]> git.proxmox.com Git - mirror_ovs.git/blobdiff - lib/flow.h
dpif-netdev: Fix typo in copyright header.
[mirror_ovs.git] / lib / flow.h
index 3b8d24d8f42cf5ae8f555a7212f794714692c937..b32f0b27754a11aeba35dfe51488e646fe3c32b3 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /*
- * Copyright (c) 2008, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014 Nicira, Inc.
+ * Copyright (c) 2008, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014, 2015, 2016, 2017 Nicira, Inc.
  *
  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
  * you may not use this file except in compliance with the License.
 
 #include <sys/types.h>
 #include <netinet/in.h>
+#include <netinet/icmp6.h>
 #include <stdbool.h>
 #include <stdint.h>
 #include <string.h>
+#include "bitmap.h"
 #include "byte-order.h"
+#include "openvswitch/compiler.h"
 #include "openflow/nicira-ext.h"
 #include "openflow/openflow.h"
+#include "openvswitch/flow.h"
 #include "packets.h"
 #include "hash.h"
 #include "util.h"
 
 struct dpif_flow_stats;
+struct dpif_flow_attrs;
 struct ds;
 struct flow_wildcards;
 struct minimask;
-struct ofpbuf;
+struct dp_packet;
+struct ofputil_port_map;
 struct pkt_metadata;
+struct match;
 
-/* This sequence number should be incremented whenever anything involving flows
- * or the wildcarding of flows changes.  This will cause build assertion
- * failures in places which likely need to be updated. */
-#define FLOW_WC_SEQ 27
+/* Some flow fields are mutually exclusive or only appear within the flow
+ * pipeline.  IPv6 headers are bigger than IPv4 and MPLS, and IPv6 ND packets
+ * are bigger than TCP,UDP and IGMP packets. */
+#define FLOW_MAX_PACKET_U64S (FLOW_U64S                                   \
+    /* Unused in datapath */  - FLOW_U64_SIZE(regs)                       \
+                              - FLOW_U64_SIZE(metadata)                   \
+    /* L2.5/3 */              - FLOW_U64_SIZE(nw_src)  /* incl. nw_dst */ \
+                              - FLOW_U64_SIZE(mpls_lse)                   \
+    /* L4 */                  - FLOW_U64_SIZE(tp_src)                     \
+                             )
 
-/* Number of Open vSwitch extension 32-bit registers. */
-#define FLOW_N_REGS 8
-BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_N_REGS <= NXM_NX_MAX_REGS);
+extern const uint8_t flow_segment_u64s[];
 
-/* Number of OpenFlow 1.5+ 64-bit registers.
- *
- * Each of these overlays a pair of Open vSwitch 32-bit registers, so there
- * are half as many of them.*/
-#define FLOW_N_XREGS (FLOW_N_REGS / 2)
-
-/* Used for struct flow's dl_type member for frames that have no Ethernet
- * type, that is, pure 802.2 frames. */
-#define FLOW_DL_TYPE_NONE 0x5ff
-
-/* Fragment bits, used for IPv4 and IPv6, always zero for non-IP flows. */
-#define FLOW_NW_FRAG_ANY   (1 << 0) /* Set for any IP frag. */
-#define FLOW_NW_FRAG_LATER (1 << 1) /* Set for IP frag with nonzero offset. */
-#define FLOW_NW_FRAG_MASK  (FLOW_NW_FRAG_ANY | FLOW_NW_FRAG_LATER)
-
-BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_NW_FRAG_ANY == NX_IP_FRAG_ANY);
-BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_NW_FRAG_LATER == NX_IP_FRAG_LATER);
-
-#define FLOW_TNL_F_DONT_FRAGMENT (1 << 0)
-#define FLOW_TNL_F_CSUM (1 << 1)
-#define FLOW_TNL_F_KEY (1 << 2)
-#define FLOW_TNL_F_OAM (1 << 3)
+/* Configured maximum VLAN headers. */
+extern int flow_vlan_limit;
 
-const char *flow_tun_flag_to_string(uint32_t flags);
+#define FLOW_U64_OFFSET(FIELD)                          \
+    (offsetof(struct flow, FIELD) / sizeof(uint64_t))
+#define FLOW_U64_OFFREM(FIELD)                          \
+    (offsetof(struct flow, FIELD) % sizeof(uint64_t))
 
-/* Maximum number of supported MPLS labels. */
-#define FLOW_MAX_MPLS_LABELS 3
-
-/*
- * A flow in the network.
- *
- * Must be initialized to all zeros to make any compiler-induced padding
- * zeroed.  Helps also in keeping unused fields (such as mutually exclusive
- * IPv4 and IPv6 addresses) zeroed out.
- *
- * The meaning of 'in_port' is context-dependent.  In most cases, it is a
- * 16-bit OpenFlow 1.0 port number.  In the software datapath interface (dpif)
- * layer and its implementations (e.g. dpif-linux, dpif-netdev), it is instead
- * a 32-bit datapath port number.
- *
- * The fields are organized in four segments to facilitate staged lookup, where
- * lower layer fields are first used to determine if the later fields need to
- * be looked at.  This enables better wildcarding for datapath flows.
- *
- * NOTE: Order of the fields is significant, any change in the order must be
- * reflected in miniflow_extract()!
- */
-struct flow {
-    /* L1 */
-    struct flow_tnl tunnel;     /* Encapsulating tunnel parameters. */
-    ovs_be64 metadata;          /* OpenFlow Metadata. */
-    uint32_t regs[FLOW_N_REGS]; /* Registers. */
-    uint32_t skb_priority;      /* Packet priority for QoS. */
-    uint32_t pkt_mark;          /* Packet mark. */
-    uint32_t recirc_id;         /* Must be exact match. */
-    union flow_in_port in_port; /* Input port.*/
-
-    /* L2, Order the same as in the Ethernet header! */
-    uint8_t dl_dst[6];          /* Ethernet destination address. */
-    uint8_t dl_src[6];          /* Ethernet source address. */
-    ovs_be16 dl_type;           /* Ethernet frame type. */
-    ovs_be16 vlan_tci;          /* If 802.1Q, TCI | VLAN_CFI; otherwise 0. */
-    ovs_be32 mpls_lse[FLOW_MAX_MPLS_LABELS]; /* MPLS label stack entry. */
-
-    /* L3 */
-    struct in6_addr ipv6_src;   /* IPv6 source address. */
-    struct in6_addr ipv6_dst;   /* IPv6 destination address. */
-    ovs_be32 ipv6_label;        /* IPv6 flow label. */
-    ovs_be32 nw_src;            /* IPv4 source address. */
-    ovs_be32 nw_dst;            /* IPv4 destination address. */
-    uint8_t nw_frag;            /* FLOW_FRAG_* flags. */
-    uint8_t nw_tos;             /* IP ToS (including DSCP and ECN). */
-    uint8_t nw_ttl;             /* IP TTL/Hop Limit. */
-    uint8_t nw_proto;           /* IP protocol or low 8 bits of ARP opcode. */
-    uint8_t arp_sha[6];         /* ARP/ND source hardware address. */
-    uint8_t arp_tha[6];         /* ARP/ND target hardware address. */
-    struct in6_addr nd_target;  /* IPv6 neighbor discovery (ND) target. */
-    ovs_be16 tcp_flags;         /* TCP flags. With L3 to avoid matching L4. */
-    ovs_be16 pad;               /* Padding. */
-
-    /* L4 */
-    ovs_be16 tp_src;            /* TCP/UDP/SCTP source port. */
-    ovs_be16 tp_dst;            /* TCP/UDP/SCTP destination port. */
-    ovs_be32 igmp_group_ip4;    /* IGMP group IPv4 address */
-    uint32_t dp_hash;           /* Datapath computed hash value. The exact
-                                 * computation is opaque to the user space.
-                                 * Keep last for BUILD_ASSERT_DECL below. */
-};
-BUILD_ASSERT_DECL(sizeof(struct flow) % 4 == 0);
-
-#define FLOW_U32S (sizeof(struct flow) / 4)
-
-/* Remember to update FLOW_WC_SEQ when changing 'struct flow'. */
-BUILD_ASSERT_DECL(offsetof(struct flow, dp_hash) + sizeof(uint32_t)
-                  == sizeof(struct flow_tnl) + 176
-                  && FLOW_WC_SEQ == 27);
-
-/* Incremental points at which flow classification may be performed in
- * segments.
- * This is located here since this is dependent on the structure of the
- * struct flow defined above:
- * Each offset must be on a distinct, successive U32 boundary strictly
- * within the struct flow. */
-enum {
-    FLOW_SEGMENT_1_ENDS_AT = offsetof(struct flow, dl_dst),
-    FLOW_SEGMENT_2_ENDS_AT = offsetof(struct flow, ipv6_src),
-    FLOW_SEGMENT_3_ENDS_AT = offsetof(struct flow, tp_src),
-};
-BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_SEGMENT_1_ENDS_AT % 4 == 0);
-BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_SEGMENT_2_ENDS_AT % 4 == 0);
-BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_SEGMENT_3_ENDS_AT % 4 == 0);
-BUILD_ASSERT_DECL(                     0 < FLOW_SEGMENT_1_ENDS_AT);
-BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_SEGMENT_1_ENDS_AT < FLOW_SEGMENT_2_ENDS_AT);
-BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_SEGMENT_2_ENDS_AT < FLOW_SEGMENT_3_ENDS_AT);
-BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_SEGMENT_3_ENDS_AT < sizeof(struct flow));
-
-extern const uint8_t flow_segment_u32s[];
-
-/* Represents the metadata fields of struct flow. */
-struct flow_metadata {
-    uint32_t dp_hash;                /* Datapath computed hash field. */
-    uint32_t recirc_id;              /* Recirculation ID. */
-    ovs_be64 tun_id;                 /* Encapsulating tunnel ID. */
-    ovs_be32 tun_src;                /* Tunnel outer IPv4 src addr */
-    ovs_be32 tun_dst;                /* Tunnel outer IPv4 dst addr */
-    ovs_be64 metadata;               /* OpenFlow 1.1+ metadata field. */
-    uint32_t regs[FLOW_N_REGS];      /* Registers. */
-    uint32_t pkt_mark;               /* Packet mark. */
-    ofp_port_t in_port;              /* OpenFlow port or zero. */
-};
+/* Number of 64-bit units spanned by a 'FIELD'. */
+#define FLOW_U64_SIZE(FIELD)                                            \
+    DIV_ROUND_UP(FLOW_U64_OFFREM(FIELD) + MEMBER_SIZEOF(struct flow, FIELD), \
+                 sizeof(uint64_t))
 
-void flow_extract(struct ofpbuf *, const struct pkt_metadata *md,
-                  struct flow *);
+void flow_extract(struct dp_packet *, struct flow *);
 
 void flow_zero_wildcards(struct flow *, const struct flow_wildcards *);
 void flow_unwildcard_tp_ports(const struct flow *, struct flow_wildcards *);
-void flow_get_metadata(const struct flow *, struct flow_metadata *);
+void flow_get_metadata(const struct flow *, struct match *flow_metadata);
+struct netdev *flow_get_tunnel_netdev(struct flow_tnl *tunnel);
+
+const char *ct_state_to_string(uint32_t state);
+uint32_t ct_state_from_string(const char *);
+bool parse_ct_state(const char *state_str, uint32_t default_state,
+                    uint32_t *ct_state, struct ds *);
+bool validate_ct_state(uint32_t state, struct ds *);
+void flow_clear_conntrack(struct flow *);
 
-char *flow_to_string(const struct flow *);
+char *flow_to_string(const struct flow *, const struct ofputil_port_map *);
 void format_flags(struct ds *ds, const char *(*bit_to_string)(uint32_t),
                   uint32_t flags, char del);
 void format_flags_masked(struct ds *ds, const char *name,
                          const char *(*bit_to_string)(uint32_t),
-                         uint32_t flags, uint32_t mask);
-
-void flow_format(struct ds *, const struct flow *);
-void flow_print(FILE *, const struct flow *);
+                         uint32_t flags, uint32_t mask, uint32_t max_mask);
+void format_packet_type_masked(struct ds *, ovs_be32 value, ovs_be32 mask);
+int parse_flags(const char *s, const char *(*bit_to_string)(uint32_t),
+                char end, const char *field_name, char **res_string,
+                uint32_t *res_flags, uint32_t allowed, uint32_t *res_mask);
+
+void flow_format(struct ds *, const struct flow *,
+                 const struct ofputil_port_map *);
+void flow_print(FILE *, const struct flow *, const struct ofputil_port_map *);
 static inline int flow_compare_3way(const struct flow *, const struct flow *);
 static inline bool flow_equal(const struct flow *, const struct flow *);
 static inline size_t flow_hash(const struct flow *, uint32_t basis);
 
-void flow_set_dl_vlan(struct flow *, ovs_be16 vid);
+void flow_set_dl_vlan(struct flow *, ovs_be16 vid, int id);
+void flow_fix_vlan_tpid(struct flow *);
 void flow_set_vlan_vid(struct flow *, ovs_be16 vid);
-void flow_set_vlan_pcp(struct flow *, uint8_t pcp);
+void flow_set_vlan_pcp(struct flow *, uint8_t pcp, int id);
+
+void flow_limit_vlans(int vlan_limit);
+int flow_count_vlan_headers(const struct flow *);
+void flow_skip_common_vlan_headers(const struct flow *a, int *p_an,
+                                   const struct flow *b, int *p_bn);
+void flow_pop_vlan(struct flow*, struct flow_wildcards*);
+void flow_push_vlan_uninit(struct flow*, struct flow_wildcards*);
 
 int flow_count_mpls_labels(const struct flow *, struct flow_wildcards *);
 int flow_count_common_mpls_labels(const struct flow *a, int an,
                                   const struct flow *b, int bn,
                                   struct flow_wildcards *wc);
 void flow_push_mpls(struct flow *, int n, ovs_be16 mpls_eth_type,
-                    struct flow_wildcards *);
+                    struct flow_wildcards *, bool clear_flow_L3);
 bool flow_pop_mpls(struct flow *, int n, ovs_be16 eth_type,
                    struct flow_wildcards *);
 void flow_set_mpls_label(struct flow *, int idx, ovs_be32 label);
@@ -213,7 +126,15 @@ void flow_set_mpls_tc(struct flow *, int idx, uint8_t tc);
 void flow_set_mpls_bos(struct flow *, int idx, uint8_t stack);
 void flow_set_mpls_lse(struct flow *, int idx, ovs_be32 lse);
 
-void flow_compose(struct ofpbuf *, const struct flow *);
+void flow_compose(struct dp_packet *, const struct flow *,
+                  const void *l7, size_t l7_len);
+void packet_expand(struct dp_packet *, const struct flow *, size_t size);
+
+bool parse_ipv6_ext_hdrs(const void **datap, size_t *sizep, uint8_t *nw_proto,
+                         uint8_t *nw_frag,
+                         const struct ovs_16aligned_ip6_frag **frag_hdr);
+bool parse_nsh(const void **datap, size_t *sizep, struct ovs_key_nsh *key);
+uint16_t parse_tcp_flags(struct dp_packet *packet);
 
 static inline uint64_t
 flow_get_xreg(const struct flow *flow, int idx)
@@ -228,6 +149,28 @@ flow_set_xreg(struct flow *flow, int idx, uint64_t value)
     flow->regs[idx * 2 + 1] = value;
 }
 
+static inline ovs_u128
+flow_get_xxreg(const struct flow *flow, int idx)
+{
+    ovs_u128 value;
+
+    value.u64.hi = (uint64_t) flow->regs[idx * 4] << 32;
+    value.u64.hi |= flow->regs[idx * 4 + 1];
+    value.u64.lo = (uint64_t) flow->regs[idx * 4 + 2] << 32;
+    value.u64.lo |= flow->regs[idx * 4 + 3];
+
+    return value;
+}
+
+static inline void
+flow_set_xxreg(struct flow *flow, int idx, ovs_u128 value)
+{
+    flow->regs[idx * 4] = value.u64.hi >> 32;
+    flow->regs[idx * 4 + 1] = value.u64.hi;
+    flow->regs[idx * 4 + 2] = value.u64.lo >> 32;
+    flow->regs[idx * 4 + 3] = value.u64.lo;
+}
+
 static inline int
 flow_compare_3way(const struct flow *a, const struct flow *b)
 {
@@ -243,7 +186,7 @@ flow_equal(const struct flow *a, const struct flow *b)
 static inline size_t
 flow_hash(const struct flow *flow, uint32_t basis)
 {
-    return hash_words((const uint32_t *) flow, sizeof *flow / 4, basis);
+    return hash_bytes64((const uint64_t *)flow, sizeof *flow, basis);
 }
 
 static inline uint16_t
@@ -294,39 +237,12 @@ hash_odp_port(odp_port_t odp_port)
     return hash_int(odp_to_u32(odp_port), 0);
 }
 \f
-/* Wildcards for a flow.
- *
- * A 1-bit in each bit in 'masks' indicates that the corresponding bit of
- * the flow is significant (must match).  A 0-bit indicates that the
- * corresponding bit of the flow is wildcarded (need not match). */
-struct flow_wildcards {
-    struct flow masks;
-};
-
-void flow_wildcards_init_catchall(struct flow_wildcards *);
-
-void flow_wildcards_clear_non_packet_fields(struct flow_wildcards *);
-
-bool flow_wildcards_is_catchall(const struct flow_wildcards *);
-
-void flow_wildcards_set_reg_mask(struct flow_wildcards *,
-                                 int idx, uint32_t mask);
-void flow_wildcards_set_xreg_mask(struct flow_wildcards *,
-                                  int idx, uint64_t mask);
-
-void flow_wildcards_and(struct flow_wildcards *dst,
-                        const struct flow_wildcards *src1,
-                        const struct flow_wildcards *src2);
-void flow_wildcards_or(struct flow_wildcards *dst,
-                       const struct flow_wildcards *src1,
-                       const struct flow_wildcards *src2);
-bool flow_wildcards_has_extra(const struct flow_wildcards *,
-                              const struct flow_wildcards *);
-uint32_t flow_wildcards_hash(const struct flow_wildcards *, uint32_t basis);
-bool flow_wildcards_equal(const struct flow_wildcards *,
-                          const struct flow_wildcards *);
 uint32_t flow_hash_5tuple(const struct flow *flow, uint32_t basis);
 uint32_t flow_hash_symmetric_l4(const struct flow *flow, uint32_t basis);
+uint32_t flow_hash_symmetric_l2(const struct flow *flow, uint32_t basis);
+uint32_t flow_hash_symmetric_l3l4(const struct flow *flow, uint32_t basis,
+                         bool inc_udp_ports );
+uint32_t flow_hash_symmetric_l3(const struct flow *flow, uint32_t basis);
 
 /* Initialize a flow with random fields that matter for nx_hash_fields. */
 void flow_random_hash_fields(struct flow *);
@@ -344,186 +260,484 @@ uint32_t flow_hash_in_wildcards(const struct flow *,
 bool flow_equal_except(const struct flow *a, const struct flow *b,
                        const struct flow_wildcards *);
 \f
-/* Compressed flow. */
+/* Bitmap for flow values.  For each 1-bit the corresponding flow value is
+ * explicitly specified, other values are zeroes.
+ *
+ * map_t must be wide enough to hold any member of struct flow. */
+typedef unsigned long long map_t;
+#define MAP_T_BITS (sizeof(map_t) * CHAR_BIT)
+#define MAP_1 (map_t)1
+#define MAP_MAX TYPE_MAXIMUM(map_t)
 
-#define MINI_N_INLINE (sizeof(void *) == 4 ? 7 : 8)
-BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_U32S <= 63);
+#define MAP_IS_SET(MAP, IDX) ((MAP) & (MAP_1 << (IDX)))
 
-/* A sparse representation of a "struct flow".
- *
- * A "struct flow" is fairly large and tends to be mostly zeros.  Sparse
- * representation has two advantages.  First, it saves memory.  Second, it
- * saves time when the goal is to iterate over only the nonzero parts of the
- * struct.
- *
- * The 'map' member holds one bit for each uint32_t in a "struct flow".  Each
- * 0-bit indicates that the corresponding uint32_t is zero, each 1-bit that it
- * *may* be nonzero (see below how this applies to minimasks).
- *
- * The 'values_inline' boolean member indicates that the values are at
- * 'inline_values'.  If 'values_inline' is zero, then the values are
- * offline at 'offline_values'.  In either case, values is an array that has
- * one element for each 1-bit in 'map'.  The least-numbered 1-bit is in
- * the first element of the values array, the next 1-bit is in the next array
- * element, and so on.
- *
- * Elements in values array are allowed to be zero.  This is useful for "struct
- * minimatch", for which ensuring that the miniflow and minimask members have
- * same 'map' allows optimization.  This allowance applies only to a miniflow
- * that is not a mask.  That is, a minimask may NOT have zero elements in
- * its 'values'.
- */
-struct miniflow {
-    uint64_t map:63;
-    uint64_t values_inline:1;
-    union {
-        uint32_t *offline_values;
-        uint32_t inline_values[MINI_N_INLINE];
-    };
+/* Iterate through the indices of all 1-bits in 'MAP'. */
+#define MAP_FOR_EACH_INDEX(IDX, MAP)            \
+    ULLONG_FOR_EACH_1(IDX, MAP)
+
+#define FLOWMAP_UNITS DIV_ROUND_UP(FLOW_U64S, MAP_T_BITS)
+
+struct flowmap {
+    map_t bits[FLOWMAP_UNITS];
 };
 
-#define MINIFLOW_VALUES_SIZE(COUNT) ((COUNT) * sizeof(uint32_t))
+#define FLOWMAP_EMPTY_INITIALIZER { { 0 } }
+
+static inline void flowmap_init(struct flowmap *);
+static inline bool flowmap_equal(struct flowmap, struct flowmap);
+static inline bool flowmap_is_set(const struct flowmap *, size_t idx);
+static inline bool flowmap_are_set(const struct flowmap *, size_t idx,
+                                   unsigned int n_bits);
+static inline void flowmap_set(struct flowmap *, size_t idx,
+                               unsigned int n_bits);
+static inline void flowmap_clear(struct flowmap *, size_t idx,
+                                 unsigned int n_bits);
+static inline struct flowmap flowmap_or(struct flowmap, struct flowmap);
+static inline struct flowmap flowmap_and(struct flowmap, struct flowmap);
+static inline bool flowmap_is_empty(struct flowmap);
+static inline unsigned int flowmap_n_1bits(struct flowmap);
+
+#define FLOWMAP_HAS_FIELD(FM, FIELD)                                    \
+    flowmap_are_set(FM, FLOW_U64_OFFSET(FIELD), FLOW_U64_SIZE(FIELD))
+
+#define FLOWMAP_SET(FM, FIELD)                                      \
+    flowmap_set(FM, FLOW_U64_OFFSET(FIELD), FLOW_U64_SIZE(FIELD))
+
+#define FLOWMAP_SET__(FM, FIELD, SIZE)                  \
+    flowmap_set(FM, FLOW_U64_OFFSET(FIELD),             \
+                DIV_ROUND_UP(SIZE, sizeof(uint64_t)))
+
+/* XXX: Only works for full 64-bit units. */
+#define FLOWMAP_CLEAR(FM, FIELD)                                        \
+    BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_U64_OFFREM(FIELD) == 0);                     \
+    BUILD_ASSERT_DECL(sizeof(((struct flow *)0)->FIELD) % sizeof(uint64_t) == 0); \
+    flowmap_clear(FM, FLOW_U64_OFFSET(FIELD), FLOW_U64_SIZE(FIELD))
+
+/* Iterate through all units in 'FMAP'. */
+#define FLOWMAP_FOR_EACH_UNIT(UNIT)                     \
+    for ((UNIT) = 0; (UNIT) < FLOWMAP_UNITS; (UNIT)++)
+
+/* Iterate through all map units in 'FMAP'. */
+#define FLOWMAP_FOR_EACH_MAP(MAP, FLOWMAP)                              \
+    for (size_t unit__ = 0;                                       \
+         unit__ < FLOWMAP_UNITS && ((MAP) = (FLOWMAP).bits[unit__], true); \
+         unit__++)
+
+struct flowmap_aux;
+static inline bool flowmap_next_index(struct flowmap_aux *, size_t *idx);
+
+#define FLOWMAP_AUX_INITIALIZER(FLOWMAP) { .unit = 0, .map = (FLOWMAP) }
+
+/* Iterate through all struct flow u64 indices specified by 'MAP'.  This is a
+ * slower but easier version of the FLOWMAP_FOR_EACH_MAP() &
+ * MAP_FOR_EACH_INDEX() combination. */
+#define FLOWMAP_FOR_EACH_INDEX(IDX, MAP)                            \
+    for (struct flowmap_aux aux__ = FLOWMAP_AUX_INITIALIZER(MAP);   \
+         flowmap_next_index(&aux__, &(IDX));)
+
+/* Flowmap inline implementations. */
+static inline void
+flowmap_init(struct flowmap *fm)
+{
+    memset(fm, 0, sizeof *fm);
+}
 
-static inline uint32_t *miniflow_values(struct miniflow *mf)
+static inline bool
+flowmap_equal(struct flowmap a, struct flowmap b)
 {
-    return OVS_LIKELY(mf->values_inline)
-        ? mf->inline_values : mf->offline_values;
+    return !memcmp(&a, &b, sizeof a);
 }
 
-static inline const uint32_t *miniflow_get_values(const struct miniflow *mf)
+static inline bool
+flowmap_is_set(const struct flowmap *fm, size_t idx)
 {
-    return OVS_LIKELY(mf->values_inline)
-        ? mf->inline_values : mf->offline_values;
+    return (fm->bits[idx / MAP_T_BITS] & (MAP_1 << (idx % MAP_T_BITS))) != 0;
 }
 
-static inline const uint32_t *miniflow_get_u32_values(const struct miniflow *mf)
+/* Returns 'true' if any of the 'n_bits' bits starting at 'idx' are set in
+ * 'fm'.  'n_bits' can be at most MAP_T_BITS. */
+static inline bool
+flowmap_are_set(const struct flowmap *fm, size_t idx, unsigned int n_bits)
 {
-    return miniflow_get_values(mf);
+    map_t n_bits_mask = (MAP_1 << n_bits) - 1;
+    size_t unit = idx / MAP_T_BITS;
+
+    idx %= MAP_T_BITS;
+
+    if (fm->bits[unit] & (n_bits_mask << idx)) {
+        return true;
+    }
+    /* The seemingly unnecessary bounds check on 'unit' is a workaround for a
+     * false-positive array out of bounds error by GCC 4.9. */
+    if (unit + 1 < FLOWMAP_UNITS && idx + n_bits > MAP_T_BITS) {
+        /* Check the remaining bits from the next unit. */
+        return fm->bits[unit + 1] & (n_bits_mask >> (MAP_T_BITS - idx));
+    }
+    return false;
 }
 
-static inline const ovs_be32 *miniflow_get_be32_values(const struct miniflow *mf)
+/* Set the 'n_bits' consecutive bits in 'fm', starting at bit 'idx'.
+ * 'n_bits' can be at most MAP_T_BITS. */
+static inline void
+flowmap_set(struct flowmap *fm, size_t idx, unsigned int n_bits)
 {
-    return (OVS_FORCE const ovs_be32 *)miniflow_get_values(mf);
+    map_t n_bits_mask = (MAP_1 << n_bits) - 1;
+    size_t unit = idx / MAP_T_BITS;
+
+    idx %= MAP_T_BITS;
+
+    fm->bits[unit] |= n_bits_mask << idx;
+    /* The seemingly unnecessary bounds check on 'unit' is a workaround for a
+     * false-positive array out of bounds error by GCC 4.9. */
+    if (unit + 1 < FLOWMAP_UNITS && idx + n_bits > MAP_T_BITS) {
+        /* 'MAP_T_BITS - idx' bits were set on 'unit', set the remaining
+         * bits from the next unit. */
+        fm->bits[unit + 1] |= n_bits_mask >> (MAP_T_BITS - idx);
+    }
 }
 
-/* This is useful for initializing a miniflow for a miniflow_extract() call. */
-static inline void miniflow_initialize(struct miniflow *mf,
-                                       uint32_t buf[FLOW_U32S])
+/* Clears the 'n_bits' consecutive bits in 'fm', starting at bit 'idx'.
+ * 'n_bits' can be at most MAP_T_BITS. */
+static inline void
+flowmap_clear(struct flowmap *fm, size_t idx, unsigned int n_bits)
 {
-    mf->map = 0;
-    mf->values_inline = (buf == (uint32_t *)(mf + 1));
-    if (!mf->values_inline) {
-        mf->offline_values = buf;
+    map_t n_bits_mask = (MAP_1 << n_bits) - 1;
+    size_t unit = idx / MAP_T_BITS;
+
+    idx %= MAP_T_BITS;
+
+    fm->bits[unit] &= ~(n_bits_mask << idx);
+    /* The seemingly unnecessary bounds check on 'unit' is a workaround for a
+     * false-positive array out of bounds error by GCC 4.9. */
+    if (unit + 1 < FLOWMAP_UNITS && idx + n_bits > MAP_T_BITS) {
+        /* 'MAP_T_BITS - idx' bits were cleared on 'unit', clear the
+         * remaining bits from the next unit. */
+        fm->bits[unit + 1] &= ~(n_bits_mask >> (MAP_T_BITS - idx));
     }
 }
 
+/* OR the bits in the flowmaps. */
+static inline struct flowmap
+flowmap_or(struct flowmap a, struct flowmap b)
+{
+    struct flowmap map;
+    size_t unit;
+
+    FLOWMAP_FOR_EACH_UNIT (unit) {
+        map.bits[unit] = a.bits[unit] | b.bits[unit];
+    }
+    return map;
+}
+
+/* AND the bits in the flowmaps. */
+static inline struct flowmap
+flowmap_and(struct flowmap a, struct flowmap b)
+{
+    struct flowmap map;
+    size_t unit;
+
+    FLOWMAP_FOR_EACH_UNIT (unit) {
+        map.bits[unit] = a.bits[unit] & b.bits[unit];
+    }
+    return map;
+}
+
+static inline bool
+flowmap_is_empty(struct flowmap fm)
+{
+    map_t map;
+
+    FLOWMAP_FOR_EACH_MAP (map, fm) {
+        if (map) {
+            return false;
+        }
+    }
+    return true;
+}
+
+static inline unsigned int
+flowmap_n_1bits(struct flowmap fm)
+{
+    unsigned int n_1bits = 0;
+    size_t unit;
+
+    FLOWMAP_FOR_EACH_UNIT (unit) {
+        n_1bits += count_1bits(fm.bits[unit]);
+    }
+    return n_1bits;
+}
+
+struct flowmap_aux {
+    size_t unit;
+    struct flowmap map;
+};
+
+static inline bool
+flowmap_next_index(struct flowmap_aux *aux, size_t *idx)
+{
+    for (;;) {
+        map_t *map = &aux->map.bits[aux->unit];
+        if (*map) {
+            *idx = aux->unit * MAP_T_BITS + raw_ctz(*map);
+            *map = zero_rightmost_1bit(*map);
+            return true;
+        }
+        if (++aux->unit >= FLOWMAP_UNITS) {
+            return false;
+        }
+    }
+}
+
+\f
+/* Compressed flow. */
+
+/* A sparse representation of a "struct flow".
+ *
+ * A "struct flow" is fairly large and tends to be mostly zeros.  Sparse
+ * representation has two advantages.  First, it saves memory and, more
+ * importantly, minimizes the number of accessed cache lines.  Second, it saves
+ * time when the goal is to iterate over only the nonzero parts of the struct.
+ *
+ * The map member hold one bit for each uint64_t in a "struct flow".  Each
+ * 0-bit indicates that the corresponding uint64_t is zero, each 1-bit that it
+ * *may* be nonzero (see below how this applies to minimasks).
+ *
+ * The values indicated by 'map' always follow the miniflow in memory.  The
+ * user of the miniflow is responsible for always having enough storage after
+ * the struct miniflow corresponding to the number of 1-bits in maps.
+ *
+ * Elements in values array are allowed to be zero.  This is useful for "struct
+ * minimatch", for which ensuring that the miniflow and minimask members have
+ * same maps allows optimization.  This allowance applies only to a miniflow
+ * that is not a mask.  That is, a minimask may NOT have zero elements in its
+ * values.
+ *
+ * A miniflow is always dynamically allocated so that the maps are followed by
+ * at least as many elements as there are 1-bits in maps. */
+struct miniflow {
+    struct flowmap map;
+    /* Followed by:
+     *     uint64_t values[n];
+     * where 'n' is miniflow_n_values(miniflow). */
+};
+BUILD_ASSERT_DECL(sizeof(struct miniflow) % sizeof(uint64_t) == 0);
+
+#define MINIFLOW_VALUES_SIZE(COUNT) ((COUNT) * sizeof(uint64_t))
+
+static inline uint64_t *miniflow_values(struct miniflow *mf)
+{
+    return (uint64_t *)(mf + 1);
+}
+
+static inline const uint64_t *miniflow_get_values(const struct miniflow *mf)
+{
+    return (const uint64_t *)(mf + 1);
+}
+
 struct pkt_metadata;
 
-/* The 'dst->values' must be initialized with a buffer with space for
- * FLOW_U32S.  'dst->map' is ignored on input and set on output to
- * indicate which fields were extracted. */
-void miniflow_extract(struct ofpbuf *packet, const struct pkt_metadata *,
-                      struct miniflow *dst);
+/* The 'dst' must follow with buffer space for FLOW_U64S 64-bit units.
+ * 'dst->map' is ignored on input and set on output to indicate which fields
+ * were extracted. */
+void miniflow_extract(struct dp_packet *packet, struct miniflow *dst);
+void miniflow_map_init(struct miniflow *, const struct flow *);
+void flow_wc_map(const struct flow *, struct flowmap *);
+size_t miniflow_alloc(struct miniflow *dsts[], size_t n,
+                      const struct miniflow *src);
 void miniflow_init(struct miniflow *, const struct flow *);
-void miniflow_init_with_minimask(struct miniflow *, const struct flow *,
-                                 const struct minimask *);
-void miniflow_clone(struct miniflow *, const struct miniflow *);
-void miniflow_clone_inline(struct miniflow *, const struct miniflow *,
-                           size_t n_values);
-void miniflow_move(struct miniflow *dst, struct miniflow *);
-void miniflow_destroy(struct miniflow *);
+void miniflow_clone(struct miniflow *, const struct miniflow *,
+                    size_t n_values);
+struct miniflow * miniflow_create(const struct flow *);
 
 void miniflow_expand(const struct miniflow *, struct flow *);
 
-static inline uint32_t flow_u32_value(const struct flow *flow, size_t index)
+static inline uint64_t flow_u64_value(const struct flow *flow, size_t index)
+{
+    return ((uint64_t *)flow)[index];
+}
+
+static inline uint64_t *flow_u64_lvalue(struct flow *flow, size_t index)
 {
-    return ((uint32_t *)(flow))[index];
+    return &((uint64_t *)flow)[index];
 }
 
-static inline uint32_t *flow_u32_lvalue(struct flow *flow, size_t index)
+static inline size_t
+miniflow_n_values(const struct miniflow *flow)
 {
-    return &((uint32_t *)(flow))[index];
+    return flowmap_n_1bits(flow->map);
 }
 
+struct flow_for_each_in_maps_aux {
+    const struct flow *flow;
+    struct flowmap_aux map_aux;
+};
+
 static inline bool
-flow_get_next_in_map(const struct flow *flow, uint64_t map, uint32_t *value)
+flow_values_get_next_in_maps(struct flow_for_each_in_maps_aux *aux,
+                             uint64_t *value)
 {
-    if (map) {
-        *value = flow_u32_value(flow, raw_ctz(map));
+    size_t idx;
+
+    if (flowmap_next_index(&aux->map_aux, &idx)) {
+        *value = flow_u64_value(aux->flow, idx);
         return true;
     }
     return false;
 }
 
-/* Iterate through all flow u32 values specified by 'MAP'. */
-#define FLOW_FOR_EACH_IN_MAP(VALUE, FLOW, MAP)         \
-    for (uint64_t map__ = (MAP);                       \
-         flow_get_next_in_map(FLOW, map__, &(VALUE));  \
-         map__ = zero_rightmost_1bit(map__))
-
-/* Iterate through all struct flow u32 indices specified by 'MAP'. */
-#define MAP_FOR_EACH_INDEX(U32IDX, MAP)         \
-    for (uint64_t map__ = (MAP);                \
-         ((U32IDX) = ctz64(map__)) < FLOW_U32S; \
-         map__ = zero_rightmost_1bit(map__))
+/* Iterate through all flow u64 values specified by 'MAPS'. */
+#define FLOW_FOR_EACH_IN_MAPS(VALUE, FLOW, MAPS)            \
+    for (struct flow_for_each_in_maps_aux aux__             \
+             = { (FLOW), FLOWMAP_AUX_INITIALIZER(MAPS) };   \
+         flow_values_get_next_in_maps(&aux__, &(VALUE));)
+
+struct mf_for_each_in_map_aux {
+    size_t unit;             /* Current 64-bit unit of the flowmaps
+                                being processed. */
+    struct flowmap fmap;     /* Remaining 1-bits corresponding to the
+                                64-bit words in â€˜values’ */
+    struct flowmap map;      /* Remaining 1-bits corresponding to the
+                                64-bit words of interest. */
+    const uint64_t *values;  /* 64-bit words corresponding to the
+                                1-bits in â€˜fmap’. */
+};
 
-#define FLOW_U32_SIZE(FIELD)                                            \
-    DIV_ROUND_UP(sizeof(((struct flow *)0)->FIELD), sizeof(uint32_t))
+/* Get the data from â€˜aux->values’ corresponding to the next lowest 1-bit
+ * in â€˜aux->map’, given that â€˜aux->values’ points to an array of 64-bit
+ * words corresponding to the 1-bits in â€˜aux->fmap’, starting from the
+ * rightmost 1-bit.
+ *
+ * Returns â€™true’ if the traversal is incomplete, â€˜false’ otherwise.
+ * â€˜aux’ is prepared for the next iteration after each call.
+ *
+ * This is used to traverse through, for example, the values in a miniflow
+ * representation of a flow key selected by non-zero 64-bit words in a
+ * corresponding subtable mask. */
+static inline bool
+mf_get_next_in_map(struct mf_for_each_in_map_aux *aux,
+                   uint64_t *value)
+{
+    map_t *map, *fmap;
+    map_t rm1bit;
+
+    /* Skip empty map units. */
+    while (OVS_UNLIKELY(!*(map = &aux->map.bits[aux->unit]))) {
+        /* Skip remaining data in the current unit before advancing
+         * to the next. */
+        aux->values += count_1bits(aux->fmap.bits[aux->unit]);
+        if (++aux->unit == FLOWMAP_UNITS) {
+            return false;
+        }
+    }
 
-#define MINIFLOW_MAP(FIELD)                       \
-    (((UINT64_C(1) << FLOW_U32_SIZE(FIELD)) - 1)  \
-     << (offsetof(struct flow, FIELD) / 4))
+    rm1bit = rightmost_1bit(*map);
+    *map -= rm1bit;
+    fmap = &aux->fmap.bits[aux->unit];
 
-static inline uint32_t
-mf_get_next_in_map(uint64_t *fmap, uint64_t rm1bit, const uint32_t **fp,
-                   uint32_t *value)
-{
-    *value = 0;
-    if (*fmap & rm1bit) {
-        uint64_t trash = *fmap & (rm1bit - 1);
+    /* If the rightmost 1-bit found from the current unit in â€˜aux->map’
+     * (‘rm1bit’) is also present in â€˜aux->fmap’, store the corresponding
+     * value from â€˜aux->values’ to â€˜*value', otherwise store 0. */
+    if (OVS_LIKELY(*fmap & rm1bit)) {
+        /* Skip all 64-bit words in â€˜values’ preceding the one corresponding
+         * to â€˜rm1bit’. */
+        map_t trash = *fmap & (rm1bit - 1);
 
+        /* Avoid resetting 'fmap' and calling count_1bits() when trash is
+         * zero. */
         if (trash) {
             *fmap -= trash;
-            *fp += count_1bits(trash);
+            aux->values += count_1bits(trash);
         }
-        *value = **fp;
+
+        *value = *aux->values;
+    } else {
+        *value = 0;
     }
-    return rm1bit != 0;
-}
-
-/* Iterate through all miniflow u32 values specified by 'MAP'.
- * This works as the first statement in a block.*/
-#define MINIFLOW_FOR_EACH_IN_MAP(VALUE, FLOW, MAP)                      \
-    const uint32_t *fp_ = miniflow_get_u32_values(FLOW);                \
-    uint64_t rm1bit_, fmap_, map_;                                      \
-    for (fmap_ = (FLOW)->map, map_ = (MAP), rm1bit_ = rightmost_1bit(map_); \
-         mf_get_next_in_map(&fmap_, rm1bit_, &fp_, &(VALUE));           \
-         map_ -= rm1bit_, rm1bit_ = rightmost_1bit(map_))
-
-/* Get the value of 'FIELD' of an up to 4 byte wide integer type 'TYPE' of
- * a miniflow. */
-#define MINIFLOW_GET_TYPE(MF, TYPE, OFS)                                \
-    (((MF)->map & (UINT64_C(1) << (OFS) / 4))                           \
-     ? ((OVS_FORCE const TYPE *)                                        \
-        (miniflow_get_u32_values(MF)                                    \
-         + count_1bits((MF)->map & ((UINT64_C(1) << (OFS) / 4) - 1))))  \
-       [(OFS) % 4 / sizeof(TYPE)]                                       \
-     : 0)                                                               \
-
-#define MINIFLOW_GET_U8(FLOW, FIELD)                                    \
-    MINIFLOW_GET_TYPE(FLOW, uint8_t, offsetof(struct flow, FIELD))
-#define MINIFLOW_GET_U16(FLOW, FIELD)                                    \
-    MINIFLOW_GET_TYPE(FLOW, uint16_t, offsetof(struct flow, FIELD))
-#define MINIFLOW_GET_BE16(FLOW, FIELD)                                    \
-    MINIFLOW_GET_TYPE(FLOW, ovs_be16, offsetof(struct flow, FIELD))
-#define MINIFLOW_GET_U32(FLOW, FIELD)                                    \
-    MINIFLOW_GET_TYPE(FLOW, uint32_t, offsetof(struct flow, FIELD))
-#define MINIFLOW_GET_BE32(FLOW, FIELD)                                    \
-    MINIFLOW_GET_TYPE(FLOW, ovs_be32, offsetof(struct flow, FIELD))
-
-static inline uint16_t miniflow_get_vid(const struct miniflow *);
+    return true;
+}
+
+/* Iterate through miniflow u64 values specified by 'FLOWMAP'. */
+#define MINIFLOW_FOR_EACH_IN_FLOWMAP(VALUE, FLOW, FLOWMAP)          \
+    for (struct mf_for_each_in_map_aux aux__ =                      \
+        { 0, (FLOW)->map, (FLOWMAP), miniflow_get_values(FLOW) };   \
+         mf_get_next_in_map(&aux__, &(VALUE));)
+
+/* This can be used when it is known that 'idx' is set in 'map'. */
+static inline const uint64_t *
+miniflow_values_get__(const uint64_t *values, map_t map, size_t idx)
+{
+    return values + count_1bits(map & ((MAP_1 << idx) - 1));
+}
+
+/* This can be used when it is known that 'u64_idx' is set in
+ * the map of 'mf'. */
+static inline const uint64_t *
+miniflow_get__(const struct miniflow *mf, size_t idx)
+{
+    const uint64_t *values = miniflow_get_values(mf);
+    const map_t *map = mf->map.bits;
+
+    while (idx >= MAP_T_BITS) {
+        idx -= MAP_T_BITS;
+        values += count_1bits(*map++);
+    }
+    return miniflow_values_get__(values, *map, idx);
+}
+
+#define MINIFLOW_IN_MAP(MF, IDX) flowmap_is_set(&(MF)->map, IDX)
+
+/* Get the value of the struct flow 'FIELD' as up to 8 byte wide integer type
+ * 'TYPE' from miniflow 'MF'. */
+#define MINIFLOW_GET_TYPE(MF, TYPE, FIELD)                              \
+    (BUILD_ASSERT(sizeof(TYPE) == sizeof(((struct flow *)0)->FIELD)),   \
+     BUILD_ASSERT_GCCONLY(__builtin_types_compatible_p(TYPE, typeof(((struct flow *)0)->FIELD))), \
+     MINIFLOW_GET_TYPE__(MF, TYPE, FIELD))
+
+/* Like MINIFLOW_GET_TYPE, but without checking that TYPE is the correct width
+ * for FIELD.  (This is useful for deliberately reading adjacent fields in one
+ * go.)  */
+#define MINIFLOW_GET_TYPE__(MF, TYPE, FIELD)                            \
+    (MINIFLOW_IN_MAP(MF, FLOW_U64_OFFSET(FIELD))                        \
+     ? ((OVS_FORCE const TYPE *)miniflow_get__(MF, FLOW_U64_OFFSET(FIELD))) \
+     [FLOW_U64_OFFREM(FIELD) / sizeof(TYPE)]                            \
+     : 0)
+
+#define MINIFLOW_GET_U128(FLOW, FIELD)                                  \
+    (ovs_u128) { .u64 = {                                               \
+            (MINIFLOW_IN_MAP(FLOW, FLOW_U64_OFFSET(FIELD)) ?            \
+             *miniflow_get__(FLOW, FLOW_U64_OFFSET(FIELD)) : 0),        \
+            (MINIFLOW_IN_MAP(FLOW, FLOW_U64_OFFSET(FIELD) + 1) ?        \
+             *miniflow_get__(FLOW, FLOW_U64_OFFSET(FIELD) + 1) : 0) } }
+
+#define MINIFLOW_GET_U8(FLOW, FIELD)            \
+    MINIFLOW_GET_TYPE(FLOW, uint8_t, FIELD)
+#define MINIFLOW_GET_U16(FLOW, FIELD)           \
+    MINIFLOW_GET_TYPE(FLOW, uint16_t, FIELD)
+#define MINIFLOW_GET_BE16(FLOW, FIELD)          \
+    MINIFLOW_GET_TYPE(FLOW, ovs_be16, FIELD)
+#define MINIFLOW_GET_U32(FLOW, FIELD)           \
+    MINIFLOW_GET_TYPE(FLOW, uint32_t, FIELD)
+#define MINIFLOW_GET_BE32(FLOW, FIELD)          \
+    MINIFLOW_GET_TYPE(FLOW, ovs_be32, FIELD)
+#define MINIFLOW_GET_U64(FLOW, FIELD)           \
+    MINIFLOW_GET_TYPE(FLOW, uint64_t, FIELD)
+#define MINIFLOW_GET_BE64(FLOW, FIELD)          \
+    MINIFLOW_GET_TYPE(FLOW, ovs_be64, FIELD)
+
+static inline uint64_t miniflow_get(const struct miniflow *,
+                                    unsigned int u64_ofs);
+static inline uint32_t miniflow_get_u32(const struct miniflow *,
+                                        unsigned int u32_ofs);
+static inline ovs_be32 miniflow_get_be32(const struct miniflow *,
+                                         unsigned int be32_ofs);
+static inline uint16_t miniflow_get_vid(const struct miniflow *, size_t);
 static inline uint16_t miniflow_get_tcp_flags(const struct miniflow *);
 static inline ovs_be64 miniflow_get_metadata(const struct miniflow *);
+static inline uint64_t miniflow_get_tun_metadata_present_map(
+    const struct miniflow *);
+static inline uint32_t miniflow_get_recirc_id(const struct miniflow *);
+static inline uint32_t miniflow_get_dp_hash(const struct miniflow *);
+static inline ovs_be32 miniflow_get_ports(const struct miniflow *);
 
 bool miniflow_equal(const struct miniflow *a, const struct miniflow *b);
 bool miniflow_equal_in_minimask(const struct miniflow *a,
@@ -548,17 +762,18 @@ struct minimask {
 };
 
 void minimask_init(struct minimask *, const struct flow_wildcards *);
-void minimask_clone(struct minimask *, const struct minimask *);
-void minimask_move(struct minimask *dst, struct minimask *src);
+struct minimask * minimask_create(const struct flow_wildcards *);
 void minimask_combine(struct minimask *dst,
                       const struct minimask *a, const struct minimask *b,
-                      uint32_t storage[FLOW_U32S]);
-void minimask_destroy(struct minimask *);
+                      uint64_t storage[FLOW_U64S]);
 
 void minimask_expand(const struct minimask *, struct flow_wildcards *);
 
-uint32_t minimask_get(const struct minimask *, unsigned int u32_ofs);
-static inline uint16_t minimask_get_vid_mask(const struct minimask *);
+static inline uint32_t minimask_get_u32(const struct minimask *,
+                                        unsigned int u32_ofs);
+static inline ovs_be32 minimask_get_be32(const struct minimask *,
+                                         unsigned int be32_ofs);
+static inline uint16_t minimask_get_vid_mask(const struct minimask *, size_t);
 static inline ovs_be64 minimask_get_metadata_mask(const struct minimask *);
 
 bool minimask_equal(const struct minimask *a, const struct minimask *b);
@@ -573,24 +788,69 @@ minimask_is_catchall(const struct minimask *mask)
     /* For every 1-bit in mask's map, the corresponding value is non-zero,
      * so the only way the mask can not fix any bits or fields is for the
      * map the be zero. */
-    return mask->masks.map == 0;
+    return flowmap_is_empty(mask->masks.map);
+}
+
+/* Returns the uint64_t that would be at byte offset '8 * u64_ofs' if 'flow'
+ * were expanded into a "struct flow". */
+static inline uint64_t miniflow_get(const struct miniflow *flow,
+                                    unsigned int u64_ofs)
+{
+    return MINIFLOW_IN_MAP(flow, u64_ofs) ? *miniflow_get__(flow, u64_ofs) : 0;
+}
+
+static inline uint32_t miniflow_get_u32(const struct miniflow *flow,
+                                        unsigned int u32_ofs)
+{
+    uint64_t value = miniflow_get(flow, u32_ofs / 2);
+
+#if WORDS_BIGENDIAN
+    return (u32_ofs & 1) ? value : value >> 32;
+#else
+    return (u32_ofs & 1) ? value >> 32 : value;
+#endif
+}
+
+static inline ovs_be32 miniflow_get_be32(const struct miniflow *flow,
+                                         unsigned int be32_ofs)
+{
+    return (OVS_FORCE ovs_be32)miniflow_get_u32(flow, be32_ofs);
 }
 
 /* Returns the VID within the vlan_tci member of the "struct flow" represented
  * by 'flow'. */
 static inline uint16_t
-miniflow_get_vid(const struct miniflow *flow)
+miniflow_get_vid(const struct miniflow *flow, size_t n)
+{
+    if (n < FLOW_MAX_VLAN_HEADERS) {
+        union flow_vlan_hdr hdr = {
+            .qtag = MINIFLOW_GET_BE32(flow, vlans[n].qtag)
+        };
+        return vlan_tci_to_vid(hdr.tci);
+    }
+    return 0;
+}
+
+/* Returns the uint32_t that would be at byte offset '4 * u32_ofs' if 'mask'
+ * were expanded into a "struct flow_wildcards". */
+static inline uint32_t
+minimask_get_u32(const struct minimask *mask, unsigned int u32_ofs)
 {
-    ovs_be16 tci = MINIFLOW_GET_BE16(flow, vlan_tci);
-    return vlan_tci_to_vid(tci);
+    return miniflow_get_u32(&mask->masks, u32_ofs);
+}
+
+static inline ovs_be32
+minimask_get_be32(const struct minimask *mask, unsigned int be32_ofs)
+{
+    return (OVS_FORCE ovs_be32)minimask_get_u32(mask, be32_ofs);
 }
 
 /* Returns the VID mask within the vlan_tci member of the "struct
  * flow_wildcards" represented by 'mask'. */
 static inline uint16_t
-minimask_get_vid_mask(const struct minimask *mask)
+minimask_get_vid_mask(const struct minimask *mask, size_t n)
 {
-    return miniflow_get_vid(&mask->masks);
+    return miniflow_get_vid(&mask->masks, n);
 }
 
 /* Returns the value of the "tcp_flags" field in 'flow'. */
@@ -604,20 +864,36 @@ miniflow_get_tcp_flags(const struct miniflow *flow)
 static inline ovs_be64
 miniflow_get_metadata(const struct miniflow *flow)
 {
-    union {
-        ovs_be64 be64;
-        struct {
-            ovs_be32 hi;
-            ovs_be32 lo;
-        };
-    } value;
+    return MINIFLOW_GET_BE64(flow, metadata);
+}
 
-    enum { MD_OFS = offsetof(struct flow, metadata) };
-    BUILD_ASSERT_DECL(MD_OFS % sizeof(uint32_t) == 0);
-    value.hi = MINIFLOW_GET_TYPE(flow, ovs_be32, MD_OFS);
-    value.lo = MINIFLOW_GET_TYPE(flow, ovs_be32, MD_OFS + 4);
+/* Returns the bitmap that indicates which tunnel metadata fields are present
+ * in 'flow'. */
+static inline uint64_t
+miniflow_get_tun_metadata_present_map(const struct miniflow *flow)
+{
+    return MINIFLOW_GET_U64(flow, tunnel.metadata.present.map);
+}
 
-    return value.be64;
+/* Returns the recirc_id in 'flow.' */
+static inline uint32_t
+miniflow_get_recirc_id(const struct miniflow *flow)
+{
+    return MINIFLOW_GET_U32(flow, recirc_id);
+}
+
+/* Returns the dp_hash in 'flow.' */
+static inline uint32_t
+miniflow_get_dp_hash(const struct miniflow *flow)
+{
+    return MINIFLOW_GET_U32(flow, dp_hash);
+}
+
+/* Returns the 'tp_src' and 'tp_dst' fields together as one piece of data. */
+static inline ovs_be32
+miniflow_get_ports(const struct miniflow *flow)
+{
+    return MINIFLOW_GET_TYPE__(flow, ovs_be32, tp_src);
 }
 
 /* Returns the mask for the OpenFlow 1.1+ "metadata" field in 'mask'.
@@ -629,7 +905,28 @@ miniflow_get_metadata(const struct miniflow *flow)
 static inline ovs_be64
 minimask_get_metadata_mask(const struct minimask *mask)
 {
-    return miniflow_get_metadata(&mask->masks);
+    return MINIFLOW_GET_BE64(&mask->masks, metadata);
+}
+
+/* Perform a bitwise OR of miniflow 'src' flow data specified in 'subset' with
+ * the equivalent fields in 'dst', storing the result in 'dst'.  'subset' must
+ * be a subset of 'src's map. */
+static inline void
+flow_union_with_miniflow_subset(struct flow *dst, const struct miniflow *src,
+                                struct flowmap subset)
+{
+    uint64_t *dst_u64 = (uint64_t *) dst;
+    const uint64_t *p = miniflow_get_values(src);
+    map_t map;
+
+    FLOWMAP_FOR_EACH_MAP (map, subset) {
+        size_t idx;
+
+        MAP_FOR_EACH_INDEX(idx, map) {
+            dst_u64[idx] |= *p++;
+        }
+        dst_u64 += MAP_T_BITS;
+    }
 }
 
 /* Perform a bitwise OR of miniflow 'src' flow data with the equivalent
@@ -637,51 +934,281 @@ minimask_get_metadata_mask(const struct minimask *mask)
 static inline void
 flow_union_with_miniflow(struct flow *dst, const struct miniflow *src)
 {
-    uint32_t *dst_u32 = (uint32_t *) dst;
-    const uint32_t *p = miniflow_get_u32_values(src);
-    uint64_t map;
+    flow_union_with_miniflow_subset(dst, src, src->map);
+}
 
-    for (map = src->map; map; map = zero_rightmost_1bit(map)) {
-        dst_u32[raw_ctz(map)] |= *p++;
+static inline bool is_ct_valid(const struct flow *flow,
+                               const struct flow_wildcards *mask,
+                               struct flow_wildcards *wc)
+{
+    /* Matches are checked with 'mask' and without 'wc'. */
+    if (mask && !wc) {
+        /* Must match at least one of the bits that implies a valid
+         * conntrack entry, or an explicit not-invalid. */
+        return flow->ct_state & (CS_NEW | CS_ESTABLISHED | CS_RELATED
+                                 | CS_REPLY_DIR | CS_SRC_NAT | CS_DST_NAT)
+            || (flow->ct_state & CS_TRACKED
+                && mask->masks.ct_state & CS_INVALID
+                && !(flow->ct_state & CS_INVALID));
+    }
+    /* Else we are checking a fully extracted flow, where valid CT state always
+     * has either 'new', 'established', or 'reply_dir' bit set. */
+#define CS_VALID_MASK (CS_NEW | CS_ESTABLISHED | CS_REPLY_DIR)
+    if (wc) {
+        wc->masks.ct_state |= CS_VALID_MASK;
     }
+    return flow->ct_state & CS_VALID_MASK;
 }
 
-static inline struct pkt_metadata
-pkt_metadata_from_flow(const struct flow *flow)
+static inline void
+pkt_metadata_from_flow(struct pkt_metadata *md, const struct flow *flow)
 {
-    struct pkt_metadata md;
+    /* Update this function whenever struct flow changes. */
+    BUILD_ASSERT_DECL(FLOW_WC_SEQ == 42);
+
+    md->recirc_id = flow->recirc_id;
+    md->dp_hash = flow->dp_hash;
+    flow_tnl_copy__(&md->tunnel, &flow->tunnel);
+    md->skb_priority = flow->skb_priority;
+    md->pkt_mark = flow->pkt_mark;
+    md->in_port = flow->in_port;
+    md->ct_state = flow->ct_state;
+    md->ct_zone = flow->ct_zone;
+    md->ct_mark = flow->ct_mark;
+    md->ct_label = flow->ct_label;
+
+    md->ct_orig_tuple_ipv6 = false;
+    if (flow->dl_type && is_ct_valid(flow, NULL, NULL)) {
+        if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)) {
+            md->ct_orig_tuple.ipv4 = (struct ovs_key_ct_tuple_ipv4) {
+                flow->ct_nw_src,
+                flow->ct_nw_dst,
+                flow->ct_tp_src,
+                flow->ct_tp_dst,
+                flow->ct_nw_proto,
+            };
+        } else if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
+            md->ct_orig_tuple_ipv6 = true;
+            md->ct_orig_tuple.ipv6 = (struct ovs_key_ct_tuple_ipv6) {
+                flow->ct_ipv6_src,
+                flow->ct_ipv6_dst,
+                flow->ct_tp_src,
+                flow->ct_tp_dst,
+                flow->ct_nw_proto,
+            };
+        } else {
+            /* Reset ct_orig_tuple for other types. */
+            memset(&md->ct_orig_tuple, 0, sizeof md->ct_orig_tuple);
+        }
+    } else {
+        memset(&md->ct_orig_tuple, 0, sizeof md->ct_orig_tuple);
+    }
+}
 
-    md.recirc_id = flow->recirc_id;
-    md.dp_hash = flow->dp_hash;
-    md.tunnel = flow->tunnel;
-    md.skb_priority = flow->skb_priority;
-    md.pkt_mark = flow->pkt_mark;
-    md.in_port = flow->in_port;
+/* Often, during translation we need to read a value from a flow('FLOW') and
+ * unwildcard the corresponding bits in the wildcards('WC').  This macro makes
+ * it easier to do that. */
 
-    return md;
+#define FLOW_WC_GET_AND_MASK_WC(FLOW, WC, FIELD) \
+    (((WC) ? WC_MASK_FIELD(WC, FIELD) : NULL), ((FLOW)->FIELD))
+
+static inline bool is_ethernet(const struct flow *flow,
+                               struct flow_wildcards *wc)
+{
+    if (wc) {
+        WC_MASK_FIELD(wc, packet_type);
+    }
+    return flow->packet_type == htonl(PT_ETH);
+}
+
+static inline ovs_be16 get_dl_type(const struct flow *flow)
+{
+    if (flow->packet_type == htonl(PT_ETH)) {
+        return flow->dl_type;
+    } else if (pt_ns(flow->packet_type) == OFPHTN_ETHERTYPE) {
+        return pt_ns_type_be(flow->packet_type);
+    } else {
+        return htons(FLOW_DL_TYPE_NONE);
+    }
+}
+
+static inline bool is_vlan(const struct flow *flow,
+                           struct flow_wildcards *wc)
+{
+    if (!is_ethernet(flow, wc)) {
+        return false;
+    }
+    if (wc) {
+        WC_MASK_FIELD_MASK(wc, vlans[0].tci, htons(VLAN_CFI));
+    }
+    return (flow->vlans[0].tci & htons(VLAN_CFI)) != 0;
 }
 
 static inline bool is_ip_any(const struct flow *flow)
 {
-    return dl_type_is_ip_any(flow->dl_type);
+    return dl_type_is_ip_any(get_dl_type(flow));
+}
+
+static inline bool is_ip_proto(const struct flow *flow, uint8_t ip_proto,
+                               struct flow_wildcards *wc)
+{
+    if (is_ip_any(flow)) {
+        if (wc) {
+            WC_MASK_FIELD(wc, nw_proto);
+        }
+        return flow->nw_proto == ip_proto;
+    }
+    return false;
+}
+
+static inline bool is_tcp(const struct flow *flow,
+                          struct flow_wildcards *wc)
+{
+    return is_ip_proto(flow, IPPROTO_TCP, wc);
+}
+
+static inline bool is_udp(const struct flow *flow,
+                          struct flow_wildcards *wc)
+{
+    return is_ip_proto(flow, IPPROTO_UDP, wc);
+}
+
+static inline bool is_sctp(const struct flow *flow,
+                           struct flow_wildcards *wc)
+{
+    return is_ip_proto(flow, IPPROTO_SCTP, wc);
+}
+
+static inline bool is_icmpv4(const struct flow *flow,
+                             struct flow_wildcards *wc)
+{
+    if (get_dl_type(flow) == htons(ETH_TYPE_IP)) {
+        if (wc) {
+            memset(&wc->masks.nw_proto, 0xff, sizeof wc->masks.nw_proto);
+        }
+        return flow->nw_proto == IPPROTO_ICMP;
+    }
+    return false;
+}
+
+static inline bool is_icmpv6(const struct flow *flow,
+                             struct flow_wildcards *wc)
+{
+    if (get_dl_type(flow) == htons(ETH_TYPE_IPV6)) {
+        if (wc) {
+            memset(&wc->masks.nw_proto, 0xff, sizeof wc->masks.nw_proto);
+        }
+        return flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6;
+    }
+    return false;
+}
+
+static inline bool is_nd(const struct flow *flow,
+                         struct flow_wildcards *wc)
+{
+    if (is_icmpv6(flow, wc)) {
+        if (wc) {
+            memset(&wc->masks.tp_dst, 0xff, sizeof wc->masks.tp_dst);
+        }
+        if (flow->tp_dst != htons(0)) {
+            return false;
+        }
+
+        if (wc) {
+            memset(&wc->masks.tp_src, 0xff, sizeof wc->masks.tp_src);
+        }
+        return (flow->tp_src == htons(ND_NEIGHBOR_SOLICIT) ||
+                flow->tp_src == htons(ND_NEIGHBOR_ADVERT));
+    }
+    return false;
+}
+
+static inline bool is_arp(const struct flow *flow)
+{
+    return (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP));
+}
+
+static inline bool is_garp(const struct flow *flow,
+                           struct flow_wildcards *wc)
+{
+    if (is_arp(flow)) {
+        return (FLOW_WC_GET_AND_MASK_WC(flow, wc, nw_src) ==
+                FLOW_WC_GET_AND_MASK_WC(flow, wc, nw_dst));
+    }
+
+    return false;
+}
+
+static inline bool is_igmp(const struct flow *flow, struct flow_wildcards *wc)
+{
+    if (get_dl_type(flow) == htons(ETH_TYPE_IP)) {
+        if (wc) {
+            memset(&wc->masks.nw_proto, 0xff, sizeof wc->masks.nw_proto);
+        }
+        return flow->nw_proto == IPPROTO_IGMP;
+    }
+    return false;
+}
+
+static inline bool is_mld(const struct flow *flow,
+                          struct flow_wildcards *wc)
+{
+    if (is_icmpv6(flow, wc)) {
+        if (wc) {
+            memset(&wc->masks.tp_src, 0xff, sizeof wc->masks.tp_src);
+        }
+        return (flow->tp_src == htons(MLD_QUERY)
+                || flow->tp_src == htons(MLD_REPORT)
+                || flow->tp_src == htons(MLD_DONE)
+                || flow->tp_src == htons(MLD2_REPORT));
+    }
+    return false;
 }
 
-static inline bool is_icmpv4(const struct flow *flow)
+static inline bool is_mld_query(const struct flow *flow,
+                                struct flow_wildcards *wc)
 {
-    return (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)
-            && flow->nw_proto == IPPROTO_ICMP);
+    if (is_icmpv6(flow, wc)) {
+        if (wc) {
+            memset(&wc->masks.tp_src, 0xff, sizeof wc->masks.tp_src);
+        }
+        return flow->tp_src == htons(MLD_QUERY);
+    }
+    return false;
 }
 
-static inline bool is_icmpv6(const struct flow *flow)
+static inline bool is_mld_report(const struct flow *flow,
+                                 struct flow_wildcards *wc)
 {
-    return (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IPV6)
-            && flow->nw_proto == IPPROTO_ICMPV6);
+    return is_mld(flow, wc) && !is_mld_query(flow, wc);
 }
 
 static inline bool is_stp(const struct flow *flow)
 {
-    return (eth_addr_equals(flow->dl_dst, eth_addr_stp)
-            && flow->dl_type == htons(FLOW_DL_TYPE_NONE));
+    return (flow->dl_type == htons(FLOW_DL_TYPE_NONE)
+            && eth_addr_equals(flow->dl_dst, eth_addr_stp));
+}
+
+/* Returns true if flow->tp_dst equals 'port'.  If 'wc' is nonnull, sets
+ * appropriate bits in wc->masks.tp_dst to account for the test.
+ *
+ * The caller must already have ensured that 'flow' is a protocol for which
+ * tp_dst is relevant. */
+static inline bool tp_dst_equals(const struct flow *flow, uint16_t port,
+                                 struct flow_wildcards *wc)
+{
+    uint16_t diff = port ^ ntohs(flow->tp_dst);
+    if (wc) {
+        if (diff) {
+            /* Set mask for the most significant mismatching bit. */
+            int ofs = raw_clz64((uint64_t) diff << 48); /* range [0,15] */
+            wc->masks.tp_dst |= htons(0x8000 >> ofs);
+        } else {
+            /* Must match all bits. */
+            wc->masks.tp_dst = OVS_BE16_MAX;
+        }
+    }
+    return !diff;
 }
 
 #endif /* flow.h */