmless),
60  * because it is guaranteed that 'b' does not own any heap-allocated memory. */
61 void
62 ofpbuf_use_stack(struct ofpbuf *b, void *base, size_t allocated)
63 {
64     ofpbuf_use__(b, base, allocated, OFPBUF_STACK);
65 }
66
67 /* Initializes 'b' as an empty ofpbuf that contains the 'allocated' bytes of
68  * memory starting at 'base'.  'base' should point to a buffer on the stack.
69  * (Nothing actually relies on 'base' being allocated on the stack.  It could
70  * be static or malloc()'d memory.  But stack space is the most common use
71  * case.)
72  *
73  * 'base' should be appropriately aligned.  Using an array of uint32_t or
74  * uint64_t for the buffer is a reasonable way to ensure appropriate alignment
75  * for 32- or 64-bit data.
76  *
77  * An ofpbuf operation that requires reallocating data will copy the provided
78  * buffer into a malloc()'d buffer.  Thus, it is wise to call ofpbuf_uninit()
79  * on an ofpbuf initialized by this function, so that if it expanded into the
80  * heap, that memory is freed. */
81 void
82 ofpbuf_use_stub(struct ofpbuf *b, void *base, size_t allocated)
83 {
84     ofpbuf_use__(b, base, allocated, OFPBUF_STUB);
85 }
86
87 /* Initializes 'b' as an ofpbuf whose data starts at 'data' and continues for
88  * 'size' bytes.  This is appropriate for an ofpbuf that will be used to
89  * inspect existing data, without moving it around or reallocating it, and
90  * generally without modifying it at all.
91  *
92  * An ofpbuf operation that requires reallocating data will assert-fail if this
93  * function was used to initialize it. */
94 void
95 ofpbuf_use_const(struct ofpbuf *b, const void *data, size_t size)
96 {
97     ofpbuf_use__(b, CONST_CAST(void *, data), size, OFPBUF_STACK);
98     b->size = size;
99 }
100
101 /* Initializes 'b' as an empty ofpbuf with an initial capacity of 'size'
102  * bytes. */
103 void
104 ofpbuf_init(struct ofpbuf *b, size_t size)
105 {
106     ofpbuf_use(b, size ? xmalloc(size) : NULL, size);
107 }
108
109 /* Frees memory that 'b' points to. */
110 void
111 ofpbuf_uninit(struct ofpbuf *b)
112 {
113     if (b && b->source == OFPBUF_MALLOC) {
114         free(b->base);
115     }
116 }
117
118 /* Returns a pointer that may be passed to free() to accomplish the same thing
119  * as ofpbuf_uninit(b).  The return value is a null pointer if ofpbuf_uninit()
120  * would not free any memory. */
121 void *
122 ofpbuf_get_uninit_pointer(struct ofpbuf *b)
123 {
124     return b && b->source == OFPBUF_MALLOC ? b->base : NULL;
125 }
126
127 /* Frees memory that 'b' points to and allocates a new ofpbuf */
128 void
129 ofpbuf_reinit(struct ofpbuf *b, size_t size)
130 {
131     ofpbuf_uninit(b);
132     ofpbuf_init(b, size);
133 }
134
135 /* Creates and returns a new ofpbuf with an initial capacity of 'size'
136  * bytes. */
137 struct ofpbuf *
138 ofpbuf_new(size_t size)
139 {
140     struct ofpbuf *b = xmalloc(sizeof *b);
141     ofpbuf_init(b, size);
142     return b;
143 }
144
145 /* Creates and returns a new ofpbuf with an initial capacity of 'size +
146  * headroom' bytes, reserving the first 'headroom' bytes as headroom. */
147 struct ofpbuf *
148 ofpbuf_new_with_headroom(size_t size, size_t headroom)
149 {
150     struct ofpbuf *b = ofpbuf_new(size + headroom);
151     ofpbuf_reserve(b, headroom);
152     return b;
153 }
154
155 /* Creates and returns a new ofpbuf that initially contains a copy of the
156  * 'buffer->size' bytes of data starting at 'buffer->data' with no headroom or
157  * tailroom. */
158 struct ofpbuf *
159 ofpbuf_clone(const struct ofpbuf *buffer)
160 {
161     return ofpbuf_clone_with_headroom(buffer, 0);
162 }
163
164 /* Creates and returns a new ofpbuf whose data are copied from 'buffer'.   The
165  * returned ofpbuf will additionally have 'headroom' bytes of headroom. */
166 struct ofpbuf *
167 ofpbuf_clone_with_headroom(const struct ofpbuf *buffer, size_t headroom)
168 {
169     struct ofpbuf *new_buffer;
170     uintptr_t data_delta;
171
172     new_buffer = ofpbuf_clone_data_with_headroom(buffer->data, buffer->size,
173                                                  headroom);
174     data_delta = (char *) new_buffer->data - (char *) buffer->data;
175
176     if (buffer->l2) {
177         new_buffer->l2 = (char *) buffer->l2 + data_delta;
178     }
179     if (buffer->l2_5) {
180         new_buffer->l2_5 = (char *) buffer->l2_5 + data_delta;
181     }
182     if (buffer->l3) {
183         new_buffer->l3 = (char *) buffer->l3 + data_delta;
184     }
185     if (buffer->l4) {
186         new_buffer->l4 = (char *) buffer->l4 + data_delta;
187     }
188     if (buffer->l7) {
189         new_buffer->l7 = (char *) buffer->l7 + data_delta;
190     }
191
192     return new_buffer;
193 }
194
195 /* Creates and returns a new ofpbuf that initially contains a copy of the
196  * 'size' bytes of data starting at 'data' with no headroom or tailroom. */
197 struct ofpbuf *
198 ofpbuf_clone_data(const void *data, size_t size)
199 {
200     return ofpbuf_clone_data_with_headroom(data, size, 0);
201 }
202
203 /* Creates and returns a new ofpbuf that initially contains 'headroom' bytes of
204  * headroom followed by a copy of the 'size' bytes of data starting at
205  * 'data'. */
206 struct ofpbuf *
207 ofpbuf_clone_data_with_headroom(const void *data, size_t size, size_t headroom)
208 {
209     struct ofpbuf *b = ofpbuf_new_with_headroom(size, headroom);
210     ofpbuf_put(b, data, size);
211     return b;
212 }
213
214 /* Frees memory that 'b' points to, as well as 'b' itself. */
215 void
216 ofpbuf_delete(struct ofpbuf *b)
217 {
218     if (b) {
219         ofpbuf_uninit(b);
220         free(b);
221     }
222 }
223
224 /* Returns the number of bytes of headroom in 'b', that is, the number of bytes
225  * of unused space in ofpbuf 'b' before the data that is in use.  (Most
226  * commonly, the data in a ofpbuf is at its beginning, and thus the ofpbuf's
227  * headroom is 0.) */
228 size_t
229 ofpbuf_headroom(const struct ofpbuf *b)
230 {
231     return (char*)b->data - (char*)b->base;
232 }
233
234 /* Returns the number of bytes that may be appended to the tail end of ofpbuf
235  * 'b' before the ofpbuf must be reallocated. */
236 size_t
237 ofpbuf_tailroom(const struct ofpbuf *b)
238 {
239     return (char*)ofpbuf_end(b) - (char*)ofpbuf_tail(b);
240 }
241
242 static void
243 ofpbuf_copy__(struct ofpbuf *b, uint8_t *new_base,
244               size_t new_headroom, size_t new_tailroom)
245 {
246     const uint8_t *old_base = b->base;
247     size_t old_headroom = ofpbuf_headroom(b);
248     size_t old_tailroom = ofpbuf_tailroom(b);
249     size_t copy_headroom = MIN(old_headroom, new_headroom);
250     size_t copy_tailroom = MIN(old_tailroom, new_tailroom);
251
252     memcpy(&new_base[new_headroom - copy_headroom],
253            &old_base[old_headroom - copy_headroom],
254            copy_headroom + b->size + copy_tailroom);
255 }
256
257 /* Reallocates 'b' so that it has exactly 'new_headroom' and 'new_tailroom'
258  * bytes of headroom and tailroom, respectively. */
259 static void
260 ofpbuf_resize__(struct ofpbuf *b, size_t new_headroom, size_t new_tailroom)
261 {
262     void *new_base, *new_data;
263     size_t new_allocated;
264
265     new_allocated = new_headroom + b->size + new_tailroom;
266
267     switch (b->source) {
268     case OFPBUF_DPDK:
269         OVS_NOT_REACHED();
270
271     case OFPBUF_MALLOC:
272         if (new_headroom == ofpbuf_headroom(b)) {
273             new_base = xrealloc(b->base, new_allocated);
274         } else {
275             new_base = xmalloc(new_allocated);
276             ofpbuf_copy__(b, new_base, new_headroom, new_tailroom);
277             free(b->base);
278         }
279         break;
280
281     case OFPBUF_STACK:
282         OVS_NOT_REACHED();
283
284     case OFPBUF_STUB:
285         b->source = OFPBUF_MALLOC;
286         new_base = xmalloc(new_allocated);
287         ofpbuf_copy__(b, new_base, new_headroom, new_tailroom);
288         break;
289
290     default:
291         OVS_NOT_REACHED();
292     }
293
294     b->allocated = new_allocated;
295     b->base = new_base;
296
297     new_data = (char *) new_base + new_headroom;
298     if (b->data != new_data) {
299         uintptr_t data_delta = (char *) new_data - (char *) b->data;
300         b->data = new_data;
301         if (b->l2) {
302             b->l2 = (char *) b->l2 + data_delta;
303         }
304         if (b->l2_5) {
305             b->l2_5 = (char *) b->l2_5 + data_delta;
306         }
307         if (b->l3) {
308             b->l3 = (char *) b->l3 + data_delta;
309         }
310         if (b->l4) {
311             b->l4 = (char *) b->l4 + data_delta;
312         }
313         if (b->l7) {
314             b->l7 = (char *) b->l7 + data_delta;
315         }
316     }
317 }
318
319 /* Ensures that 'b' has room for at least 'size' bytes at its tail end,
320  * reallocating and copying its data if necessary.  Its headroom, if any, is
321  * preserved. */
322 void
323 ofpbuf_prealloc_tailroom(struct ofpbuf *b, size_t size)
324 {
325     if (size > ofpbuf_tailroom(b)) {
326         ofpbuf_resize__(b, ofpbuf_headroom(b), MAX(size, 64));
327     }
328 }
329
330 /* Ensures that 'b' has room for at least 'size' bytes at its head,
331  * reallocating and copying its data if necessary.  Its tailroom, if any, is
332  * preserved. */
333 void
334 ofpbuf_prealloc_headroom(struct ofpbuf *b, size_t size)
335 {
336     if (size > ofpbuf_headroom(b)) {
337         ofpbuf_resize__(b, MAX(size, 64), ofpbuf_tailroom(b));
338     }
339 }
340
341 /* Trims the size of 'b' to fit its actual content, reducing its tailroom to
342  * 0.  Its headroom, if any, is preserved.
343  *
344  * Buffers not obtained from malloc() are not resized, since that wouldn't save
345  * any memory. */
346 void
347 ofpbuf_trim(struct ofpbuf *b)
348 {
349     ovs_assert(b->source != OFPBUF_DPDK);
350
351     if (b->source == OFPBUF_MALLOC
352         && (ofpbuf_headroom(b) || ofpbuf_tailroom(b))) {
353         ofpbuf_resize__(b, 0, 0);
354     }
355 }
356
357 /* If 'b' is shorter than 'length' bytes, pads its tail out with zeros to that
358  * length. */
359 void
360 ofpbuf_padto(struct ofpbuf *b, size_t length)
361 {
362     if (b->size < length) {
363         ofpbuf_put_zeros(b, length - b->size);
364     }
365 }
366
367 /* Shifts all of the data within the allocated space in 'b' by 'delta' bytes.
368  * For example, a 'delta' of 1 would cause each byte of data to move one byte
369  * forward (from address 'p' to 'p+1'), and a 'delta' of -1 would cause each
370  * byte to move one byte backward (from 'p' to 'p-1'). */
371 void
372 ofpbuf_shift(struct ofpbuf *b, int delta)
373 {
374     ovs_assert(delta > 0 ? delta <= ofpbuf_tailroom(b)
375                : delta < 0 ? -delta <= ofpbuf_headroom(b)
376                : true);
377
378     if (delta != 0) {
379         char *dst = (char *) b->data + delta;
380         memmove(dst, b->data, b->size);
381         b->data = dst;
382     }
383 }
384
385 /* Appends 'size' bytes of data to the tail end of 'b', reallocating and
386  * copying its data if necessary.  Returns a pointer to the first byte of the
387  * new data, which is left uninitialized. */
388 void *
389 ofpbuf_put_uninit(struct ofpbuf *b, size_t size)
390 {
391     void *p;
392     ofpbuf_prealloc_tailroom(b, size);
393     p = ofpbuf_tail(b);
394     b->size += size;
395     return p;
396 }
397
398 /* Appends 'size' zeroed bytes to the tail end of 'b'.  Data in 'b' is
399  * reallocated and copied if necessary.  Returns a pointer to the first byte of
400  * the data's location in the ofpbuf. */
401 void *
402 ofpbuf_put_zeros(struct ofpbuf *b, size_t size)
403 {
404     void *dst = ofpbuf_put_uninit(b, size);
405     memset(dst, 0, size);
406     return dst;
407 }
408
409 /* Appends the 'size' bytes of data in 'p' to the tail end of 'b'.  Data in 'b'
410  * is reallocated and copied if necessary.  Returns a pointer to the first
411  * byte of the data's location in the ofpbuf. */
412 void *
413 ofpbuf_put(struct ofpbuf *b, const void *p, size_t size)
414 {
415     void *dst = ofpbuf_put_uninit(b, size);
416     memcpy(dst, p, size);
417     return dst;
418 }
419
420 /* Parses as many pairs of hex digits as possible (possibly separated by
421  * spaces) from the beginning of 's', appending bytes for their values to 'b'.
422  * Returns the first character of 's' that is not the first of a pair of hex
423  * digits.  If 'n' is nonnull, stores the number of bytes added to 'b' in
424  * '*n'. */
425 char *
426 ofpbuf_put_hex(struct ofpbuf *b, const char *s, size_t *n)
427 {
428     size_t initial_size = b->size;
429     for (;;) {
430         uint8_t byte;
431         bool ok;
432
433         s += strspn(s, " \t\r\n");
434         byte = hexits_value(s, 2, &ok);
435         if (!ok) {
436             if (n) {
437                 *n = b->size - initial_size;
438             }
439             return CONST_CAST(char *, s);
440         }
441
442         ofpbuf_put(b, &byte, 1);
443         s += 2;
444     }
445 }
446
447 /* Reserves 'size' bytes of headroom so that they can be later allocated with
448  * ofpbuf_push_uninit() without reallocating the ofpbuf. */
449 void
450 ofpbuf_reserve(struct ofpbuf *b, size_t size)
451 {
452     ovs_assert(!b->size);
453     ofpbuf_prealloc_tailroom(b, size);
454     b->data = (char*)b->data + size;
455 }
456
457 /* Reserves 'size' bytes of headroom so that they can be later allocated with
458  * ofpbuf_push_uninit() without reallocating the ofpbuf. */
459 void
460 ofpbuf_reserve_with_tailroom(struct ofpbuf *b, size_t headroom,
461                              size_t tailroom)
462 {
463     ovs_assert(!b->size);
464     ofpbuf_prealloc_tailroom(b, headroom + tailroom);
465     b->data = (char*)b->data + headroom;
466 }
467
468 /* Prefixes 'size' bytes to the head end of 'b', reallocating and copying its
469  * data if necessary.  Returns a pointer to the first byte of the data's
470  * location in the ofpbuf.  The new data is left uninitialized. */
471 void *
472 ofpbuf_push_uninit(struct ofpbuf *b, size_t size)
473 {
474     ofpbuf_prealloc_headroom(b, size);
475     b->data = (char*)b->data - size;
476     b->size += size;
477     return b->data;
478 }
479
480 /* Prefixes 'size' zeroed bytes to the head end of 'b', reallocating and
481  * copying its data if necessary.  Returns a pointer to the first byte of the
482  * data's location in the ofpbuf. */
483 void *
484 ofpbuf_push_zeros(struct ofpbuf *b, size_t size)
485 {
486     void *dst = ofpbuf_push_uninit(b, size);
487     memset(dst, 0, size);
488     return dst;
489 }
490
491 /* Copies the 'size' bytes starting at 'p' to the head end of 'b', reallocating
492  * and copying its data if necessary.  Returns a pointer to the first byte of
493  * the data's location in the ofpbuf. */
494 void *
495 ofpbuf_push(struct ofpbuf *b, const void *p, size_t size)
496 {
497     void *dst = ofpbuf_push_uninit(b, size);
498     memcpy(dst, p, size);
499     return dst;
500 }
501
502 /* If 'b' contains at least 'offset + size' bytes of data, returns a pointer to
503  * byte 'offset'.  Otherwise, returns a null pointer. */
504 void *
505 ofpbuf_at(const struct ofpbuf *b, size_t offset, size_t size)
506 {
507     return offset + size <= b->size ? (char *) b->data + offset : NULL;
508 }
509
510 /* Returns a pointer to byte 'offset' in 'b', which must contain at least
511  * 'offset + size' bytes of data. */
512 void *
513 ofpbuf_at_assert(const struct ofpbuf *b, size_t offset, size_t size)
514 {
515     ovs_assert(offset + size <= b->size);
516     return ((char *) b->data) + offset;
517 }
518
519 /* Returns the byte following the last byte of data in use in 'b'. */
520 void *
521 ofpbuf_tail(const struct ofpbuf *b)
522 {
523     return (char *) b->data + b->size;
524 }
525
526 /* Returns the byte following the last byte allocated for use (but not
527  * necessarily in use) by 'b'. */
528 void *
529 ofpbuf_end(const struct ofpbuf *b)
530 {
531     return (char *) b->base + b->allocated;
532 }
533
534 /* Clears any data from 'b'. */
535 void
536 ofpbuf_clear(struct ofpbuf *b)
537 {
538     b->data = b->base;
539     b->size = 0;
540 }
541
542 /* Removes 'size' bytes from the head end of 'b', which must contain at least
543  * 'size' bytes of data.  Returns the first byte of data removed. */
544 void *
545 ofpbuf_pull(struct ofpbuf *b, size_t size)
546 {
547     void *data = b->data;
548     ovs_assert(b->size >= size);
549     b->data = (char*)b->data + size;
550     b->size -= size;
551     return data;
552 }
553
554 /* If 'b' has at least 'size' bytes of data, removes that many bytes from the
555  * head end of 'b' and returns the first byte removed.  Otherwise, returns a
556  * null pointer without modifying 'b'. */
557 void *
558 ofpbuf_try_pull(struct ofpbuf *b, size_t size)
559 {
560     return b->size >= size ? ofpbuf_pull(b, size) : NULL;
561 }
562
563 /* Returns the data in 'b' as a block of malloc()'d memory and frees the buffer
564  * within 'b'.  (If 'b' itself was dynamically allocated, e.g. with
565  * ofpbuf_new(), then it should still be freed with, e.g., ofpbuf_delete().) */
566 void *
567 ofpbuf_steal_data(struct ofpbuf *b)
568 {
569     void *p;
570     ovs_assert(b->source != OFPBUF_DPDK);
571
572     if (b->source == OFPBUF_MALLOC && b->data == b->base) {
573         p = b->data;
574     } else {
575         p = xmemdup(b->data, b->size);
576         if (b->source == OFPBUF_MALLOC) {
577             free(b->base);
578         }
579     }
580     b->base = b->data = NULL;
581     return p;
582 }
583
584 /* Returns a string that describes some of 'b''s metadata plus a hex dump of up
585  * to 'maxbytes' from the start of the buffer. */
586 char *
587 ofpbuf_to_string(const struct ofpbuf *b, size_t maxbytes)
588 {
589     struct ds s;
590
591     ds_init(&s);
592     ds_put_format(&s, "size=%"PRIuSIZE", allocated=%"PRIuSIZE", head=%"PRIuSIZE", tail=%"PRIuSIZE"\n",
593                   b->size, b->allocated,
594                   ofpbuf_headroom(b), ofpbuf_tailroom(b));
595     ds_put_hex_dump(&s, b->data, MIN(b->size, maxbytes), 0, false);
596     return ds_cstr(&s);
597 }
598
599 /* Removes each of the "struct ofpbuf"s on 'list' from the list and frees
600  * them.  */
601 void
602 ofpbuf_list_delete(struct list *list)
603 {
604     struct ofpbuf *b, *next;
605
606     LIST_FOR_EACH_SAFE (b, next, list_node, list) {
607         list_remove(&b->list_node);
608         ofpbuf_delete(b);
609     }
610 }