ofproto: Datapath statistics accounted twice.
[sliver-openvswitch.git] / 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     uint32_t stb_id;            /* ID used for 'stb_slaves' ordering. */
78 };
79
80 /* A bond, that is, a set of network devices grouped to improve performance or
81  * robustness.  */
82 struct bond {
83     struct hmap_node hmap_node; /* In 'all_bonds' hmap. */
84     char *name;                 /* Name provided by client. */
85
86     /* Slaves. */
87     struct hmap slaves;
88
89     /* Bonding info. */
90     enum bond_mode balance;     /* Balancing mode, one of BM_*. */
91     struct bond_slave *active_slave;
92     tag_type no_slaves_tag;     /* Tag for flows when all slaves disabled. */
93     int updelay, downdelay;     /* Delay before slave goes up/down, in ms. */
94     bool lacp_negotiated;       /* LACP negotiations were successful. */
95     bool bond_revalidate;       /* True if flows need revalidation. */
96     uint32_t basis;             /* Basis for flow hash function. */
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     tag_type stb_tag;               /* Tag associated with this bond. */
106
107     /* Monitoring. */
108     enum bond_detect_mode detect;     /* Link status mode, one of BLSM_*. */
109     struct netdev_monitor *monitor;   /* detect == BLSM_CARRIER only. */
110     long long int miimon_interval;    /* Miimon status refresh interval. */
111     long long int miimon_next_update; /* Time of next miimon update. */
112
113     /* Legacy compatibility. */
114     long long int next_fake_iface_update; /* LLONG_MAX if disabled. */
115
116     /* Tag set saved for next bond_run().  This tag set is a kluge for cases
117      * where we can't otherwise provide revalidation feedback to the client.
118      * That's only unixctl commands now; I hope no other cases will arise. */
119     struct tag_set unixctl_tags;
120 };
121
122 static struct hmap all_bonds = HMAP_INITIALIZER(&all_bonds);
123
124 static void bond_entry_reset(struct bond *);
125 static struct bond_slave *bond_slave_lookup(struct bond *, const void *slave_);
126 static bool bond_is_link_up(struct bond *, struct netdev *);
127 static void bond_enable_slave(struct bond_slave *, bool enable,
128                               struct tag_set *);
129 static void bond_link_status_update(struct bond_slave *, struct tag_set *);
130 static void bond_choose_active_slave(struct bond *, struct tag_set *);
131 static bool bond_is_tcp_hash(const struct bond *);
132 static unsigned int bond_hash_src(const uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN],
133                                   uint16_t vlan, uint32_t basis);
134 static unsigned int bond_hash_tcp(const struct flow *, uint16_t vlan,
135                                   uint32_t basis);
136 static struct bond_entry *lookup_bond_entry(const struct bond *,
137                                             const struct flow *,
138                                             uint16_t vlan);
139 static tag_type bond_get_active_slave_tag(const struct bond *);
140 static struct bond_slave *choose_output_slave(const struct bond *,
141                                               const struct flow *,
142                                               uint16_t vlan);
143 static void bond_update_fake_slave_stats(struct bond *);
144
145 /* Attempts to parse 's' as the name of a bond balancing mode.  If successful,
146  * stores the mode in '*balance' and returns true.  Otherwise returns false
147  * without modifying '*balance'. */
148 bool
149 bond_mode_from_string(enum bond_mode *balance, const char *s)
150 {
151     if (!strcmp(s, bond_mode_to_string(BM_TCP))) {
152         *balance = BM_TCP;
153     } else if (!strcmp(s, bond_mode_to_string(BM_SLB))) {
154         *balance = BM_SLB;
155     } else if (!strcmp(s, bond_mode_to_string(BM_STABLE))) {
156         *balance = BM_STABLE;
157     } else if (!strcmp(s, bond_mode_to_string(BM_AB))) {
158         *balance = BM_AB;
159     } else {
160         return false;
161     }
162     return true;
163 }
164
165 /* Returns a string representing 'balance'. */
166 const char *
167 bond_mode_to_string(enum bond_mode balance) {
168     switch (balance) {
169     case BM_TCP:
170         return "balance-tcp";
171     case BM_SLB:
172         return "balance-slb";
173     case BM_STABLE:
174         return "stable";
175     case BM_AB:
176         return "active-backup";
177     }
178     NOT_REACHED();
179 }
180
181 /* Attempts to parse 's' as the name of a bond link status detection mode.  If
182  * successful, stores the mode in '*detect' and returns true.  Otherwise
183  * returns false without modifying '*detect'. */
184 bool
185 bond_detect_mode_from_string(enum bond_detect_mode *detect, const char *s)
186 {
187     if (!strcmp(s, bond_detect_mode_to_string(BLSM_CARRIER))) {
188         *detect = BLSM_CARRIER;
189     } else if (!strcmp(s, bond_detect_mode_to_string(BLSM_MIIMON))) {
190         *detect = BLSM_MIIMON;
191     } else {
192         return false;
193     }
194     return true;
195 }
196
197 /* Returns a string representing 'detect'. */
198 const char *
199 bond_detect_mode_to_string(enum bond_detect_mode detect)
200 {
201     switch (detect) {
202     case BLSM_CARRIER:
203         return "carrier";
204     case BLSM_MIIMON:
205         return "miimon";
206     }
207     NOT_REACHED();
208 }
209 \f
210 /* Creates and returns a new bond whose configuration is initially taken from
211  * 's'.
212  *
213  * The caller should register each slave on the new bond by calling
214  * bond_slave_register().  */
215 struct bond *
216 bond_create(const struct bond_settings *s)
217 {
218     struct bond *bond;
219
220     bond = xzalloc(sizeof *bond);
221     hmap_init(&bond->slaves);
222     bond->no_slaves_tag = tag_create_random();
223     bond->stb_tag = tag_create_random();
224     bond->miimon_next_update = LLONG_MAX;
225     bond->next_fake_iface_update = LLONG_MAX;
226
227     bond_reconfigure(bond, s);
228
229     tag_set_init(&bond->unixctl_tags);
230
231     return bond;
232 }
233
234 /* Frees 'bond'. */
235 void
236 bond_destroy(struct bond *bond)
237 {
238     struct bond_slave *slave, *next_slave;
239
240     if (!bond) {
241         return;
242     }
243
244     hmap_remove(&all_bonds, &bond->hmap_node);
245
246     HMAP_FOR_EACH_SAFE (slave, next_slave, hmap_node, &bond->slaves) {
247         hmap_remove(&bond->slaves, &slave->hmap_node);
248         /* Client owns 'slave->netdev'. */
249         free(slave->name);
250         free(slave);
251     }
252     hmap_destroy(&bond->slaves);
253
254     free(bond->hash);
255
256     netdev_monitor_destroy(bond->monitor);
257
258     free(bond->name);
259     free(bond);
260 }
261
262 /* Updates 'bond''s overall configuration to 's'.
263  *
264  * The caller should register each slave on 'bond' by calling
265  * bond_slave_register().  This is optional if none of the slaves'
266  * configuration has changed.  In any case it can't hurt.
267  *
268  * Returns true if the configuration has changed in such a way that requires
269  * flow revalidation.
270  * */
271 bool
272 bond_reconfigure(struct bond *bond, const struct bond_settings *s)
273 {
274     bool revalidate = false;
275
276     if (!bond->name || strcmp(bond->name, s->name)) {
277         if (bond->name) {
278             hmap_remove(&all_bonds, &bond->hmap_node);
279             free(bond->name);
280         }
281         bond->name = xstrdup(s->name);
282         hmap_insert(&all_bonds, &bond->hmap_node, hash_string(bond->name, 0));
283     }
284
285     bond->detect = s->detect;
286     bond->miimon_interval = s->miimon_interval;
287     bond->updelay = s->up_delay;
288     bond->downdelay = s->down_delay;
289     bond->rebalance_interval = s->rebalance_interval;
290
291     if (bond->balance != s->balance) {
292         bond->balance = s->balance;
293         revalidate = true;
294     }
295
296     if (bond->basis != s->basis) {
297         bond->basis = s->basis;
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->bond_revalidate) {
329         revalidate = true;
330         bond->bond_revalidate = false;
331     }
332
333     if (bond->balance == BM_AB || !bond->hash || revalidate) {
334         bond_entry_reset(bond);
335     }
336
337     return revalidate;
338 }
339
340 /* Registers 'slave_' as a slave of 'bond'.  The 'slave_' pointer is an
341  * arbitrary client-provided pointer that uniquely identifies a slave within a
342  * bond.  If 'slave_' already exists within 'bond' then this function
343  * reconfigures the existing slave.
344  *
345  * 'stb_id' is used in BM_STABLE bonds to guarantee consistent slave choices
346  * across restarts and distributed vswitch instances.  It should be unique per
347  * slave, and preferably consistent across restarts and reconfigurations.
348  *
349  * 'netdev' must be the network device that 'slave_' represents.  It is owned
350  * by the client, so the client must not close it before either unregistering
351  * 'slave_' or destroying 'bond'.
352  */
353 void
354 bond_slave_register(struct bond *bond, void *slave_, uint32_t stb_id,
355                     struct netdev *netdev)
356 {
357     struct bond_slave *slave = bond_slave_lookup(bond, slave_);
358
359     if (!slave) {
360         slave = xzalloc(sizeof *slave);
361
362         hmap_insert(&bond->slaves, &slave->hmap_node, hash_pointer(slave_, 0));
363         slave->bond = bond;
364         slave->aux = slave_;
365         slave->delay_expires = LLONG_MAX;
366         slave->up = bond_is_link_up(bond, netdev);
367         slave->name = xstrdup(netdev_get_name(netdev));
368         bond->bond_revalidate = true;
369
370         slave->enabled = false;
371         bond_enable_slave(slave, slave->up, NULL);
372     }
373
374     if (slave->stb_id != stb_id) {
375         slave->stb_id = stb_id;
376         bond->bond_revalidate = true;
377     }
378
379     if (slave->netdev != netdev) {
380         if (bond->monitor) {
381             if (slave->netdev) {
382                 netdev_monitor_remove(bond->monitor, slave->netdev);
383             }
384             netdev_monitor_add(bond->monitor, netdev);
385         }
386         slave->netdev = netdev;
387     }
388
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     if (bond->monitor) {
408         netdev_monitor_remove(bond->monitor, slave->netdev);
409     }
410
411     bond_enable_slave(slave, false, NULL);
412
413     del_active = bond->active_slave == slave;
414     if (bond->hash) {
415         struct bond_entry *e;
416         for (e = bond->hash; e <= &bond->hash[BOND_MASK]; e++) {
417             if (e->slave == slave) {
418                 e->slave = NULL;
419             }
420         }
421     }
422
423     free(slave->name);
424
425     hmap_remove(&bond->slaves, &slave->hmap_node);
426     /* Client owns 'slave->netdev'. */
427     free(slave);
428
429     if (del_active) {
430         struct tag_set tags;
431
432         tag_set_init(&tags);
433         bond_choose_active_slave(bond, &tags);
434         bond->send_learning_packets = true;
435     }
436 }
437
438 /* Should be called on each slave in 'bond' before bond_run() to indicate the
439  * results of lacp_slave_may_enable() on 'slave_'. */
440 void
441 bond_slave_set_lacp_may_enable(struct bond *bond, void *slave_,
442                                bool may_enable)
443 {
444     bond_slave_lookup(bond, slave_)->lacp_may_enable = may_enable;
445 }
446
447 /* Performs periodic maintenance on 'bond'.  The caller must provide 'tags' to
448  * allow tagged flows to be invalidated.
449  *
450  * The caller should check bond_should_send_learning_packets() afterward. */
451 void
452 bond_run(struct bond *bond, struct tag_set *tags, bool lacp_negotiated)
453 {
454     struct bond_slave *slave;
455     bool is_tcp_hash = bond_is_tcp_hash(bond);
456
457     bond->lacp_negotiated = lacp_negotiated;
458
459     /* Update link status. */
460     if (bond->detect == BLSM_CARRIER
461         || time_msec() >= bond->miimon_next_update)
462     {
463         HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
464             slave->up = bond_is_link_up(bond, slave->netdev);
465         }
466         bond->miimon_next_update = time_msec() + bond->miimon_interval;
467     }
468
469     if (bond->monitor) {
470         netdev_monitor_flush(bond->monitor);
471     }
472
473     /* Enable slaves based on link status and LACP feedback. */
474     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
475         bond_link_status_update(slave, tags);
476     }
477     if (!bond->active_slave || !bond->active_slave->enabled) {
478         bond_choose_active_slave(bond, tags);
479     }
480
481     /* Update fake bond interface stats. */
482     if (time_msec() >= bond->next_fake_iface_update) {
483         bond_update_fake_slave_stats(bond);
484         bond->next_fake_iface_update = time_msec() + 1000;
485     }
486
487     if (is_tcp_hash != bond_is_tcp_hash(bond)) {
488         bond->bond_revalidate = true;
489     }
490
491     if (bond->bond_revalidate) {
492         bond->bond_revalidate = false;
493
494         bond_entry_reset(bond);
495         if (bond->balance != BM_STABLE) {
496             struct bond_slave *slave;
497
498             HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
499                 tag_set_add(tags, slave->tag);
500             }
501         } else {
502             tag_set_add(tags, bond->stb_tag);
503         }
504         tag_set_add(tags, bond->no_slaves_tag);
505     }
506
507     /* Invalidate any tags required by  */
508     tag_set_union(tags, &bond->unixctl_tags);
509     tag_set_init(&bond->unixctl_tags);
510 }
511
512 /* Causes poll_block() to wake up when 'bond' needs something to be done. */
513 void
514 bond_wait(struct bond *bond)
515 {
516     struct bond_slave *slave;
517
518     if (bond->detect == BLSM_CARRIER) {
519         netdev_monitor_poll_wait(bond->monitor);
520     } else {
521         poll_timer_wait_until(bond->miimon_next_update);
522     }
523
524     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
525         if (slave->delay_expires != LLONG_MAX) {
526             poll_timer_wait_until(slave->delay_expires);
527         }
528     }
529
530     if (bond->next_fake_iface_update != LLONG_MAX) {
531         poll_timer_wait_until(bond->next_fake_iface_update);
532     }
533
534     /* Ensure that any saved tags get revalidated right away. */
535     if (!tag_set_is_empty(&bond->unixctl_tags)) {
536         poll_immediate_wake();
537     }
538
539     /* We don't wait for bond->next_rebalance because rebalancing can only run
540      * at a flow account checkpoint.  ofproto does checkpointing on its own
541      * schedule and bond_rebalance() gets called afterward, so we'd just be
542      * waking up for no purpose. */
543 }
544 \f
545 /* MAC learning table interaction. */
546
547 static bool
548 may_send_learning_packets(const struct bond *bond)
549 {
550     return !bond->lacp_negotiated && bond->balance != BM_AB;
551 }
552
553 /* Returns true if 'bond' needs the client to send out packets to assist with
554  * MAC learning on 'bond'.  If this function returns true, then the client
555  * should iterate through its MAC learning table for the bridge on which 'bond'
556  * is located.  For each MAC that has been learned on a port other than 'bond',
557  * it should call bond_send_learning_packet().
558  *
559  * This function will only return true if 'bond' is in SLB mode and LACP is not
560  * negotiated.  Otherwise sending learning packets isn't necessary.
561  *
562  * Calling this function resets the state that it checks. */
563 bool
564 bond_should_send_learning_packets(struct bond *bond)
565 {
566     bool send = bond->send_learning_packets && may_send_learning_packets(bond);
567     bond->send_learning_packets = false;
568     return send;
569 }
570
571 /* Sends a gratuitous learning packet on 'bond' from 'eth_src' on 'vlan'.
572  *
573  * See bond_should_send_learning_packets() for description of usage. */
574 int
575 bond_send_learning_packet(struct bond *bond,
576                           const uint8_t eth_src[ETH_ADDR_LEN],
577                           uint16_t vlan)
578 {
579     struct bond_slave *slave;
580     struct ofpbuf packet;
581     struct flow flow;
582     int error;
583
584     assert(may_send_learning_packets(bond));
585     if (!bond->active_slave) {
586         /* Nowhere to send the learning packet. */
587         return 0;
588     }
589
590     memset(&flow, 0, sizeof flow);
591     memcpy(flow.dl_src, eth_src, ETH_ADDR_LEN);
592     slave = choose_output_slave(bond, &flow, vlan);
593
594     ofpbuf_init(&packet, 0);
595     compose_benign_packet(&packet, "Open vSwitch Bond Failover", 0xf177,
596                           eth_src);
597     if (vlan) {
598         eth_set_vlan_tci(&packet, htons(vlan));
599     }
600     error = netdev_send(slave->netdev, &packet);
601     ofpbuf_uninit(&packet);
602
603     return error;
604 }
605 \f
606 /* Checks whether a packet that arrived on 'slave_' within 'bond', with an
607  * Ethernet destination address of 'eth_dst', should be admitted.
608  *
609  * The return value is one of the following:
610  *
611  *    - BV_ACCEPT: Admit the packet.
612  *
613  *    - BV_DROP: Drop the packet.
614  *
615  *    - BV_DROP_IF_MOVED: Consult the MAC learning table for the packet's
616  *      Ethernet source address and VLAN.  If there is none, or if the packet
617  *      is on the learned port, then admit the packet.  If a different port has
618  *      been learned, however, drop the packet (and do not use it for MAC
619  *      learning).
620  */
621 enum bond_verdict
622 bond_check_admissibility(struct bond *bond, const void *slave_,
623                          const uint8_t eth_dst[ETH_ADDR_LEN], tag_type *tags)
624 {
625     /* Admit all packets if LACP has been negotiated, because that means that
626      * the remote switch is aware of the bond and will "do the right thing". */
627     if (bond->lacp_negotiated) {
628         return BV_ACCEPT;
629     }
630
631     /* Drop all multicast packets on inactive slaves. */
632     if (eth_addr_is_multicast(eth_dst)) {
633         *tags |= bond_get_active_slave_tag(bond);
634         if (bond->active_slave != bond_slave_lookup(bond, slave_)) {
635             return BV_DROP;
636         }
637     }
638
639     /* Drop all packets for which we have learned a different input port,
640      * because we probably sent the packet on one slave and got it back on the
641      * other.  Gratuitous ARP packets are an exception to this rule: the host
642      * has moved to another switch.  The exception to the exception is if we
643      * locked the learning table to avoid reflections on bond slaves. */
644     return BV_DROP_IF_MOVED;
645 }
646
647 /* Returns the slave (registered on 'bond' by bond_slave_register()) to which
648  * a packet with the given 'flow' and 'vlan' should be forwarded.  Returns
649  * NULL if the packet should be dropped because no slaves are enabled.
650  *
651  * 'vlan' is not necessarily the same as 'flow->vlan_tci'.  First, 'vlan'
652  * should be a VID only (i.e. excluding the PCP bits).  Second,
653  * 'flow->vlan_tci' is the VLAN TCI that appeared on the packet (so it will be
654  * nonzero only for trunk ports), whereas 'vlan' is the logical VLAN that the
655  * packet belongs to (so for an access port it will be the access port's VLAN).
656  *
657  * Adds a tag to '*tags' that associates the flow with the returned slave.
658  */
659 void *
660 bond_choose_output_slave(struct bond *bond, const struct flow *flow,
661                          uint16_t vlan, tag_type *tags)
662 {
663     struct bond_slave *slave = choose_output_slave(bond, flow, vlan);
664     if (slave) {
665         *tags |= bond->balance == BM_STABLE ? bond->stb_tag : slave->tag;
666         return slave->aux;
667     } else {
668         *tags |= bond->no_slaves_tag;
669         return NULL;
670     }
671 }
672 \f
673 /* Rebalancing. */
674
675 static bool
676 bond_is_balanced(const struct bond *bond)
677 {
678     return bond->balance == BM_SLB || bond->balance == BM_TCP;
679 }
680
681 /* Notifies 'bond' that 'n_bytes' bytes were sent in 'flow' within 'vlan'. */
682 void
683 bond_account(struct bond *bond, const struct flow *flow, uint16_t vlan,
684              uint64_t n_bytes)
685 {
686
687     if (bond_is_balanced(bond)) {
688         lookup_bond_entry(bond, flow, vlan)->tx_bytes += n_bytes;
689     }
690 }
691
692 static struct bond_slave *
693 bond_slave_from_bal_node(struct list *bal)
694 {
695     return CONTAINER_OF(bal, struct bond_slave, bal_node);
696 }
697
698 static void
699 log_bals(struct bond *bond, const struct list *bals)
700 {
701     if (VLOG_IS_DBG_ENABLED()) {
702         struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
703         const struct bond_slave *slave;
704
705         LIST_FOR_EACH (slave, bal_node, bals) {
706             if (ds.length) {
707                 ds_put_char(&ds, ',');
708             }
709             ds_put_format(&ds, " %s %"PRIu64"kB",
710                           slave->name, slave->tx_bytes / 1024);
711
712             if (!slave->enabled) {
713                 ds_put_cstr(&ds, " (disabled)");
714             }
715             if (!list_is_empty(&slave->entries)) {
716                 struct bond_entry *e;
717
718                 ds_put_cstr(&ds, " (");
719                 LIST_FOR_EACH (e, list_node, &slave->entries) {
720                     if (&e->list_node != list_front(&slave->entries)) {
721                         ds_put_cstr(&ds, " + ");
722                     }
723                     ds_put_format(&ds, "h%td: %"PRIu64"kB",
724                                   e - bond->hash, e->tx_bytes / 1024);
725                 }
726                 ds_put_cstr(&ds, ")");
727             }
728         }
729         VLOG_DBG("bond %s:%s", bond->name, ds_cstr(&ds));
730         ds_destroy(&ds);
731     }
732 }
733
734 /* Shifts 'hash' from its current slave to 'to'. */
735 static void
736 bond_shift_load(struct bond_entry *hash, struct bond_slave *to,
737                 struct tag_set *set)
738 {
739     struct bond_slave *from = hash->slave;
740     struct bond *bond = from->bond;
741     uint64_t delta = hash->tx_bytes;
742
743     VLOG_INFO("bond %s: shift %"PRIu64"kB of load (with hash %td) "
744               "from %s to %s (now carrying %"PRIu64"kB and "
745               "%"PRIu64"kB load, respectively)",
746               bond->name, delta / 1024, hash - bond->hash,
747               from->name, to->name,
748               (from->tx_bytes - delta) / 1024,
749               (to->tx_bytes + delta) / 1024);
750
751     /* Shift load away from 'from' to 'to'. */
752     from->tx_bytes -= delta;
753     to->tx_bytes += delta;
754
755     /* Arrange for flows to be revalidated. */
756     tag_set_add(set, hash->tag);
757     hash->slave = to;
758     hash->tag = tag_create_random();
759 }
760
761 /* Pick and returns a bond_entry to migrate to 'to' (the least-loaded slave),
762  * given that doing so must decrease the ratio of the load on the two slaves by
763  * at least 0.1.  Returns NULL if there is no appropriate entry.
764  *
765  * The list of entries isn't sorted.  I don't know of a reason to prefer to
766  * shift away small hashes or large hashes. */
767 static struct bond_entry *
768 choose_entry_to_migrate(const struct bond_slave *from, uint64_t to_tx_bytes)
769 {
770     struct bond_entry *e;
771
772     if (list_is_short(&from->entries)) {
773         /* 'from' carries no more than one MAC hash, so shifting load away from
774          * it would be pointless. */
775         return NULL;
776     }
777
778     LIST_FOR_EACH (e, list_node, &from->entries) {
779         double old_ratio, new_ratio;
780         uint64_t delta;
781
782         if (to_tx_bytes == 0) {
783             /* Nothing on the new slave, move it. */
784             return e;
785         }
786
787         delta = e->tx_bytes;
788         old_ratio = (double)from->tx_bytes / to_tx_bytes;
789         new_ratio = (double)(from->tx_bytes - delta) / (to_tx_bytes + delta);
790         if (old_ratio - new_ratio > 0.1) {
791             /* Would decrease the ratio, move it. */
792             return e;
793         }
794     }
795
796     return NULL;
797 }
798
799 /* Inserts 'slave' into 'bals' so that descending order of 'tx_bytes' is
800  * maintained. */
801 static void
802 insert_bal(struct list *bals, struct bond_slave *slave)
803 {
804     struct bond_slave *pos;
805
806     LIST_FOR_EACH (pos, bal_node, bals) {
807         if (slave->tx_bytes > pos->tx_bytes) {
808             break;
809         }
810     }
811     list_insert(&pos->bal_node, &slave->bal_node);
812 }
813
814 /* Removes 'slave' from its current list and then inserts it into 'bals' so
815  * that descending order of 'tx_bytes' is maintained. */
816 static void
817 reinsert_bal(struct list *bals, struct bond_slave *slave)
818 {
819     list_remove(&slave->bal_node);
820     insert_bal(bals, slave);
821 }
822
823 /* If 'bond' needs rebalancing, does so.
824  *
825  * The caller should have called bond_account() for each active flow, to ensure
826  * that flow data is consistently accounted at this point. */
827 void
828 bond_rebalance(struct bond *bond, struct tag_set *tags)
829 {
830     struct bond_slave *slave;
831     struct bond_entry *e;
832     struct list bals;
833
834     if (!bond_is_balanced(bond) || time_msec() < bond->next_rebalance) {
835         return;
836     }
837     bond->next_rebalance = time_msec() + bond->rebalance_interval;
838
839     /* Add each bond_entry to its slave's 'entries' list.
840      * Compute each slave's tx_bytes as the sum of its entries' tx_bytes. */
841     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
842         slave->tx_bytes = 0;
843         list_init(&slave->entries);
844     }
845     for (e = &bond->hash[0]; e <= &bond->hash[BOND_MASK]; e++) {
846         if (e->slave && e->tx_bytes) {
847             e->slave->tx_bytes += e->tx_bytes;
848             list_push_back(&e->slave->entries, &e->list_node);
849         }
850     }
851
852     /* Add enabled slaves to 'bals' in descending order of tx_bytes.
853      *
854      * XXX This is O(n**2) in the number of slaves but it could be O(n lg n)
855      * with a proper list sort algorithm. */
856     list_init(&bals);
857     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
858         if (slave->enabled) {
859             insert_bal(&bals, slave);
860         }
861     }
862     log_bals(bond, &bals);
863
864     /* Shift load from the most-loaded slaves to the least-loaded slaves. */
865     while (!list_is_short(&bals)) {
866         struct bond_slave *from = bond_slave_from_bal_node(list_front(&bals));
867         struct bond_slave *to = bond_slave_from_bal_node(list_back(&bals));
868         uint64_t overload;
869
870         overload = from->tx_bytes - to->tx_bytes;
871         if (overload < to->tx_bytes >> 5 || overload < 100000) {
872             /* The extra load on 'from' (and all less-loaded slaves), compared
873              * to that of 'to' (the least-loaded slave), is less than ~3%, or
874              * it is less than ~1Mbps.  No point in rebalancing. */
875             break;
876         }
877
878         /* 'from' is carrying significantly more load than 'to', and that load
879          * is split across at least two different hashes. */
880         e = choose_entry_to_migrate(from, to->tx_bytes);
881         if (e) {
882             bond_shift_load(e, to, tags);
883
884             /* Delete element from from->entries.
885              *
886              * We don't add the element to to->hashes.  That would only allow
887              * 'e' to be migrated to another slave in this rebalancing run, and
888              * there is no point in doing that. */
889             list_remove(&e->list_node);
890
891             /* Re-sort 'bals'. */
892             reinsert_bal(&bals, from);
893             reinsert_bal(&bals, to);
894         } else {
895             /* Can't usefully migrate anything away from 'from'.
896              * Don't reconsider it. */
897             list_remove(&from->bal_node);
898         }
899     }
900
901     /* Implement exponentially weighted moving average.  A weight of 1/2 causes
902      * historical data to decay to <1% in 7 rebalancing runs.  1,000,000 bytes
903      * take 20 rebalancing runs to decay to 0 and get deleted entirely. */
904     for (e = &bond->hash[0]; e <= &bond->hash[BOND_MASK]; e++) {
905         e->tx_bytes /= 2;
906         if (!e->tx_bytes) {
907             e->slave = NULL;
908         }
909     }
910 }
911 \f
912 /* Bonding unixctl user interface functions. */
913
914 static struct bond *
915 bond_find(const char *name)
916 {
917     struct bond *bond;
918
919     HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (bond, hmap_node, hash_string(name, 0),
920                              &all_bonds) {
921         if (!strcmp(bond->name, name)) {
922             return bond;
923         }
924     }
925     return NULL;
926 }
927
928 static struct bond_slave *
929 bond_lookup_slave(struct bond *bond, const char *slave_name)
930 {
931     struct bond_slave *slave;
932
933     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
934         if (!strcmp(slave->name, slave_name)) {
935             return slave;
936         }
937     }
938     return NULL;
939 }
940
941 static void
942 bond_unixctl_list(struct unixctl_conn *conn,
943                   const char *args OVS_UNUSED, void *aux OVS_UNUSED)
944 {
945     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
946     const struct bond *bond;
947
948     ds_put_cstr(&ds, "bond\ttype\tslaves\n");
949
950     HMAP_FOR_EACH (bond, hmap_node, &all_bonds) {
951         const struct bond_slave *slave;
952         size_t i;
953
954         ds_put_format(&ds, "%s\t%s\t",
955                       bond->name, bond_mode_to_string(bond->balance));
956
957         i = 0;
958         HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
959             if (i++ > 0) {
960                 ds_put_cstr(&ds, ", ");
961             }
962             ds_put_cstr(&ds, slave->name);
963         }
964         ds_put_char(&ds, '\n');
965     }
966     unixctl_command_reply(conn, 200, ds_cstr(&ds));
967     ds_destroy(&ds);
968 }
969
970 static void
971 bond_unixctl_show(struct unixctl_conn *conn,
972                   const char *args, void *aux OVS_UNUSED)
973 {
974     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
975     const struct bond_slave *slave;
976     const struct bond *bond;
977
978     bond = bond_find(args);
979     if (!bond) {
980         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
981         return;
982     }
983
984     ds_put_format(&ds, "bond_mode: %s\n",
985                   bond_mode_to_string(bond->balance));
986
987     if (bond->balance != BM_AB) {
988         ds_put_format(&ds, "bond-hash-algorithm: %s\n",
989                       bond_is_tcp_hash(bond) ? "balance-tcp" : "balance-slb");
990     }
991
992     ds_put_format(&ds, "bond-hash-basis: %"PRIu32"\n", bond->basis);
993
994     ds_put_format(&ds, "bond-detect-mode: %s\n",
995                   bond->monitor ? "carrier" : "miimon");
996
997     if (!bond->monitor) {
998         ds_put_format(&ds, "bond-miimon-interval: %lld\n",
999                       bond->miimon_interval);
1000     }
1001
1002     ds_put_format(&ds, "updelay: %d ms\n", bond->updelay);
1003     ds_put_format(&ds, "downdelay: %d ms\n", bond->downdelay);
1004
1005     if (bond_is_balanced(bond)) {
1006         ds_put_format(&ds, "next rebalance: %lld ms\n",
1007                       bond->next_rebalance - time_msec());
1008     }
1009
1010     ds_put_format(&ds, "lacp_negotiated: %s\n",
1011                   bond->lacp_negotiated ? "true" : "false");
1012
1013     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
1014         struct bond_entry *be;
1015         struct flow flow;
1016
1017         /* Basic info. */
1018         ds_put_format(&ds, "\nslave %s: %s\n",
1019                       slave->name, slave->enabled ? "enabled" : "disabled");
1020         if (slave == bond->active_slave) {
1021             ds_put_cstr(&ds, "\tactive slave\n");
1022         }
1023         if (slave->delay_expires != LLONG_MAX) {
1024             ds_put_format(&ds, "\t%s expires in %lld ms\n",
1025                           slave->enabled ? "downdelay" : "updelay",
1026                           slave->delay_expires - time_msec());
1027         }
1028
1029         ds_put_format(&ds, "\tlacp_may_enable: %s\n",
1030                       slave->lacp_may_enable ? "true" : "false");
1031
1032         if (!bond_is_balanced(bond)) {
1033             continue;
1034         }
1035
1036         /* Hashes. */
1037         memset(&flow, 0, sizeof flow);
1038         for (be = bond->hash; be <= &bond->hash[BOND_MASK]; be++) {
1039             int hash = be - bond->hash;
1040
1041             if (be->slave != slave) {
1042                 continue;
1043             }
1044
1045             ds_put_format(&ds, "\thash %d: %"PRIu64" kB load\n",
1046                           hash, be->tx_bytes / 1024);
1047
1048             if (bond->balance != BM_SLB) {
1049                 continue;
1050             }
1051
1052             /* XXX How can we list the MACs assigned to hashes? */
1053         }
1054     }
1055     unixctl_command_reply(conn, 200, ds_cstr(&ds));
1056     ds_destroy(&ds);
1057 }
1058
1059 static void
1060 bond_unixctl_migrate(struct unixctl_conn *conn, const char *args_,
1061                      void *aux OVS_UNUSED)
1062 {
1063     char *args = (char *) args_;
1064     char *save_ptr = NULL;
1065     char *bond_s, *hash_s, *slave_s;
1066     struct bond *bond;
1067     struct bond_slave *slave;
1068     struct bond_entry *entry;
1069     int hash;
1070
1071     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
1072     hash_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1073     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1074     if (!slave_s) {
1075         unixctl_command_reply(conn, 501,
1076                               "usage: bond/migrate BOND HASH SLAVE");
1077         return;
1078     }
1079
1080     bond = bond_find(bond_s);
1081     if (!bond) {
1082         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
1083         return;
1084     }
1085
1086     if (bond->balance != BM_SLB) {
1087         unixctl_command_reply(conn, 501, "not an SLB bond");
1088         return;
1089     }
1090
1091     if (strspn(hash_s, "0123456789") == strlen(hash_s)) {
1092         hash = atoi(hash_s) & BOND_MASK;
1093     } else {
1094         unixctl_command_reply(conn, 501, "bad hash");
1095         return;
1096     }
1097
1098     slave = bond_lookup_slave(bond, slave_s);
1099     if (!slave) {
1100         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
1101         return;
1102     }
1103
1104     if (!slave->enabled) {
1105         unixctl_command_reply(conn, 501, "cannot migrate to disabled slave");
1106         return;
1107     }
1108
1109     entry = &bond->hash[hash];
1110     tag_set_add(&bond->unixctl_tags, entry->tag);
1111     entry->slave = slave;
1112     entry->tag = tag_create_random();
1113     unixctl_command_reply(conn, 200, "migrated");
1114 }
1115
1116 static void
1117 bond_unixctl_set_active_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args_,
1118                               void *aux OVS_UNUSED)
1119 {
1120     char *args = (char *) args_;
1121     char *save_ptr = NULL;
1122     char *bond_s, *slave_s;
1123     struct bond *bond;
1124     struct bond_slave *slave;
1125
1126     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
1127     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1128     if (!slave_s) {
1129         unixctl_command_reply(conn, 501,
1130                               "usage: bond/set-active-slave BOND SLAVE");
1131         return;
1132     }
1133
1134     bond = bond_find(bond_s);
1135     if (!bond) {
1136         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
1137         return;
1138     }
1139
1140     slave = bond_lookup_slave(bond, slave_s);
1141     if (!slave) {
1142         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
1143         return;
1144     }
1145
1146     if (!slave->enabled) {
1147         unixctl_command_reply(conn, 501, "cannot make disabled slave active");
1148         return;
1149     }
1150
1151     if (bond->active_slave != slave) {
1152         tag_set_add(&bond->unixctl_tags, bond_get_active_slave_tag(bond));
1153         bond->active_slave = slave;
1154         bond->active_slave->tag = tag_create_random();
1155         VLOG_INFO("bond %s: active interface is now %s",
1156                   bond->name, slave->name);
1157         bond->send_learning_packets = true;
1158         unixctl_command_reply(conn, 200, "done");
1159     } else {
1160         unixctl_command_reply(conn, 200, "no change");
1161     }
1162 }
1163
1164 static void
1165 enable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args_, bool enable)
1166 {
1167     char *args = (char *) args_;
1168     char *save_ptr = NULL;
1169     char *bond_s, *slave_s;
1170     struct bond *bond;
1171     struct bond_slave *slave;
1172
1173     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
1174     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1175     if (!slave_s) {
1176         char *usage = xasprintf("usage: bond/%s-slave BOND SLAVE",
1177                                 enable ? "enable" : "disable");
1178         unixctl_command_reply(conn, 501, usage);
1179         free(usage);
1180         return;
1181     }
1182
1183     bond = bond_find(bond_s);
1184     if (!bond) {
1185         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
1186         return;
1187     }
1188
1189     slave = bond_lookup_slave(bond, slave_s);
1190     if (!slave) {
1191         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
1192         return;
1193     }
1194
1195     bond_enable_slave(slave, enable, &bond->unixctl_tags);
1196     unixctl_command_reply(conn, 501, enable ? "enabled" : "disabled");
1197 }
1198
1199 static void
1200 bond_unixctl_enable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args,
1201                           void *aux OVS_UNUSED)
1202 {
1203     enable_slave(conn, args, true);
1204 }
1205
1206 static void
1207 bond_unixctl_disable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args,
1208                            void *aux OVS_UNUSED)
1209 {
1210     enable_slave(conn, args, false);
1211 }
1212
1213 static void
1214 bond_unixctl_hash(struct unixctl_conn *conn, const char *args_,
1215                   void *aux OVS_UNUSED)
1216 {
1217     char *args = (char *) args_;
1218     uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN];
1219     uint8_t hash;
1220     char *hash_cstr;
1221     unsigned int vlan;
1222     uint32_t basis;
1223     char *mac_s, *vlan_s, *basis_s;
1224     char *save_ptr = NULL;
1225
1226     mac_s  = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
1227     vlan_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1228     basis_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1229
1230     if (vlan_s) {
1231         if (sscanf(vlan_s, "%u", &vlan) != 1) {
1232             unixctl_command_reply(conn, 501, "invalid vlan");
1233             return;
1234         }
1235     } else {
1236         vlan = OFP_VLAN_NONE;
1237     }
1238
1239     if (basis_s) {
1240         if (sscanf(basis_s, "%"PRIu32, &basis) != 1) {
1241             unixctl_command_reply(conn, 501, "invalid basis");
1242             return;
1243         }
1244     } else {
1245         basis = 0;
1246     }
1247
1248     if (sscanf(mac_s, ETH_ADDR_SCAN_FMT, ETH_ADDR_SCAN_ARGS(mac))
1249         == ETH_ADDR_SCAN_COUNT) {
1250         hash = bond_hash_src(mac, vlan, basis) & BOND_MASK;
1251
1252         hash_cstr = xasprintf("%u", hash);
1253         unixctl_command_reply(conn, 200, hash_cstr);
1254         free(hash_cstr);
1255     } else {
1256         unixctl_command_reply(conn, 501, "invalid mac");
1257     }
1258 }
1259
1260 void
1261 bond_init(void)
1262 {
1263     unixctl_command_register("bond/list", bond_unixctl_list, NULL);
1264     unixctl_command_register("bond/show", bond_unixctl_show, NULL);
1265     unixctl_command_register("bond/migrate", bond_unixctl_migrate, NULL);
1266     unixctl_command_register("bond/set-active-slave",
1267                              bond_unixctl_set_active_slave, NULL);
1268     unixctl_command_register("bond/enable-slave", bond_unixctl_enable_slave,
1269                              NULL);
1270     unixctl_command_register("bond/disable-slave", bond_unixctl_disable_slave,
1271                              NULL);
1272     unixctl_command_register("bond/hash", bond_unixctl_hash, NULL);
1273 }
1274 \f
1275 static void
1276 bond_entry_reset(struct bond *bond)
1277 {
1278     if (bond->balance != BM_AB) {
1279         size_t hash_len = (BOND_MASK + 1) * sizeof *bond->hash;
1280
1281         if (!bond->hash) {
1282             bond->hash = xmalloc(hash_len);
1283         }
1284         memset(bond->hash, 0, hash_len);
1285
1286         bond->next_rebalance = time_msec() + bond->rebalance_interval;
1287     } else {
1288         free(bond->hash);
1289         bond->hash = NULL;
1290     }
1291 }
1292
1293 static struct bond_slave *
1294 bond_slave_lookup(struct bond *bond, const void *slave_)
1295 {
1296     struct bond_slave *slave;
1297
1298     HMAP_FOR_EACH_IN_BUCKET (slave, hmap_node, hash_pointer(slave_, 0),
1299                              &bond->slaves) {
1300         if (slave->aux == slave_) {
1301             return slave;
1302         }
1303     }
1304
1305     return NULL;
1306 }
1307
1308 static bool
1309 bond_is_link_up(struct bond *bond, struct netdev *netdev)
1310 {
1311     return (bond->detect == BLSM_CARRIER
1312             ? netdev_get_carrier(netdev)
1313             : netdev_get_miimon(netdev));
1314 }
1315
1316 static void
1317 bond_enable_slave(struct bond_slave *slave, bool enable, struct tag_set *tags)
1318 {
1319     struct bond *bond = slave->bond;
1320     slave->delay_expires = LLONG_MAX;
1321     if (enable != slave->enabled) {
1322         slave->enabled = enable;
1323         if (!slave->enabled) {
1324             VLOG_WARN("interface %s: disabled", slave->name);
1325             if (tags) {
1326                 tag_set_add(tags, slave->tag);
1327             }
1328         } else {
1329             VLOG_WARN("interface %s: enabled", slave->name);
1330             slave->tag = tag_create_random();
1331         }
1332
1333         if (bond->balance == BM_STABLE) {
1334             bond->bond_revalidate = true;
1335         }
1336     }
1337 }
1338
1339 static void
1340 bond_link_status_update(struct bond_slave *slave, struct tag_set *tags)
1341 {
1342     struct bond *bond = slave->bond;
1343     bool up;
1344
1345     up = slave->up && slave->lacp_may_enable;
1346     if ((up == slave->enabled) != (slave->delay_expires == LLONG_MAX)) {
1347         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 20);
1348         VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: link state %s",
1349                      slave->name, up ? "up" : "down");
1350         if (up == slave->enabled) {
1351             slave->delay_expires = LLONG_MAX;
1352             VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: will not be %s",
1353                          slave->name, up ? "disabled" : "enabled");
1354         } else {
1355             int delay = (bond->lacp_negotiated ? 0
1356                          : up ? bond->updelay : bond->downdelay);
1357             slave->delay_expires = time_msec() + delay;
1358             if (delay) {
1359                 VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: will be %s if it stays %s "
1360                              "for %d ms",
1361                              slave->name,
1362                              up ? "enabled" : "disabled",
1363                              up ? "up" : "down",
1364                              delay);
1365             }
1366         }
1367     }
1368
1369     if (time_msec() >= slave->delay_expires) {
1370         bond_enable_slave(slave, up, tags);
1371     }
1372 }
1373
1374 static bool
1375 bond_is_tcp_hash(const struct bond *bond)
1376 {
1377     return (bond->balance == BM_TCP || bond->balance == BM_STABLE)
1378         && bond->lacp_negotiated;
1379 }
1380
1381 static unsigned int
1382 bond_hash_src(const uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN], uint16_t vlan, uint32_t basis)
1383 {
1384     return hash_3words(hash_bytes(mac, ETH_ADDR_LEN, 0), vlan, basis);
1385 }
1386
1387 static unsigned int
1388 bond_hash_tcp(const struct flow *flow, uint16_t vlan, uint32_t basis)
1389 {
1390     struct flow hash_flow = *flow;
1391     hash_flow.vlan_tci = htons(vlan);
1392
1393     /* The symmetric quality of this hash function is not required, but
1394      * flow_hash_symmetric_l4 already exists, and is sufficient for our
1395      * purposes, so we use it out of convenience. */
1396     return flow_hash_symmetric_l4(&hash_flow, basis);
1397 }
1398
1399 static unsigned int
1400 bond_hash(const struct bond *bond, const struct flow *flow, uint16_t vlan)
1401 {
1402     assert(bond->balance != BM_AB);
1403
1404     return (bond_is_tcp_hash(bond)
1405             ? bond_hash_tcp(flow, vlan, bond->basis)
1406             : bond_hash_src(flow->dl_src, vlan, bond->basis));
1407 }
1408
1409 static struct bond_entry *
1410 lookup_bond_entry(const struct bond *bond, const struct flow *flow,
1411                   uint16_t vlan)
1412 {
1413     return &bond->hash[bond_hash(bond, flow, vlan) & BOND_MASK];
1414 }
1415
1416 /* This function uses Highest Random Weight hashing to choose an output slave.
1417  * This approach only reassigns a minimal number of flows when slaves are
1418  * enabled or disabled.  Unfortunately, it has O(n) performance against the
1419  * number of slaves.  There exist algorithms which are O(1), but have slightly
1420  * more complex implementations and require the use of memory.  This may need
1421  * to be reimplemented if it becomes a performance bottleneck. */
1422 static struct bond_slave *
1423 choose_stb_slave(const struct bond *bond, const struct flow *flow,
1424                  uint16_t vlan)
1425 {
1426     struct bond_slave *best, *slave;
1427     uint32_t best_hash, flow_hash;
1428
1429     best = NULL;
1430     best_hash = 0;
1431     flow_hash = bond_hash(bond, flow, vlan);
1432     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
1433         if (slave->enabled) {
1434             uint32_t hash;
1435
1436             hash = hash_2words(flow_hash, slave->stb_id);
1437             if (!best || hash > best_hash) {
1438                 best = slave;
1439                 best_hash = hash;
1440             }
1441         }
1442     }
1443
1444     return best;
1445 }
1446
1447 static struct bond_slave *
1448 choose_output_slave(const struct bond *bond, const struct flow *flow,
1449                     uint16_t vlan)
1450 {
1451     struct bond_entry *e;
1452
1453     switch (bond->balance) {
1454     case BM_AB:
1455         return bond->active_slave;
1456
1457     case BM_STABLE:
1458         return choose_stb_slave(bond, flow, vlan);
1459     case BM_SLB:
1460     case BM_TCP:
1461         e = lookup_bond_entry(bond, flow, vlan);
1462         if (!e->slave || !e->slave->enabled) {
1463             e->slave = CONTAINER_OF(hmap_random_node(&bond->slaves),
1464                                     struct bond_slave, hmap_node);
1465             if (!e->slave->enabled) {
1466                 e->slave = bond->active_slave;
1467             }
1468             e->tag = tag_create_random();
1469         }
1470         return e->slave;
1471
1472     default:
1473         NOT_REACHED();
1474     }
1475 }
1476
1477 static struct bond_slave *
1478 bond_choose_slave(const struct bond *bond)
1479 {
1480     struct bond_slave *slave, *best;
1481
1482     /* Find an enabled slave. */
1483     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
1484         if (slave->enabled) {
1485             return slave;
1486         }
1487     }
1488
1489     /* All interfaces are disabled.  Find an interface that will be enabled
1490      * after its updelay expires.  */
1491     best = NULL;
1492     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
1493         if (slave->delay_expires != LLONG_MAX
1494             && slave->lacp_may_enable
1495             && (!best || slave->delay_expires < best->delay_expires)) {
1496             best = slave;
1497         }
1498     }
1499     return best;
1500 }
1501
1502 static void
1503 bond_choose_active_slave(struct bond *bond, struct tag_set *tags)
1504 {
1505     static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 20);
1506     struct bond_slave *old_active_slave = bond->active_slave;
1507
1508     bond->active_slave = bond_choose_slave(bond);
1509     if (bond->active_slave) {
1510         if (bond->active_slave->enabled) {
1511             VLOG_INFO_RL(&rl, "bond %s: active interface is now %s",
1512                          bond->name, bond->active_slave->name);
1513         } else {
1514             VLOG_INFO_RL(&rl, "bond %s: active interface is now %s, skipping "
1515                          "remaining %lld ms updelay (since no interface was "
1516                          "enabled)", bond->name, bond->active_slave->name,
1517                          bond->active_slave->delay_expires - time_msec());
1518             bond_enable_slave(bond->active_slave, true, tags);
1519         }
1520
1521         if (!old_active_slave) {
1522             tag_set_add(tags, bond->no_slaves_tag);
1523         }
1524
1525         bond->send_learning_packets = true;
1526     } else if (old_active_slave) {
1527         VLOG_WARN_RL(&rl, "bond %s: all interfaces disabled", bond->name);
1528     }
1529 }
1530
1531 /* Returns the tag for 'bond''s active slave, or 'bond''s no_slaves_tag if
1532  * there is no active slave. */
1533 static tag_type
1534 bond_get_active_slave_tag(const struct bond *bond)
1535 {
1536     return (bond->active_slave
1537             ? bond->active_slave->tag
1538             : bond->no_slaves_tag);
1539 }
1540
1541 /* Attempts to make the sum of the bond slaves' statistics appear on the fake
1542  * bond interface. */
1543 static void
1544 bond_update_fake_slave_stats(struct bond *bond)
1545 {
1546     struct netdev_stats bond_stats;
1547     struct bond_slave *slave;
1548     struct netdev *bond_dev;
1549
1550     memset(&bond_stats, 0, sizeof bond_stats);
1551
1552     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
1553         struct netdev_stats slave_stats;
1554
1555         if (!netdev_get_stats(slave->netdev, &slave_stats)) {
1556             /* XXX: We swap the stats here because they are swapped back when
1557              * reported by the internal device.  The reason for this is
1558              * internal devices normally represent packets going into the
1559              * system but when used as fake bond device they represent packets
1560              * leaving the system.  We really should do this in the internal
1561              * device itself because changing it here reverses the counts from
1562              * the perspective of the switch.  However, the internal device
1563              * doesn't know what type of device it represents so we have to do
1564              * it here for now. */
1565             bond_stats.tx_packets += slave_stats.rx_packets;
1566             bond_stats.tx_bytes += slave_stats.rx_bytes;
1567             bond_stats.rx_packets += slave_stats.tx_packets;
1568             bond_stats.rx_bytes += slave_stats.tx_bytes;
1569         }
1570     }
1571
1572     if (!netdev_open_default(bond->name, &bond_dev)) {
1573         netdev_set_stats(bond_dev, &bond_stats);
1574         netdev_close(bond_dev);
1575     }
1576 }