bond: Properly indent appctl output.
[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 "list.h"
30 #include "netdev.h"
31 #include "odp-util.h"
32 #include "ofpbuf.h"
33 #include "packets.h"
34 #include "poll-loop.h"
35 #include "tag.h"
36 #include "timeval.h"
37 #include "unixctl.h"
38 #include "vlog.h"
39
40 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(bond);
41
42 /* Bit-mask for hashing a flow down to a bucket.
43  * There are (BOND_MASK + 1) buckets. */
44 #define BOND_MASK 0xff
45
46 /* A hash bucket for mapping a flow to a slave.
47  * "struct bond" has an array of (BOND_MASK + 1) of these. */
48 struct bond_entry {
49     struct bond_slave *slave;   /* Assigned slave, NULL if unassigned. */
50     uint64_t tx_bytes;          /* Count of bytes recently transmitted. */
51     tag_type tag;               /* Tag for entry<->slave association. */
52     struct list list_node;      /* In bond_slave's 'entries' list. */
53 };
54
55 /* A bond slave, that is, one of the links comprising a bond. */
56 struct bond_slave {
57     struct hmap_node hmap_node; /* In struct bond's slaves hmap. */
58     struct bond *bond;          /* The bond that contains this slave. */
59     void *aux;                  /* Client-provided handle for this slave. */
60
61     struct netdev *netdev;      /* Network device, owned by the client. */
62     char *name;                 /* Name (a copy of netdev_get_name(netdev)). */
63
64     /* Link status. */
65     long long delay_expires;    /* Time after which 'enabled' may change. */
66     bool up;                    /* Last link status read from netdev. */
67     bool enabled;               /* May be chosen for flows? */
68     bool lacp_may_enable;       /* LACP considers this interface bondable. */
69     tag_type tag;               /* Tag associated with this slave. */
70
71     /* Rebalancing info.  Used only by bond_rebalance(). */
72     struct list bal_node;       /* In bond_rebalance()'s 'bals' list. */
73     struct list entries;        /* 'struct bond_entry's assigned here. */
74     uint64_t tx_bytes;          /* Sum across 'tx_bytes' of entries. */
75
76     /* BM_STABLE specific bonding info. */
77     uint16_t stb_id;            /* ID used for 'stb_slaves' ordering. */
78     size_t stb_idx;             /* Index in 'bond''s 'stb_slaves' array.
79                                    Undefined value if participating in a
80                                    BTM_STABLE bond or not enabled. */
81 };
82
83 /* A bond, that is, a set of network devices grouped to improve performance or
84  * robustness.  */
85 struct bond {
86     struct hmap_node hmap_node; /* In 'all_bonds' hmap. */
87     char *name;                 /* Name provided by client. */
88
89     /* Slaves. */
90     struct hmap slaves;
91
92     /* Bonding info. */
93     enum bond_mode balance;     /* Balancing mode, one of BM_*. */
94     struct bond_slave *active_slave;
95     tag_type no_slaves_tag;     /* Tag for flows when all slaves disabled. */
96     int updelay, downdelay;     /* Delay before slave goes up/down, in ms. */
97     bool lacp_negotiated;       /* LACP negotiations were successful. */
98
99     /* SLB specific bonding info. */
100     struct bond_entry *hash;     /* An array of (BOND_MASK + 1) elements. */
101     int rebalance_interval;      /* Interval between rebalances, in ms. */
102     long long int next_rebalance; /* Next rebalancing time. */
103     bool send_learning_packets;
104
105     /* BM_STABLE specific bonding info. */
106     struct bond_slave **stb_slaves; /* Ordered list of enabled slaves. */
107     size_t n_stb_slaves;            /* Number of slaves in 'stb_slaves'. */
108     size_t len_stb_slaves;          /* Slaves allocated in 'stb_slaves'. */
109     bool stb_need_sort;             /* True if stb_slaves is not sorted. */
110
111
112     /* Monitoring. */
113     enum bond_detect_mode detect;     /* Link status mode, one of BLSM_*. */
114     struct netdev_monitor *monitor;   /* detect == BLSM_CARRIER only. */
115     long long int miimon_interval;    /* Miimon status refresh interval. */
116     long long int miimon_next_update; /* Time of next miimon update. */
117
118     /* Legacy compatibility. */
119     long long int next_fake_iface_update; /* LLONG_MAX if disabled. */
120
121     /* Tag set saved for next bond_run().  This tag set is a kluge for cases
122      * where we can't otherwise provide revalidation feedback to the client.
123      * That's only unixctl commands now; I hope no other cases will arise. */
124     struct tag_set unixctl_tags;
125 };
126
127 static struct hmap all_bonds = HMAP_INITIALIZER(&all_bonds);
128
129 static void bond_entry_reset(struct bond *);
130 static struct bond_slave *bond_slave_lookup(struct bond *, const void *slave_);
131 static bool bond_is_link_up(struct bond *, struct netdev *);
132 static void bond_enable_slave(struct bond_slave *, bool enable,
133                               struct tag_set *);
134 static bool bond_stb_sort(struct bond *);
135 static void bond_stb_enable_slave(struct bond_slave *);
136 static void bond_link_status_update(struct bond_slave *, struct tag_set *);
137 static void bond_choose_active_slave(struct bond *, struct tag_set *);
138 static bool bond_is_tcp_hash(const struct bond *);
139 static unsigned int bond_hash_src(const uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN],
140                                   uint16_t vlan);
141 static unsigned int bond_hash_tcp(const struct flow *, uint16_t vlan);
142 static struct bond_entry *lookup_bond_entry(const struct bond *,
143                                             const struct flow *,
144                                             uint16_t vlan);
145 static tag_type bond_get_active_slave_tag(const struct bond *);
146 static struct bond_slave *choose_output_slave(const struct bond *,
147                                               const struct flow *,
148                                               uint16_t vlan);
149 static void bond_update_fake_slave_stats(struct bond *);
150
151 /* Attempts to parse 's' as the name of a bond balancing mode.  If successful,
152  * stores the mode in '*balance' and returns true.  Otherwise returns false
153  * without modifying '*balance'. */
154 bool
155 bond_mode_from_string(enum bond_mode *balance, const char *s)
156 {
157     if (!strcmp(s, bond_mode_to_string(BM_TCP))) {
158         *balance = BM_TCP;
159     } else if (!strcmp(s, bond_mode_to_string(BM_SLB))) {
160         *balance = BM_SLB;
161     } else if (!strcmp(s, bond_mode_to_string(BM_STABLE))) {
162         *balance = BM_STABLE;
163     } else if (!strcmp(s, bond_mode_to_string(BM_AB))) {
164         *balance = BM_AB;
165     } else {
166         return false;
167     }
168     return true;
169 }
170
171 /* Returns a string representing 'balance'. */
172 const char *
173 bond_mode_to_string(enum bond_mode balance) {
174     switch (balance) {
175     case BM_TCP:
176         return "balance-tcp";
177     case BM_SLB:
178         return "balance-slb";
179     case BM_STABLE:
180         return "stable";
181     case BM_AB:
182         return "active-backup";
183     }
184     NOT_REACHED();
185 }
186
187 /* Attempts to parse 's' as the name of a bond link status detection mode.  If
188  * successful, stores the mode in '*detect' and returns true.  Otherwise
189  * returns false without modifying '*detect'. */
190 bool
191 bond_detect_mode_from_string(enum bond_detect_mode *detect, const char *s)
192 {
193     if (!strcmp(s, bond_detect_mode_to_string(BLSM_CARRIER))) {
194         *detect = BLSM_CARRIER;
195     } else if (!strcmp(s, bond_detect_mode_to_string(BLSM_MIIMON))) {
196         *detect = BLSM_MIIMON;
197     } else {
198         return false;
199     }
200     return true;
201 }
202
203 /* Returns a string representing 'detect'. */
204 const char *
205 bond_detect_mode_to_string(enum bond_detect_mode detect)
206 {
207     switch (detect) {
208     case BLSM_CARRIER:
209         return "carrier";
210     case BLSM_MIIMON:
211         return "miimon";
212     }
213     NOT_REACHED();
214 }
215 \f
216 /* Creates and returns a new bond whose configuration is initially taken from
217  * 's'.
218  *
219  * The caller should register each slave on the new bond by calling
220  * bond_slave_register().  */
221 struct bond *
222 bond_create(const struct bond_settings *s)
223 {
224     struct bond *bond;
225
226     bond = xzalloc(sizeof *bond);
227     hmap_init(&bond->slaves);
228     bond->no_slaves_tag = tag_create_random();
229     bond->miimon_next_update = LLONG_MAX;
230     bond->next_fake_iface_update = LLONG_MAX;
231
232     bond_reconfigure(bond, s);
233
234     tag_set_init(&bond->unixctl_tags);
235
236     return bond;
237 }
238
239 /* Frees 'bond'. */
240 void
241 bond_destroy(struct bond *bond)
242 {
243     struct bond_slave *slave, *next_slave;
244
245     if (!bond) {
246         return;
247     }
248
249     hmap_remove(&all_bonds, &bond->hmap_node);
250
251     HMAP_FOR_EACH_SAFE (slave, next_slave, hmap_node, &bond->slaves) {
252         hmap_remove(&bond->slaves, &slave->hmap_node);
253         /* Client owns 'slave->netdev'. */
254         free(slave->name);
255         free(slave);
256     }
257     hmap_destroy(&bond->slaves);
258
259     free(bond->hash);
260
261     netdev_monitor_destroy(bond->monitor);
262
263     free(bond->name);
264     free(bond);
265 }
266
267 /* Updates 'bond''s overall configuration to 's'.
268  *
269  * The caller should register each slave on 'bond' by calling
270  * bond_slave_register().  This is optional if none of the slaves'
271  * configuration has changed.  In any case it can't hurt.
272  *
273  * Returns true if the configuration has changed in such a way that requires
274  * flow revalidation.
275  * */
276 bool
277 bond_reconfigure(struct bond *bond, const struct bond_settings *s)
278 {
279     bool revalidate = false;
280
281     if (!bond->name || strcmp(bond->name, s->name)) {
282         if (bond->name) {
283             hmap_remove(&all_bonds, &bond->hmap_node);
284             free(bond->name);
285         }
286         bond->name = xstrdup(s->name);
287         hmap_insert(&all_bonds, &bond->hmap_node, hash_string(bond->name, 0));
288     }
289
290     bond->detect = s->detect;
291     bond->miimon_interval = s->miimon_interval;
292     bond->updelay = s->up_delay;
293     bond->downdelay = s->down_delay;
294     bond->rebalance_interval = s->rebalance_interval;
295
296     if (bond->balance != s->balance) {
297         bond->balance = s->balance;
298         revalidate = true;
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->fake_iface) {
321         if (bond->next_fake_iface_update == LLONG_MAX) {
322             bond->next_fake_iface_update = time_msec();
323         }
324     } else {
325         bond->next_fake_iface_update = LLONG_MAX;
326     }
327
328     if (bond->balance != BM_STABLE) {
329         free(bond->stb_slaves);
330         bond->stb_slaves = NULL;
331     } else if (!bond->stb_slaves) {
332         struct bond_slave *slave;
333
334         bond->n_stb_slaves = 0;
335         bond->len_stb_slaves = 0;
336         bond->stb_slaves = NULL;
337
338         HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
339             if (slave->enabled) {
340                 bond_stb_enable_slave(slave);
341             }
342         }
343     }
344
345     if (bond->balance == BM_AB || !bond->hash || revalidate) {
346         bond_entry_reset(bond);
347     }
348
349     return revalidate;
350 }
351
352 /* Registers 'slave_' as a slave of 'bond'.  The 'slave_' pointer is an
353  * arbitrary client-provided pointer that uniquely identifies a slave within a
354  * bond.  If 'slave_' already exists within 'bond' then this function
355  * reconfigures the existing slave.
356  *
357  * 'stb_id' is used in BM_STABLE bonds to guarantee consistent slave choices
358  * across restarts and distributed vswitch instances.  It should be unique per
359  * slave, and preferably consistent across restarts and reconfigurations.
360  *
361  * 'netdev' must be the network device that 'slave_' represents.  It is owned
362  * by the client, so the client must not close it before either unregistering
363  * 'slave_' or destroying 'bond'.
364  */
365 void
366 bond_slave_register(struct bond *bond, void *slave_, uint16_t stb_id,
367                     struct netdev *netdev)
368 {
369     struct bond_slave *slave = bond_slave_lookup(bond, slave_);
370
371     if (!slave) {
372         slave = xzalloc(sizeof *slave);
373
374         hmap_insert(&bond->slaves, &slave->hmap_node, hash_pointer(slave_, 0));
375         slave->bond = bond;
376         slave->aux = slave_;
377         slave->delay_expires = LLONG_MAX;
378         slave->up = bond_is_link_up(bond, netdev);
379         slave->enabled = false;
380         bond_enable_slave(slave, slave->up, NULL);
381     }
382
383     if (slave->stb_id != stb_id) {
384         bond->stb_need_sort = true;
385         slave->stb_id = stb_id;
386     }
387
388     slave->netdev = netdev;
389     free(slave->name);
390     slave->name = xstrdup(netdev_get_name(netdev));
391 }
392
393 /* Unregisters 'slave_' from 'bond'.  If 'bond' does not contain such a slave
394  * then this function has no effect.
395  *
396  * Unregistering a slave invalidates all flows. */
397 void
398 bond_slave_unregister(struct bond *bond, const void *slave_)
399 {
400     struct bond_slave *slave = bond_slave_lookup(bond, slave_);
401     bool del_active;
402
403     if (!slave) {
404         return;
405     }
406
407     bond_enable_slave(slave, false, NULL);
408
409     del_active = bond->active_slave == slave;
410     if (bond->hash) {
411         struct bond_entry *e;
412         for (e = bond->hash; e <= &bond->hash[BOND_MASK]; e++) {
413             if (e->slave == slave) {
414                 e->slave = NULL;
415             }
416         }
417     }
418
419     free(slave->name);
420
421     hmap_remove(&bond->slaves, &slave->hmap_node);
422     /* Client owns 'slave->netdev'. */
423     free(slave);
424
425     if (del_active) {
426         struct tag_set tags;
427
428         tag_set_init(&tags);
429         bond_choose_active_slave(bond, &tags);
430         bond->send_learning_packets = true;
431     }
432 }
433
434 /* Should be called on each slave in 'bond' before bond_run() to indicate the
435  * results of lacp_slave_may_enable() on 'slave_'. */
436 void
437 bond_slave_set_lacp_may_enable(struct bond *bond, void *slave_,
438                                bool may_enable)
439 {
440     bond_slave_lookup(bond, slave_)->lacp_may_enable = may_enable;
441 }
442
443 /* Performs periodic maintenance on 'bond'.  The caller must provide 'tags' to
444  * allow tagged flows to be invalidated.
445  *
446  * The caller should check bond_should_send_learning_packets() afterward. */
447 void
448 bond_run(struct bond *bond, struct tag_set *tags, bool lacp_negotiated)
449 {
450     struct bond_slave *slave;
451     bool is_tcp_hash = bond_is_tcp_hash(bond);
452
453     bond->lacp_negotiated = lacp_negotiated;
454
455     /* Update link status. */
456     if (bond->detect == BLSM_CARRIER
457         || time_msec() >= bond->miimon_next_update)
458     {
459         HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
460             slave->up = bond_is_link_up(bond, slave->netdev);
461         }
462         bond->miimon_next_update = time_msec() + bond->miimon_interval;
463     }
464
465     /* Enable slaves based on link status and LACP feedback. */
466     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
467         bond_link_status_update(slave, tags);
468     }
469     if (!bond->active_slave || !bond->active_slave->enabled) {
470         bond_choose_active_slave(bond, tags);
471     }
472
473     /* Update fake bond interface stats. */
474     if (time_msec() >= bond->next_fake_iface_update) {
475         bond_update_fake_slave_stats(bond);
476         bond->next_fake_iface_update = time_msec() + 1000;
477     }
478
479     if (bond_stb_sort(bond) || is_tcp_hash != bond_is_tcp_hash(bond)) {
480         struct bond_slave *slave;
481
482         bond_entry_reset(bond);
483         HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
484             tag_set_add(tags, slave->tag);
485         }
486     }
487
488     /* Invalidate any tags required by  */
489     tag_set_union(tags, &bond->unixctl_tags);
490     tag_set_init(&bond->unixctl_tags);
491 }
492
493 /* Causes poll_block() to wake up when 'bond' needs something to be done. */
494 void
495 bond_wait(struct bond *bond)
496 {
497     struct bond_slave *slave;
498
499     if (bond->detect == BLSM_CARRIER) {
500         netdev_monitor_poll_wait(bond->monitor);
501     } else {
502         poll_timer_wait_until(bond->miimon_next_update);
503     }
504
505     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
506         if (slave->delay_expires != LLONG_MAX) {
507             poll_timer_wait_until(slave->delay_expires);
508         }
509     }
510
511     if (bond->next_fake_iface_update != LLONG_MAX) {
512         poll_timer_wait_until(bond->next_fake_iface_update);
513     }
514
515     /* Ensure that any saved tags get revalidated right away. */
516     if (!tag_set_is_empty(&bond->unixctl_tags)) {
517         poll_immediate_wake();
518     }
519
520     /* We don't wait for bond->next_rebalance because rebalancing can only run
521      * at a flow account checkpoint.  ofproto does checkpointing on its own
522      * schedule and bond_rebalance() gets called afterward, so we'd just be
523      * waking up for no purpose. */
524 }
525 \f
526 /* MAC learning table interaction. */
527
528 static bool
529 may_send_learning_packets(const struct bond *bond)
530 {
531     return !bond->lacp_negotiated && bond->balance != BM_AB;
532 }
533
534 /* Returns true if 'bond' needs the client to send out packets to assist with
535  * MAC learning on 'bond'.  If this function returns true, then the client
536  * should iterate through its MAC learning table for the bridge on which 'bond'
537  * is located.  For each MAC that has been learned on a port other than 'bond',
538  * it should call bond_send_learning_packet().
539  *
540  * This function will only return true if 'bond' is in SLB mode and LACP is not
541  * negotiated.  Otherwise sending learning packets isn't necessary.
542  *
543  * Calling this function resets the state that it checks. */
544 bool
545 bond_should_send_learning_packets(struct bond *bond)
546 {
547     bool send = bond->send_learning_packets && may_send_learning_packets(bond);
548     bond->send_learning_packets = false;
549     return send;
550 }
551
552 /* Sends a gratuitous learning packet on 'bond' from 'eth_src' on 'vlan'.
553  *
554  * See bond_should_send_learning_packets() for description of usage. */
555 int
556 bond_send_learning_packet(struct bond *bond,
557                           const uint8_t eth_src[ETH_ADDR_LEN],
558                           uint16_t vlan)
559 {
560     struct bond_slave *slave;
561     struct ofpbuf packet;
562     struct flow flow;
563     int error;
564
565     assert(may_send_learning_packets(bond));
566     if (!bond->active_slave) {
567         /* Nowhere to send the learning packet. */
568         return 0;
569     }
570
571     memset(&flow, 0, sizeof flow);
572     memcpy(flow.dl_src, eth_src, ETH_ADDR_LEN);
573     slave = choose_output_slave(bond, &flow, vlan);
574
575     ofpbuf_init(&packet, 0);
576     compose_benign_packet(&packet, "Open vSwitch Bond Failover", 0xf177,
577                           eth_src);
578     if (vlan) {
579         eth_set_vlan_tci(&packet, htons(vlan));
580     }
581     error = netdev_send(slave->netdev, &packet);
582     ofpbuf_uninit(&packet);
583
584     return error;
585 }
586 \f
587 /* Checks whether a packet that arrived on 'slave_' within 'bond', with an
588  * Ethernet destination address of 'eth_dst', should be admitted.
589  *
590  * The return value is one of the following:
591  *
592  *    - BV_ACCEPT: Admit the packet.
593  *
594  *    - BV_DROP: Drop the packet.
595  *
596  *    - BV_DROP_IF_MOVED: Consult the MAC learning table for the packet's
597  *      Ethernet source address and VLAN.  If there is none, or if the packet
598  *      is on the learned port, then admit the packet.  If a different port has
599  *      been learned, however, drop the packet (and do not use it for MAC
600  *      learning).
601  */
602 enum bond_verdict
603 bond_check_admissibility(struct bond *bond, const void *slave_,
604                          const uint8_t eth_dst[ETH_ADDR_LEN], tag_type *tags)
605 {
606     /* Admit all packets if LACP has been negotiated, because that means that
607      * the remote switch is aware of the bond and will "do the right thing". */
608     if (bond->lacp_negotiated) {
609         return BV_ACCEPT;
610     }
611
612     /* Drop all multicast packets on inactive slaves. */
613     if (eth_addr_is_multicast(eth_dst)) {
614         *tags |= bond_get_active_slave_tag(bond);
615         if (bond->active_slave != bond_slave_lookup(bond, slave_)) {
616             return BV_DROP;
617         }
618     }
619
620     /* Drop all packets for which we have learned a different input port,
621      * because we probably sent the packet on one slave and got it back on the
622      * other.  Gratuitous ARP packets are an exception to this rule: the host
623      * has moved to another switch.  The exception to the exception is if we
624      * locked the learning table to avoid reflections on bond slaves. */
625     return BV_DROP_IF_MOVED;
626 }
627
628 /* Returns the slave (registered on 'bond' by bond_slave_register()) to which
629  * a packet with the given 'flow' and 'vlan' should be forwarded.  Returns
630  * NULL if the packet should be dropped because no slaves are enabled.
631  *
632  * 'vlan' is not necessarily the same as 'flow->vlan_tci'.  First, 'vlan'
633  * should be a VID only (i.e. excluding the PCP bits).  Second,
634  * 'flow->vlan_tci' is the VLAN TCI that appeared on the packet (so it will be
635  * nonzero only for trunk ports), whereas 'vlan' is the logical VLAN that the
636  * packet belongs to (so for an access port it will be the access port's VLAN).
637  *
638  * Adds a tag to '*tags' that associates the flow with the returned slave.
639  */
640 void *
641 bond_choose_output_slave(struct bond *bond, const struct flow *flow,
642                          uint16_t vlan, tag_type *tags)
643 {
644     struct bond_slave *slave = choose_output_slave(bond, flow, vlan);
645     if (slave) {
646         *tags |= slave->tag;
647         return slave->aux;
648     } else {
649         *tags |= bond->no_slaves_tag;
650         return NULL;
651     }
652 }
653 \f
654 /* Rebalancing. */
655
656 static bool
657 bond_is_balanced(const struct bond *bond)
658 {
659     return bond->balance == BM_SLB || bond->balance == BM_TCP;
660 }
661
662 /* Notifies 'bond' that 'n_bytes' bytes were sent in 'flow' within 'vlan'. */
663 void
664 bond_account(struct bond *bond, const struct flow *flow, uint16_t vlan,
665              uint64_t n_bytes)
666 {
667
668     if (bond_is_balanced(bond)) {
669         lookup_bond_entry(bond, flow, vlan)->tx_bytes += n_bytes;
670     }
671 }
672
673 static struct bond_slave *
674 bond_slave_from_bal_node(struct list *bal)
675 {
676     return CONTAINER_OF(bal, struct bond_slave, bal_node);
677 }
678
679 static void
680 log_bals(struct bond *bond, const struct list *bals)
681 {
682     if (VLOG_IS_DBG_ENABLED()) {
683         struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
684         const struct bond_slave *slave;
685
686         LIST_FOR_EACH (slave, bal_node, bals) {
687             if (ds.length) {
688                 ds_put_char(&ds, ',');
689             }
690             ds_put_format(&ds, " %s %"PRIu64"kB",
691                           slave->name, slave->tx_bytes / 1024);
692
693             if (!slave->enabled) {
694                 ds_put_cstr(&ds, " (disabled)");
695             }
696             if (!list_is_empty(&slave->entries)) {
697                 struct bond_entry *e;
698
699                 ds_put_cstr(&ds, " (");
700                 LIST_FOR_EACH (e, list_node, &slave->entries) {
701                     if (&e->list_node != list_front(&slave->entries)) {
702                         ds_put_cstr(&ds, " + ");
703                     }
704                     ds_put_format(&ds, "h%td: %"PRIu64"kB",
705                                   e - bond->hash, e->tx_bytes / 1024);
706                 }
707                 ds_put_cstr(&ds, ")");
708             }
709         }
710         VLOG_DBG("bond %s:%s", bond->name, ds_cstr(&ds));
711         ds_destroy(&ds);
712     }
713 }
714
715 /* Shifts 'hash' from its current slave to 'to'. */
716 static void
717 bond_shift_load(struct bond_entry *hash, struct bond_slave *to,
718                 struct tag_set *set)
719 {
720     struct bond_slave *from = hash->slave;
721     struct bond *bond = from->bond;
722     uint64_t delta = hash->tx_bytes;
723
724     VLOG_INFO("bond %s: shift %"PRIu64"kB of load (with hash %td) "
725               "from %s to %s (now carrying %"PRIu64"kB and "
726               "%"PRIu64"kB load, respectively)",
727               bond->name, delta / 1024, hash - bond->hash,
728               from->name, to->name,
729               (from->tx_bytes - delta) / 1024,
730               (to->tx_bytes + delta) / 1024);
731
732     /* Shift load away from 'from' to 'to'. */
733     from->tx_bytes -= delta;
734     to->tx_bytes += delta;
735
736     /* Arrange for flows to be revalidated. */
737     tag_set_add(set, hash->tag);
738     hash->slave = to;
739     hash->tag = tag_create_random();
740 }
741
742 /* Pick and returns a bond_entry to migrate to 'to' (the least-loaded slave),
743  * given that doing so must decrease the ratio of the load on the two slaves by
744  * at least 0.1.  Returns NULL if there is no appropriate entry.
745  *
746  * The list of entries isn't sorted.  I don't know of a reason to prefer to
747  * shift away small hashes or large hashes. */
748 static struct bond_entry *
749 choose_entry_to_migrate(const struct bond_slave *from, uint64_t to_tx_bytes)
750 {
751     struct bond_entry *e;
752
753     if (list_is_short(&from->entries)) {
754         /* 'from' carries no more than one MAC hash, so shifting load away from
755          * it would be pointless. */
756         return NULL;
757     }
758
759     LIST_FOR_EACH (e, list_node, &from->entries) {
760         double old_ratio, new_ratio;
761         uint64_t delta;
762
763         if (to_tx_bytes == 0) {
764             /* Nothing on the new slave, move it. */
765             return e;
766         }
767
768         delta = e->tx_bytes;
769         old_ratio = (double)from->tx_bytes / to_tx_bytes;
770         new_ratio = (double)(from->tx_bytes - delta) / (to_tx_bytes + delta);
771         if (old_ratio - new_ratio > 0.1) {
772             /* Would decrease the ratio, move it. */
773             return e;
774         }
775     }
776
777     return NULL;
778 }
779
780 /* Inserts 'slave' into 'bals' so that descending order of 'tx_bytes' is
781  * maintained. */
782 static void
783 insert_bal(struct list *bals, struct bond_slave *slave)
784 {
785     struct bond_slave *pos;
786
787     LIST_FOR_EACH (pos, bal_node, bals) {
788         if (slave->tx_bytes > pos->tx_bytes) {
789             break;
790         }
791     }
792     list_insert(&pos->bal_node, &slave->bal_node);
793 }
794
795 /* Removes 'slave' from its current list and then inserts it into 'bals' so
796  * that descending order of 'tx_bytes' is maintained. */
797 static void
798 reinsert_bal(struct list *bals, struct bond_slave *slave)
799 {
800     list_remove(&slave->bal_node);
801     insert_bal(bals, slave);
802 }
803
804 /* If 'bond' needs rebalancing, does so.
805  *
806  * The caller should have called bond_account() for each active flow, to ensure
807  * that flow data is consistently accounted at this point. */
808 void
809 bond_rebalance(struct bond *bond, struct tag_set *tags)
810 {
811     struct bond_slave *slave;
812     struct bond_entry *e;
813     struct list bals;
814
815     if (!bond_is_balanced(bond) || time_msec() < bond->next_rebalance) {
816         return;
817     }
818     bond->next_rebalance = time_msec() + bond->rebalance_interval;
819
820     /* Add each bond_entry to its slave's 'entries' list.
821      * Compute each slave's tx_bytes as the sum of its entries' tx_bytes. */
822     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
823         slave->tx_bytes = 0;
824         list_init(&slave->entries);
825     }
826     for (e = &bond->hash[0]; e <= &bond->hash[BOND_MASK]; e++) {
827         if (e->slave && e->tx_bytes) {
828             e->slave->tx_bytes += e->tx_bytes;
829             list_push_back(&e->slave->entries, &e->list_node);
830         }
831     }
832
833     /* Add enabled slaves to 'bals' in descending order of tx_bytes.
834      *
835      * XXX This is O(n**2) in the number of slaves but it could be O(n lg n)
836      * with a proper list sort algorithm. */
837     list_init(&bals);
838     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
839         if (slave->enabled) {
840             insert_bal(&bals, slave);
841         }
842     }
843     log_bals(bond, &bals);
844
845     /* Shift load from the most-loaded slaves to the least-loaded slaves. */
846     while (!list_is_short(&bals)) {
847         struct bond_slave *from = bond_slave_from_bal_node(list_front(&bals));
848         struct bond_slave *to = bond_slave_from_bal_node(list_back(&bals));
849         uint64_t overload;
850
851         overload = from->tx_bytes - to->tx_bytes;
852         if (overload < to->tx_bytes >> 5 || overload < 100000) {
853             /* The extra load on 'from' (and all less-loaded slaves), compared
854              * to that of 'to' (the least-loaded slave), is less than ~3%, or
855              * it is less than ~1Mbps.  No point in rebalancing. */
856             break;
857         }
858
859         /* 'from' is carrying significantly more load than 'to', and that load
860          * is split across at least two different hashes. */
861         e = choose_entry_to_migrate(from, to->tx_bytes);
862         if (e) {
863             bond_shift_load(e, to, tags);
864
865             /* Delete element from from->entries.
866              *
867              * We don't add the element to to->hashes.  That would only allow
868              * 'e' to be migrated to another slave in this rebalancing run, and
869              * there is no point in doing that. */
870             list_remove(&e->list_node);
871
872             /* Re-sort 'bals'. */
873             reinsert_bal(&bals, from);
874             reinsert_bal(&bals, to);
875         } else {
876             /* Can't usefully migrate anything away from 'from'.
877              * Don't reconsider it. */
878             list_remove(&from->bal_node);
879         }
880     }
881
882     /* Implement exponentially weighted moving average.  A weight of 1/2 causes
883      * historical data to decay to <1% in 7 rebalancing runs.  1,000,000 bytes
884      * take 20 rebalancing runs to decay to 0 and get deleted entirely. */
885     for (e = &bond->hash[0]; e <= &bond->hash[BOND_MASK]; e++) {
886         e->tx_bytes /= 2;
887         if (!e->tx_bytes) {
888             e->slave = NULL;
889         }
890     }
891 }
892 \f
893 /* Bonding unixctl user interface functions. */
894
895 static struct bond *
896 bond_find(const char *name)
897 {
898     struct bond *bond;
899
900     HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (bond, hmap_node, hash_string(name, 0),
901                              &all_bonds) {
902         if (!strcmp(bond->name, name)) {
903             return bond;
904         }
905     }
906     return NULL;
907 }
908
909 static struct bond_slave *
910 bond_lookup_slave(struct bond *bond, const char *slave_name)
911 {
912     struct bond_slave *slave;
913
914     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
915         if (!strcmp(slave->name, slave_name)) {
916             return slave;
917         }
918     }
919     return NULL;
920 }
921
922 static void
923 bond_unixctl_list(struct unixctl_conn *conn,
924                   const char *args OVS_UNUSED, void *aux OVS_UNUSED)
925 {
926     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
927     const struct bond *bond;
928
929     ds_put_cstr(&ds, "bond\ttype\tslaves\n");
930
931     HMAP_FOR_EACH (bond, hmap_node, &all_bonds) {
932         const struct bond_slave *slave;
933         size_t i;
934
935         ds_put_format(&ds, "%s\t%s\t",
936                       bond->name, bond_mode_to_string(bond->balance));
937
938         i = 0;
939         HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
940             if (i++ > 0) {
941                 ds_put_cstr(&ds, ", ");
942             }
943             ds_put_cstr(&ds, slave->name);
944         }
945         ds_put_char(&ds, '\n');
946     }
947     unixctl_command_reply(conn, 200, ds_cstr(&ds));
948     ds_destroy(&ds);
949 }
950
951 static void
952 bond_unixctl_show(struct unixctl_conn *conn,
953                   const char *args, void *aux OVS_UNUSED)
954 {
955     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
956     const struct bond_slave *slave;
957     const struct bond *bond;
958
959     bond = bond_find(args);
960     if (!bond) {
961         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
962         return;
963     }
964
965     ds_put_format(&ds, "bond_mode: %s\n",
966                   bond_mode_to_string(bond->balance));
967
968     if (bond->balance != BM_AB) {
969         ds_put_format(&ds, "bond-hash-algorithm: %s\n",
970                       bond_is_tcp_hash(bond) ? "balance-tcp" : "balance-slb");
971     }
972
973     ds_put_format(&ds, "bond-detect-mode: %s\n",
974                   bond->monitor ? "carrier" : "miimon");
975
976     if (!bond->monitor) {
977         ds_put_format(&ds, "bond-miimon-interval: %lld\n",
978                       bond->miimon_interval);
979     }
980
981     ds_put_format(&ds, "updelay: %d ms\n", bond->updelay);
982     ds_put_format(&ds, "downdelay: %d ms\n", bond->downdelay);
983
984     if (bond_is_balanced(bond)) {
985         ds_put_format(&ds, "next rebalance: %lld ms\n",
986                       bond->next_rebalance - time_msec());
987     }
988
989     ds_put_format(&ds, "lacp_negotiated: %s\n",
990                   bond->lacp_negotiated ? "true" : "false");
991
992     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
993         struct bond_entry *be;
994         struct flow flow;
995
996         /* Basic info. */
997         ds_put_format(&ds, "\nslave %s: %s\n",
998                       slave->name, slave->enabled ? "enabled" : "disabled");
999         if (slave == bond->active_slave) {
1000             ds_put_cstr(&ds, "\tactive slave\n");
1001         }
1002         if (slave->delay_expires != LLONG_MAX) {
1003             ds_put_format(&ds, "\t%s expires in %lld ms\n",
1004                           slave->enabled ? "downdelay" : "updelay",
1005                           slave->delay_expires - time_msec());
1006         }
1007
1008         ds_put_format(&ds, "\tlacp_may_enable: %s\n",
1009                       slave->lacp_may_enable ? "true" : "false");
1010
1011         if (!bond_is_balanced(bond)) {
1012             continue;
1013         }
1014
1015         /* Hashes. */
1016         memset(&flow, 0, sizeof flow);
1017         for (be = bond->hash; be <= &bond->hash[BOND_MASK]; be++) {
1018             int hash = be - bond->hash;
1019
1020             if (be->slave != slave) {
1021                 continue;
1022             }
1023
1024             ds_put_format(&ds, "\thash %d: %"PRIu64" kB load\n",
1025                           hash, be->tx_bytes / 1024);
1026
1027             if (bond->balance != BM_SLB) {
1028                 continue;
1029             }
1030
1031             /* XXX How can we list the MACs assigned to hashes? */
1032         }
1033     }
1034     unixctl_command_reply(conn, 200, ds_cstr(&ds));
1035     ds_destroy(&ds);
1036 }
1037
1038 static void
1039 bond_unixctl_migrate(struct unixctl_conn *conn, const char *args_,
1040                      void *aux OVS_UNUSED)
1041 {
1042     char *args = (char *) args_;
1043     char *save_ptr = NULL;
1044     char *bond_s, *hash_s, *slave_s;
1045     struct bond *bond;
1046     struct bond_slave *slave;
1047     struct bond_entry *entry;
1048     int hash;
1049
1050     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
1051     hash_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1052     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1053     if (!slave_s) {
1054         unixctl_command_reply(conn, 501,
1055                               "usage: bond/migrate BOND HASH SLAVE");
1056         return;
1057     }
1058
1059     bond = bond_find(bond_s);
1060     if (!bond) {
1061         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
1062         return;
1063     }
1064
1065     if (bond->balance != BM_SLB) {
1066         unixctl_command_reply(conn, 501, "not an SLB bond");
1067         return;
1068     }
1069
1070     if (strspn(hash_s, "0123456789") == strlen(hash_s)) {
1071         hash = atoi(hash_s) & BOND_MASK;
1072     } else {
1073         unixctl_command_reply(conn, 501, "bad hash");
1074         return;
1075     }
1076
1077     slave = bond_lookup_slave(bond, slave_s);
1078     if (!slave) {
1079         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
1080         return;
1081     }
1082
1083     if (!slave->enabled) {
1084         unixctl_command_reply(conn, 501, "cannot migrate to disabled slave");
1085         return;
1086     }
1087
1088     entry = &bond->hash[hash];
1089     tag_set_add(&bond->unixctl_tags, entry->tag);
1090     entry->slave = slave;
1091     entry->tag = tag_create_random();
1092     unixctl_command_reply(conn, 200, "migrated");
1093 }
1094
1095 static void
1096 bond_unixctl_set_active_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args_,
1097                               void *aux OVS_UNUSED)
1098 {
1099     char *args = (char *) args_;
1100     char *save_ptr = NULL;
1101     char *bond_s, *slave_s;
1102     struct bond *bond;
1103     struct bond_slave *slave;
1104
1105     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
1106     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1107     if (!slave_s) {
1108         unixctl_command_reply(conn, 501,
1109                               "usage: bond/set-active-slave BOND SLAVE");
1110         return;
1111     }
1112
1113     bond = bond_find(bond_s);
1114     if (!bond) {
1115         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
1116         return;
1117     }
1118
1119     slave = bond_lookup_slave(bond, slave_s);
1120     if (!slave) {
1121         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
1122         return;
1123     }
1124
1125     if (!slave->enabled) {
1126         unixctl_command_reply(conn, 501, "cannot make disabled slave active");
1127         return;
1128     }
1129
1130     if (bond->active_slave != slave) {
1131         tag_set_add(&bond->unixctl_tags, bond_get_active_slave_tag(bond));
1132         bond->active_slave = slave;
1133         bond->active_slave->tag = tag_create_random();
1134         VLOG_INFO("bond %s: active interface is now %s",
1135                   bond->name, slave->name);
1136         bond->send_learning_packets = true;
1137         unixctl_command_reply(conn, 200, "done");
1138     } else {
1139         unixctl_command_reply(conn, 200, "no change");
1140     }
1141 }
1142
1143 static void
1144 enable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args_, bool enable)
1145 {
1146     char *args = (char *) args_;
1147     char *save_ptr = NULL;
1148     char *bond_s, *slave_s;
1149     struct bond *bond;
1150     struct bond_slave *slave;
1151
1152     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
1153     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1154     if (!slave_s) {
1155         char *usage = xasprintf("usage: bond/%s-slave BOND SLAVE",
1156                                 enable ? "enable" : "disable");
1157         unixctl_command_reply(conn, 501, usage);
1158         free(usage);
1159         return;
1160     }
1161
1162     bond = bond_find(bond_s);
1163     if (!bond) {
1164         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
1165         return;
1166     }
1167
1168     slave = bond_lookup_slave(bond, slave_s);
1169     if (!slave) {
1170         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
1171         return;
1172     }
1173
1174     bond_enable_slave(slave, enable, &bond->unixctl_tags);
1175     unixctl_command_reply(conn, 501, enable ? "enabled" : "disabled");
1176 }
1177
1178 static void
1179 bond_unixctl_enable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args,
1180                           void *aux OVS_UNUSED)
1181 {
1182     enable_slave(conn, args, true);
1183 }
1184
1185 static void
1186 bond_unixctl_disable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args,
1187                            void *aux OVS_UNUSED)
1188 {
1189     enable_slave(conn, args, false);
1190 }
1191
1192 static void
1193 bond_unixctl_hash(struct unixctl_conn *conn, const char *args_,
1194                   void *aux OVS_UNUSED)
1195 {
1196     char *args = (char *) args_;
1197     uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN];
1198     uint8_t hash;
1199     char *hash_cstr;
1200     unsigned int vlan;
1201     char *mac_s, *vlan_s;
1202     char *save_ptr = NULL;
1203
1204     mac_s  = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
1205     vlan_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1206
1207     if (vlan_s) {
1208         if (sscanf(vlan_s, "%u", &vlan) != 1) {
1209             unixctl_command_reply(conn, 501, "invalid vlan");
1210             return;
1211         }
1212     } else {
1213         vlan = OFP_VLAN_NONE;
1214     }
1215
1216     if (sscanf(mac_s, ETH_ADDR_SCAN_FMT, ETH_ADDR_SCAN_ARGS(mac))
1217         == ETH_ADDR_SCAN_COUNT) {
1218         hash = bond_hash_src(mac, vlan) & BOND_MASK;
1219
1220         hash_cstr = xasprintf("%u", hash);
1221         unixctl_command_reply(conn, 200, hash_cstr);
1222         free(hash_cstr);
1223     } else {
1224         unixctl_command_reply(conn, 501, "invalid mac");
1225     }
1226 }
1227
1228 void
1229 bond_init(void)
1230 {
1231     unixctl_command_register("bond/list", bond_unixctl_list, NULL);
1232     unixctl_command_register("bond/show", bond_unixctl_show, NULL);
1233     unixctl_command_register("bond/migrate", bond_unixctl_migrate, NULL);
1234     unixctl_command_register("bond/set-active-slave",
1235                              bond_unixctl_set_active_slave, NULL);
1236     unixctl_command_register("bond/enable-slave", bond_unixctl_enable_slave,
1237                              NULL);
1238     unixctl_command_register("bond/disable-slave", bond_unixctl_disable_slave,
1239                              NULL);
1240     unixctl_command_register("bond/hash", bond_unixctl_hash, NULL);
1241 }
1242 \f
1243 static void
1244 bond_entry_reset(struct bond *bond)
1245 {
1246     if (bond->balance != BM_AB) {
1247         size_t hash_len = (BOND_MASK + 1) * sizeof *bond->hash;
1248
1249         if (!bond->hash) {
1250             bond->hash = xmalloc(hash_len);
1251         }
1252         memset(bond->hash, 0, hash_len);
1253
1254         bond->next_rebalance = time_msec() + bond->rebalance_interval;
1255     } else {
1256         free(bond->hash);
1257         bond->hash = NULL;
1258     }
1259 }
1260
1261 static struct bond_slave *
1262 bond_slave_lookup(struct bond *bond, const void *slave_)
1263 {
1264     struct bond_slave *slave;
1265
1266     HMAP_FOR_EACH_IN_BUCKET (slave, hmap_node, hash_pointer(slave_, 0),
1267                              &bond->slaves) {
1268         if (slave->aux == slave_) {
1269             return slave;
1270         }
1271     }
1272
1273     return NULL;
1274 }
1275
1276 static bool
1277 bond_is_link_up(struct bond *bond, struct netdev *netdev)
1278 {
1279     return (bond->detect == BLSM_CARRIER
1280             ? netdev_get_carrier(netdev)
1281             : netdev_get_miimon(netdev));
1282 }
1283
1284 static int
1285 bond_stb_sort_cmp__(const void *a_, const void *b_)
1286 {
1287     const struct bond_slave *const *ap = a_;
1288     const struct bond_slave *const *bp = b_;
1289     const struct bond_slave *a = *ap;
1290     const struct bond_slave *b = *bp;
1291     uint16_t aid = a->stb_id;
1292     uint16_t bid = b->stb_id;
1293
1294     return aid < bid ? -1 : aid > bid;
1295 }
1296
1297 static bool
1298 bond_stb_sort(struct bond *bond)
1299 {
1300     size_t i;
1301
1302     if (!bond->stb_slaves || !bond->stb_need_sort) {
1303         return false;
1304     }
1305     bond->stb_need_sort = false;
1306
1307     qsort(bond->stb_slaves, bond->n_stb_slaves, sizeof *bond->stb_slaves,
1308           bond_stb_sort_cmp__);
1309
1310     for (i = 0; i < bond->n_stb_slaves; i++) {
1311         bond->stb_slaves[i]->stb_idx = i;
1312     }
1313
1314     return true;
1315 }
1316
1317 static void
1318 bond_stb_enable_slave(struct bond_slave *slave)
1319 {
1320     struct bond *bond = slave->bond;
1321
1322     if (!bond->stb_slaves) {
1323         return;
1324     }
1325
1326     bond->stb_need_sort = true;
1327
1328     if (slave->enabled) {
1329         if (bond->len_stb_slaves <= bond->n_stb_slaves) {
1330             bond->stb_slaves = x2nrealloc(bond->stb_slaves,
1331                                           &bond->len_stb_slaves,
1332                                           sizeof *bond->stb_slaves);
1333         }
1334
1335         slave->stb_idx = bond->n_stb_slaves++;
1336         bond->stb_slaves[slave->stb_idx] = slave;
1337     } else {
1338         size_t index = slave->stb_idx;
1339         bond->stb_slaves[index] = bond->stb_slaves[--bond->n_stb_slaves];
1340         bond->stb_slaves[index]->stb_idx = index;
1341     }
1342 }
1343
1344 static void
1345 bond_enable_slave(struct bond_slave *slave, bool enable, struct tag_set *tags)
1346 {
1347     slave->delay_expires = LLONG_MAX;
1348     if (enable != slave->enabled) {
1349         slave->enabled = enable;
1350         if (!slave->enabled) {
1351             VLOG_WARN("interface %s: disabled", slave->name);
1352             if (tags) {
1353                 tag_set_add(tags, slave->tag);
1354             }
1355         } else {
1356             VLOG_WARN("interface %s: enabled", slave->name);
1357             slave->tag = tag_create_random();
1358         }
1359         bond_stb_enable_slave(slave);
1360     }
1361 }
1362
1363 static void
1364 bond_link_status_update(struct bond_slave *slave, struct tag_set *tags)
1365 {
1366     struct bond *bond = slave->bond;
1367     bool up;
1368
1369     up = slave->up && slave->lacp_may_enable;
1370     if ((up == slave->enabled) != (slave->delay_expires == LLONG_MAX)) {
1371         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 20);
1372         VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: link state %s",
1373                      slave->name, up ? "up" : "down");
1374         if (up == slave->enabled) {
1375             slave->delay_expires = LLONG_MAX;
1376             VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: will not be %s",
1377                          slave->name, up ? "disabled" : "enabled");
1378         } else {
1379             int delay = (bond->lacp_negotiated ? 0
1380                          : up ? bond->updelay : bond->downdelay);
1381             slave->delay_expires = time_msec() + delay;
1382             if (delay) {
1383                 VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: will be %s if it stays %s "
1384                              "for %d ms",
1385                              slave->name,
1386                              up ? "enabled" : "disabled",
1387                              up ? "up" : "down",
1388                              delay);
1389             }
1390         }
1391     }
1392
1393     if (time_msec() >= slave->delay_expires) {
1394         bond_enable_slave(slave, up, tags);
1395     }
1396 }
1397
1398 static bool
1399 bond_is_tcp_hash(const struct bond *bond)
1400 {
1401     return (bond->balance == BM_TCP || bond->balance == BM_STABLE)
1402         && bond->lacp_negotiated;
1403 }
1404
1405 static unsigned int
1406 bond_hash_src(const uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN], uint16_t vlan)
1407 {
1408     return hash_bytes(mac, ETH_ADDR_LEN, vlan);
1409 }
1410
1411 static unsigned int
1412 bond_hash_tcp(const struct flow *flow, uint16_t vlan)
1413 {
1414     struct flow hash_flow = *flow;
1415     hash_flow.vlan_tci = vlan;
1416
1417     /* The symmetric quality of this hash function is not required, but
1418      * flow_hash_symmetric_l4 already exists, and is sufficient for our
1419      * purposes, so we use it out of convenience. */
1420     return flow_hash_symmetric_l4(&hash_flow, 0);
1421 }
1422
1423 static unsigned int
1424 bond_hash(const struct bond *bond, const struct flow *flow, uint16_t vlan)
1425 {
1426     assert(bond->balance != BM_AB);
1427
1428     return (bond_is_tcp_hash(bond)
1429             ? bond_hash_tcp(flow, vlan)
1430             : bond_hash_src(flow->dl_src, vlan));
1431 }
1432
1433 static struct bond_entry *
1434 lookup_bond_entry(const struct bond *bond, const struct flow *flow,
1435                   uint16_t vlan)
1436 {
1437     return &bond->hash[bond_hash(bond, flow, vlan) & BOND_MASK];
1438 }
1439
1440 static struct bond_slave *
1441 choose_output_slave(const struct bond *bond, const struct flow *flow,
1442                     uint16_t vlan)
1443 {
1444     struct bond_entry *e;
1445
1446     switch (bond->balance) {
1447     case BM_AB:
1448         return bond->active_slave;
1449
1450     case BM_STABLE:
1451         if (bond->n_stb_slaves) {
1452             return bond->stb_slaves[bond_hash(bond, flow, vlan)
1453                 % bond->n_stb_slaves];
1454         } else {
1455             return bond->active_slave;
1456         }
1457
1458     case BM_SLB:
1459     case BM_TCP:
1460         e = lookup_bond_entry(bond, flow, vlan);
1461         if (!e->slave || !e->slave->enabled) {
1462             e->slave = CONTAINER_OF(hmap_random_node(&bond->slaves),
1463                                     struct bond_slave, hmap_node);
1464             if (!e->slave->enabled) {
1465                 e->slave = bond->active_slave;
1466             }
1467             e->tag = tag_create_random();
1468         }
1469         return e->slave;
1470
1471     default:
1472         NOT_REACHED();
1473     }
1474 }
1475
1476 static struct bond_slave *
1477 bond_choose_slave(const struct bond *bond)
1478 {
1479     struct bond_slave *slave, *best;
1480
1481     /* Find an enabled slave. */
1482     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
1483         if (slave->enabled) {
1484             return slave;
1485         }
1486     }
1487
1488     /* All interfaces are disabled.  Find an interface that will be enabled
1489      * after its updelay expires.  */
1490     best = NULL;
1491     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
1492         if (slave->delay_expires != LLONG_MAX
1493             && slave->lacp_may_enable
1494             && (!best || slave->delay_expires < best->delay_expires)) {
1495             best = slave;
1496         }
1497     }
1498     return best;
1499 }
1500
1501 static void
1502 bond_choose_active_slave(struct bond *bond, struct tag_set *tags)
1503 {
1504     static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 20);
1505     struct bond_slave *old_active_slave = bond->active_slave;
1506
1507     bond->active_slave = bond_choose_slave(bond);
1508     if (bond->active_slave) {
1509         if (bond->active_slave->enabled) {
1510             VLOG_INFO_RL(&rl, "bond %s: active interface is now %s",
1511                          bond->name, bond->active_slave->name);
1512         } else {
1513             VLOG_INFO_RL(&rl, "bond %s: active interface is now %s, skipping "
1514                          "remaining %lld ms updelay (since no interface was "
1515                          "enabled)", bond->name, bond->active_slave->name,
1516                          bond->active_slave->delay_expires - time_msec());
1517             bond_enable_slave(bond->active_slave, true, tags);
1518         }
1519
1520         if (!old_active_slave) {
1521             tag_set_add(tags, bond->no_slaves_tag);
1522         }
1523
1524         bond->send_learning_packets = true;
1525     } else if (old_active_slave) {
1526         VLOG_WARN_RL(&rl, "bond %s: all interfaces disabled", bond->name);
1527     }
1528 }
1529
1530 /* Returns the tag for 'bond''s active slave, or 'bond''s no_slaves_tag if
1531  * there is no active slave. */
1532 static tag_type
1533 bond_get_active_slave_tag(const struct bond *bond)
1534 {
1535     return (bond->active_slave
1536             ? bond->active_slave->tag
1537             : bond->no_slaves_tag);
1538 }
1539
1540 /* Attempts to make the sum of the bond slaves' statistics appear on the fake
1541  * bond interface. */
1542 static void
1543 bond_update_fake_slave_stats(struct bond *bond)
1544 {
1545     struct netdev_stats bond_stats;
1546     struct bond_slave *slave;
1547     struct netdev *bond_dev;
1548
1549     memset(&bond_stats, 0, sizeof bond_stats);
1550
1551     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
1552         struct netdev_stats slave_stats;
1553
1554         if (!netdev_get_stats(slave->netdev, &slave_stats)) {
1555             /* XXX: We swap the stats here because they are swapped back when
1556              * reported by the internal device.  The reason for this is
1557              * internal devices normally represent packets going into the
1558              * system but when used as fake bond device they represent packets
1559              * leaving the system.  We really should do this in the internal
1560              * device itself because changing it here reverses the counts from
1561              * the perspective of the switch.  However, the internal device
1562              * doesn't know what type of device it represents so we have to do
1563              * it here for now. */
1564             bond_stats.tx_packets += slave_stats.rx_packets;
1565             bond_stats.tx_bytes += slave_stats.rx_bytes;
1566             bond_stats.rx_packets += slave_stats.tx_packets;
1567             bond_stats.rx_bytes += slave_stats.tx_bytes;
1568         }
1569     }
1570
1571     if (!netdev_open_default(bond->name, &bond_dev)) {
1572         netdev_set_stats(bond_dev, &bond_stats);
1573         netdev_close(bond_dev);
1574     }
1575 }