343c334b6013dc9704a7e5b703384c57df814b09
[openvswitch] / lib / bond.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
17 #include <config.h>
18
19 #include "bond.h"
20
21 #include <limits.h>
22 #include <stdint.h>
23 #include <stdlib.h>
24
25 #include "coverage.h"
26 #include "dynamic-string.h"
27 #include "flow.h"
28 #include "hmap.h"
29 #include "lacp.h"
30 #include "list.h"
31 #include "netdev.h"
32 #include "odp-util.h"
33 #include "ofpbuf.h"
34 #include "packets.h"
35 #include "poll-loop.h"
36 #include "tag.h"
37 #include "timeval.h"
38 #include "unixctl.h"
39 #include "vlog.h"
40
41 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(bond);
42
43 COVERAGE_DEFINE(bond_process_lacp);
44
45 /* Bit-mask for hashing a flow down to a bucket.
46  * There are (BOND_MASK + 1) buckets. */
47 #define BOND_MASK 0xff
48
49 /* A hash bucket for mapping a flow to a slave.
50  * "struct bond" has an array of (BOND_MASK + 1) of these. */
51 struct bond_entry {
52     struct bond_slave *slave;   /* Assigned slave, NULL if unassigned. */
53     uint64_t tx_bytes;          /* Count of bytes recently transmitted. */
54     tag_type tag;               /* Tag for entry<->slave association. */
55     struct list list_node;      /* In bond_slave's 'entries' list. */
56 };
57
58 /* A bond slave, that is, one of the links comprising a bond. */
59 struct bond_slave {
60     struct hmap_node hmap_node; /* In struct bond's slaves hmap. */
61     struct bond *bond;          /* The bond that contains this slave. */
62     void *aux;                  /* Client-provided handle for this slave. */
63
64     struct netdev *netdev;      /* Network device, owned by the client. */
65     char *name;                 /* Name (a copy of netdev_get_name(netdev)). */
66
67     /* Link status. */
68     long long delay_expires;    /* Time after which 'enabled' may change. */
69     bool up;                    /* Last link status read from netdev. */
70     bool enabled;               /* May be chosen for flows? */
71     tag_type tag;               /* Tag associated with this slave. */
72
73     /* Rebalancing info.  Used only by bond_rebalance(). */
74     struct list bal_node;       /* In bond_rebalance()'s 'bals' list. */
75     struct list entries;        /* 'struct bond_entry's assigned here. */
76     uint64_t tx_bytes;          /* Sum across 'tx_bytes' of entries. */
77 };
78
79 /* A bond, that is, a set of network devices grouped to improve performance or
80  * robustness.  */
81 struct bond {
82     struct hmap_node hmap_node; /* In 'all_bonds' hmap. */
83     char *name;                 /* Name provided by client. */
84
85     /* Slaves. */
86     struct hmap slaves;
87
88     /* Bonding info. */
89     enum bond_mode balance;     /* Balancing mode, one of BM_*. */
90     struct bond_slave *active_slave;
91     tag_type no_slaves_tag;     /* Tag for flows when all slaves disabled. */
92     int updelay, downdelay;     /* Delay before slave goes up/down, in ms. */
93
94     /* SLB specific bonding info. */
95     struct bond_entry *hash;     /* An array of (BOND_MASK + 1) elements. */
96     int rebalance_interval;      /* Interval between rebalances, in ms. */
97     long long int next_rebalance; /* Next rebalancing time. */
98     bool send_learning_packets;
99
100     /* LACP. */
101     struct lacp *lacp;          /* LACP object. NULL if LACP is disabled. */
102
103     /* Monitoring. */
104     enum bond_detect_mode detect;     /* Link status mode, one of BLSM_*. */
105     struct netdev_monitor *monitor;   /* detect == BLSM_CARRIER only. */
106     long long int miimon_interval;    /* Miimon status refresh interval. */
107     long long int miimon_next_update; /* Time of next miimon update. */
108
109     /* Legacy compatibility. */
110     long long int next_fake_iface_update; /* LLONG_MAX if disabled. */
111
112     /* Tag set saved for next bond_run().  This tag set is a kluge for cases
113      * where we can't otherwise provide revalidation feedback to the client.
114      * That's only unixctl commands now; I hope no other cases will arise. */
115     struct tag_set unixctl_tags;
116 };
117
118 static struct hmap all_bonds = HMAP_INITIALIZER(&all_bonds);
119
120 static struct bond_slave *bond_slave_lookup(struct bond *, const void *slave_);
121 static bool bond_is_link_up(struct bond *, struct netdev *);
122 static void bond_enable_slave(struct bond_slave *, bool enable,
123                               struct tag_set *);
124 static void bond_link_status_update(struct bond_slave *, struct tag_set *);
125 static void bond_choose_active_slave(struct bond *, struct tag_set *);
126 static bool bond_is_tcp_hash(const struct bond *);
127 static unsigned int bond_hash_src(const uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN],
128                                   uint16_t vlan);
129 static unsigned int bond_hash_tcp(const struct flow *, uint16_t vlan);
130 static struct bond_entry *lookup_bond_entry(const struct bond *,
131                                             const struct flow *,
132                                             uint16_t vlan);
133 static tag_type bond_get_active_slave_tag(const struct bond *);
134 static struct bond_slave *choose_output_slave(const struct bond *,
135                                               const struct flow *,
136                                               uint16_t vlan);
137 static void bond_update_fake_slave_stats(struct bond *);
138
139 /* Attempts to parse 's' as the name of a bond balancing mode.  If successful,
140  * stores the mode in '*balance' and returns true.  Otherwise returns false
141  * without modifying '*balance'. */
142 bool
143 bond_mode_from_string(enum bond_mode *balance, const char *s)
144 {
145     if (!strcmp(s, bond_mode_to_string(BM_TCP))) {
146         *balance = BM_TCP;
147     } else if (!strcmp(s, bond_mode_to_string(BM_SLB))) {
148         *balance = BM_SLB;
149     } else if (!strcmp(s, bond_mode_to_string(BM_AB))) {
150         *balance = BM_AB;
151     } else {
152         return false;
153     }
154     return true;
155 }
156
157 /* Returns a string representing 'balance'. */
158 const char *
159 bond_mode_to_string(enum bond_mode balance) {
160     switch (balance) {
161     case BM_TCP:
162         return "balance-tcp";
163     case BM_SLB:
164         return "balance-slb";
165     case BM_AB:
166         return "active-backup";
167     }
168     NOT_REACHED();
169 }
170
171 /* Attempts to parse 's' as the name of a bond link status detection mode.  If
172  * successful, stores the mode in '*detect' and returns true.  Otherwise
173  * returns false without modifying '*detect'. */
174 bool
175 bond_detect_mode_from_string(enum bond_detect_mode *detect, const char *s)
176 {
177     if (!strcmp(s, bond_detect_mode_to_string(BLSM_CARRIER))) {
178         *detect = BLSM_CARRIER;
179     } else if (!strcmp(s, bond_detect_mode_to_string(BLSM_MIIMON))) {
180         *detect = BLSM_MIIMON;
181     } else {
182         return false;
183     }
184     return true;
185 }
186
187 /* Returns a string representing 'detect'. */
188 const char *
189 bond_detect_mode_to_string(enum bond_detect_mode detect)
190 {
191     switch (detect) {
192     case BLSM_CARRIER:
193         return "carrier";
194     case BLSM_MIIMON:
195         return "miimon";
196     }
197     NOT_REACHED();
198 }
199 \f
200 /* Creates and returns a new bond whose configuration is initially taken from
201  * 's'.
202  *
203  * The caller should register each slave on the new bond by calling
204  * bond_slave_register().  */
205 struct bond *
206 bond_create(const struct bond_settings *s)
207 {
208     struct bond *bond;
209
210     bond = xzalloc(sizeof *bond);
211     hmap_init(&bond->slaves);
212     bond->no_slaves_tag = tag_create_random();
213     bond->miimon_next_update = LLONG_MAX;
214     bond->next_fake_iface_update = LLONG_MAX;
215
216     bond_reconfigure(bond, s);
217
218     tag_set_init(&bond->unixctl_tags);
219
220     return bond;
221 }
222
223 /* Frees 'bond'. */
224 void
225 bond_destroy(struct bond *bond)
226 {
227     struct bond_slave *slave, *next_slave;
228
229     if (!bond) {
230         return;
231     }
232
233     hmap_remove(&all_bonds, &bond->hmap_node);
234
235     HMAP_FOR_EACH_SAFE (slave, next_slave, hmap_node, &bond->slaves) {
236         hmap_remove(&bond->slaves, &slave->hmap_node);
237         /* Client owns 'slave->netdev'. */
238         free(slave->name);
239         free(slave);
240     }
241     hmap_destroy(&bond->slaves);
242
243     free(bond->hash);
244
245     lacp_destroy(bond->lacp);
246
247     netdev_monitor_destroy(bond->monitor);
248
249     free(bond->name);
250     free(bond);
251 }
252
253 /* Updates 'bond''s overall configuration to 's'.
254  *
255  * The caller should register each slave on 'bond' by calling
256  * bond_slave_register().  This is optional if none of the slaves'
257  * configuration has changed, except that it is mandatory if 's' enables LACP
258  * and 'bond' previously didn't have LACP enabled.  In any case it can't
259  * hurt.
260  *
261  * Returns true if the configuration has changed in such a way that requires
262  * flow revalidation.
263  * */
264 bool
265 bond_reconfigure(struct bond *bond, const struct bond_settings *s)
266 {
267     bool revalidate = false;
268
269     if (!bond->name || strcmp(bond->name, s->name)) {
270         if (bond->name) {
271             hmap_remove(&all_bonds, &bond->hmap_node);
272             free(bond->name);
273         }
274         bond->name = xstrdup(s->name);
275         hmap_insert(&all_bonds, &bond->hmap_node, hash_string(bond->name, 0));
276     }
277
278     bond->detect = s->detect;
279     bond->miimon_interval = s->miimon_interval;
280     bond->updelay = s->up_delay;
281     bond->downdelay = s->down_delay;
282     bond->rebalance_interval = s->rebalance_interval;
283
284     if (bond->balance != s->balance) {
285         bond->balance = s->balance;
286         revalidate = true;
287     }
288
289     if (bond->balance != BM_AB) {
290         if (!bond->hash) {
291             bond->hash = xcalloc(BOND_MASK + 1, sizeof *bond->hash);
292             bond->next_rebalance = time_msec() + bond->rebalance_interval;
293         }
294     } else {
295         if (bond->hash) {
296             free(bond->hash);
297             bond->hash = NULL;
298         }
299     }
300
301     if (bond->detect == BLSM_CARRIER) {
302         struct bond_slave *slave;
303
304         if (!bond->monitor) {
305             bond->monitor = netdev_monitor_create();
306         }
307
308         HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
309             netdev_monitor_add(bond->monitor, slave->netdev);
310         }
311     } else {
312         netdev_monitor_destroy(bond->monitor);
313         bond->monitor = NULL;
314
315         if (bond->miimon_next_update == LLONG_MAX) {
316             bond->miimon_next_update = time_msec() + bond->miimon_interval;
317         }
318     }
319
320     if (s->lacp) {
321         if (!bond->lacp) {
322             bond->lacp = lacp_create();
323         }
324         lacp_configure(bond->lacp, s->lacp);
325     } else {
326         lacp_destroy(bond->lacp);
327         bond->lacp = NULL;
328     }
329
330     if (s->fake_iface) {
331         if (bond->next_fake_iface_update == LLONG_MAX) {
332             bond->next_fake_iface_update = time_msec();
333         }
334     } else {
335         bond->next_fake_iface_update = LLONG_MAX;
336     }
337
338     return revalidate;
339 }
340
341 /* Registers 'slave_' as a slave of 'bond'.  The 'slave_' pointer is an
342  * arbitrary client-provided pointer that uniquely identifies a slave within a
343  * bond.  If 'slave_' already exists within 'bond' then this function
344  * reconfigures the existing slave.
345  *
346  * 'netdev' must be the network device that 'slave_' represents.  It is owned
347  * by the client, so the client must not close it before either unregistering
348  * 'slave_' or destroying 'bond'.
349  *
350  * If 'bond' has a LACP configuration then 'lacp_settings' must point to LACP
351  * settings for 'slave_'; otherwise 'lacp_settings' is ignored.
352  */
353 void
354 bond_slave_register(struct bond *bond, void *slave_, struct netdev *netdev,
355                     const struct lacp_slave_settings *lacp_settings)
356 {
357     struct bond_slave *slave = bond_slave_lookup(bond, slave_);
358
359     if (!slave) {
360         slave = xzalloc(sizeof *slave);
361
362         hmap_insert(&bond->slaves, &slave->hmap_node, hash_pointer(slave_, 0));
363         slave->bond = bond;
364         slave->aux = slave_;
365         slave->delay_expires = LLONG_MAX;
366         slave->up = bond_is_link_up(bond, netdev);
367         slave->enabled = slave->up;
368     }
369
370     slave->netdev = netdev;
371     free(slave->name);
372     slave->name = xstrdup(netdev_get_name(netdev));
373
374     if (bond->lacp) {
375         assert(lacp_settings != NULL);
376         lacp_slave_register(bond->lacp, slave, lacp_settings);
377     }
378 }
379
380 /* Unregisters 'slave_' from 'bond'.  If 'bond' does not contain such a slave
381  * then this function has no effect.
382  *
383  * Unregistering a slave invalidates all flows. */
384 void
385 bond_slave_unregister(struct bond *bond, const void *slave_)
386 {
387     struct bond_slave *slave = bond_slave_lookup(bond, slave_);
388     bool del_active;
389
390     if (!slave) {
391         return;
392     }
393
394     del_active = bond->active_slave == slave;
395     if (bond->hash) {
396         struct bond_entry *e;
397         for (e = bond->hash; e <= &bond->hash[BOND_MASK]; e++) {
398             if (e->slave == slave) {
399                 e->slave = NULL;
400             }
401         }
402     }
403
404     free(slave->name);
405
406     hmap_remove(&bond->slaves, &slave->hmap_node);
407     /* Client owns 'slave->netdev'. */
408     free(slave);
409
410     if (del_active) {
411         struct tag_set tags;
412
413         tag_set_init(&tags);
414         bond_choose_active_slave(bond, &tags);
415         bond->send_learning_packets = true;
416     }
417 }
418
419 /* Callback for lacp_run(). */
420 static void
421 bond_send_pdu_cb(void *slave_, const struct lacp_pdu *pdu)
422 {
423     static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 10);
424     struct bond_slave *slave = slave_;
425     uint8_t ea[ETH_ADDR_LEN];
426     int error;
427
428     error = netdev_get_etheraddr(slave->netdev, ea);
429     if (!error) {
430         struct lacp_pdu *packet_pdu;
431         struct ofpbuf packet;
432
433         ofpbuf_init(&packet, 0);
434         packet_pdu = eth_compose(&packet, eth_addr_lacp, ea, ETH_TYPE_LACP,
435                                  sizeof *packet_pdu);
436         *packet_pdu = *pdu;
437         error = netdev_send(slave->netdev, &packet);
438         if (error) {
439             VLOG_WARN_RL(&rl, "bond %s: sending LACP PDU on slave %s failed "
440                          "(%s)",
441                          slave->bond->name, slave->name, strerror(error));
442         }
443         ofpbuf_uninit(&packet);
444     } else {
445         VLOG_ERR_RL(&rl, "bond %s: cannot obtain Ethernet address of slave "
446                     "%s (%s)",
447                     slave->bond->name, slave->name, strerror(error));
448     }
449 }
450
451 /* Performs periodic maintenance on 'bond'.  The caller must provide 'tags' to
452  * allow tagged flows to be invalidated.
453  *
454  * The caller should check bond_should_send_learning_packets() afterward. */
455 void
456 bond_run(struct bond *bond, struct tag_set *tags)
457 {
458     struct bond_slave *slave;
459     bool is_tcp_hash = bond_is_tcp_hash(bond);
460
461     /* Update link status. */
462     if (bond->detect == BLSM_CARRIER
463         || time_msec() >= bond->miimon_next_update)
464     {
465         HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
466             slave->up = bond_is_link_up(bond, slave->netdev);
467         }
468         bond->miimon_next_update = time_msec() + bond->miimon_interval;
469     }
470
471     /* Update LACP. */
472     if (bond->lacp) {
473         HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
474             lacp_slave_enable(bond->lacp, slave, slave->enabled);
475         }
476
477         lacp_run(bond->lacp, bond_send_pdu_cb);
478     }
479
480     /* Enable slaves based on link status and LACP feedback. */
481     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
482         bond_link_status_update(slave, tags);
483     }
484     if (!bond->active_slave || !bond->active_slave->enabled) {
485         bond_choose_active_slave(bond, tags);
486     }
487
488     /* Update fake bond interface stats. */
489     if (time_msec() >= bond->next_fake_iface_update) {
490         bond_update_fake_slave_stats(bond);
491         bond->next_fake_iface_update = time_msec() + 1000;
492     }
493
494     if (is_tcp_hash != bond_is_tcp_hash(bond)) {
495         struct bond_slave *slave;
496
497         HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
498             tag_set_add(tags, slave->tag);
499         }
500     }
501
502     /* Invalidate any tags required by  */
503     tag_set_union(tags, &bond->unixctl_tags);
504     tag_set_init(&bond->unixctl_tags);
505 }
506
507 /* Causes poll_block() to wake up when 'bond' needs something to be done. */
508 void
509 bond_wait(struct bond *bond)
510 {
511     struct bond_slave *slave;
512
513     if (bond->detect == BLSM_CARRIER) {
514         netdev_monitor_poll_wait(bond->monitor);
515     } else {
516         poll_timer_wait_until(bond->miimon_next_update);
517     }
518
519     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
520         if (slave->delay_expires != LLONG_MAX) {
521             poll_timer_wait_until(slave->delay_expires);
522         }
523     }
524
525     if (bond->next_fake_iface_update != LLONG_MAX) {
526         poll_timer_wait_until(bond->next_fake_iface_update);
527     }
528
529     /* Ensure that any saved tags get revalidated right away. */
530     if (!tag_set_is_empty(&bond->unixctl_tags)) {
531         poll_immediate_wake();
532     }
533
534     /* We don't wait for bond->next_rebalance because rebalancing can only run
535      * at a flow account checkpoint.  ofproto does checkpointing on its own
536      * schedule and bond_rebalance() gets called afterward, so we'd just be
537      * waking up for no purpose. */
538 }
539 \f
540 /* MAC learning table interaction. */
541
542 static bool
543 may_send_learning_packets(const struct bond *bond)
544 {
545     return !lacp_negotiated(bond->lacp) && bond->balance != BM_AB;
546 }
547
548 /* Returns true if 'bond' needs the client to send out packets to assist with
549  * MAC learning on 'bond'.  If this function returns true, then the client
550  * should iterate through its MAC learning table for the bridge on which 'bond'
551  * is located.  For each MAC that has been learned on a port other than 'bond',
552  * it should call bond_send_learning_packet().
553  *
554  * This function will only return true if 'bond' is in SLB mode and LACP is not
555  * negotiated.  Otherwise sending learning packets isn't necessary.
556  *
557  * Calling this function resets the state that it checks. */
558 bool
559 bond_should_send_learning_packets(struct bond *bond)
560 {
561     bool send = bond->send_learning_packets && may_send_learning_packets(bond);
562     bond->send_learning_packets = false;
563     return send;
564 }
565
566 /* Sends a gratuitous learning packet on 'bond' from 'eth_src' on 'vlan'.
567  *
568  * See bond_should_send_learning_packets() for description of usage. */
569 int
570 bond_send_learning_packet(struct bond *bond,
571                           const uint8_t eth_src[ETH_ADDR_LEN],
572                           uint16_t vlan)
573 {
574     struct bond_slave *slave;
575     struct ofpbuf packet;
576     struct flow flow;
577     int error;
578
579     assert(may_send_learning_packets(bond));
580     if (!bond->active_slave) {
581         /* Nowhere to send the learning packet. */
582         return 0;
583     }
584
585     memset(&flow, 0, sizeof flow);
586     memcpy(flow.dl_src, eth_src, ETH_ADDR_LEN);
587     slave = choose_output_slave(bond, &flow, vlan);
588
589     ofpbuf_init(&packet, 0);
590     compose_benign_packet(&packet, "Open vSwitch Bond Failover", 0xf177,
591                           eth_src);
592     if (vlan) {
593         eth_set_vlan_tci(&packet, htons(vlan));
594     }
595     error = netdev_send(slave->netdev, &packet);
596     ofpbuf_uninit(&packet);
597
598     return error;
599 }
600 \f
601 /* Checks whether a packet that arrived on 'slave_' within 'bond', with an
602  * Ethernet destination address of 'eth_dst', should be admitted.
603  *
604  * The return value is one of the following:
605  *
606  *    - BV_ACCEPT: Admit the packet.
607  *
608  *    - BV_DROP: Drop the packet.
609  *
610  *    - BV_DROP_IF_MOVED: Consult the MAC learning table for the packet's
611  *      Ethernet source address and VLAN.  If there is none, or if the packet
612  *      is on the learned port, then admit the packet.  If a different port has
613  *      been learned, however, drop the packet (and do not use it for MAC
614  *      learning).
615  */
616 enum bond_verdict
617 bond_check_admissibility(struct bond *bond, const void *slave_,
618                          const uint8_t eth_dst[ETH_ADDR_LEN], tag_type *tags)
619 {
620     /* Admit all packets if LACP has been negotiated, because that means that
621      * the remote switch is aware of the bond and will "do the right thing". */
622     if (lacp_negotiated(bond->lacp)) {
623         return BV_ACCEPT;
624     }
625
626     /* Drop all multicast packets on inactive slaves. */
627     if (eth_addr_is_multicast(eth_dst)) {
628         *tags |= bond_get_active_slave_tag(bond);
629         if (bond->active_slave != bond_slave_lookup(bond, slave_)) {
630             return BV_DROP;
631         }
632     }
633
634     /* Drop all packets for which we have learned a different input port,
635      * because we probably sent the packet on one slave and got it back on the
636      * other.  Gratuitous ARP packets are an exception to this rule: the host
637      * has moved to another switch.  The exception to the exception is if we
638      * locked the learning table to avoid reflections on bond slaves. */
639     return BV_DROP_IF_MOVED;
640 }
641
642 /* Returns the slave (registered on 'bond' by bond_slave_register()) to which
643  * a packet with the given 'flow' and 'vlan' should be forwarded.  Returns
644  * NULL if the packet should be dropped because no slaves are enabled.
645  *
646  * 'vlan' is not necessarily the same as 'flow->vlan_tci'.  First, 'vlan'
647  * should be a VID only (i.e. excluding the PCP bits).  Second,
648  * 'flow->vlan_tci' is the VLAN TCI that appeared on the packet (so it will be
649  * nonzero only for trunk ports), whereas 'vlan' is the logical VLAN that the
650  * packet belongs to (so for an access port it will be the access port's VLAN).
651  *
652  * Adds a tag to '*tags' that associates the flow with the returned slave.
653  */
654 void *
655 bond_choose_output_slave(struct bond *bond, const struct flow *flow,
656                          uint16_t vlan, tag_type *tags)
657 {
658     struct bond_slave *slave = choose_output_slave(bond, flow, vlan);
659     if (slave) {
660         *tags |= slave->tag;
661         return slave->aux;
662     } else {
663         *tags |= bond->no_slaves_tag;
664         return NULL;
665     }
666 }
667
668 /* Processes LACP packet 'packet', which was received on 'slave_' within
669  * 'bond'.
670  *
671  * The client should use this function to pass along LACP messages received on
672  * any of 'bond''s slaves. */
673 void
674 bond_process_lacp(struct bond *bond, void *slave_, const struct ofpbuf *packet)
675 {
676     if (bond->lacp) {
677         struct bond_slave *slave = bond_slave_lookup(bond, slave_);
678         const struct lacp_pdu *pdu = parse_lacp_packet(packet);
679         if (slave && pdu) {
680             COVERAGE_INC(bond_process_lacp);
681             lacp_process_pdu(bond->lacp, slave, pdu);
682         }
683     }
684 }
685 \f
686 /* Rebalancing. */
687
688 /* Notifies 'bond' that 'n_bytes' bytes were sent in 'flow' within 'vlan'. */
689 void
690 bond_account(struct bond *bond, const struct flow *flow, uint16_t vlan,
691              uint64_t n_bytes)
692 {
693     switch (bond->balance) {
694     case BM_AB:
695         /* Nothing to do. */
696         break;
697
698     case BM_SLB:
699     case BM_TCP:
700         lookup_bond_entry(bond, flow, vlan)->tx_bytes += n_bytes;
701         break;
702
703     default:
704         NOT_REACHED();
705     }
706 }
707
708 static struct bond_slave *
709 bond_slave_from_bal_node(struct list *bal)
710 {
711     return CONTAINER_OF(bal, struct bond_slave, bal_node);
712 }
713
714 static void
715 log_bals(struct bond *bond, const struct list *bals)
716 {
717     if (VLOG_IS_DBG_ENABLED()) {
718         struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
719         const struct bond_slave *slave;
720
721         LIST_FOR_EACH (slave, bal_node, bals) {
722             if (ds.length) {
723                 ds_put_char(&ds, ',');
724             }
725             ds_put_format(&ds, " %s %"PRIu64"kB",
726                           slave->name, slave->tx_bytes / 1024);
727
728             if (!slave->enabled) {
729                 ds_put_cstr(&ds, " (disabled)");
730             }
731             if (!list_is_empty(&slave->entries)) {
732                 struct bond_entry *e;
733
734                 ds_put_cstr(&ds, " (");
735                 LIST_FOR_EACH (e, list_node, &slave->entries) {
736                     if (&e->list_node != list_front(&slave->entries)) {
737                         ds_put_cstr(&ds, " + ");
738                     }
739                     ds_put_format(&ds, "h%td: %"PRIu64"kB",
740                                   e - bond->hash, e->tx_bytes / 1024);
741                 }
742                 ds_put_cstr(&ds, ")");
743             }
744         }
745         VLOG_DBG("bond %s:%s", bond->name, ds_cstr(&ds));
746         ds_destroy(&ds);
747     }
748 }
749
750 /* Shifts 'hash' from its current slave to 'to'. */
751 static void
752 bond_shift_load(struct bond_entry *hash, struct bond_slave *to,
753                 struct tag_set *set)
754 {
755     struct bond_slave *from = hash->slave;
756     struct bond *bond = from->bond;
757     uint64_t delta = hash->tx_bytes;
758
759     VLOG_INFO("bond %s: shift %"PRIu64"kB of load (with hash %td) "
760               "from %s to %s (now carrying %"PRIu64"kB and "
761               "%"PRIu64"kB load, respectively)",
762               bond->name, delta / 1024, hash - bond->hash,
763               from->name, to->name,
764               (from->tx_bytes - delta) / 1024,
765               (to->tx_bytes + delta) / 1024);
766
767     /* Shift load away from 'from' to 'to'. */
768     from->tx_bytes -= delta;
769     to->tx_bytes += delta;
770
771     /* Arrange for flows to be revalidated. */
772     tag_set_add(set, hash->tag);
773     hash->slave = to;
774     hash->tag = tag_create_random();
775 }
776
777 /* Pick and returns a bond_entry to migrate to 'to' (the least-loaded slave),
778  * given that doing so must decrease the ratio of the load on the two slaves by
779  * at least 0.1.  Returns NULL if there is no appropriate entry.
780  *
781  * The list of entries isn't sorted.  I don't know of a reason to prefer to
782  * shift away small hashes or large hashes. */
783 static struct bond_entry *
784 choose_entry_to_migrate(const struct bond_slave *from, uint64_t to_tx_bytes)
785 {
786     struct bond_entry *e;
787
788     if (list_is_short(&from->entries)) {
789         /* 'from' carries no more than one MAC hash, so shifting load away from
790          * it would be pointless. */
791         return NULL;
792     }
793
794     LIST_FOR_EACH (e, list_node, &from->entries) {
795         double old_ratio, new_ratio;
796         uint64_t delta;
797
798         if (to_tx_bytes == 0) {
799             /* Nothing on the new slave, move it. */
800             return e;
801         }
802
803         delta = e->tx_bytes;
804         old_ratio = (double)from->tx_bytes / to_tx_bytes;
805         new_ratio = (double)(from->tx_bytes - delta) / (to_tx_bytes + delta);
806         if (old_ratio - new_ratio > 0.1) {
807             /* Would decrease the ratio, move it. */
808             return e;
809         }
810     }
811
812     return NULL;
813 }
814
815 /* Inserts 'slave' into 'bals' so that descending order of 'tx_bytes' is
816  * maintained. */
817 static void
818 insert_bal(struct list *bals, struct bond_slave *slave)
819 {
820     struct bond_slave *pos;
821
822     LIST_FOR_EACH (pos, bal_node, bals) {
823         if (slave->tx_bytes > pos->tx_bytes) {
824             break;
825         }
826     }
827     list_insert(&pos->bal_node, &slave->bal_node);
828 }
829
830 /* Removes 'slave' from its current list and then inserts it into 'bals' so
831  * that descending order of 'tx_bytes' is maintained. */
832 static void
833 reinsert_bal(struct list *bals, struct bond_slave *slave)
834 {
835     list_remove(&slave->bal_node);
836     insert_bal(bals, slave);
837 }
838
839 /* If 'bond' needs rebalancing, does so.
840  *
841  * The caller should have called bond_account() for each active flow, to ensure
842  * that flow data is consistently accounted at this point. */
843 void
844 bond_rebalance(struct bond *bond, struct tag_set *tags)
845 {
846     struct bond_slave *slave;
847     struct bond_entry *e;
848     struct list bals;
849
850     if (bond->balance == BM_AB || time_msec() < bond->next_rebalance) {
851         return;
852     }
853     bond->next_rebalance = time_msec() + bond->rebalance_interval;
854
855     /* Add each bond_entry to its slave's 'entries' list.
856      * Compute each slave's tx_bytes as the sum of its entries' tx_bytes. */
857     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
858         slave->tx_bytes = 0;
859         list_init(&slave->entries);
860     }
861     for (e = &bond->hash[0]; e <= &bond->hash[BOND_MASK]; e++) {
862         if (e->slave && e->tx_bytes) {
863             e->slave->tx_bytes += e->tx_bytes;
864             list_push_back(&e->slave->entries, &e->list_node);
865         }
866     }
867
868     /* Add enabled slaves to 'bals' in descending order of tx_bytes.
869      *
870      * XXX This is O(n**2) in the number of slaves but it could be O(n lg n)
871      * with a proper list sort algorithm. */
872     list_init(&bals);
873     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
874         if (slave->enabled) {
875             insert_bal(&bals, slave);
876         }
877     }
878     log_bals(bond, &bals);
879
880     /* Shift load from the most-loaded slaves to the least-loaded slaves. */
881     while (!list_is_short(&bals)) {
882         struct bond_slave *from = bond_slave_from_bal_node(list_front(&bals));
883         struct bond_slave *to = bond_slave_from_bal_node(list_back(&bals));
884         uint64_t overload;
885
886         overload = from->tx_bytes - to->tx_bytes;
887         if (overload < to->tx_bytes >> 5 || overload < 100000) {
888             /* The extra load on 'from' (and all less-loaded slaves), compared
889              * to that of 'to' (the least-loaded slave), is less than ~3%, or
890              * it is less than ~1Mbps.  No point in rebalancing. */
891             break;
892         }
893
894         /* 'from' is carrying significantly more load than 'to', and that load
895          * is split across at least two different hashes. */
896         e = choose_entry_to_migrate(from, to->tx_bytes);
897         if (e) {
898             bond_shift_load(e, to, tags);
899
900             /* Delete element from from->entries.
901              *
902              * We don't add the element to to->hashes.  That would only allow
903              * 'e' to be migrated to another slave in this rebalancing run, and
904              * there is no point in doing that. */
905             list_remove(&e->list_node);
906
907             /* Re-sort 'bals'. */
908             reinsert_bal(&bals, from);
909             reinsert_bal(&bals, to);
910         } else {
911             /* Can't usefully migrate anything away from 'from'.
912              * Don't reconsider it. */
913             list_remove(&from->bal_node);
914         }
915     }
916
917     /* Implement exponentially weighted moving average.  A weight of 1/2 causes
918      * historical data to decay to <1% in 7 rebalancing runs.  1,000,000 bytes
919      * take 20 rebalancing runs to decay to 0 and get deleted entirely. */
920     for (e = &bond->hash[0]; e <= &bond->hash[BOND_MASK]; e++) {
921         e->tx_bytes /= 2;
922         if (!e->tx_bytes) {
923             e->slave = NULL;
924         }
925     }
926 }
927 \f
928 /* Bonding unixctl user interface functions. */
929
930 static struct bond *
931 bond_find(const char *name)
932 {
933     struct bond *bond;
934
935     HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (bond, hmap_node, hash_string(name, 0),
936                              &all_bonds) {
937         if (!strcmp(bond->name, name)) {
938             return bond;
939         }
940     }
941     return NULL;
942 }
943
944 static struct bond_slave *
945 bond_lookup_slave(struct bond *bond, const char *slave_name)
946 {
947     struct bond_slave *slave;
948
949     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
950         if (!strcmp(slave->name, slave_name)) {
951             return slave;
952         }
953     }
954     return NULL;
955 }
956
957 static void
958 bond_unixctl_list(struct unixctl_conn *conn,
959                   const char *args OVS_UNUSED, void *aux OVS_UNUSED)
960 {
961     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
962     const struct bond *bond;
963
964     ds_put_cstr(&ds, "bond\ttype\tslaves\n");
965
966     HMAP_FOR_EACH (bond, hmap_node, &all_bonds) {
967         const struct bond_slave *slave;
968         size_t i;
969
970         ds_put_format(&ds, "%s\t%s\t",
971                       bond->name, bond_mode_to_string(bond->balance));
972
973         i = 0;
974         HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
975             if (i++ > 0) {
976                 ds_put_cstr(&ds, ", ");
977             }
978             ds_put_cstr(&ds, slave->name);
979         }
980         ds_put_char(&ds, '\n');
981     }
982     unixctl_command_reply(conn, 200, ds_cstr(&ds));
983     ds_destroy(&ds);
984 }
985
986 static void
987 bond_unixctl_show(struct unixctl_conn *conn,
988                   const char *args, void *aux OVS_UNUSED)
989 {
990     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
991     const struct bond_slave *slave;
992     const struct bond *bond;
993
994     bond = bond_find(args);
995     if (!bond) {
996         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
997         return;
998     }
999
1000     ds_put_format(&ds, "bond_mode: %s\n",
1001                   bond_mode_to_string(bond->balance));
1002
1003     if (bond->lacp) {
1004         ds_put_format(&ds, "lacp: %s\n",
1005                       lacp_is_active(bond->lacp) ? "active" : "passive");
1006     } else {
1007         ds_put_cstr(&ds, "lacp: off\n");
1008     }
1009
1010     if (bond->balance != BM_AB) {
1011         ds_put_format(&ds, "bond-hash-algorithm: %s\n",
1012                       bond_is_tcp_hash(bond) ? "balance-tcp" : "balance-slb");
1013     }
1014
1015     ds_put_format(&ds, "bond-detect-mode: %s\n",
1016                   bond->monitor ? "carrier" : "miimon");
1017
1018     if (!bond->monitor) {
1019         ds_put_format(&ds, "bond-miimon-interval: %lld\n",
1020                       bond->miimon_interval);
1021     }
1022
1023     ds_put_format(&ds, "updelay: %d ms\n", bond->updelay);
1024     ds_put_format(&ds, "downdelay: %d ms\n", bond->downdelay);
1025
1026     if (bond->balance != BM_AB) {
1027         ds_put_format(&ds, "next rebalance: %lld ms\n",
1028                       bond->next_rebalance - time_msec());
1029     }
1030
1031     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
1032         struct bond_entry *be;
1033         struct flow flow;
1034
1035         /* Basic info. */
1036         ds_put_format(&ds, "\nslave %s: %s\n",
1037                       slave->name, slave->enabled ? "enabled" : "disabled");
1038         if (slave == bond->active_slave) {
1039             ds_put_cstr(&ds, "\tactive slave\n");
1040         }
1041         if (slave->delay_expires != LLONG_MAX) {
1042             ds_put_format(&ds, "\t%s expires in %lld ms\n",
1043                           slave->enabled ? "downdelay" : "updelay",
1044                           slave->delay_expires - time_msec());
1045         }
1046
1047         if (bond->balance == BM_AB) {
1048             continue;
1049         }
1050
1051         /* Hashes. */
1052         memset(&flow, 0, sizeof flow);
1053         for (be = bond->hash; be <= &bond->hash[BOND_MASK]; be++) {
1054             int hash = be - bond->hash;
1055
1056             if (be->slave != slave) {
1057                 continue;
1058             }
1059
1060             ds_put_format(&ds, "\thash %d: %"PRIu64" kB load\n",
1061                           hash, be->tx_bytes / 1024);
1062
1063             if (bond->balance != BM_SLB) {
1064                 continue;
1065             }
1066
1067             /* XXX How can we list the MACs assigned to hashes? */
1068         }
1069     }
1070     unixctl_command_reply(conn, 200, ds_cstr(&ds));
1071     ds_destroy(&ds);
1072 }
1073
1074 static void
1075 bond_unixctl_migrate(struct unixctl_conn *conn, const char *args_,
1076                      void *aux OVS_UNUSED)
1077 {
1078     char *args = (char *) args_;
1079     char *save_ptr = NULL;
1080     char *bond_s, *hash_s, *slave_s;
1081     struct bond *bond;
1082     struct bond_slave *slave;
1083     struct bond_entry *entry;
1084     int hash;
1085
1086     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
1087     hash_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1088     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1089     if (!slave_s) {
1090         unixctl_command_reply(conn, 501,
1091                               "usage: bond/migrate BOND HASH SLAVE");
1092         return;
1093     }
1094
1095     bond = bond_find(bond_s);
1096     if (!bond) {
1097         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
1098         return;
1099     }
1100
1101     if (bond->balance != BM_SLB) {
1102         unixctl_command_reply(conn, 501, "not an SLB bond");
1103         return;
1104     }
1105
1106     if (strspn(hash_s, "0123456789") == strlen(hash_s)) {
1107         hash = atoi(hash_s) & BOND_MASK;
1108     } else {
1109         unixctl_command_reply(conn, 501, "bad hash");
1110         return;
1111     }
1112
1113     slave = bond_lookup_slave(bond, slave_s);
1114     if (!slave) {
1115         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
1116         return;
1117     }
1118
1119     if (!slave->enabled) {
1120         unixctl_command_reply(conn, 501, "cannot migrate to disabled slave");
1121         return;
1122     }
1123
1124     entry = &bond->hash[hash];
1125     tag_set_add(&bond->unixctl_tags, entry->tag);
1126     entry->slave = slave;
1127     entry->tag = tag_create_random();
1128     unixctl_command_reply(conn, 200, "migrated");
1129 }
1130
1131 static void
1132 bond_unixctl_set_active_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args_,
1133                               void *aux OVS_UNUSED)
1134 {
1135     char *args = (char *) args_;
1136     char *save_ptr = NULL;
1137     char *bond_s, *slave_s;
1138     struct bond *bond;
1139     struct bond_slave *slave;
1140
1141     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
1142     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1143     if (!slave_s) {
1144         unixctl_command_reply(conn, 501,
1145                               "usage: bond/set-active-slave BOND SLAVE");
1146         return;
1147     }
1148
1149     bond = bond_find(bond_s);
1150     if (!bond) {
1151         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
1152         return;
1153     }
1154
1155     slave = bond_lookup_slave(bond, slave_s);
1156     if (!slave) {
1157         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
1158         return;
1159     }
1160
1161     if (!slave->enabled) {
1162         unixctl_command_reply(conn, 501, "cannot make disabled slave active");
1163         return;
1164     }
1165
1166     if (bond->active_slave != slave) {
1167         tag_set_add(&bond->unixctl_tags, bond_get_active_slave_tag(bond));
1168         bond->active_slave = slave;
1169         bond->active_slave->tag = tag_create_random();
1170         VLOG_INFO("bond %s: active interface is now %s",
1171                   bond->name, slave->name);
1172         bond->send_learning_packets = true;
1173         unixctl_command_reply(conn, 200, "done");
1174     } else {
1175         unixctl_command_reply(conn, 200, "no change");
1176     }
1177 }
1178
1179 static void
1180 enable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args_, bool enable)
1181 {
1182     char *args = (char *) args_;
1183     char *save_ptr = NULL;
1184     char *bond_s, *slave_s;
1185     struct bond *bond;
1186     struct bond_slave *slave;
1187
1188     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
1189     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1190     if (!slave_s) {
1191         char *usage = xasprintf("usage: bond/%s-slave BOND SLAVE",
1192                                 enable ? "enable" : "disable");
1193         unixctl_command_reply(conn, 501, usage);
1194         free(usage);
1195         return;
1196     }
1197
1198     bond = bond_find(bond_s);
1199     if (!bond) {
1200         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
1201         return;
1202     }
1203
1204     slave = bond_lookup_slave(bond, slave_s);
1205     if (!slave) {
1206         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
1207         return;
1208     }
1209
1210     bond_enable_slave(slave, enable, &bond->unixctl_tags);
1211     unixctl_command_reply(conn, 501, enable ? "enabled" : "disabled");
1212 }
1213
1214 static void
1215 bond_unixctl_enable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args,
1216                           void *aux OVS_UNUSED)
1217 {
1218     enable_slave(conn, args, true);
1219 }
1220
1221 static void
1222 bond_unixctl_disable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args,
1223                            void *aux OVS_UNUSED)
1224 {
1225     enable_slave(conn, args, false);
1226 }
1227
1228 static void
1229 bond_unixctl_hash(struct unixctl_conn *conn, const char *args_,
1230                   void *aux OVS_UNUSED)
1231 {
1232     char *args = (char *) args_;
1233     uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN];
1234     uint8_t hash;
1235     char *hash_cstr;
1236     unsigned int vlan;
1237     char *mac_s, *vlan_s;
1238     char *save_ptr = NULL;
1239
1240     mac_s  = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
1241     vlan_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1242
1243     if (vlan_s) {
1244         if (sscanf(vlan_s, "%u", &vlan) != 1) {
1245             unixctl_command_reply(conn, 501, "invalid vlan");
1246             return;
1247         }
1248     } else {
1249         vlan = OFP_VLAN_NONE;
1250     }
1251
1252     if (sscanf(mac_s, ETH_ADDR_SCAN_FMT, ETH_ADDR_SCAN_ARGS(mac))
1253         == ETH_ADDR_SCAN_COUNT) {
1254         hash = bond_hash_src(mac, vlan) & BOND_MASK;
1255
1256         hash_cstr = xasprintf("%u", hash);
1257         unixctl_command_reply(conn, 200, hash_cstr);
1258         free(hash_cstr);
1259     } else {
1260         unixctl_command_reply(conn, 501, "invalid mac");
1261     }
1262 }
1263
1264 void
1265 bond_init(void)
1266 {
1267     lacp_init();
1268
1269     unixctl_command_register("bond/list", bond_unixctl_list, NULL);
1270     unixctl_command_register("bond/show", bond_unixctl_show, NULL);
1271     unixctl_command_register("bond/migrate", bond_unixctl_migrate, NULL);
1272     unixctl_command_register("bond/set-active-slave",
1273                              bond_unixctl_set_active_slave, NULL);
1274     unixctl_command_register("bond/enable-slave", bond_unixctl_enable_slave,
1275                              NULL);
1276     unixctl_command_register("bond/disable-slave", bond_unixctl_disable_slave,
1277                              NULL);
1278     unixctl_command_register("bond/hash", bond_unixctl_hash, NULL);
1279 }
1280 \f
1281 static struct bond_slave *
1282 bond_slave_lookup(struct bond *bond, const void *slave_)
1283 {
1284     struct bond_slave *slave;
1285
1286     HMAP_FOR_EACH_IN_BUCKET (slave, hmap_node, hash_pointer(slave_, 0),
1287                              &bond->slaves) {
1288         if (slave->aux == slave_) {
1289             return slave;
1290         }
1291     }
1292
1293     return NULL;
1294 }
1295
1296 static bool
1297 bond_is_link_up(struct bond *bond, struct netdev *netdev)
1298 {
1299     return (bond->detect == BLSM_CARRIER
1300             ? netdev_get_carrier(netdev)
1301             : netdev_get_miimon(netdev));
1302 }
1303
1304 static void
1305 bond_enable_slave(struct bond_slave *slave, bool enable, struct tag_set *tags)
1306 {
1307     slave->delay_expires = LLONG_MAX;
1308     if (enable != slave->enabled) {
1309         slave->enabled = enable;
1310         if (!slave->enabled) {
1311             VLOG_WARN("interface %s: disabled", slave->name);
1312             tag_set_add(tags, slave->tag);
1313         } else {
1314             VLOG_WARN("interface %s: enabled", slave->name);
1315             slave->tag = tag_create_random();
1316         }
1317     }
1318 }
1319
1320 static void
1321 bond_link_status_update(struct bond_slave *slave, struct tag_set *tags)
1322 {
1323     struct bond *bond = slave->bond;
1324     bool up;
1325
1326     up = slave->up && lacp_slave_may_enable(bond->lacp, slave);
1327     if ((up == slave->enabled) != (slave->delay_expires == LLONG_MAX)) {
1328         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 20);
1329         VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: link state %s",
1330                      slave->name, up ? "up" : "down");
1331         if (up == slave->enabled) {
1332             slave->delay_expires = LLONG_MAX;
1333             VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: will not be %s",
1334                          slave->name, up ? "disabled" : "enabled");
1335         } else {
1336             int delay = (lacp_negotiated(bond->lacp) ? 0
1337                          : up ? bond->updelay : bond->downdelay);
1338             slave->delay_expires = time_msec() + delay;
1339             if (delay) {
1340                 VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: will be %s if it stays %s "
1341                              "for %d ms",
1342                              slave->name,
1343                              up ? "enabled" : "disabled",
1344                              up ? "up" : "down",
1345                              delay);
1346             }
1347         }
1348     }
1349
1350     if (time_msec() >= slave->delay_expires) {
1351         bond_enable_slave(slave, up, tags);
1352     }
1353 }
1354
1355 static bool
1356 bond_is_tcp_hash(const struct bond *bond)
1357 {
1358     return bond->balance == BM_TCP && lacp_negotiated(bond->lacp);
1359 }
1360
1361 static unsigned int
1362 bond_hash_src(const uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN], uint16_t vlan)
1363 {
1364     return hash_bytes(mac, ETH_ADDR_LEN, vlan);
1365 }
1366
1367 static unsigned int
1368 bond_hash_tcp(const struct flow *flow, uint16_t vlan)
1369 {
1370     struct flow hash_flow = *flow;
1371     hash_flow.vlan_tci = vlan;
1372
1373     /* The symmetric quality of this hash function is not required, but
1374      * flow_hash_symmetric_l4 already exists, and is sufficient for our
1375      * purposes, so we use it out of convenience. */
1376     return flow_hash_symmetric_l4(&hash_flow, 0);
1377 }
1378
1379 static struct bond_entry *
1380 lookup_bond_entry(const struct bond *bond, const struct flow *flow,
1381                   uint16_t vlan)
1382 {
1383     assert(bond->balance != BM_AB);
1384     return &bond->hash[(bond_is_tcp_hash(bond)
1385                         ? bond_hash_tcp(flow, vlan)
1386                         : bond_hash_src(flow->dl_src, vlan)) & BOND_MASK];
1387 }
1388
1389 static struct bond_slave *
1390 choose_output_slave(const struct bond *bond, const struct flow *flow,
1391                     uint16_t vlan)
1392 {
1393     struct bond_entry *e;
1394
1395     switch (bond->balance) {
1396     case BM_AB:
1397         return bond->active_slave;
1398
1399     case BM_SLB:
1400     case BM_TCP:
1401         e = lookup_bond_entry(bond, flow, vlan);
1402         if (!e->slave || !e->slave->enabled) {
1403             e->slave = CONTAINER_OF(hmap_random_node(&bond->slaves),
1404                                     struct bond_slave, hmap_node);
1405             if (!e->slave->enabled) {
1406                 e->slave = bond->active_slave;
1407             }
1408             e->tag = tag_create_random();
1409         }
1410         return e->slave;
1411
1412     default:
1413         NOT_REACHED();
1414     }
1415 }
1416
1417 static struct bond_slave *
1418 bond_choose_slave(const struct bond *bond)
1419 {
1420     struct bond_slave *slave, *best;
1421
1422     /* Find an enabled slave. */
1423     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
1424         if (slave->enabled) {
1425             return slave;
1426         }
1427     }
1428
1429     /* All interfaces are disabled.  Find an interface that will be enabled
1430      * after its updelay expires.  */
1431     best = NULL;
1432     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
1433         if (slave->delay_expires != LLONG_MAX
1434             && lacp_slave_may_enable(bond->lacp, slave)
1435             && (!best || slave->delay_expires < best->delay_expires)) {
1436             best = slave;
1437         }
1438     }
1439     return best;
1440 }
1441
1442 static void
1443 bond_choose_active_slave(struct bond *bond, struct tag_set *tags)
1444 {
1445     static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 20);
1446     struct bond_slave *old_active_slave = bond->active_slave;
1447
1448     bond->active_slave = bond_choose_slave(bond);
1449     if (bond->active_slave) {
1450         if (bond->active_slave->enabled) {
1451             VLOG_INFO_RL(&rl, "bond %s: active interface is now %s",
1452                          bond->name, bond->active_slave->name);
1453         } else {
1454             VLOG_INFO_RL(&rl, "bond %s: active interface is now %s, skipping "
1455                          "remaining %lld ms updelay (since no interface was "
1456                          "enabled)", bond->name, bond->active_slave->name,
1457                          bond->active_slave->delay_expires - time_msec());
1458             bond_enable_slave(bond->active_slave, true, tags);
1459         }
1460
1461         if (!old_active_slave) {
1462             tag_set_add(tags, bond->no_slaves_tag);
1463         }
1464
1465         bond->send_learning_packets = true;
1466     } else if (old_active_slave) {
1467         VLOG_WARN_RL(&rl, "bond %s: all interfaces disabled", bond->name);
1468     }
1469 }
1470
1471 /* Returns the tag for 'bond''s active slave, or 'bond''s no_slaves_tag if
1472  * there is no active slave. */
1473 static tag_type
1474 bond_get_active_slave_tag(const struct bond *bond)
1475 {
1476     return (bond->active_slave
1477             ? bond->active_slave->tag
1478             : bond->no_slaves_tag);
1479 }
1480
1481 /* Attempts to make the sum of the bond slaves' statistics appear on the fake
1482  * bond interface. */
1483 static void
1484 bond_update_fake_slave_stats(struct bond *bond)
1485 {
1486     struct netdev_stats bond_stats;
1487     struct bond_slave *slave;
1488     struct netdev *bond_dev;
1489
1490     memset(&bond_stats, 0, sizeof bond_stats);
1491
1492     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
1493         struct netdev_stats slave_stats;
1494
1495         if (!netdev_get_stats(slave->netdev, &slave_stats)) {
1496             /* XXX: We swap the stats here because they are swapped back when
1497              * reported by the internal device.  The reason for this is
1498              * internal devices normally represent packets going into the
1499              * system but when used as fake bond device they represent packets
1500              * leaving the system.  We really should do this in the internal
1501              * device itself because changing it here reverses the counts from
1502              * the perspective of the switch.  However, the internal device
1503              * doesn't know what type of device it represents so we have to do
1504              * it here for now. */
1505             bond_stats.tx_packets += slave_stats.rx_packets;
1506             bond_stats.tx_bytes += slave_stats.rx_bytes;
1507             bond_stats.rx_packets += slave_stats.tx_packets;
1508             bond_stats.rx_bytes += slave_stats.tx_bytes;
1509         }
1510     }
1511
1512     if (!netdev_open_default(bond->name, &bond_dev)) {
1513         netdev_set_stats(bond_dev, &bond_stats);
1514         netdev_close(bond_dev);
1515     }
1516 }