Quelle  flow_table.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 * Copyright (c) 2007-2014 Nicira, Inc.
 */

#include "flow.h"
#include "datapath.h"
#include "flow_netlink.h"
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/netdevice.h>
#include <linux/etherdevice.h>
#include <linux/if_ether.h>
#include <linux/if_vlan.h>
#include <net/llc_pdu.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/jhash.h>
#include <linux/jiffies.h>
#include <linux/llc.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/in.h>
#include <linux/rcupdate.h>
#include <linux/cpumask.h>
#include <linux/if_arp.h>
#include <linux/ip.h>
#include <linux/ipv6.h>
#include <linux/sctp.h>
#include <linux/tcp.h>
#include <linux/udp.h>
#include <linux/icmp.h>
#include <linux/icmpv6.h>
#include <linux/rculist.h>
#include <linux/sort.h>
#include <net/ip.h>
#include <net/ipv6.h>
#include <net/ndisc.h>

#define TBL_MIN_BUCKETS  1024
#define MASK_ARRAY_SIZE_MIN 16
#define REHASH_INTERVAL  (10 * 60 * HZ)

#define MC_DEFAULT_HASH_ENTRIES 256
#define MC_HASH_SHIFT  8
#define MC_HASH_SEGS  ((sizeof(uint32_t) * 8) / MC_HASH_SHIFT)

static struct kmem_cache *flow_cache;
struct kmem_cache *flow_stats_cache __read_mostly;

static u16 range_n_bytes(const struct sw_flow_key_range *range)
{
 return range->end - range->start;
}

void ovs_flow_mask_key(struct sw_flow_key *dst, const struct sw_flow_key *src,
         bool full, const struct sw_flow_mask *mask)
{
 int start = full ? 0 : mask->range.start;
 int len = full ? sizeof *dst : range_n_bytes(&mask->range);
 const long *m = (const long *)((const u8 *)&mask->key + start);
 const long *s = (const long *)((const u8 *)src + start);
 long *d = (long *)((u8 *)dst + start);
 int i;

 /* If 'full' is true then all of 'dst' is fully initialized. Otherwise,
 * if 'full' is false the memory outside of the 'mask->range' is left
 * uninitialized. This can be used as an optimization when further
 * operations on 'dst' only use contents within 'mask->range'.
 */
 for (i = 0; i < len; i += sizeof(long))
  *d++ = *s++ & *m++;
}

struct sw_flow *ovs_flow_alloc(void)
{
 struct sw_flow *flow;
 struct sw_flow_stats *stats;

 flow = kmem_cache_zalloc(flow_cache, GFP_KERNEL);
 if (!flow)
  return ERR_PTR(-ENOMEM);

 flow->stats_last_writer = -1;
 flow->cpu_used_mask = (struct cpumask *)&flow->stats[nr_cpu_ids];

 /* Initialize the default stat node. */
 stats = kmem_cache_alloc_node(flow_stats_cache,
          GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
          node_online(0) ? 0 : NUMA_NO_NODE);
 if (!stats)
  goto err;

 spin_lock_init(&stats->lock);

 RCU_INIT_POINTER(flow->stats[0], stats);

 cpumask_set_cpu(0, flow->cpu_used_mask);

 return flow;
err:
 kmem_cache_free(flow_cache, flow);
 return ERR_PTR(-ENOMEM);
}

int ovs_flow_tbl_count(const struct flow_table *table)
{
 return table->count;
}

static void flow_free(struct sw_flow *flow)
{
 int cpu;

 if (ovs_identifier_is_key(&flow->id))
  kfree(flow->id.unmasked_key);
 if (flow->sf_acts)
  ovs_nla_free_flow_actions((struct sw_flow_actions __force *)
       flow->sf_acts);
 /* We open code this to make sure cpu 0 is always considered */
 for (cpu = 0; cpu < nr_cpu_ids;
      cpu = cpumask_next(cpu, flow->cpu_used_mask)) {
  if (flow->stats[cpu])
   kmem_cache_free(flow_stats_cache,
     (struct sw_flow_stats __force *)flow->stats[cpu]);
 }

 kmem_cache_free(flow_cache, flow);
}

static void rcu_free_flow_callback(struct rcu_head *rcu)
{
 struct sw_flow *flow = container_of(rcu, struct sw_flow, rcu);

 flow_free(flow);
}

void ovs_flow_free(struct sw_flow *flow, bool deferred)
{
 if (!flow)
  return;

 if (deferred)
  call_rcu(&flow->rcu, rcu_free_flow_callback);
 else
  flow_free(flow);
}

static void __table_instance_destroy(struct table_instance *ti)
{
 kvfree(ti->buckets);
 kfree(ti);
}

static struct table_instance *table_instance_alloc(int new_size)
{
 struct table_instance *ti = kmalloc(sizeof(*ti), GFP_KERNEL);
 int i;

 if (!ti)
  return NULL;

 ti->buckets = kvmalloc_array(new_size, sizeof(struct hlist_head),
         GFP_KERNEL);
 if (!ti->buckets) {
  kfree(ti);
  return NULL;
 }

 for (i = 0; i < new_size; i++)
  INIT_HLIST_HEAD(&ti->buckets[i]);

 ti->n_buckets = new_size;
 ti->node_ver = 0;
 get_random_bytes(&ti->hash_seed, sizeof(u32));

 return ti;
}

static void __mask_array_destroy(struct mask_array *ma)
{
 free_percpu(ma->masks_usage_stats);
 kfree(ma);
}

static void mask_array_rcu_cb(struct rcu_head *rcu)
{
 struct mask_array *ma = container_of(rcu, struct mask_array, rcu);

 __mask_array_destroy(ma);
}

static void tbl_mask_array_reset_counters(struct mask_array *ma)
{
 int i, cpu;

 /* As the per CPU counters are not atomic we can not go ahead and
 * reset them from another CPU. To be able to still have an approximate
 * zero based counter we store the value at reset, and subtract it
 * later when processing.
 */
 for (i = 0; i < ma->max; i++) {
  ma->masks_usage_zero_cntr[i] = 0;

  for_each_possible_cpu(cpu) {
   struct mask_array_stats *stats;
   unsigned int start;
   u64 counter;

   stats = per_cpu_ptr(ma->masks_usage_stats, cpu);
   do {
    start = u64_stats_fetch_begin(&stats->syncp);
    counter = stats->usage_cntrs[i];
   } while (u64_stats_fetch_retry(&stats->syncp, start));

   ma->masks_usage_zero_cntr[i] += counter;
  }
 }
}

static struct mask_array *tbl_mask_array_alloc(int size)
{
 struct mask_array *new;

 size = max(MASK_ARRAY_SIZE_MIN, size);
 new = kzalloc(struct_size(new, masks, size) +
        sizeof(u64) * size, GFP_KERNEL);
 if (!new)
  return NULL;

 new->masks_usage_zero_cntr = (u64 *)((u8 *)new +
          struct_size(new, masks, size));

 new->masks_usage_stats = __alloc_percpu(sizeof(struct mask_array_stats) +
      sizeof(u64) * size,
      __alignof__(u64));
 if (!new->masks_usage_stats) {
  kfree(new);
  return NULL;
 }

 new->count = 0;
 new->max = size;

 return new;
}

static int tbl_mask_array_realloc(struct flow_table *tbl, int size)
{
 struct mask_array *old;
 struct mask_array *new;

 new = tbl_mask_array_alloc(size);
 if (!new)
  return -ENOMEM;

 old = ovsl_dereference(tbl->mask_array);
 if (old) {
  int i;

  for (i = 0; i < old->max; i++) {
   if (ovsl_dereference(old->masks[i]))
    new->masks[new->count++] = old->masks[i];
  }
  call_rcu(&old->rcu, mask_array_rcu_cb);
 }

 rcu_assign_pointer(tbl->mask_array, new);

 return 0;
}

static int tbl_mask_array_add_mask(struct flow_table *tbl,
       struct sw_flow_mask *new)
{
 struct mask_array *ma = ovsl_dereference(tbl->mask_array);
 int err, ma_count = READ_ONCE(ma->count);

 if (ma_count >= ma->max) {
  err = tbl_mask_array_realloc(tbl, ma->max +
        MASK_ARRAY_SIZE_MIN);
  if (err)
   return err;

  ma = ovsl_dereference(tbl->mask_array);
 } else {
  /* On every add or delete we need to reset the counters so
 * every new mask gets a fair chance of being prioritized.
 */
  tbl_mask_array_reset_counters(ma);
 }

 BUG_ON(ovsl_dereference(ma->masks[ma_count]));

 rcu_assign_pointer(ma->masks[ma_count], new);
 WRITE_ONCE(ma->count, ma_count + 1);

 return 0;
}

static void tbl_mask_array_del_mask(struct flow_table *tbl,
        struct sw_flow_mask *mask)
{
 struct mask_array *ma = ovsl_dereference(tbl->mask_array);
 int i, ma_count = READ_ONCE(ma->count);

 /* Remove the deleted mask pointers from the array */
 for (i = 0; i < ma_count; i++) {
  if (mask == ovsl_dereference(ma->masks[i]))
   goto found;
 }

 BUG();
 return;

found:
 WRITE_ONCE(ma->count, ma_count - 1);

 rcu_assign_pointer(ma->masks[i], ma->masks[ma_count - 1]);
 RCU_INIT_POINTER(ma->masks[ma_count - 1], NULL);

 kfree_rcu(mask, rcu);

 /* Shrink the mask array if necessary. */
 if (ma->max >= (MASK_ARRAY_SIZE_MIN * 2) &&
     ma_count <= (ma->max / 3))
  tbl_mask_array_realloc(tbl, ma->max / 2);
 else
  tbl_mask_array_reset_counters(ma);

}

/* Remove 'mask' from the mask list, if it is not needed any more. */
static void flow_mask_remove(struct flow_table *tbl, struct sw_flow_mask *mask)
{
 if (mask) {
  /* ovs-lock is required to protect mask-refcount and
 * mask list.
 */
  ASSERT_OVSL();
  BUG_ON(!mask->ref_count);
  mask->ref_count--;

  if (!mask->ref_count)
   tbl_mask_array_del_mask(tbl, mask);
 }
}

static void __mask_cache_destroy(struct mask_cache *mc)
{
 free_percpu(mc->mask_cache);
 kfree(mc);
}

static void mask_cache_rcu_cb(struct rcu_head *rcu)
{
 struct mask_cache *mc = container_of(rcu, struct mask_cache, rcu);

 __mask_cache_destroy(mc);
}

static struct mask_cache *tbl_mask_cache_alloc(u32 size)
{
 struct mask_cache_entry __percpu *cache = NULL;
 struct mask_cache *new;

 /* Only allow size to be 0, or a power of 2, and does not exceed
 * percpu allocation size.
 */
 if ((!is_power_of_2(size) && size != 0) ||
     (size * sizeof(struct mask_cache_entry)) > PCPU_MIN_UNIT_SIZE)
  return NULL;

 new = kzalloc(sizeof(*new), GFP_KERNEL);
 if (!new)
  return NULL;

 new->cache_size = size;
 if (new->cache_size > 0) {
  cache = __alloc_percpu(array_size(sizeof(struct mask_cache_entry),
        new->cache_size),
           __alignof__(struct mask_cache_entry));
  if (!cache) {
   kfree(new);
   return NULL;
  }
 }

 new->mask_cache = cache;
 return new;
}
int ovs_flow_tbl_masks_cache_resize(struct flow_table *table, u32 size)
{
 struct mask_cache *mc = rcu_dereference_ovsl(table->mask_cache);
 struct mask_cache *new;

 if (size == mc->cache_size)
  return 0;

 if ((!is_power_of_2(size) && size != 0) ||
     (size * sizeof(struct mask_cache_entry)) > PCPU_MIN_UNIT_SIZE)
  return -EINVAL;

 new = tbl_mask_cache_alloc(size);
 if (!new)
  return -ENOMEM;

 rcu_assign_pointer(table->mask_cache, new);
 call_rcu(&mc->rcu, mask_cache_rcu_cb);

 return 0;
}

int ovs_flow_tbl_init(struct flow_table *table)
{
 struct table_instance *ti, *ufid_ti;
 struct mask_cache *mc;
 struct mask_array *ma;

 mc = tbl_mask_cache_alloc(MC_DEFAULT_HASH_ENTRIES);
 if (!mc)
  return -ENOMEM;

 ma = tbl_mask_array_alloc(MASK_ARRAY_SIZE_MIN);
 if (!ma)
  goto free_mask_cache;

 ti = table_instance_alloc(TBL_MIN_BUCKETS);
 if (!ti)
  goto free_mask_array;

 ufid_ti = table_instance_alloc(TBL_MIN_BUCKETS);
 if (!ufid_ti)
  goto free_ti;

 rcu_assign_pointer(table->ti, ti);
 rcu_assign_pointer(table->ufid_ti, ufid_ti);
 rcu_assign_pointer(table->mask_array, ma);
 rcu_assign_pointer(table->mask_cache, mc);
 table->last_rehash = jiffies;
 table->count = 0;
 table->ufid_count = 0;
 return 0;

free_ti:
 __table_instance_destroy(ti);
free_mask_array:
 __mask_array_destroy(ma);
free_mask_cache:
 __mask_cache_destroy(mc);
 return -ENOMEM;
}

static void flow_tbl_destroy_rcu_cb(struct rcu_head *rcu)
{
 struct table_instance *ti;

 ti = container_of(rcu, struct table_instance, rcu);
 __table_instance_destroy(ti);
}

static void table_instance_flow_free(struct flow_table *table,
         struct table_instance *ti,
         struct table_instance *ufid_ti,
         struct sw_flow *flow)
{
 hlist_del_rcu(&flow->flow_table.node[ti->node_ver]);
 table->count--;

 if (ovs_identifier_is_ufid(&flow->id)) {
  hlist_del_rcu(&flow->ufid_table.node[ufid_ti->node_ver]);
  table->ufid_count--;
 }

 flow_mask_remove(table, flow->mask);
}

/* Must be called with OVS mutex held. */
void table_instance_flow_flush(struct flow_table *table,
          struct table_instance *ti,
          struct table_instance *ufid_ti)
{
 int i;

 for (i = 0; i < ti->n_buckets; i++) {
  struct hlist_head *head = &ti->buckets[i];
  struct hlist_node *n;
  struct sw_flow *flow;

  hlist_for_each_entry_safe(flow, n, head,
       flow_table.node[ti->node_ver]) {

   table_instance_flow_free(table, ti, ufid_ti,
       flow);
   ovs_flow_free(flow, true);
  }
 }

 if (WARN_ON(table->count != 0 ||
      table->ufid_count != 0)) {
  table->count = 0;
  table->ufid_count = 0;
 }
}

static void table_instance_destroy(struct table_instance *ti,
       struct table_instance *ufid_ti)
{
 call_rcu(&ti->rcu, flow_tbl_destroy_rcu_cb);
 call_rcu(&ufid_ti->rcu, flow_tbl_destroy_rcu_cb);
}

/* No need for locking this function is called from RCU callback or
 * error path.
 */
void ovs_flow_tbl_destroy(struct flow_table *table)
{
 struct table_instance *ti = rcu_dereference_raw(table->ti);
 struct table_instance *ufid_ti = rcu_dereference_raw(table->ufid_ti);
 struct mask_cache *mc = rcu_dereference_raw(table->mask_cache);
 struct mask_array *ma = rcu_dereference_raw(table->mask_array);

 call_rcu(&mc->rcu, mask_cache_rcu_cb);
 call_rcu(&ma->rcu, mask_array_rcu_cb);
 table_instance_destroy(ti, ufid_ti);
}

struct sw_flow *ovs_flow_tbl_dump_next(struct table_instance *ti,
           u32 *bucket, u32 *last)
{
 struct sw_flow *flow;
 struct hlist_head *head;
 int ver;
 int i;

 ver = ti->node_ver;
 while (*bucket < ti->n_buckets) {
  i = 0;
  head = &ti->buckets[*bucket];
  hlist_for_each_entry_rcu(flow, head, flow_table.node[ver]) {
   if (i < *last) {
    i++;
    continue;
   }
   *last = i + 1;
   return flow;
  }
  (*bucket)++;
  *last = 0;
 }

 return NULL;
}

static struct hlist_head *find_bucket(struct table_instance *ti, u32 hash)
{
 hash = jhash_1word(hash, ti->hash_seed);
 return &ti->buckets[hash & (ti->n_buckets - 1)];
}

static void table_instance_insert(struct table_instance *ti,
      struct sw_flow *flow)
{
 struct hlist_head *head;

 head = find_bucket(ti, flow->flow_table.hash);
 hlist_add_head_rcu(&flow->flow_table.node[ti->node_ver], head);
}

static void ufid_table_instance_insert(struct table_instance *ti,
           struct sw_flow *flow)
{
 struct hlist_head *head;

 head = find_bucket(ti, flow->ufid_table.hash);
 hlist_add_head_rcu(&flow->ufid_table.node[ti->node_ver], head);
}

static void flow_table_copy_flows(struct table_instance *old,
      struct table_instance *new, bool ufid)
{
 int old_ver;
 int i;

 old_ver = old->node_ver;
 new->node_ver = !old_ver;

 /* Insert in new table. */
 for (i = 0; i < old->n_buckets; i++) {
  struct sw_flow *flow;
  struct hlist_head *head = &old->buckets[i];

  if (ufid)
   hlist_for_each_entry_rcu(flow, head,
       ufid_table.node[old_ver],
       lockdep_ovsl_is_held())
    ufid_table_instance_insert(new, flow);
  else
   hlist_for_each_entry_rcu(flow, head,
       flow_table.node[old_ver],
       lockdep_ovsl_is_held())
    table_instance_insert(new, flow);
 }
}

static struct table_instance *table_instance_rehash(struct table_instance *ti,
          int n_buckets, bool ufid)
{
 struct table_instance *new_ti;

 new_ti = table_instance_alloc(n_buckets);
 if (!new_ti)
  return NULL;

 flow_table_copy_flows(ti, new_ti, ufid);

 return new_ti;
}

int ovs_flow_tbl_flush(struct flow_table *flow_table)
{
 struct table_instance *old_ti, *new_ti;
 struct table_instance *old_ufid_ti, *new_ufid_ti;

 new_ti = table_instance_alloc(TBL_MIN_BUCKETS);
 if (!new_ti)
  return -ENOMEM;
 new_ufid_ti = table_instance_alloc(TBL_MIN_BUCKETS);
 if (!new_ufid_ti)
  goto err_free_ti;

 old_ti = ovsl_dereference(flow_table->ti);
 old_ufid_ti = ovsl_dereference(flow_table->ufid_ti);

 rcu_assign_pointer(flow_table->ti, new_ti);
 rcu_assign_pointer(flow_table->ufid_ti, new_ufid_ti);
 flow_table->last_rehash = jiffies;

 table_instance_flow_flush(flow_table, old_ti, old_ufid_ti);
 table_instance_destroy(old_ti, old_ufid_ti);
 return 0;

err_free_ti:
 __table_instance_destroy(new_ti);
 return -ENOMEM;
}

static u32 flow_hash(const struct sw_flow_key *key,
       const struct sw_flow_key_range *range)
{
 const u32 *hash_key = (const u32 *)((const u8 *)key + range->start);

 /* Make sure number of hash bytes are multiple of u32. */
 int hash_u32s = range_n_bytes(range) >> 2;

 return jhash2(hash_key, hash_u32s, 0);
}

static int flow_key_start(const struct sw_flow_key *key)
{
 if (key->tun_proto)
  return 0;
 else
  return rounddown(offsetof(struct sw_flow_key, phy),
     sizeof(long));
}

static bool cmp_key(const struct sw_flow_key *key1,
      const struct sw_flow_key *key2,
      int key_start, int key_end)
{
 const long *cp1 = (const long *)((const u8 *)key1 + key_start);
 const long *cp2 = (const long *)((const u8 *)key2 + key_start);
 int i;

 for (i = key_start; i < key_end; i += sizeof(long))
  if (*cp1++ ^ *cp2++)
   return false;

 return true;
}

static bool flow_cmp_masked_key(const struct sw_flow *flow,
    const struct sw_flow_key *key,
    const struct sw_flow_key_range *range)
{
 return cmp_key(&flow->key, key, range->start, range->end);
}

static bool ovs_flow_cmp_unmasked_key(const struct sw_flow *flow,
          const struct sw_flow_match *match)
{
 struct sw_flow_key *key = match->key;
 int key_start = flow_key_start(key);
 int key_end = match->range.end;

 BUG_ON(ovs_identifier_is_ufid(&flow->id));
 return cmp_key(flow->id.unmasked_key, key, key_start, key_end);
}

static struct sw_flow *masked_flow_lookup(struct table_instance *ti,
       const struct sw_flow_key *unmasked,
       const struct sw_flow_mask *mask,
       u32 *n_mask_hit)
{
 struct sw_flow *flow;
 struct hlist_head *head;
 u32 hash;
 struct sw_flow_key masked_key;

 ovs_flow_mask_key(&masked_key, unmasked, false, mask);
 hash = flow_hash(&masked_key, &mask->range);
 head = find_bucket(ti, hash);
 (*n_mask_hit)++;

 hlist_for_each_entry_rcu(flow, head, flow_table.node[ti->node_ver],
     lockdep_ovsl_is_held()) {
  if (flow->mask == mask && flow->flow_table.hash == hash &&
      flow_cmp_masked_key(flow, &masked_key, &mask->range))
   return flow;
 }
 return NULL;
}

/* Flow lookup does full lookup on flow table. It starts with
 * mask from index passed in *index.
 * This function MUST be called with BH disabled due to the use
 * of CPU specific variables.
 */
static struct sw_flow *flow_lookup(struct flow_table *tbl,
       struct table_instance *ti,
       struct mask_array *ma,
       const struct sw_flow_key *key,
       u32 *n_mask_hit,
       u32 *n_cache_hit,
       u32 *index)
{
 struct mask_array_stats *stats = this_cpu_ptr(ma->masks_usage_stats);
 struct sw_flow *flow;
 struct sw_flow_mask *mask;
 int i;

 if (likely(*index < ma->max)) {
  mask = rcu_dereference_ovsl(ma->masks[*index]);
  if (mask) {
   flow = masked_flow_lookup(ti, key, mask, n_mask_hit);
   if (flow) {
    u64_stats_update_begin(&stats->syncp);
    stats->usage_cntrs[*index]++;
    u64_stats_update_end(&stats->syncp);
    (*n_cache_hit)++;
    return flow;
   }
  }
 }

 for (i = 0; i < ma->max; i++)  {

  if (i == *index)
   continue;

  mask = rcu_dereference_ovsl(ma->masks[i]);
  if (unlikely(!mask))
   break;

  flow = masked_flow_lookup(ti, key, mask, n_mask_hit);
  if (flow) { /* Found */
   *index = i;
   u64_stats_update_begin(&stats->syncp);
   stats->usage_cntrs[*index]++;
   u64_stats_update_end(&stats->syncp);
   return flow;
  }
 }

 return NULL;
}

/*
 * mask_cache maps flow to probable mask. This cache is not tightly
 * coupled cache, It means updates to  mask list can result in inconsistent
 * cache entry in mask cache.
 * This is per cpu cache and is divided in MC_HASH_SEGS segments.
 * In case of a hash collision the entry is hashed in next segment.
 * */
struct sw_flow *ovs_flow_tbl_lookup_stats(struct flow_table *tbl,
       const struct sw_flow_key *key,
       u32 skb_hash,
       u32 *n_mask_hit,
       u32 *n_cache_hit)
{
 struct mask_cache *mc = rcu_dereference(tbl->mask_cache);
 struct mask_array *ma = rcu_dereference(tbl->mask_array);
 struct table_instance *ti = rcu_dereference(tbl->ti);
 struct mask_cache_entry *entries, *ce;
 struct sw_flow *flow;
 u32 hash;
 int seg;

 *n_mask_hit = 0;
 *n_cache_hit = 0;
 if (unlikely(!skb_hash || mc->cache_size == 0)) {
  u32 mask_index = 0;
  u32 cache = 0;

  return flow_lookup(tbl, ti, ma, key, n_mask_hit, &cache,
       &mask_index);
 }

 /* Pre and post recirulation flows usually have the same skb_hash
 * value. To avoid hash collisions, rehash the 'skb_hash' with
 * 'recirc_id'.  */
 if (key->recirc_id)
  skb_hash = jhash_1word(skb_hash, key->recirc_id);

 ce = NULL;
 hash = skb_hash;
 entries = this_cpu_ptr(mc->mask_cache);

 /* Find the cache entry 'ce' to operate on. */
 for (seg = 0; seg < MC_HASH_SEGS; seg++) {
  int index = hash & (mc->cache_size - 1);
  struct mask_cache_entry *e;

  e = &entries[index];
  if (e->skb_hash == skb_hash) {
   flow = flow_lookup(tbl, ti, ma, key, n_mask_hit,
        n_cache_hit, &e->mask_index);
   if (!flow)
    e->skb_hash = 0;
   return flow;
  }

  if (!ce || e->skb_hash < ce->skb_hash)
   ce = e;  /* A better replacement cache candidate. */

  hash >>= MC_HASH_SHIFT;
 }

 /* Cache miss, do full lookup. */
 flow = flow_lookup(tbl, ti, ma, key, n_mask_hit, n_cache_hit,
      &ce->mask_index);
 if (flow)
  ce->skb_hash = skb_hash;

 *n_cache_hit = 0;
 return flow;
}

struct sw_flow *ovs_flow_tbl_lookup(struct flow_table *tbl,
        const struct sw_flow_key *key)
{
 struct table_instance *ti = rcu_dereference_ovsl(tbl->ti);
 struct mask_array *ma = rcu_dereference_ovsl(tbl->mask_array);
 u32 __always_unused n_mask_hit;
 u32 __always_unused n_cache_hit;
 struct sw_flow *flow;
 u32 index = 0;

 /* This function gets called trough the netlink interface and therefore
 * is preemptible. However, flow_lookup() function needs to be called
 * with BH disabled due to CPU specific variables.
 */
 local_bh_disable();
 flow = flow_lookup(tbl, ti, ma, key, &n_mask_hit, &n_cache_hit, &index);
 local_bh_enable();
 return flow;
}

struct sw_flow *ovs_flow_tbl_lookup_exact(struct flow_table *tbl,
       const struct sw_flow_match *match)
{
 struct mask_array *ma = ovsl_dereference(tbl->mask_array);
 int i;

 /* Always called under ovs-mutex. */
 for (i = 0; i < ma->max; i++) {
  struct table_instance *ti = rcu_dereference_ovsl(tbl->ti);
  u32 __always_unused n_mask_hit;
  struct sw_flow_mask *mask;
  struct sw_flow *flow;

  mask = ovsl_dereference(ma->masks[i]);
  if (!mask)
   continue;

  flow = masked_flow_lookup(ti, match->key, mask, &n_mask_hit);
  if (flow && ovs_identifier_is_key(&flow->id) &&
      ovs_flow_cmp_unmasked_key(flow, match)) {
   return flow;
  }
 }

 return NULL;
}

static u32 ufid_hash(const struct sw_flow_id *sfid)
{
 return jhash(sfid->ufid, sfid->ufid_len, 0);
}

static bool ovs_flow_cmp_ufid(const struct sw_flow *flow,
         const struct sw_flow_id *sfid)
{
 if (flow->id.ufid_len != sfid->ufid_len)
  return false;

 return !memcmp(flow->id.ufid, sfid->ufid, sfid->ufid_len);
}

bool ovs_flow_cmp(const struct sw_flow *flow,
    const struct sw_flow_match *match)
{
 if (ovs_identifier_is_ufid(&flow->id))
  return flow_cmp_masked_key(flow, match->key, &match->range);

 return ovs_flow_cmp_unmasked_key(flow, match);
}

struct sw_flow *ovs_flow_tbl_lookup_ufid(struct flow_table *tbl,
      const struct sw_flow_id *ufid)
{
 struct table_instance *ti = rcu_dereference_ovsl(tbl->ufid_ti);
 struct sw_flow *flow;
 struct hlist_head *head;
 u32 hash;

 hash = ufid_hash(ufid);
 head = find_bucket(ti, hash);
 hlist_for_each_entry_rcu(flow, head, ufid_table.node[ti->node_ver],
     lockdep_ovsl_is_held()) {
  if (flow->ufid_table.hash == hash &&
      ovs_flow_cmp_ufid(flow, ufid))
   return flow;
 }
 return NULL;
}

int ovs_flow_tbl_num_masks(const struct flow_table *table)
{
 struct mask_array *ma = rcu_dereference_ovsl(table->mask_array);
 return READ_ONCE(ma->count);
}

u32 ovs_flow_tbl_masks_cache_size(const struct flow_table *table)
{
 struct mask_cache *mc = rcu_dereference_ovsl(table->mask_cache);

 return READ_ONCE(mc->cache_size);
}

static struct table_instance *table_instance_expand(struct table_instance *ti,
          bool ufid)
{
 return table_instance_rehash(ti, ti->n_buckets * 2, ufid);
}

/* Must be called with OVS mutex held. */
void ovs_flow_tbl_remove(struct flow_table *table, struct sw_flow *flow)
{
 struct table_instance *ti = ovsl_dereference(table->ti);
 struct table_instance *ufid_ti = ovsl_dereference(table->ufid_ti);

 BUG_ON(table->count == 0);
 table_instance_flow_free(table, ti, ufid_ti, flow);
}

static struct sw_flow_mask *mask_alloc(void)
{
 struct sw_flow_mask *mask;

 mask = kmalloc(sizeof(*mask), GFP_KERNEL);
 if (mask)
  mask->ref_count = 1;

 return mask;
}

static bool mask_equal(const struct sw_flow_mask *a,
         const struct sw_flow_mask *b)
{
 const u8 *a_ = (const u8 *)&a->key + a->range.start;
 const u8 *b_ = (const u8 *)&b->key + b->range.start;

 return  (a->range.end == b->range.end)
  && (a->range.start == b->range.start)
  && (memcmp(a_, b_, range_n_bytes(&a->range)) == 0);
}

static struct sw_flow_mask *flow_mask_find(const struct flow_table *tbl,
        const struct sw_flow_mask *mask)
{
 struct mask_array *ma;
 int i;

 ma = ovsl_dereference(tbl->mask_array);
 for (i = 0; i < ma->max; i++) {
  struct sw_flow_mask *t;
  t = ovsl_dereference(ma->masks[i]);

  if (t && mask_equal(mask, t))
   return t;
 }

 return NULL;
}

/* Add 'mask' into the mask list, if it is not already there. */
static int flow_mask_insert(struct flow_table *tbl, struct sw_flow *flow,
       const struct sw_flow_mask *new)
{
 struct sw_flow_mask *mask;

 mask = flow_mask_find(tbl, new);
 if (!mask) {
  /* Allocate a new mask if none exists. */
  mask = mask_alloc();
  if (!mask)
   return -ENOMEM;
  mask->key = new->key;
  mask->range = new->range;

  /* Add mask to mask-list. */
  if (tbl_mask_array_add_mask(tbl, mask)) {
   kfree(mask);
   return -ENOMEM;
  }
 } else {
  BUG_ON(!mask->ref_count);
  mask->ref_count++;
 }

 flow->mask = mask;
 return 0;
}

/* Must be called with OVS mutex held. */
static void flow_key_insert(struct flow_table *table, struct sw_flow *flow)
{
 struct table_instance *new_ti = NULL;
 struct table_instance *ti;

 flow->flow_table.hash = flow_hash(&flow->key, &flow->mask->range);
 ti = ovsl_dereference(table->ti);
 table_instance_insert(ti, flow);
 table->count++;

 /* Expand table, if necessary, to make room. */
 if (table->count > ti->n_buckets)
  new_ti = table_instance_expand(ti, false);
 else if (time_after(jiffies, table->last_rehash + REHASH_INTERVAL))
  new_ti = table_instance_rehash(ti, ti->n_buckets, false);

 if (new_ti) {
  rcu_assign_pointer(table->ti, new_ti);
  call_rcu(&ti->rcu, flow_tbl_destroy_rcu_cb);
  table->last_rehash = jiffies;
 }
}

/* Must be called with OVS mutex held. */
static void flow_ufid_insert(struct flow_table *table, struct sw_flow *flow)
{
 struct table_instance *ti;

 flow->ufid_table.hash = ufid_hash(&flow->id);
 ti = ovsl_dereference(table->ufid_ti);
 ufid_table_instance_insert(ti, flow);
 table->ufid_count++;

 /* Expand table, if necessary, to make room. */
 if (table->ufid_count > ti->n_buckets) {
  struct table_instance *new_ti;

  new_ti = table_instance_expand(ti, true);
  if (new_ti) {
   rcu_assign_pointer(table->ufid_ti, new_ti);
   call_rcu(&ti->rcu, flow_tbl_destroy_rcu_cb);
  }
 }
}

/* Must be called with OVS mutex held. */
int ovs_flow_tbl_insert(struct flow_table *table, struct sw_flow *flow,
   const struct sw_flow_mask *mask)
{
 int err;

 err = flow_mask_insert(table, flow, mask);
 if (err)
  return err;
 flow_key_insert(table, flow);
 if (ovs_identifier_is_ufid(&flow->id))
  flow_ufid_insert(table, flow);

 return 0;
}

static int compare_mask_and_count(const void *a, const void *b)
{
 const struct mask_count *mc_a = a;
 const struct mask_count *mc_b = b;

 return (s64)mc_b->counter - (s64)mc_a->counter;
}

/* Must be called with OVS mutex held. */
void ovs_flow_masks_rebalance(struct flow_table *table)
{
 struct mask_array *ma = rcu_dereference_ovsl(table->mask_array);
 struct mask_count *masks_and_count;
 struct mask_array *new;
 int masks_entries = 0;
 int i;

 /* Build array of all current entries with use counters. */
 masks_and_count = kmalloc_array(ma->max, sizeof(*masks_and_count),
     GFP_KERNEL);
 if (!masks_and_count)
  return;

 for (i = 0; i < ma->max; i++) {
  struct sw_flow_mask *mask;
  int cpu;

  mask = rcu_dereference_ovsl(ma->masks[i]);
  if (unlikely(!mask))
   break;

  masks_and_count[i].index = i;
  masks_and_count[i].counter = 0;

  for_each_possible_cpu(cpu) {
   struct mask_array_stats *stats;
   unsigned int start;
   u64 counter;

   stats = per_cpu_ptr(ma->masks_usage_stats, cpu);
   do {
    start = u64_stats_fetch_begin(&stats->syncp);
    counter = stats->usage_cntrs[i];
   } while (u64_stats_fetch_retry(&stats->syncp, start));

   masks_and_count[i].counter += counter;
  }

  /* Subtract the zero count value. */
  masks_and_count[i].counter -= ma->masks_usage_zero_cntr[i];

  /* Rather than calling tbl_mask_array_reset_counters()
 * below when no change is needed, do it inline here.
 */
  ma->masks_usage_zero_cntr[i] += masks_and_count[i].counter;
 }

 if (i == 0)
  goto free_mask_entries;

 /* Sort the entries */
 masks_entries = i;
 sort(masks_and_count, masks_entries, sizeof(*masks_and_count),
      compare_mask_and_count, NULL);

 /* If the order is the same, nothing to do... */
 for (i = 0; i < masks_entries; i++) {
  if (i != masks_and_count[i].index)
   break;
 }
 if (i == masks_entries)
  goto free_mask_entries;

 /* Rebuilt the new list in order of usage. */
 new = tbl_mask_array_alloc(ma->max);
 if (!new)
  goto free_mask_entries;

 for (i = 0; i < masks_entries; i++) {
  int index = masks_and_count[i].index;

  if (ovsl_dereference(ma->masks[index]))
   new->masks[new->count++] = ma->masks[index];
 }

 rcu_assign_pointer(table->mask_array, new);
 call_rcu(&ma->rcu, mask_array_rcu_cb);

free_mask_entries:
 kfree(masks_and_count);
}

/* Initializes the flow module.
 * Returns zero if successful or a negative error code. */
int ovs_flow_init(void)
{
 BUILD_BUG_ON(__alignof__(struct sw_flow_key) % __alignof__(long));
 BUILD_BUG_ON(sizeof(struct sw_flow_key) % sizeof(long));

 flow_cache = kmem_cache_create("sw_flow", sizeof(struct sw_flow)
           + (nr_cpu_ids
       * sizeof(struct sw_flow_stats *))
           + cpumask_size(),
           0, 0, NULL);
 if (flow_cache == NULL)
  return -ENOMEM;

 flow_stats_cache
  = kmem_cache_create("sw_flow_stats", sizeof(struct sw_flow_stats),
        0, SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);
 if (flow_stats_cache == NULL) {
  kmem_cache_destroy(flow_cache);
  flow_cache = NULL;
  return -ENOMEM;
 }

 return 0;
}

/* Uninitializes the flow module. */
void ovs_flow_exit(void)
{
 kmem_cache_destroy(flow_stats_cache);
 kmem_cache_destroy(flow_cache);
}