bond: Create new 'stable_id' parameter.
[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 /* Bit-mask for hashing a flow down to a bucket.
44  * There are (BOND_MASK + 1) buckets. */
45 #define BOND_MASK 0xff
46
47 /* A hash bucket for mapping a flow to a slave.
48  * "struct bond" has an array of (BOND_MASK + 1) of these. */
49 struct bond_entry {
50     struct bond_slave *slave;   /* Assigned slave, NULL if unassigned. */
51     uint64_t tx_bytes;          /* Count of bytes recently transmitted. */
52     tag_type tag;               /* Tag for entry<->slave association. */
53     struct list list_node;      /* In bond_slave's 'entries' list. */
54 };
55
56 /* A bond slave, that is, one of the links comprising a bond. */
57 struct bond_slave {
58     struct hmap_node hmap_node; /* In struct bond's slaves hmap. */
59     struct bond *bond;          /* The bond that contains this slave. */
60     void *aux;                  /* Client-provided handle for this slave. */
61
62     struct netdev *netdev;      /* Network device, owned by the client. */
63     char *name;                 /* Name (a copy of netdev_get_name(netdev)). */
64
65     /* Link status. */
66     long long delay_expires;    /* Time after which 'enabled' may change. */
67     bool up;                    /* Last link status read from netdev. */
68     bool enabled;               /* May be chosen for flows? */
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
98     /* SLB specific bonding info. */
99     struct bond_entry *hash;     /* An array of (BOND_MASK + 1) elements. */
100     int rebalance_interval;      /* Interval between rebalances, in ms. */
101     long long int next_rebalance; /* Next rebalancing time. */
102     bool send_learning_packets;
103
104     /* BM_STABLE specific bonding info. */
105     struct bond_slave **stb_slaves; /* Ordered list of enabled slaves. */
106     size_t n_stb_slaves;            /* Number of slaves in 'stb_slaves'. */
107     size_t len_stb_slaves;          /* Slaves allocated in 'stb_slaves'. */
108     bool stb_need_sort;             /* True if stb_slaves is not sorted. */
109
110     /* LACP. */
111     const struct lacp *lacp;        /* Client provided LACP handle. */
112
113     /* Monitoring. */
114     enum bond_detect_mode detect;     /* Link status mode, one of BLSM_*. */
115     struct netdev_monitor *monitor;   /* detect == BLSM_CARRIER only. */
116     long long int miimon_interval;    /* Miimon status refresh interval. */
117     long long int miimon_next_update; /* Time of next miimon update. */
118
119     /* Legacy compatibility. */
120     long long int next_fake_iface_update; /* LLONG_MAX if disabled. */
121
122     /* Tag set saved for next bond_run().  This tag set is a kluge for cases
123      * where we can't otherwise provide revalidation feedback to the client.
124      * That's only unixctl commands now; I hope no other cases will arise. */
125     struct tag_set unixctl_tags;
126 };
127
128 static struct hmap all_bonds = HMAP_INITIALIZER(&all_bonds);
129
130 static void bond_entry_reset(struct bond *);
131 static struct bond_slave *bond_slave_lookup(struct bond *, const void *slave_);
132 static bool bond_is_link_up(struct bond *, struct netdev *);
133 static void bond_enable_slave(struct bond_slave *, bool enable,
134                               struct tag_set *);
135 static bool bond_stb_sort(struct bond *);
136 static void bond_stb_enable_slave(struct bond_slave *);
137 static void bond_link_status_update(struct bond_slave *, struct tag_set *);
138 static void bond_choose_active_slave(struct bond *, struct tag_set *);
139 static bool bond_is_tcp_hash(const struct bond *);
140 static unsigned int bond_hash_src(const uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN],
141                                   uint16_t vlan);
142 static unsigned int bond_hash_tcp(const struct flow *, uint16_t vlan);
143 static struct bond_entry *lookup_bond_entry(const struct bond *,
144                                             const struct flow *,
145                                             uint16_t vlan);
146 static tag_type bond_get_active_slave_tag(const struct bond *);
147 static struct bond_slave *choose_output_slave(const struct bond *,
148                                               const struct flow *,
149                                               uint16_t vlan);
150 static void bond_update_fake_slave_stats(struct bond *);
151
152 /* Attempts to parse 's' as the name of a bond balancing mode.  If successful,
153  * stores the mode in '*balance' and returns true.  Otherwise returns false
154  * without modifying '*balance'. */
155 bool
156 bond_mode_from_string(enum bond_mode *balance, const char *s)
157 {
158     if (!strcmp(s, bond_mode_to_string(BM_TCP))) {
159         *balance = BM_TCP;
160     } else if (!strcmp(s, bond_mode_to_string(BM_SLB))) {
161         *balance = BM_SLB;
162     } else if (!strcmp(s, bond_mode_to_string(BM_STABLE))) {
163         *balance = BM_STABLE;
164     } else if (!strcmp(s, bond_mode_to_string(BM_AB))) {
165         *balance = BM_AB;
166     } else {
167         return false;
168     }
169     return true;
170 }
171
172 /* Returns a string representing 'balance'. */
173 const char *
174 bond_mode_to_string(enum bond_mode balance) {
175     switch (balance) {
176     case BM_TCP:
177         return "balance-tcp";
178     case BM_SLB:
179         return "balance-slb";
180     case BM_STABLE:
181         return "stable";
182     case BM_AB:
183         return "active-backup";
184     }
185     NOT_REACHED();
186 }
187
188 /* Attempts to parse 's' as the name of a bond link status detection mode.  If
189  * successful, stores the mode in '*detect' and returns true.  Otherwise
190  * returns false without modifying '*detect'. */
191 bool
192 bond_detect_mode_from_string(enum bond_detect_mode *detect, const char *s)
193 {
194     if (!strcmp(s, bond_detect_mode_to_string(BLSM_CARRIER))) {
195         *detect = BLSM_CARRIER;
196     } else if (!strcmp(s, bond_detect_mode_to_string(BLSM_MIIMON))) {
197         *detect = BLSM_MIIMON;
198     } else {
199         return false;
200     }
201     return true;
202 }
203
204 /* Returns a string representing 'detect'. */
205 const char *
206 bond_detect_mode_to_string(enum bond_detect_mode detect)
207 {
208     switch (detect) {
209     case BLSM_CARRIER:
210         return "carrier";
211     case BLSM_MIIMON:
212         return "miimon";
213     }
214     NOT_REACHED();
215 }
216 \f
217 /* Creates and returns a new bond whose configuration is initially taken from
218  * 's'.
219  *
220  * The caller should register each slave on the new bond by calling
221  * bond_slave_register().  */
222 struct bond *
223 bond_create(const struct bond_settings *s)
224 {
225     struct bond *bond;
226
227     bond = xzalloc(sizeof *bond);
228     hmap_init(&bond->slaves);
229     bond->no_slaves_tag = tag_create_random();
230     bond->miimon_next_update = LLONG_MAX;
231     bond->next_fake_iface_update = LLONG_MAX;
232
233     bond_reconfigure(bond, s);
234
235     tag_set_init(&bond->unixctl_tags);
236
237     return bond;
238 }
239
240 /* Frees 'bond'. */
241 void
242 bond_destroy(struct bond *bond)
243 {
244     struct bond_slave *slave, *next_slave;
245
246     if (!bond) {
247         return;
248     }
249
250     hmap_remove(&all_bonds, &bond->hmap_node);
251
252     HMAP_FOR_EACH_SAFE (slave, next_slave, hmap_node, &bond->slaves) {
253         hmap_remove(&bond->slaves, &slave->hmap_node);
254         /* Client owns 'slave->netdev'. */
255         free(slave->name);
256         free(slave);
257     }
258     hmap_destroy(&bond->slaves);
259
260     free(bond->hash);
261
262     netdev_monitor_destroy(bond->monitor);
263
264     free(bond->name);
265     free(bond);
266 }
267
268 /* Updates 'bond''s overall configuration to 's'.
269  *
270  * The caller should register each slave on 'bond' by calling
271  * bond_slave_register().  This is optional if none of the slaves'
272  * configuration has changed, except that it is mandatory if 's' enables LACP
273  * and 'bond' previously didn't have LACP enabled.  In any case it can't
274  * hurt.
275  *
276  * Returns true if the configuration has changed in such a way that requires
277  * flow revalidation.
278  * */
279 bool
280 bond_reconfigure(struct bond *bond, const struct bond_settings *s)
281 {
282     bool revalidate = false;
283
284     if (!bond->name || strcmp(bond->name, s->name)) {
285         if (bond->name) {
286             hmap_remove(&all_bonds, &bond->hmap_node);
287             free(bond->name);
288         }
289         bond->name = xstrdup(s->name);
290         hmap_insert(&all_bonds, &bond->hmap_node, hash_string(bond->name, 0));
291     }
292
293     bond->lacp = s->lacp;
294     bond->detect = s->detect;
295     bond->miimon_interval = s->miimon_interval;
296     bond->updelay = s->up_delay;
297     bond->downdelay = s->down_delay;
298     bond->rebalance_interval = s->rebalance_interval;
299
300     if (bond->balance != s->balance) {
301         bond->balance = s->balance;
302         revalidate = true;
303     }
304
305     if (bond->detect == BLSM_CARRIER) {
306         struct bond_slave *slave;
307
308         if (!bond->monitor) {
309             bond->monitor = netdev_monitor_create();
310         }
311
312         HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
313             netdev_monitor_add(bond->monitor, slave->netdev);
314         }
315     } else {
316         netdev_monitor_destroy(bond->monitor);
317         bond->monitor = NULL;
318
319         if (bond->miimon_next_update == LLONG_MAX) {
320             bond->miimon_next_update = time_msec() + bond->miimon_interval;
321         }
322     }
323
324     if (s->fake_iface) {
325         if (bond->next_fake_iface_update == LLONG_MAX) {
326             bond->next_fake_iface_update = time_msec();
327         }
328     } else {
329         bond->next_fake_iface_update = LLONG_MAX;
330     }
331
332     if (bond->balance != BM_STABLE) {
333         free(bond->stb_slaves);
334         bond->stb_slaves = NULL;
335     } else if (!bond->stb_slaves) {
336         struct bond_slave *slave;
337
338         bond->n_stb_slaves = 0;
339         bond->len_stb_slaves = 0;
340         bond->stb_slaves = NULL;
341
342         HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
343             if (slave->enabled) {
344                 bond_stb_enable_slave(slave);
345             }
346         }
347     }
348
349     if (bond->balance == BM_AB || !bond->hash || revalidate) {
350         bond_entry_reset(bond);
351     }
352
353     return revalidate;
354 }
355
356 /* Registers 'slave_' as a slave of 'bond'.  The 'slave_' pointer is an
357  * arbitrary client-provided pointer that uniquely identifies a slave within a
358  * bond.  If 'slave_' already exists within 'bond' then this function
359  * reconfigures the existing slave.
360  *
361  * 'stb_id' is used in BM_STABLE bonds to guarantee consistent slave choices
362  * across restarts and distributed vswitch instances.  It should be unique per
363  * slave, and preferably consistent across restarts and reconfigurations.
364  *
365  * 'netdev' must be the network device that 'slave_' represents.  It is owned
366  * by the client, so the client must not close it before either unregistering
367  * 'slave_' or destroying 'bond'.
368  *
369  * If 'bond' has a LACP configuration then 'slave_' should be the same handle
370  * used in the LACP module. */
371 void
372 bond_slave_register(struct bond *bond, void *slave_, uint16_t stb_id,
373                     struct netdev *netdev)
374 {
375     struct bond_slave *slave = bond_slave_lookup(bond, slave_);
376
377     if (!slave) {
378         slave = xzalloc(sizeof *slave);
379
380         hmap_insert(&bond->slaves, &slave->hmap_node, hash_pointer(slave_, 0));
381         slave->bond = bond;
382         slave->aux = slave_;
383         slave->delay_expires = LLONG_MAX;
384         slave->up = bond_is_link_up(bond, netdev);
385         slave->enabled = false;
386         bond_enable_slave(slave, slave->up, NULL);
387     }
388
389     if (slave->stb_id != stb_id) {
390         bond->stb_need_sort = true;
391         slave->stb_id = stb_id;
392     }
393
394     slave->netdev = netdev;
395     free(slave->name);
396     slave->name = xstrdup(netdev_get_name(netdev));
397 }
398
399 /* Unregisters 'slave_' from 'bond'.  If 'bond' does not contain such a slave
400  * then this function has no effect.
401  *
402  * Unregistering a slave invalidates all flows. */
403 void
404 bond_slave_unregister(struct bond *bond, const void *slave_)
405 {
406     struct bond_slave *slave = bond_slave_lookup(bond, slave_);
407     bool del_active;
408
409     if (!slave) {
410         return;
411     }
412
413     bond_enable_slave(slave, false, NULL);
414
415     del_active = bond->active_slave == slave;
416     if (bond->hash) {
417         struct bond_entry *e;
418         for (e = bond->hash; e <= &bond->hash[BOND_MASK]; e++) {
419             if (e->slave == slave) {
420                 e->slave = NULL;
421             }
422         }
423     }
424
425     free(slave->name);
426
427     hmap_remove(&bond->slaves, &slave->hmap_node);
428     /* Client owns 'slave->netdev'. */
429     free(slave);
430
431     if (del_active) {
432         struct tag_set tags;
433
434         tag_set_init(&tags);
435         bond_choose_active_slave(bond, &tags);
436         bond->send_learning_packets = true;
437     }
438 }
439
440 /* Performs periodic maintenance on 'bond'.  The caller must provide 'tags' to
441  * allow tagged flows to be invalidated.
442  *
443  * The caller should check bond_should_send_learning_packets() afterward. */
444 void
445 bond_run(struct bond *bond, struct tag_set *tags)
446 {
447     struct bond_slave *slave;
448     bool is_tcp_hash = bond_is_tcp_hash(bond);
449
450     /* Update link status. */
451     if (bond->detect == BLSM_CARRIER
452         || time_msec() >= bond->miimon_next_update)
453     {
454         HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
455             slave->up = bond_is_link_up(bond, slave->netdev);
456         }
457         bond->miimon_next_update = time_msec() + bond->miimon_interval;
458     }
459
460     /* Enable slaves based on link status and LACP feedback. */
461     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
462         bond_link_status_update(slave, tags);
463     }
464     if (!bond->active_slave || !bond->active_slave->enabled) {
465         bond_choose_active_slave(bond, tags);
466     }
467
468     /* Update fake bond interface stats. */
469     if (time_msec() >= bond->next_fake_iface_update) {
470         bond_update_fake_slave_stats(bond);
471         bond->next_fake_iface_update = time_msec() + 1000;
472     }
473
474     if (bond_stb_sort(bond) || is_tcp_hash != bond_is_tcp_hash(bond)) {
475         struct bond_slave *slave;
476
477         bond_entry_reset(bond);
478         HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
479             tag_set_add(tags, slave->tag);
480         }
481     }
482
483     /* Invalidate any tags required by  */
484     tag_set_union(tags, &bond->unixctl_tags);
485     tag_set_init(&bond->unixctl_tags);
486 }
487
488 /* Causes poll_block() to wake up when 'bond' needs something to be done. */
489 void
490 bond_wait(struct bond *bond)
491 {
492     struct bond_slave *slave;
493
494     if (bond->detect == BLSM_CARRIER) {
495         netdev_monitor_poll_wait(bond->monitor);
496     } else {
497         poll_timer_wait_until(bond->miimon_next_update);
498     }
499
500     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
501         if (slave->delay_expires != LLONG_MAX) {
502             poll_timer_wait_until(slave->delay_expires);
503         }
504     }
505
506     if (bond->next_fake_iface_update != LLONG_MAX) {
507         poll_timer_wait_until(bond->next_fake_iface_update);
508     }
509
510     /* Ensure that any saved tags get revalidated right away. */
511     if (!tag_set_is_empty(&bond->unixctl_tags)) {
512         poll_immediate_wake();
513     }
514
515     /* We don't wait for bond->next_rebalance because rebalancing can only run
516      * at a flow account checkpoint.  ofproto does checkpointing on its own
517      * schedule and bond_rebalance() gets called afterward, so we'd just be
518      * waking up for no purpose. */
519 }
520 \f
521 /* MAC learning table interaction. */
522
523 static bool
524 may_send_learning_packets(const struct bond *bond)
525 {
526     return !lacp_negotiated(bond->lacp) && bond->balance != BM_AB;
527 }
528
529 /* Returns true if 'bond' needs the client to send out packets to assist with
530  * MAC learning on 'bond'.  If this function returns true, then the client
531  * should iterate through its MAC learning table for the bridge on which 'bond'
532  * is located.  For each MAC that has been learned on a port other than 'bond',
533  * it should call bond_send_learning_packet().
534  *
535  * This function will only return true if 'bond' is in SLB mode and LACP is not
536  * negotiated.  Otherwise sending learning packets isn't necessary.
537  *
538  * Calling this function resets the state that it checks. */
539 bool
540 bond_should_send_learning_packets(struct bond *bond)
541 {
542     bool send = bond->send_learning_packets && may_send_learning_packets(bond);
543     bond->send_learning_packets = false;
544     return send;
545 }
546
547 /* Sends a gratuitous learning packet on 'bond' from 'eth_src' on 'vlan'.
548  *
549  * See bond_should_send_learning_packets() for description of usage. */
550 int
551 bond_send_learning_packet(struct bond *bond,
552                           const uint8_t eth_src[ETH_ADDR_LEN],
553                           uint16_t vlan)
554 {
555     struct bond_slave *slave;
556     struct ofpbuf packet;
557     struct flow flow;
558     int error;
559
560     assert(may_send_learning_packets(bond));
561     if (!bond->active_slave) {
562         /* Nowhere to send the learning packet. */
563         return 0;
564     }
565
566     memset(&flow, 0, sizeof flow);
567     memcpy(flow.dl_src, eth_src, ETH_ADDR_LEN);
568     slave = choose_output_slave(bond, &flow, vlan);
569
570     ofpbuf_init(&packet, 0);
571     compose_benign_packet(&packet, "Open vSwitch Bond Failover", 0xf177,
572                           eth_src);
573     if (vlan) {
574         eth_set_vlan_tci(&packet, htons(vlan));
575     }
576     error = netdev_send(slave->netdev, &packet);
577     ofpbuf_uninit(&packet);
578
579     return error;
580 }
581 \f
582 /* Checks whether a packet that arrived on 'slave_' within 'bond', with an
583  * Ethernet destination address of 'eth_dst', should be admitted.
584  *
585  * The return value is one of the following:
586  *
587  *    - BV_ACCEPT: Admit the packet.
588  *
589  *    - BV_DROP: Drop the packet.
590  *
591  *    - BV_DROP_IF_MOVED: Consult the MAC learning table for the packet's
592  *      Ethernet source address and VLAN.  If there is none, or if the packet
593  *      is on the learned port, then admit the packet.  If a different port has
594  *      been learned, however, drop the packet (and do not use it for MAC
595  *      learning).
596  */
597 enum bond_verdict
598 bond_check_admissibility(struct bond *bond, const void *slave_,
599                          const uint8_t eth_dst[ETH_ADDR_LEN], tag_type *tags)
600 {
601     /* Admit all packets if LACP has been negotiated, because that means that
602      * the remote switch is aware of the bond and will "do the right thing". */
603     if (lacp_negotiated(bond->lacp)) {
604         return BV_ACCEPT;
605     }
606
607     /* Drop all multicast packets on inactive slaves. */
608     if (eth_addr_is_multicast(eth_dst)) {
609         *tags |= bond_get_active_slave_tag(bond);
610         if (bond->active_slave != bond_slave_lookup(bond, slave_)) {
611             return BV_DROP;
612         }
613     }
614
615     /* Drop all packets for which we have learned a different input port,
616      * because we probably sent the packet on one slave and got it back on the
617      * other.  Gratuitous ARP packets are an exception to this rule: the host
618      * has moved to another switch.  The exception to the exception is if we
619      * locked the learning table to avoid reflections on bond slaves. */
620     return BV_DROP_IF_MOVED;
621 }
622
623 /* Returns the slave (registered on 'bond' by bond_slave_register()) to which
624  * a packet with the given 'flow' and 'vlan' should be forwarded.  Returns
625  * NULL if the packet should be dropped because no slaves are enabled.
626  *
627  * 'vlan' is not necessarily the same as 'flow->vlan_tci'.  First, 'vlan'
628  * should be a VID only (i.e. excluding the PCP bits).  Second,
629  * 'flow->vlan_tci' is the VLAN TCI that appeared on the packet (so it will be
630  * nonzero only for trunk ports), whereas 'vlan' is the logical VLAN that the
631  * packet belongs to (so for an access port it will be the access port's VLAN).
632  *
633  * Adds a tag to '*tags' that associates the flow with the returned slave.
634  */
635 void *
636 bond_choose_output_slave(struct bond *bond, const struct flow *flow,
637                          uint16_t vlan, tag_type *tags)
638 {
639     struct bond_slave *slave = choose_output_slave(bond, flow, vlan);
640     if (slave) {
641         *tags |= slave->tag;
642         return slave->aux;
643     } else {
644         *tags |= bond->no_slaves_tag;
645         return NULL;
646     }
647 }
648 \f
649 /* Rebalancing. */
650
651 static bool
652 bond_is_balanced(const struct bond *bond)
653 {
654     return bond->balance == BM_SLB || bond->balance == BM_TCP;
655 }
656
657 /* Notifies 'bond' that 'n_bytes' bytes were sent in 'flow' within 'vlan'. */
658 void
659 bond_account(struct bond *bond, const struct flow *flow, uint16_t vlan,
660              uint64_t n_bytes)
661 {
662
663     if (bond_is_balanced(bond)) {
664         lookup_bond_entry(bond, flow, vlan)->tx_bytes += n_bytes;
665     }
666 }
667
668 static struct bond_slave *
669 bond_slave_from_bal_node(struct list *bal)
670 {
671     return CONTAINER_OF(bal, struct bond_slave, bal_node);
672 }
673
674 static void
675 log_bals(struct bond *bond, const struct list *bals)
676 {
677     if (VLOG_IS_DBG_ENABLED()) {
678         struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
679         const struct bond_slave *slave;
680
681         LIST_FOR_EACH (slave, bal_node, bals) {
682             if (ds.length) {
683                 ds_put_char(&ds, ',');
684             }
685             ds_put_format(&ds, " %s %"PRIu64"kB",
686                           slave->name, slave->tx_bytes / 1024);
687
688             if (!slave->enabled) {
689                 ds_put_cstr(&ds, " (disabled)");
690             }
691             if (!list_is_empty(&slave->entries)) {
692                 struct bond_entry *e;
693
694                 ds_put_cstr(&ds, " (");
695                 LIST_FOR_EACH (e, list_node, &slave->entries) {
696                     if (&e->list_node != list_front(&slave->entries)) {
697                         ds_put_cstr(&ds, " + ");
698                     }
699                     ds_put_format(&ds, "h%td: %"PRIu64"kB",
700                                   e - bond->hash, e->tx_bytes / 1024);
701                 }
702                 ds_put_cstr(&ds, ")");
703             }
704         }
705         VLOG_DBG("bond %s:%s", bond->name, ds_cstr(&ds));
706         ds_destroy(&ds);
707     }
708 }
709
710 /* Shifts 'hash' from its current slave to 'to'. */
711 static void
712 bond_shift_load(struct bond_entry *hash, struct bond_slave *to,
713                 struct tag_set *set)
714 {
715     struct bond_slave *from = hash->slave;
716     struct bond *bond = from->bond;
717     uint64_t delta = hash->tx_bytes;
718
719     VLOG_INFO("bond %s: shift %"PRIu64"kB of load (with hash %td) "
720               "from %s to %s (now carrying %"PRIu64"kB and "
721               "%"PRIu64"kB load, respectively)",
722               bond->name, delta / 1024, hash - bond->hash,
723               from->name, to->name,
724               (from->tx_bytes - delta) / 1024,
725               (to->tx_bytes + delta) / 1024);
726
727     /* Shift load away from 'from' to 'to'. */
728     from->tx_bytes -= delta;
729     to->tx_bytes += delta;
730
731     /* Arrange for flows to be revalidated. */
732     tag_set_add(set, hash->tag);
733     hash->slave = to;
734     hash->tag = tag_create_random();
735 }
736
737 /* Pick and returns a bond_entry to migrate to 'to' (the least-loaded slave),
738  * given that doing so must decrease the ratio of the load on the two slaves by
739  * at least 0.1.  Returns NULL if there is no appropriate entry.
740  *
741  * The list of entries isn't sorted.  I don't know of a reason to prefer to
742  * shift away small hashes or large hashes. */
743 static struct bond_entry *
744 choose_entry_to_migrate(const struct bond_slave *from, uint64_t to_tx_bytes)
745 {
746     struct bond_entry *e;
747
748     if (list_is_short(&from->entries)) {
749         /* 'from' carries no more than one MAC hash, so shifting load away from
750          * it would be pointless. */
751         return NULL;
752     }
753
754     LIST_FOR_EACH (e, list_node, &from->entries) {
755         double old_ratio, new_ratio;
756         uint64_t delta;
757
758         if (to_tx_bytes == 0) {
759             /* Nothing on the new slave, move it. */
760             return e;
761         }
762
763         delta = e->tx_bytes;
764         old_ratio = (double)from->tx_bytes / to_tx_bytes;
765         new_ratio = (double)(from->tx_bytes - delta) / (to_tx_bytes + delta);
766         if (old_ratio - new_ratio > 0.1) {
767             /* Would decrease the ratio, move it. */
768             return e;
769         }
770     }
771
772     return NULL;
773 }
774
775 /* Inserts 'slave' into 'bals' so that descending order of 'tx_bytes' is
776  * maintained. */
777 static void
778 insert_bal(struct list *bals, struct bond_slave *slave)
779 {
780     struct bond_slave *pos;
781
782     LIST_FOR_EACH (pos, bal_node, bals) {
783         if (slave->tx_bytes > pos->tx_bytes) {
784             break;
785         }
786     }
787     list_insert(&pos->bal_node, &slave->bal_node);
788 }
789
790 /* Removes 'slave' from its current list and then inserts it into 'bals' so
791  * that descending order of 'tx_bytes' is maintained. */
792 static void
793 reinsert_bal(struct list *bals, struct bond_slave *slave)
794 {
795     list_remove(&slave->bal_node);
796     insert_bal(bals, slave);
797 }
798
799 /* If 'bond' needs rebalancing, does so.
800  *
801  * The caller should have called bond_account() for each active flow, to ensure
802  * that flow data is consistently accounted at this point. */
803 void
804 bond_rebalance(struct bond *bond, struct tag_set *tags)
805 {
806     struct bond_slave *slave;
807     struct bond_entry *e;
808     struct list bals;
809
810     if (!bond_is_balanced(bond) || time_msec() < bond->next_rebalance) {
811         return;
812     }
813     bond->next_rebalance = time_msec() + bond->rebalance_interval;
814
815     /* Add each bond_entry to its slave's 'entries' list.
816      * Compute each slave's tx_bytes as the sum of its entries' tx_bytes. */
817     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
818         slave->tx_bytes = 0;
819         list_init(&slave->entries);
820     }
821     for (e = &bond->hash[0]; e <= &bond->hash[BOND_MASK]; e++) {
822         if (e->slave && e->tx_bytes) {
823             e->slave->tx_bytes += e->tx_bytes;
824             list_push_back(&e->slave->entries, &e->list_node);
825         }
826     }
827
828     /* Add enabled slaves to 'bals' in descending order of tx_bytes.
829      *
830      * XXX This is O(n**2) in the number of slaves but it could be O(n lg n)
831      * with a proper list sort algorithm. */
832     list_init(&bals);
833     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
834         if (slave->enabled) {
835             insert_bal(&bals, slave);
836         }
837     }
838     log_bals(bond, &bals);
839
840     /* Shift load from the most-loaded slaves to the least-loaded slaves. */
841     while (!list_is_short(&bals)) {
842         struct bond_slave *from = bond_slave_from_bal_node(list_front(&bals));
843         struct bond_slave *to = bond_slave_from_bal_node(list_back(&bals));
844         uint64_t overload;
845
846         overload = from->tx_bytes - to->tx_bytes;
847         if (overload < to->tx_bytes >> 5 || overload < 100000) {
848             /* The extra load on 'from' (and all less-loaded slaves), compared
849              * to that of 'to' (the least-loaded slave), is less than ~3%, or
850              * it is less than ~1Mbps.  No point in rebalancing. */
851             break;
852         }
853
854         /* 'from' is carrying significantly more load than 'to', and that load
855          * is split across at least two different hashes. */
856         e = choose_entry_to_migrate(from, to->tx_bytes);
857         if (e) {
858             bond_shift_load(e, to, tags);
859
860             /* Delete element from from->entries.
861              *
862              * We don't add the element to to->hashes.  That would only allow
863              * 'e' to be migrated to another slave in this rebalancing run, and
864              * there is no point in doing that. */
865             list_remove(&e->list_node);
866
867             /* Re-sort 'bals'. */
868             reinsert_bal(&bals, from);
869             reinsert_bal(&bals, to);
870         } else {
871             /* Can't usefully migrate anything away from 'from'.
872              * Don't reconsider it. */
873             list_remove(&from->bal_node);
874         }
875     }
876
877     /* Implement exponentially weighted moving average.  A weight of 1/2 causes
878      * historical data to decay to <1% in 7 rebalancing runs.  1,000,000 bytes
879      * take 20 rebalancing runs to decay to 0 and get deleted entirely. */
880     for (e = &bond->hash[0]; e <= &bond->hash[BOND_MASK]; e++) {
881         e->tx_bytes /= 2;
882         if (!e->tx_bytes) {
883             e->slave = NULL;
884         }
885     }
886 }
887 \f
888 /* Bonding unixctl user interface functions. */
889
890 static struct bond *
891 bond_find(const char *name)
892 {
893     struct bond *bond;
894
895     HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (bond, hmap_node, hash_string(name, 0),
896                              &all_bonds) {
897         if (!strcmp(bond->name, name)) {
898             return bond;
899         }
900     }
901     return NULL;
902 }
903
904 static struct bond_slave *
905 bond_lookup_slave(struct bond *bond, const char *slave_name)
906 {
907     struct bond_slave *slave;
908
909     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
910         if (!strcmp(slave->name, slave_name)) {
911             return slave;
912         }
913     }
914     return NULL;
915 }
916
917 static void
918 bond_unixctl_list(struct unixctl_conn *conn,
919                   const char *args OVS_UNUSED, void *aux OVS_UNUSED)
920 {
921     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
922     const struct bond *bond;
923
924     ds_put_cstr(&ds, "bond\ttype\tslaves\n");
925
926     HMAP_FOR_EACH (bond, hmap_node, &all_bonds) {
927         const struct bond_slave *slave;
928         size_t i;
929
930         ds_put_format(&ds, "%s\t%s\t",
931                       bond->name, bond_mode_to_string(bond->balance));
932
933         i = 0;
934         HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
935             if (i++ > 0) {
936                 ds_put_cstr(&ds, ", ");
937             }
938             ds_put_cstr(&ds, slave->name);
939         }
940         ds_put_char(&ds, '\n');
941     }
942     unixctl_command_reply(conn, 200, ds_cstr(&ds));
943     ds_destroy(&ds);
944 }
945
946 static void
947 bond_unixctl_show(struct unixctl_conn *conn,
948                   const char *args, void *aux OVS_UNUSED)
949 {
950     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
951     const struct bond_slave *slave;
952     const struct bond *bond;
953
954     bond = bond_find(args);
955     if (!bond) {
956         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
957         return;
958     }
959
960     ds_put_format(&ds, "bond_mode: %s\n",
961                   bond_mode_to_string(bond->balance));
962
963     if (bond->lacp) {
964         ds_put_format(&ds, "lacp: %s\n",
965                       lacp_is_active(bond->lacp) ? "active" : "passive");
966     } else {
967         ds_put_cstr(&ds, "lacp: off\n");
968     }
969
970     if (bond->balance != BM_AB) {
971         ds_put_format(&ds, "bond-hash-algorithm: %s\n",
972                       bond_is_tcp_hash(bond) ? "balance-tcp" : "balance-slb");
973     }
974
975     ds_put_format(&ds, "bond-detect-mode: %s\n",
976                   bond->monitor ? "carrier" : "miimon");
977
978     if (!bond->monitor) {
979         ds_put_format(&ds, "bond-miimon-interval: %lld\n",
980                       bond->miimon_interval);
981     }
982
983     ds_put_format(&ds, "updelay: %d ms\n", bond->updelay);
984     ds_put_format(&ds, "downdelay: %d ms\n", bond->downdelay);
985
986     if (bond_is_balanced(bond)) {
987         ds_put_format(&ds, "next rebalance: %lld ms\n",
988                       bond->next_rebalance - time_msec());
989     }
990
991     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
992         struct bond_entry *be;
993         struct flow flow;
994
995         /* Basic info. */
996         ds_put_format(&ds, "\nslave %s: %s\n",
997                       slave->name, slave->enabled ? "enabled" : "disabled");
998         if (slave == bond->active_slave) {
999             ds_put_cstr(&ds, "\tactive slave\n");
1000         }
1001         if (slave->delay_expires != LLONG_MAX) {
1002             ds_put_format(&ds, "\t%s expires in %lld ms\n",
1003                           slave->enabled ? "downdelay" : "updelay",
1004                           slave->delay_expires - time_msec());
1005         }
1006
1007         if (!bond_is_balanced(bond)) {
1008             continue;
1009         }
1010
1011         /* Hashes. */
1012         memset(&flow, 0, sizeof flow);
1013         for (be = bond->hash; be <= &bond->hash[BOND_MASK]; be++) {
1014             int hash = be - bond->hash;
1015
1016             if (be->slave != slave) {
1017                 continue;
1018             }
1019
1020             ds_put_format(&ds, "\thash %d: %"PRIu64" kB load\n",
1021                           hash, be->tx_bytes / 1024);
1022
1023             if (bond->balance != BM_SLB) {
1024                 continue;
1025             }
1026
1027             /* XXX How can we list the MACs assigned to hashes? */
1028         }
1029     }
1030     unixctl_command_reply(conn, 200, ds_cstr(&ds));
1031     ds_destroy(&ds);
1032 }
1033
1034 static void
1035 bond_unixctl_migrate(struct unixctl_conn *conn, const char *args_,
1036                      void *aux OVS_UNUSED)
1037 {
1038     char *args = (char *) args_;
1039     char *save_ptr = NULL;
1040     char *bond_s, *hash_s, *slave_s;
1041     struct bond *bond;
1042     struct bond_slave *slave;
1043     struct bond_entry *entry;
1044     int hash;
1045
1046     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
1047     hash_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1048     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1049     if (!slave_s) {
1050         unixctl_command_reply(conn, 501,
1051                               "usage: bond/migrate BOND HASH SLAVE");
1052         return;
1053     }
1054
1055     bond = bond_find(bond_s);
1056     if (!bond) {
1057         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
1058         return;
1059     }
1060
1061     if (bond->balance != BM_SLB) {
1062         unixctl_command_reply(conn, 501, "not an SLB bond");
1063         return;
1064     }
1065
1066     if (strspn(hash_s, "0123456789") == strlen(hash_s)) {
1067         hash = atoi(hash_s) & BOND_MASK;
1068     } else {
1069         unixctl_command_reply(conn, 501, "bad hash");
1070         return;
1071     }
1072
1073     slave = bond_lookup_slave(bond, slave_s);
1074     if (!slave) {
1075         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
1076         return;
1077     }
1078
1079     if (!slave->enabled) {
1080         unixctl_command_reply(conn, 501, "cannot migrate to disabled slave");
1081         return;
1082     }
1083
1084     entry = &bond->hash[hash];
1085     tag_set_add(&bond->unixctl_tags, entry->tag);
1086     entry->slave = slave;
1087     entry->tag = tag_create_random();
1088     unixctl_command_reply(conn, 200, "migrated");
1089 }
1090
1091 static void
1092 bond_unixctl_set_active_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args_,
1093                               void *aux OVS_UNUSED)
1094 {
1095     char *args = (char *) args_;
1096     char *save_ptr = NULL;
1097     char *bond_s, *slave_s;
1098     struct bond *bond;
1099     struct bond_slave *slave;
1100
1101     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
1102     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1103     if (!slave_s) {
1104         unixctl_command_reply(conn, 501,
1105                               "usage: bond/set-active-slave BOND SLAVE");
1106         return;
1107     }
1108
1109     bond = bond_find(bond_s);
1110     if (!bond) {
1111         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
1112         return;
1113     }
1114
1115     slave = bond_lookup_slave(bond, slave_s);
1116     if (!slave) {
1117         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
1118         return;
1119     }
1120
1121     if (!slave->enabled) {
1122         unixctl_command_reply(conn, 501, "cannot make disabled slave active");
1123         return;
1124     }
1125
1126     if (bond->active_slave != slave) {
1127         tag_set_add(&bond->unixctl_tags, bond_get_active_slave_tag(bond));
1128         bond->active_slave = slave;
1129         bond->active_slave->tag = tag_create_random();
1130         VLOG_INFO("bond %s: active interface is now %s",
1131                   bond->name, slave->name);
1132         bond->send_learning_packets = true;
1133         unixctl_command_reply(conn, 200, "done");
1134     } else {
1135         unixctl_command_reply(conn, 200, "no change");
1136     }
1137 }
1138
1139 static void
1140 enable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args_, bool enable)
1141 {
1142     char *args = (char *) args_;
1143     char *save_ptr = NULL;
1144     char *bond_s, *slave_s;
1145     struct bond *bond;
1146     struct bond_slave *slave;
1147
1148     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
1149     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1150     if (!slave_s) {
1151         char *usage = xasprintf("usage: bond/%s-slave BOND SLAVE",
1152                                 enable ? "enable" : "disable");
1153         unixctl_command_reply(conn, 501, usage);
1154         free(usage);
1155         return;
1156     }
1157
1158     bond = bond_find(bond_s);
1159     if (!bond) {
1160         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
1161         return;
1162     }
1163
1164     slave = bond_lookup_slave(bond, slave_s);
1165     if (!slave) {
1166         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
1167         return;
1168     }
1169
1170     bond_enable_slave(slave, enable, &bond->unixctl_tags);
1171     unixctl_command_reply(conn, 501, enable ? "enabled" : "disabled");
1172 }
1173
1174 static void
1175 bond_unixctl_enable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args,
1176                           void *aux OVS_UNUSED)
1177 {
1178     enable_slave(conn, args, true);
1179 }
1180
1181 static void
1182 bond_unixctl_disable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args,
1183                            void *aux OVS_UNUSED)
1184 {
1185     enable_slave(conn, args, false);
1186 }
1187
1188 static void
1189 bond_unixctl_hash(struct unixctl_conn *conn, const char *args_,
1190                   void *aux OVS_UNUSED)
1191 {
1192     char *args = (char *) args_;
1193     uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN];
1194     uint8_t hash;
1195     char *hash_cstr;
1196     unsigned int vlan;
1197     char *mac_s, *vlan_s;
1198     char *save_ptr = NULL;
1199
1200     mac_s  = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
1201     vlan_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1202
1203     if (vlan_s) {
1204         if (sscanf(vlan_s, "%u", &vlan) != 1) {
1205             unixctl_command_reply(conn, 501, "invalid vlan");
1206             return;
1207         }
1208     } else {
1209         vlan = OFP_VLAN_NONE;
1210     }
1211
1212     if (sscanf(mac_s, ETH_ADDR_SCAN_FMT, ETH_ADDR_SCAN_ARGS(mac))
1213         == ETH_ADDR_SCAN_COUNT) {
1214         hash = bond_hash_src(mac, vlan) & BOND_MASK;
1215
1216         hash_cstr = xasprintf("%u", hash);
1217         unixctl_command_reply(conn, 200, hash_cstr);
1218         free(hash_cstr);
1219     } else {
1220         unixctl_command_reply(conn, 501, "invalid mac");
1221     }
1222 }
1223
1224 void
1225 bond_init(void)
1226 {
1227     unixctl_command_register("bond/list", bond_unixctl_list, NULL);
1228     unixctl_command_register("bond/show", bond_unixctl_show, NULL);
1229     unixctl_command_register("bond/migrate", bond_unixctl_migrate, NULL);
1230     unixctl_command_register("bond/set-active-slave",
1231                              bond_unixctl_set_active_slave, NULL);
1232     unixctl_command_register("bond/enable-slave", bond_unixctl_enable_slave,
1233                              NULL);
1234     unixctl_command_register("bond/disable-slave", bond_unixctl_disable_slave,
1235                              NULL);
1236     unixctl_command_register("bond/hash", bond_unixctl_hash, NULL);
1237 }
1238 \f
1239 static void
1240 bond_entry_reset(struct bond *bond)
1241 {
1242     if (bond->balance != BM_AB) {
1243         size_t hash_len = (BOND_MASK + 1) * sizeof *bond->hash;
1244
1245         if (!bond->hash) {
1246             bond->hash = xmalloc(hash_len);
1247         }
1248         memset(bond->hash, 0, hash_len);
1249
1250         bond->next_rebalance = time_msec() + bond->rebalance_interval;
1251     } else {
1252         free(bond->hash);
1253         bond->hash = NULL;
1254     }
1255 }
1256
1257 static struct bond_slave *
1258 bond_slave_lookup(struct bond *bond, const void *slave_)
1259 {
1260     struct bond_slave *slave;
1261
1262     HMAP_FOR_EACH_IN_BUCKET (slave, hmap_node, hash_pointer(slave_, 0),
1263                              &bond->slaves) {
1264         if (slave->aux == slave_) {
1265             return slave;
1266         }
1267     }
1268
1269     return NULL;
1270 }
1271
1272 static bool
1273 bond_is_link_up(struct bond *bond, struct netdev *netdev)
1274 {
1275     return (bond->detect == BLSM_CARRIER
1276             ? netdev_get_carrier(netdev)
1277             : netdev_get_miimon(netdev));
1278 }
1279
1280 static int
1281 bond_stb_sort_cmp__(const void *a_, const void *b_)
1282 {
1283     const struct bond_slave *const *ap = a_;
1284     const struct bond_slave *const *bp = b_;
1285     const struct bond_slave *a = *ap;
1286     const struct bond_slave *b = *bp;
1287     uint16_t aid = a->stb_id;
1288     uint16_t bid = b->stb_id;
1289
1290     return aid < bid ? -1 : aid > bid;
1291 }
1292
1293 static bool
1294 bond_stb_sort(struct bond *bond)
1295 {
1296     size_t i;
1297
1298     if (!bond->stb_slaves || !bond->stb_need_sort) {
1299         return false;
1300     }
1301     bond->stb_need_sort = false;
1302
1303     qsort(bond->stb_slaves, bond->n_stb_slaves, sizeof *bond->stb_slaves,
1304           bond_stb_sort_cmp__);
1305
1306     for (i = 0; i < bond->n_stb_slaves; i++) {
1307         bond->stb_slaves[i]->stb_idx = i;
1308     }
1309
1310     return true;
1311 }
1312
1313 static void
1314 bond_stb_enable_slave(struct bond_slave *slave)
1315 {
1316     struct bond *bond = slave->bond;
1317
1318     if (!bond->stb_slaves) {
1319         return;
1320     }
1321
1322     bond->stb_need_sort = true;
1323
1324     if (slave->enabled) {
1325         if (bond->len_stb_slaves <= bond->n_stb_slaves) {
1326             bond->stb_slaves = x2nrealloc(bond->stb_slaves,
1327                                           &bond->len_stb_slaves,
1328                                           sizeof *bond->stb_slaves);
1329         }
1330
1331         slave->stb_idx = bond->n_stb_slaves++;
1332         bond->stb_slaves[slave->stb_idx] = slave;
1333     } else {
1334         size_t index = slave->stb_idx;
1335         bond->stb_slaves[index] = bond->stb_slaves[--bond->n_stb_slaves];
1336         bond->stb_slaves[index]->stb_idx = index;
1337     }
1338 }
1339
1340 static void
1341 bond_enable_slave(struct bond_slave *slave, bool enable, struct tag_set *tags)
1342 {
1343     slave->delay_expires = LLONG_MAX;
1344     if (enable != slave->enabled) {
1345         slave->enabled = enable;
1346         if (!slave->enabled) {
1347             VLOG_WARN("interface %s: disabled", slave->name);
1348             if (tags) {
1349                 tag_set_add(tags, slave->tag);
1350             }
1351         } else {
1352             VLOG_WARN("interface %s: enabled", slave->name);
1353             slave->tag = tag_create_random();
1354         }
1355         bond_stb_enable_slave(slave);
1356     }
1357 }
1358
1359 static void
1360 bond_link_status_update(struct bond_slave *slave, struct tag_set *tags)
1361 {
1362     struct bond *bond = slave->bond;
1363     bool up;
1364
1365     up = slave->up && lacp_slave_may_enable(bond->lacp, slave->aux);
1366     if ((up == slave->enabled) != (slave->delay_expires == LLONG_MAX)) {
1367         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 20);
1368         VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: link state %s",
1369                      slave->name, up ? "up" : "down");
1370         if (up == slave->enabled) {
1371             slave->delay_expires = LLONG_MAX;
1372             VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: will not be %s",
1373                          slave->name, up ? "disabled" : "enabled");
1374         } else {
1375             int delay = (lacp_negotiated(bond->lacp) ? 0
1376                          : up ? bond->updelay : bond->downdelay);
1377             slave->delay_expires = time_msec() + delay;
1378             if (delay) {
1379                 VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: will be %s if it stays %s "
1380                              "for %d ms",
1381                              slave->name,
1382                              up ? "enabled" : "disabled",
1383                              up ? "up" : "down",
1384                              delay);
1385             }
1386         }
1387     }
1388
1389     if (time_msec() >= slave->delay_expires) {
1390         bond_enable_slave(slave, up, tags);
1391     }
1392 }
1393
1394 static bool
1395 bond_is_tcp_hash(const struct bond *bond)
1396 {
1397     return (bond->balance == BM_TCP || bond->balance == BM_STABLE)
1398         && lacp_negotiated(bond->lacp);
1399 }
1400
1401 static unsigned int
1402 bond_hash_src(const uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN], uint16_t vlan)
1403 {
1404     return hash_bytes(mac, ETH_ADDR_LEN, vlan);
1405 }
1406
1407 static unsigned int
1408 bond_hash_tcp(const struct flow *flow, uint16_t vlan)
1409 {
1410     struct flow hash_flow = *flow;
1411     hash_flow.vlan_tci = vlan;
1412
1413     /* The symmetric quality of this hash function is not required, but
1414      * flow_hash_symmetric_l4 already exists, and is sufficient for our
1415      * purposes, so we use it out of convenience. */
1416     return flow_hash_symmetric_l4(&hash_flow, 0);
1417 }
1418
1419 static unsigned int
1420 bond_hash(const struct bond *bond, const struct flow *flow, uint16_t vlan)
1421 {
1422     assert(bond->balance != BM_AB);
1423
1424     return (bond_is_tcp_hash(bond)
1425             ? bond_hash_tcp(flow, vlan)
1426             : bond_hash_src(flow->dl_src, vlan));
1427 }
1428
1429 static struct bond_entry *
1430 lookup_bond_entry(const struct bond *bond, const struct flow *flow,
1431                   uint16_t vlan)
1432 {
1433     return &bond->hash[bond_hash(bond, flow, vlan) & BOND_MASK];
1434 }
1435
1436 static struct bond_slave *
1437 choose_output_slave(const struct bond *bond, const struct flow *flow,
1438                     uint16_t vlan)
1439 {
1440     struct bond_entry *e;
1441
1442     switch (bond->balance) {
1443     case BM_AB:
1444         return bond->active_slave;
1445
1446     case BM_STABLE:
1447         if (bond->n_stb_slaves) {
1448             return bond->stb_slaves[bond_hash(bond, flow, vlan)
1449                 % bond->n_stb_slaves];
1450         } else {
1451             return bond->active_slave;
1452         }
1453
1454     case BM_SLB:
1455     case BM_TCP:
1456         e = lookup_bond_entry(bond, flow, vlan);
1457         if (!e->slave || !e->slave->enabled) {
1458             e->slave = CONTAINER_OF(hmap_random_node(&bond->slaves),
1459                                     struct bond_slave, hmap_node);
1460             if (!e->slave->enabled) {
1461                 e->slave = bond->active_slave;
1462             }
1463             e->tag = tag_create_random();
1464         }
1465         return e->slave;
1466
1467     default:
1468         NOT_REACHED();
1469     }
1470 }
1471
1472 static struct bond_slave *
1473 bond_choose_slave(const struct bond *bond)
1474 {
1475     struct bond_slave *slave, *best;
1476
1477     /* Find an enabled slave. */
1478     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
1479         if (slave->enabled) {
1480             return slave;
1481         }
1482     }
1483
1484     /* All interfaces are disabled.  Find an interface that will be enabled
1485      * after its updelay expires.  */
1486     best = NULL;
1487     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
1488         if (slave->delay_expires != LLONG_MAX
1489             && lacp_slave_may_enable(bond->lacp, slave->aux)
1490             && (!best || slave->delay_expires < best->delay_expires)) {
1491             best = slave;
1492         }
1493     }
1494     return best;
1495 }
1496
1497 static void
1498 bond_choose_active_slave(struct bond *bond, struct tag_set *tags)
1499 {
1500     static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 20);
1501     struct bond_slave *old_active_slave = bond->active_slave;
1502
1503     bond->active_slave = bond_choose_slave(bond);
1504     if (bond->active_slave) {
1505         if (bond->active_slave->enabled) {
1506             VLOG_INFO_RL(&rl, "bond %s: active interface is now %s",
1507                          bond->name, bond->active_slave->name);
1508         } else {
1509             VLOG_INFO_RL(&rl, "bond %s: active interface is now %s, skipping "
1510                          "remaining %lld ms updelay (since no interface was "
1511                          "enabled)", bond->name, bond->active_slave->name,
1512                          bond->active_slave->delay_expires - time_msec());
1513             bond_enable_slave(bond->active_slave, true, tags);
1514         }
1515
1516         if (!old_active_slave) {
1517             tag_set_add(tags, bond->no_slaves_tag);
1518         }
1519
1520         bond->send_learning_packets = true;
1521     } else if (old_active_slave) {
1522         VLOG_WARN_RL(&rl, "bond %s: all interfaces disabled", bond->name);
1523     }
1524 }
1525
1526 /* Returns the tag for 'bond''s active slave, or 'bond''s no_slaves_tag if
1527  * there is no active slave. */
1528 static tag_type
1529 bond_get_active_slave_tag(const struct bond *bond)
1530 {
1531     return (bond->active_slave
1532             ? bond->active_slave->tag
1533             : bond->no_slaves_tag);
1534 }
1535
1536 /* Attempts to make the sum of the bond slaves' statistics appear on the fake
1537  * bond interface. */
1538 static void
1539 bond_update_fake_slave_stats(struct bond *bond)
1540 {
1541     struct netdev_stats bond_stats;
1542     struct bond_slave *slave;
1543     struct netdev *bond_dev;
1544
1545     memset(&bond_stats, 0, sizeof bond_stats);
1546
1547     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
1548         struct netdev_stats slave_stats;
1549
1550         if (!netdev_get_stats(slave->netdev, &slave_stats)) {
1551             /* XXX: We swap the stats here because they are swapped back when
1552              * reported by the internal device.  The reason for this is
1553              * internal devices normally represent packets going into the
1554              * system but when used as fake bond device they represent packets
1555              * leaving the system.  We really should do this in the internal
1556              * device itself because changing it here reverses the counts from
1557              * the perspective of the switch.  However, the internal device
1558              * doesn't know what type of device it represents so we have to do
1559              * it here for now. */
1560             bond_stats.tx_packets += slave_stats.rx_packets;
1561             bond_stats.tx_bytes += slave_stats.rx_bytes;
1562             bond_stats.rx_packets += slave_stats.tx_packets;
1563             bond_stats.rx_bytes += slave_stats.tx_bytes;
1564         }
1565     }
1566
1567     if (!netdev_open_default(bond->name, &bond_dev)) {
1568         netdev_set_stats(bond_dev, &bond_stats);
1569         netdev_close(bond_dev);
1570     }
1571 }