Support matching IPv6 flow label.
[openvswitch] / lib / flow.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2008, 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 #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 "dynamic-string.h"
30 #include "hash.h"
31 #include "ofpbuf.h"
32 #include "openflow/openflow.h"
33 #include "packets.h"
34 #include "unaligned.h"
35 #include "vlog.h"
36
37 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(flow);
38
39 COVERAGE_DEFINE(flow_extract);
40
41 static struct arp_eth_header *
42 pull_arp(struct ofpbuf *packet)
43 {
44     return ofpbuf_try_pull(packet, ARP_ETH_HEADER_LEN);
45 }
46
47 static struct ip_header *
48 pull_ip(struct ofpbuf *packet)
49 {
50     if (packet->size >= IP_HEADER_LEN) {
51         struct ip_header *ip = packet->data;
52         int ip_len = IP_IHL(ip->ip_ihl_ver) * 4;
53         if (ip_len >= IP_HEADER_LEN && packet->size >= ip_len) {
54             return ofpbuf_pull(packet, ip_len);
55         }
56     }
57     return NULL;
58 }
59
60 static struct tcp_header *
61 pull_tcp(struct ofpbuf *packet)
62 {
63     if (packet->size >= TCP_HEADER_LEN) {
64         struct tcp_header *tcp = packet->data;
65         int tcp_len = TCP_OFFSET(tcp->tcp_ctl) * 4;
66         if (tcp_len >= TCP_HEADER_LEN && packet->size >= tcp_len) {
67             return ofpbuf_pull(packet, tcp_len);
68         }
69     }
70     return NULL;
71 }
72
73 static struct udp_header *
74 pull_udp(struct ofpbuf *packet)
75 {
76     return ofpbuf_try_pull(packet, UDP_HEADER_LEN);
77 }
78
79 static struct icmp_header *
80 pull_icmp(struct ofpbuf *packet)
81 {
82     return ofpbuf_try_pull(packet, ICMP_HEADER_LEN);
83 }
84
85 static struct icmp6_hdr *
86 pull_icmpv6(struct ofpbuf *packet)
87 {
88     return ofpbuf_try_pull(packet, sizeof(struct icmp6_hdr));
89 }
90
91 static void
92 parse_vlan(struct ofpbuf *b, struct flow *flow)
93 {
94     struct qtag_prefix {
95         ovs_be16 eth_type;      /* ETH_TYPE_VLAN */
96         ovs_be16 tci;
97     };
98
99     if (b->size >= sizeof(struct qtag_prefix) + sizeof(ovs_be16)) {
100         struct qtag_prefix *qp = ofpbuf_pull(b, sizeof *qp);
101         flow->vlan_tci = qp->tci | htons(VLAN_CFI);
102     }
103 }
104
105 static ovs_be16
106 parse_ethertype(struct ofpbuf *b)
107 {
108     struct llc_snap_header *llc;
109     ovs_be16 proto;
110
111     proto = *(ovs_be16 *) ofpbuf_pull(b, sizeof proto);
112     if (ntohs(proto) >= ETH_TYPE_MIN) {
113         return proto;
114     }
115
116     if (b->size < sizeof *llc) {
117         return htons(FLOW_DL_TYPE_NONE);
118     }
119
120     llc = b->data;
121     if (llc->llc.llc_dsap != LLC_DSAP_SNAP
122         || llc->llc.llc_ssap != LLC_SSAP_SNAP
123         || llc->llc.llc_cntl != LLC_CNTL_SNAP
124         || memcmp(llc->snap.snap_org, SNAP_ORG_ETHERNET,
125                   sizeof llc->snap.snap_org)) {
126         return htons(FLOW_DL_TYPE_NONE);
127     }
128
129     ofpbuf_pull(b, sizeof *llc);
130     return llc->snap.snap_type;
131 }
132
133 static int
134 parse_ipv6(struct ofpbuf *packet, struct flow *flow)
135 {
136     const struct ip6_hdr *nh;
137     ovs_be32 tc_flow;
138     int nexthdr;
139
140     nh = ofpbuf_try_pull(packet, sizeof *nh);
141     if (!nh) {
142         return EINVAL;
143     }
144
145     nexthdr = nh->ip6_nxt;
146
147     flow->ipv6_src = nh->ip6_src;
148     flow->ipv6_dst = nh->ip6_dst;
149
150     tc_flow = get_unaligned_be32(&nh->ip6_flow);
151     flow->tos_frag = (ntohl(tc_flow) >> 4) & IP_DSCP_MASK;
152     flow->ipv6_label = tc_flow & htonl(IPV6_LABEL_MASK);
153     flow->nw_proto = IPPROTO_NONE;
154
155     while (1) {
156         if ((nexthdr != IPPROTO_HOPOPTS)
157                 && (nexthdr != IPPROTO_ROUTING)
158                 && (nexthdr != IPPROTO_DSTOPTS)
159                 && (nexthdr != IPPROTO_AH)
160                 && (nexthdr != IPPROTO_FRAGMENT)) {
161             /* It's either a terminal header (e.g., TCP, UDP) or one we
162              * don't understand.  In either case, we're done with the
163              * packet, so use it to fill in 'nw_proto'. */
164             break;
165         }
166
167         /* We only verify that at least 8 bytes of the next header are
168          * available, but many of these headers are longer.  Ensure that
169          * accesses within the extension header are within those first 8
170          * bytes. All extension headers are required to be at least 8
171          * bytes. */
172         if (packet->size < 8) {
173             return EINVAL;
174         }
175
176         if ((nexthdr == IPPROTO_HOPOPTS)
177                 || (nexthdr == IPPROTO_ROUTING)
178                 || (nexthdr == IPPROTO_DSTOPTS)) {
179             /* These headers, while different, have the fields we care about
180              * in the same location and with the same interpretation. */
181             const struct ip6_ext *ext_hdr = (struct ip6_ext *)packet->data;
182             nexthdr = ext_hdr->ip6e_nxt;
183             if (!ofpbuf_try_pull(packet, (ext_hdr->ip6e_len + 1) * 8)) {
184                 return EINVAL;
185             }
186         } else if (nexthdr == IPPROTO_AH) {
187             /* A standard AH definition isn't available, but the fields
188              * we care about are in the same location as the generic
189              * option header--only the header length is calculated
190              * differently. */
191             const struct ip6_ext *ext_hdr = (struct ip6_ext *)packet->data;
192             nexthdr = ext_hdr->ip6e_nxt;
193             if (!ofpbuf_try_pull(packet, (ext_hdr->ip6e_len + 2) * 4)) {
194                return EINVAL;
195             }
196         } else if (nexthdr == IPPROTO_FRAGMENT) {
197             const struct ip6_frag *frag_hdr = (struct ip6_frag *)packet->data;
198
199             nexthdr = frag_hdr->ip6f_nxt;
200             if (!ofpbuf_try_pull(packet, sizeof *frag_hdr)) {
201                 return EINVAL;
202             }
203
204             /* We only process the first fragment. */
205             flow->tos_frag &= ~FLOW_FRAG_MASK;
206             flow->tos_frag |= FLOW_FRAG_ANY;
207             if ((frag_hdr->ip6f_offlg & IP6F_OFF_MASK) != htons(0)) {
208                 flow->tos_frag |= FLOW_FRAG_LATER;
209                 nexthdr = IPPROTO_FRAGMENT;
210                 break;
211             }
212         }
213     }
214
215     flow->nw_proto = nexthdr;
216     return 0;
217 }
218
219 static void
220 parse_tcp(struct ofpbuf *packet, struct ofpbuf *b, struct flow *flow)
221 {
222     const struct tcp_header *tcp = pull_tcp(b);
223     if (tcp) {
224         flow->tp_src = tcp->tcp_src;
225         flow->tp_dst = tcp->tcp_dst;
226         packet->l7 = b->data;
227     }
228 }
229
230 static void
231 parse_udp(struct ofpbuf *packet, struct ofpbuf *b, struct flow *flow)
232 {
233     const struct udp_header *udp = pull_udp(b);
234     if (udp) {
235         flow->tp_src = udp->udp_src;
236         flow->tp_dst = udp->udp_dst;
237         packet->l7 = b->data;
238     }
239 }
240
241 static bool
242 parse_icmpv6(struct ofpbuf *b, struct flow *flow)
243 {
244     const struct icmp6_hdr *icmp = pull_icmpv6(b);
245
246     if (!icmp) {
247         return false;
248     }
249
250     /* The ICMPv6 type and code fields use the 16-bit transport port
251      * fields, so we need to store them in 16-bit network byte order. */
252     flow->tp_src = htons(icmp->icmp6_type);
253     flow->tp_dst = htons(icmp->icmp6_code);
254
255     if (icmp->icmp6_code == 0 &&
256         (icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_SOLICIT ||
257          icmp->icmp6_type == ND_NEIGHBOR_ADVERT)) {
258         const struct in6_addr *nd_target;
259
260         nd_target = ofpbuf_try_pull(b, sizeof *nd_target);
261         if (!nd_target) {
262             return false;
263         }
264         flow->nd_target = *nd_target;
265
266         while (b->size >= 8) {
267             /* The minimum size of an option is 8 bytes, which also is
268              * the size of Ethernet link-layer options. */
269             const struct nd_opt_hdr *nd_opt = b->data;
270             int opt_len = nd_opt->nd_opt_len * 8;
271
272             if (!opt_len || opt_len > b->size) {
273                 goto invalid;
274             }
275
276             /* Store the link layer address if the appropriate option is
277              * provided.  It is considered an error if the same link
278              * layer option is specified twice. */
279             if (nd_opt->nd_opt_type == ND_OPT_SOURCE_LINKADDR
280                     && opt_len == 8) {
281                 if (eth_addr_is_zero(flow->arp_sha)) {
282                     memcpy(flow->arp_sha, nd_opt + 1, ETH_ADDR_LEN);
283                 } else {
284                     goto invalid;
285                 }
286             } else if (nd_opt->nd_opt_type == ND_OPT_TARGET_LINKADDR
287                     && opt_len == 8) {
288                 if (eth_addr_is_zero(flow->arp_tha)) {
289                     memcpy(flow->arp_tha, nd_opt + 1, ETH_ADDR_LEN);
290                 } else {
291                     goto invalid;
292                 }
293             }
294
295             if (!ofpbuf_try_pull(b, opt_len)) {
296                 goto invalid;
297             }
298         }
299     }
300
301     return true;
302
303 invalid:
304     memset(&flow->nd_target, 0, sizeof(flow->nd_target));
305     memset(flow->arp_sha, 0, sizeof(flow->arp_sha));
306     memset(flow->arp_tha, 0, sizeof(flow->arp_tha));
307
308     return false;
309
310 }
311
312 /* Initializes 'flow' members from 'packet', 'tun_id', and 'ofp_in_port'.
313  * Initializes 'packet' header pointers as follows:
314  *
315  *    - packet->l2 to the start of the Ethernet header.
316  *
317  *    - packet->l3 to just past the Ethernet header, or just past the
318  *      vlan_header if one is present, to the first byte of the payload of the
319  *      Ethernet frame.
320  *
321  *    - packet->l4 to just past the IPv4 header, if one is present and has a
322  *      correct length, and otherwise NULL.
323  *
324  *    - packet->l7 to just past the TCP or UDP or ICMP header, if one is
325  *      present and has a correct length, and otherwise NULL.
326  */
327 void
328 flow_extract(struct ofpbuf *packet, uint32_t priority, ovs_be64 tun_id,
329              uint16_t ofp_in_port, struct flow *flow)
330 {
331     struct ofpbuf b = *packet;
332     struct eth_header *eth;
333
334     COVERAGE_INC(flow_extract);
335
336     memset(flow, 0, sizeof *flow);
337     flow->tun_id = tun_id;
338     flow->in_port = ofp_in_port;
339     flow->priority = priority;
340
341     packet->l2 = b.data;
342     packet->l3 = NULL;
343     packet->l4 = NULL;
344     packet->l7 = NULL;
345
346     if (b.size < sizeof *eth) {
347         return;
348     }
349
350     /* Link layer. */
351     eth = b.data;
352     memcpy(flow->dl_src, eth->eth_src, ETH_ADDR_LEN);
353     memcpy(flow->dl_dst, eth->eth_dst, ETH_ADDR_LEN);
354
355     /* dl_type, vlan_tci. */
356     ofpbuf_pull(&b, ETH_ADDR_LEN * 2);
357     if (eth->eth_type == htons(ETH_TYPE_VLAN)) {
358         parse_vlan(&b, flow);
359     }
360     flow->dl_type = parse_ethertype(&b);
361
362     /* Network layer. */
363     packet->l3 = b.data;
364     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
365         const struct ip_header *nh = pull_ip(&b);
366         if (nh) {
367             packet->l4 = b.data;
368
369             flow->nw_src = get_unaligned_be32(&nh->ip_src);
370             flow->nw_dst = get_unaligned_be32(&nh->ip_dst);
371             flow->nw_proto = nh->ip_proto;
372
373             flow->tos_frag = nh->ip_tos & IP_DSCP_MASK;
374             if (IP_IS_FRAGMENT(nh->ip_frag_off)) {
375                 flow->tos_frag |= FLOW_FRAG_ANY;
376                 if (nh->ip_frag_off & htons(IP_FRAG_OFF_MASK)) {
377                     flow->tos_frag |= FLOW_FRAG_LATER;
378                 }
379             }
380
381             if (!(nh->ip_frag_off & htons(IP_FRAG_OFF_MASK))) {
382                 if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
383                     parse_tcp(packet, &b, flow);
384                 } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
385                     parse_udp(packet, &b, flow);
386                 } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMP) {
387                     const struct icmp_header *icmp = pull_icmp(&b);
388                     if (icmp) {
389                         flow->tp_src = htons(icmp->icmp_type);
390                         flow->tp_dst = htons(icmp->icmp_code);
391                         packet->l7 = b.data;
392                     }
393                 }
394             }
395         }
396     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
397         if (parse_ipv6(&b, flow)) {
398             return;
399         }
400
401         packet->l4 = b.data;
402         if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
403             parse_tcp(packet, &b, flow);
404         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
405             parse_udp(packet, &b, flow);
406         } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6) {
407             if (parse_icmpv6(&b, flow)) {
408                 packet->l7 = b.data;
409             }
410         }
411     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP)) {
412         const struct arp_eth_header *arp = pull_arp(&b);
413         if (arp && arp->ar_hrd == htons(1)
414             && arp->ar_pro == htons(ETH_TYPE_IP)
415             && arp->ar_hln == ETH_ADDR_LEN
416             && arp->ar_pln == 4) {
417             /* We only match on the lower 8 bits of the opcode. */
418             if (ntohs(arp->ar_op) <= 0xff) {
419                 flow->nw_proto = ntohs(arp->ar_op);
420             }
421
422             if ((flow->nw_proto == ARP_OP_REQUEST)
423                 || (flow->nw_proto == ARP_OP_REPLY)) {
424                 flow->nw_src = arp->ar_spa;
425                 flow->nw_dst = arp->ar_tpa;
426                 memcpy(flow->arp_sha, arp->ar_sha, ETH_ADDR_LEN);
427                 memcpy(flow->arp_tha, arp->ar_tha, ETH_ADDR_LEN);
428             }
429         }
430     }
431 }
432
433 /* For every bit of a field that is wildcarded in 'wildcards', sets the
434  * corresponding bit in 'flow' to zero. */
435 void
436 flow_zero_wildcards(struct flow *flow, const struct flow_wildcards *wildcards)
437 {
438     const flow_wildcards_t wc = wildcards->wildcards;
439     int i;
440
441     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 4);
442
443     for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
444         flow->regs[i] &= wildcards->reg_masks[i];
445     }
446     flow->tun_id &= wildcards->tun_id_mask;
447     flow->nw_src &= wildcards->nw_src_mask;
448     flow->nw_dst &= wildcards->nw_dst_mask;
449     if (wc & FWW_IN_PORT) {
450         flow->in_port = 0;
451     }
452     flow->vlan_tci &= wildcards->vlan_tci_mask;
453     if (wc & FWW_DL_TYPE) {
454         flow->dl_type = 0;
455     }
456     if (wc & FWW_TP_SRC) {
457         flow->tp_src = 0;
458     }
459     if (wc & FWW_TP_DST) {
460         flow->tp_dst = 0;
461     }
462     if (wc & FWW_DL_SRC) {
463         memset(flow->dl_src, 0, sizeof flow->dl_src);
464     }
465     if (wc & FWW_DL_DST) {
466         flow->dl_dst[0] &= 0x01;
467         memset(&flow->dl_dst[1], 0, 5);
468     }
469     if (wc & FWW_ETH_MCAST) {
470         flow->dl_dst[0] &= 0xfe;
471     }
472     if (wc & FWW_NW_PROTO) {
473         flow->nw_proto = 0;
474     }
475     if (wc & FWW_IPV6_LABEL) {
476         flow->ipv6_label = htonl(0);
477     }
478     flow->tos_frag &= wildcards->tos_frag_mask;
479     if (wc & FWW_ARP_SHA) {
480         memset(flow->arp_sha, 0, sizeof flow->arp_sha);
481     }
482     if (wc & FWW_ARP_THA) {
483         memset(flow->arp_tha, 0, sizeof flow->arp_tha);
484     }
485     flow->ipv6_src = ipv6_addr_bitand(&flow->ipv6_src,
486             &wildcards->ipv6_src_mask);
487     flow->ipv6_dst = ipv6_addr_bitand(&flow->ipv6_dst,
488             &wildcards->ipv6_dst_mask);
489     if (wc & FWW_ND_TARGET) {
490         memset(&flow->nd_target, 0, sizeof flow->nd_target);
491     }
492     flow->priority = 0;
493 }
494
495 char *
496 flow_to_string(const struct flow *flow)
497 {
498     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
499     flow_format(&ds, flow);
500     return ds_cstr(&ds);
501 }
502
503 void
504 flow_format(struct ds *ds, const struct flow *flow)
505 {
506     int frag;
507
508     ds_put_format(ds, "priority%"PRIu32
509                       ":tunnel%#"PRIx64
510                       ":in_port%04"PRIx16,
511                       flow->priority,
512                       ntohll(flow->tun_id),
513                       flow->in_port);
514
515     ds_put_format(ds, ":tci(");
516     if (flow->vlan_tci) {
517         ds_put_format(ds, "vlan%"PRIu16",pcp%d",
518                       vlan_tci_to_vid(flow->vlan_tci),
519                       vlan_tci_to_pcp(flow->vlan_tci));
520     } else {
521         ds_put_char(ds, '0');
522     }
523     ds_put_format(ds, ") mac"ETH_ADDR_FMT"->"ETH_ADDR_FMT
524                       " type%04"PRIx16,
525                   ETH_ADDR_ARGS(flow->dl_src),
526                   ETH_ADDR_ARGS(flow->dl_dst),
527                   ntohs(flow->dl_type));
528
529     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
530         ds_put_format(ds, " label%#"PRIx32" proto%"PRIu8" tos%"PRIu8" ipv6",
531                       ntohl(flow->ipv6_label), flow->nw_proto,
532                       flow->tos_frag & IP_DSCP_MASK);
533         print_ipv6_addr(ds, &flow->ipv6_src);
534         ds_put_cstr(ds, "->");
535         print_ipv6_addr(ds, &flow->ipv6_dst);
536
537     } else {
538         ds_put_format(ds, " proto%"PRIu8
539                           " tos%"PRIu8
540                           " ip"IP_FMT"->"IP_FMT,
541                       flow->nw_proto,
542                       flow->tos_frag & IP_DSCP_MASK,
543                       IP_ARGS(&flow->nw_src),
544                       IP_ARGS(&flow->nw_dst));
545     }
546     frag = flow->tos_frag & FLOW_FRAG_MASK;
547     if (frag) {
548         ds_put_format(ds, " frag(%s)",
549                       frag == FLOW_FRAG_ANY ? "first"
550                       : frag == (FLOW_FRAG_ANY | FLOW_FRAG_LATER) ? "later"
551                       : "<error>");
552     }
553     if (flow->tp_src || flow->tp_dst) {
554         ds_put_format(ds, " port%"PRIu16"->%"PRIu16,
555                 ntohs(flow->tp_src), ntohs(flow->tp_dst));
556     }
557     if (!eth_addr_is_zero(flow->arp_sha) || !eth_addr_is_zero(flow->arp_tha)) {
558         ds_put_format(ds, " arp_ha"ETH_ADDR_FMT"->"ETH_ADDR_FMT,
559                 ETH_ADDR_ARGS(flow->arp_sha),
560                 ETH_ADDR_ARGS(flow->arp_tha));
561     }
562 }
563
564 void
565 flow_print(FILE *stream, const struct flow *flow)
566 {
567     char *s = flow_to_string(flow);
568     fputs(s, stream);
569     free(s);
570 }
571 \f
572 /* flow_wildcards functions. */
573
574 /* Initializes 'wc' as a set of wildcards that matches every packet. */
575 void
576 flow_wildcards_init_catchall(struct flow_wildcards *wc)
577 {
578     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 4);
579
580     wc->wildcards = FWW_ALL;
581     wc->tun_id_mask = htonll(0);
582     wc->nw_src_mask = htonl(0);
583     wc->nw_dst_mask = htonl(0);
584     wc->ipv6_src_mask = in6addr_any;
585     wc->ipv6_dst_mask = in6addr_any;
586     memset(wc->reg_masks, 0, sizeof wc->reg_masks);
587     wc->vlan_tci_mask = htons(0);
588     wc->tos_frag_mask = 0;
589     memset(wc->zeros, 0, sizeof wc->zeros);
590 }
591
592 /* Initializes 'wc' as an exact-match set of wildcards; that is, 'wc' does not
593  * wildcard any bits or fields. */
594 void
595 flow_wildcards_init_exact(struct flow_wildcards *wc)
596 {
597     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 4);
598
599     wc->wildcards = 0;
600     wc->tun_id_mask = htonll(UINT64_MAX);
601     wc->nw_src_mask = htonl(UINT32_MAX);
602     wc->nw_dst_mask = htonl(UINT32_MAX);
603     wc->ipv6_src_mask = in6addr_exact;
604     wc->ipv6_dst_mask = in6addr_exact;
605     memset(wc->reg_masks, 0xff, sizeof wc->reg_masks);
606     wc->vlan_tci_mask = htons(UINT16_MAX);
607     wc->tos_frag_mask = UINT8_MAX;
608     memset(wc->zeros, 0, sizeof wc->zeros);
609 }
610
611 /* Returns true if 'wc' is exact-match, false if 'wc' wildcards any bits or
612  * fields. */
613 bool
614 flow_wildcards_is_exact(const struct flow_wildcards *wc)
615 {
616     int i;
617
618     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 4);
619
620     if (wc->wildcards
621         || wc->tun_id_mask != htonll(UINT64_MAX)
622         || wc->nw_src_mask != htonl(UINT32_MAX)
623         || wc->nw_dst_mask != htonl(UINT32_MAX)
624         || wc->vlan_tci_mask != htons(UINT16_MAX)
625         || !ipv6_mask_is_exact(&wc->ipv6_src_mask)
626         || !ipv6_mask_is_exact(&wc->ipv6_dst_mask)
627         || wc->tos_frag_mask != UINT8_MAX) {
628         return false;
629     }
630
631     for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
632         if (wc->reg_masks[i] != UINT32_MAX) {
633             return false;
634         }
635     }
636
637     return true;
638 }
639
640 /* Returns true if 'wc' matches every packet, false if 'wc' fixes any bits or
641  * fields. */
642 bool
643 flow_wildcards_is_catchall(const struct flow_wildcards *wc)
644 {
645     int i;
646
647     BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 4);
648
649     if (wc->wildcards != FWW_ALL
650         || wc->tun_id_mask != htonll(0)
651         || wc->nw_src_mask != htonl(0)
652         || wc->nw_dst_mask != htonl(0)
653         || wc->vlan_tci_mask != htons(0)
654         || !ipv6_mask_is_any(&wc->ipv6_src_mask)
655         || !ipv6_mask_is_any(&wc->ipv6_dst_mask)
656         || wc->tos_frag_mask != 0) {
657         return false;
658     }
659
660     for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
661         if (wc->reg_masks[i] != 0) {
662             return false;
663         }
664     }
665
666     return true;
667 }
668
669 /* Initializes 'dst' as the combination of wildcards in 'src1' and 'src2'.
670  * That is, a bit or a field is wildcarded in 'dst' if it is wildcarded in
671  * 'src1' or 'src2' or both.  */
672 void
673 flow_wildcards_combine(struct flow_wildcards *dst,
674                        const struct flow_wildcards *src1,
675                        const struct flow_wildcards *src2)
676 {
677     int i;
678
679     dst->wildcards = src1->wildcards | src2->wildcards;
680     dst->tun_id_mask = src1->tun_id_mask & src2->tun_id_mask;
681     dst->nw_src_mask = src1->nw_src_mask & src2->nw_src_mask;
682     dst->nw_dst_mask = src1->nw_dst_mask & src2->nw_dst_mask;
683     dst->ipv6_src_mask = ipv6_addr_bitand(&src1->ipv6_src_mask,
684                                         &src2->ipv6_src_mask);
685     dst->ipv6_dst_mask = ipv6_addr_bitand(&src1->ipv6_dst_mask,
686                                         &src2->ipv6_dst_mask);
687     for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
688         dst->reg_masks[i] = src1->reg_masks[i] & src2->reg_masks[i];
689     }
690     dst->vlan_tci_mask = src1->vlan_tci_mask & src2->vlan_tci_mask;
691 }
692
693 /* Returns a hash of the wildcards in 'wc'. */
694 uint32_t
695 flow_wildcards_hash(const struct flow_wildcards *wc, uint32_t basis)
696 {
697     /* If you change struct flow_wildcards and thereby trigger this
698      * assertion, please check that the new struct flow_wildcards has no holes
699      * in it before you update the assertion. */
700     BUILD_ASSERT_DECL(sizeof *wc == 60 + FLOW_N_REGS * 4);
701     return hash_bytes(wc, sizeof *wc, basis);
702 }
703
704 /* Returns true if 'a' and 'b' represent the same wildcards, false if they are
705  * different. */
706 bool
707 flow_wildcards_equal(const struct flow_wildcards *a,
708                      const struct flow_wildcards *b)
709 {
710     int i;
711
712     if (a->wildcards != b->wildcards
713         || a->tun_id_mask != b->tun_id_mask
714         || a->nw_src_mask != b->nw_src_mask
715         || a->nw_dst_mask != b->nw_dst_mask
716         || a->vlan_tci_mask != b->vlan_tci_mask
717         || !ipv6_addr_equals(&a->ipv6_src_mask, &b->ipv6_src_mask)
718         || !ipv6_addr_equals(&a->ipv6_dst_mask, &b->ipv6_dst_mask)) {
719         return false;
720     }
721
722     for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
723         if (a->reg_masks[i] != b->reg_masks[i]) {
724             return false;
725         }
726     }
727
728     return true;
729 }
730
731 /* Returns true if at least one bit or field is wildcarded in 'a' but not in
732  * 'b', false otherwise. */
733 bool
734 flow_wildcards_has_extra(const struct flow_wildcards *a,
735                          const struct flow_wildcards *b)
736 {
737     int i;
738     struct in6_addr ipv6_masked;
739
740     for (i = 0; i < FLOW_N_REGS; i++) {
741         if ((a->reg_masks[i] & b->reg_masks[i]) != b->reg_masks[i]) {
742             return true;
743         }
744     }
745
746     ipv6_masked = ipv6_addr_bitand(&a->ipv6_src_mask, &b->ipv6_src_mask);
747     if (!ipv6_addr_equals(&ipv6_masked, &b->ipv6_src_mask)) {
748         return true;
749     }
750
751     ipv6_masked = ipv6_addr_bitand(&a->ipv6_dst_mask, &b->ipv6_dst_mask);
752     if (!ipv6_addr_equals(&ipv6_masked, &b->ipv6_dst_mask)) {
753         return true;
754     }
755
756     return (a->wildcards & ~b->wildcards
757             || (a->tun_id_mask & b->tun_id_mask) != b->tun_id_mask
758             || (a->nw_src_mask & b->nw_src_mask) != b->nw_src_mask
759             || (a->nw_dst_mask & b->nw_dst_mask) != b->nw_dst_mask
760             || (a->vlan_tci_mask & b->vlan_tci_mask) != b->vlan_tci_mask);
761 }
762
763 static bool
764 set_nw_mask(ovs_be32 *maskp, ovs_be32 mask)
765 {
766     if (ip_is_cidr(mask)) {
767         *maskp = mask;
768         return true;
769     } else {
770         return false;
771     }
772 }
773
774 /* Sets the IP (or ARP) source wildcard mask to CIDR 'mask' (consisting of N
775  * high-order 1-bit and 32-N low-order 0-bits).  Returns true if successful,
776  * false if 'mask' is not a CIDR mask.  */
777 bool
778 flow_wildcards_set_nw_src_mask(struct flow_wildcards *wc, ovs_be32 mask)
779 {
780     return set_nw_mask(&wc->nw_src_mask, mask);
781 }
782
783 /* Sets the IP (or ARP) destination wildcard mask to CIDR 'mask' (consisting of
784  * N high-order 1-bit and 32-N low-order 0-bits).  Returns true if successful,
785  * false if 'mask' is not a CIDR mask.  */
786 bool
787 flow_wildcards_set_nw_dst_mask(struct flow_wildcards *wc, ovs_be32 mask)
788 {
789     return set_nw_mask(&wc->nw_dst_mask, mask);
790 }
791
792 static bool
793 set_ipv6_mask(struct in6_addr *maskp, const struct in6_addr *mask)
794 {
795     if (ipv6_is_cidr(mask)) {
796         *maskp = *mask;
797         return true;
798     } else {
799         return false;
800     }
801 }
802
803 /* Sets the IPv6 source wildcard mask to CIDR 'mask' (consisting of N
804  * high-order 1-bit and 128-N low-order 0-bits).  Returns true if successful,
805  * false if 'mask' is not a CIDR mask.  */
806 bool
807 flow_wildcards_set_ipv6_src_mask(struct flow_wildcards *wc,
808                                  const struct in6_addr *mask)
809 {
810     return set_ipv6_mask(&wc->ipv6_src_mask, mask);
811 }
812
813 /* Sets the IPv6 destination wildcard mask to CIDR 'mask' (consisting of
814  * N high-order 1-bit and 128-N low-order 0-bits).  Returns true if
815  * successful, false if 'mask' is not a CIDR mask.  */
816 bool
817 flow_wildcards_set_ipv6_dst_mask(struct flow_wildcards *wc,
818                                  const struct in6_addr *mask)
819 {
820     return set_ipv6_mask(&wc->ipv6_dst_mask, mask);
821 }
822
823 /* Sets the wildcard mask for register 'idx' in 'wc' to 'mask'.
824  * (A 0-bit indicates a wildcard bit.) */
825 void
826 flow_wildcards_set_reg_mask(struct flow_wildcards *wc, int idx, uint32_t mask)
827 {
828     wc->reg_masks[idx] = mask;
829 }
830
831 /* Returns the wildcard bitmask for the Ethernet destination address
832  * that 'wc' specifies.  The bitmask has a 0 in each bit that is wildcarded
833  * and a 1 in each bit that must match.  */
834 const uint8_t *
835 flow_wildcards_to_dl_dst_mask(flow_wildcards_t wc)
836 {
837     static const uint8_t    no_wild[] = {0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff};
838     static const uint8_t  addr_wild[] = {0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00};
839     static const uint8_t mcast_wild[] = {0xfe, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff};
840     static const uint8_t   all_wild[] = {0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00};
841
842     switch (wc & (FWW_DL_DST | FWW_ETH_MCAST)) {
843     case 0:                             return no_wild;
844     case FWW_DL_DST:                    return addr_wild;
845     case FWW_ETH_MCAST:                 return mcast_wild;
846     case FWW_DL_DST | FWW_ETH_MCAST:    return all_wild;
847     }
848     NOT_REACHED();
849 }
850
851 /* Returns true if 'mask' is a valid wildcard bitmask for the Ethernet
852  * destination address.  Valid bitmasks are either all-bits-0 or all-bits-1,
853  * except that the multicast bit may differ from the rest of the bits.  So,
854  * there are four possible valid bitmasks:
855  *
856  *  - 00:00:00:00:00:00
857  *  - 01:00:00:00:00:00
858  *  - fe:ff:ff:ff:ff:ff
859  *  - ff:ff:ff:ff:ff:ff
860  *
861  * All other bitmasks are invalid. */
862 bool
863 flow_wildcards_is_dl_dst_mask_valid(const uint8_t mask[ETH_ADDR_LEN])
864 {
865     switch (mask[0]) {
866     case 0x00:
867     case 0x01:
868         return (mask[1] | mask[2] | mask[3] | mask[4] | mask[5]) == 0x00;
869
870     case 0xfe:
871     case 0xff:
872         return (mask[1] & mask[2] & mask[3] & mask[4] & mask[5]) == 0xff;
873
874     default:
875         return false;
876     }
877 }
878
879 /* Returns 'wc' with the FWW_DL_DST and FWW_ETH_MCAST bits modified
880  * appropriately to match 'mask'.
881  *
882  * This function will assert-fail if 'mask' is invalid.  Only 'mask' values
883  * accepted by flow_wildcards_is_dl_dst_mask_valid() are allowed. */
884 flow_wildcards_t
885 flow_wildcards_set_dl_dst_mask(flow_wildcards_t wc,
886                                const uint8_t mask[ETH_ADDR_LEN])
887 {
888     assert(flow_wildcards_is_dl_dst_mask_valid(mask));
889
890     switch (mask[0]) {
891     case 0x00:
892         return wc | FWW_DL_DST | FWW_ETH_MCAST;
893
894     case 0x01:
895         return (wc | FWW_DL_DST) & ~FWW_ETH_MCAST;
896
897     case 0xfe:
898         return (wc & ~FWW_DL_DST) | FWW_ETH_MCAST;
899
900     case 0xff:
901         return wc & ~(FWW_DL_DST | FWW_ETH_MCAST);
902
903     default:
904         NOT_REACHED();
905     }
906 }
907
908 /* Hashes 'flow' based on its L2 through L4 protocol information. */
909 uint32_t
910 flow_hash_symmetric_l4(const struct flow *flow, uint32_t basis)
911 {
912     struct {
913         union {
914             ovs_be32 ipv4_addr;
915             struct in6_addr ipv6_addr;
916         };
917         ovs_be16 eth_type;
918         ovs_be16 vlan_tci;
919         ovs_be16 tp_addr;
920         uint8_t eth_addr[ETH_ADDR_LEN];
921         uint8_t ip_proto;
922     } fields;
923
924     int i;
925
926     memset(&fields, 0, sizeof fields);
927     for (i = 0; i < ETH_ADDR_LEN; i++) {
928         fields.eth_addr[i] = flow->dl_src[i] ^ flow->dl_dst[i];
929     }
930     fields.vlan_tci = flow->vlan_tci & htons(VLAN_VID_MASK);
931     fields.eth_type = flow->dl_type;
932
933     /* UDP source and destination port are not taken into account because they
934      * will not necessarily be symmetric in a bidirectional flow. */
935     if (fields.eth_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
936         fields.ipv4_addr = flow->nw_src ^ flow->nw_dst;
937         fields.ip_proto = flow->nw_proto;
938         if (fields.ip_proto == IPPROTO_TCP) {
939             fields.tp_addr = flow->tp_src ^ flow->tp_dst;
940         }
941     } else if (fields.eth_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
942         const uint8_t *a = &flow->ipv6_src.s6_addr[0];
943         const uint8_t *b = &flow->ipv6_dst.s6_addr[0];
944         uint8_t *ipv6_addr = &fields.ipv6_addr.s6_addr[0];
945
946         for (i=0; i<16; i++) {
947             ipv6_addr[i] = a[i] ^ b[i];
948         }
949         fields.ip_proto = flow->nw_proto;
950         if (fields.ip_proto == IPPROTO_TCP) {
951             fields.tp_addr = flow->tp_src ^ flow->tp_dst;
952         }
953     }
954     return hash_bytes(&fields, sizeof fields, basis);
955 }
956
957 /* Hashes the portions of 'flow' designated by 'fields'. */
958 uint32_t
959 flow_hash_fields(const struct flow *flow, enum nx_hash_fields fields,
960                  uint16_t basis)
961 {
962     switch (fields) {
963
964     case NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC:
965         return hash_bytes(flow->dl_src, sizeof flow->dl_src, basis);
966
967     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4:
968         return flow_hash_symmetric_l4(flow, basis);
969     }
970
971     NOT_REACHED();
972 }
973
974 /* Returns a string representation of 'fields'. */
975 const char *
976 flow_hash_fields_to_str(enum nx_hash_fields fields)
977 {
978     switch (fields) {
979     case NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC: return "eth_src";
980     case NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4: return "symmetric_l4";
981     default: return "<unknown>";
982     }
983 }
984
985 /* Returns true if the value of 'fields' is supported. Otherwise false. */
986 bool
987 flow_hash_fields_valid(enum nx_hash_fields fields)
988 {
989     return fields == NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC
990         || fields == NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4;
991 }
992
993 /* Puts into 'b' a packet that flow_extract() would parse as having the given
994  * 'flow'.
995  *
996  * (This is useful only for testing, obviously, and the packet isn't really
997  * valid.  It hasn't got any checksums filled in, for one, and lots of fields
998  * are just zeroed.) */
999 void
1000 flow_compose(struct ofpbuf *b, const struct flow *flow)
1001 {
1002     eth_compose(b, flow->dl_dst, flow->dl_src, ntohs(flow->dl_type), 0);
1003     if (flow->dl_type == htons(FLOW_DL_TYPE_NONE)) {
1004         struct eth_header *eth = b->l2;
1005         eth->eth_type = htons(b->size);
1006         return;
1007     }
1008
1009     if (flow->vlan_tci & htons(VLAN_CFI)) {
1010         eth_push_vlan(b, flow->vlan_tci & ~htons(VLAN_CFI));
1011     }
1012
1013     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
1014         struct ip_header *ip;
1015
1016         b->l3 = ip = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *ip);
1017         ip->ip_ihl_ver = IP_IHL_VER(5, 4);
1018         ip->ip_tos = flow->tos_frag & IP_DSCP_MASK;
1019         ip->ip_proto = flow->nw_proto;
1020         ip->ip_src = flow->nw_src;
1021         ip->ip_dst = flow->nw_dst;
1022
1023         if (flow->tos_frag & FLOW_FRAG_ANY) {
1024             ip->ip_frag_off |= htons(IP_MORE_FRAGMENTS);
1025             if (flow->tos_frag & FLOW_FRAG_LATER) {
1026                 ip->ip_frag_off |= htons(100);
1027             }
1028         }
1029         if (!(flow->tos_frag & FLOW_FRAG_ANY)
1030             || !(flow->tos_frag & FLOW_FRAG_LATER)) {
1031             if (flow->nw_proto == IPPROTO_TCP) {
1032                 struct tcp_header *tcp;
1033
1034                 b->l4 = tcp = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *tcp);
1035                 tcp->tcp_src = flow->tp_src;
1036                 tcp->tcp_dst = flow->tp_dst;
1037             } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
1038                 struct udp_header *udp;
1039
1040                 b->l4 = udp = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *udp);
1041                 udp->udp_src = flow->tp_src;
1042                 udp->udp_dst = flow->tp_dst;
1043             } else if (flow->nw_proto == IPPROTO_ICMP) {
1044                 struct icmp_header *icmp;
1045
1046                 b->l4 = icmp = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *icmp);
1047                 icmp->icmp_type = ntohs(flow->tp_src);
1048                 icmp->icmp_code = ntohs(flow->tp_dst);
1049             }
1050         }
1051     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
1052         /* XXX */
1053     } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP)) {
1054         struct arp_eth_header *arp;
1055
1056         b->l3 = arp = ofpbuf_put_zeros(b, sizeof *arp);
1057         arp->ar_hrd = htons(1);
1058         arp->ar_pro = htons(ETH_TYPE_IP);
1059         arp->ar_hln = ETH_ADDR_LEN;
1060         arp->ar_pln = 4;
1061         arp->ar_op = htons(flow->nw_proto);
1062
1063         if (flow->nw_proto == ARP_OP_REQUEST ||
1064             flow->nw_proto == ARP_OP_REPLY) {
1065             arp->ar_spa = flow->nw_src;
1066             arp->ar_tpa = flow->nw_dst;
1067             memcpy(arp->ar_sha, flow->arp_sha, ETH_ADDR_LEN);
1068             memcpy(arp->ar_tha, flow->arp_tha, ETH_ADDR_LEN);
1069         }
1070     }
1071 }