bond: Fix ugly warnings at slave registration.
[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     uint16_t stb_id;            /* ID used for 'stb_slaves' ordering. */
78     size_t stb_idx;             /* Index in 'bond''s 'stb_slaves' array.
79                                    Undefined value if participating in a
80                                    BTM_STABLE bond or not enabled. */
81 };
82
83 /* A bond, that is, a set of network devices grouped to improve performance or
84  * robustness.  */
85 struct bond {
86     struct hmap_node hmap_node; /* In 'all_bonds' hmap. */
87     char *name;                 /* Name provided by client. */
88
89     /* Slaves. */
90     struct hmap slaves;
91
92     /* Bonding info. */
93     enum bond_mode balance;     /* Balancing mode, one of BM_*. */
94     struct bond_slave *active_slave;
95     tag_type no_slaves_tag;     /* Tag for flows when all slaves disabled. */
96     int updelay, downdelay;     /* Delay before slave goes up/down, in ms. */
97     bool lacp_negotiated;       /* LACP negotiations were successful. */
98
99     /* SLB specific bonding info. */
100     struct bond_entry *hash;     /* An array of (BOND_MASK + 1) elements. */
101     int rebalance_interval;      /* Interval between rebalances, in ms. */
102     long long int next_rebalance; /* Next rebalancing time. */
103     bool send_learning_packets;
104
105     /* BM_STABLE specific bonding info. */
106     struct bond_slave **stb_slaves; /* Ordered list of enabled slaves. */
107     size_t n_stb_slaves;            /* Number of slaves in 'stb_slaves'. */
108     size_t len_stb_slaves;          /* Slaves allocated in 'stb_slaves'. */
109     bool stb_need_sort;             /* True if stb_slaves is not sorted. */
110
111
112     /* Monitoring. */
113     enum bond_detect_mode detect;     /* Link status mode, one of BLSM_*. */
114     struct netdev_monitor *monitor;   /* detect == BLSM_CARRIER only. */
115     long long int miimon_interval;    /* Miimon status refresh interval. */
116     long long int miimon_next_update; /* Time of next miimon update. */
117
118     /* Legacy compatibility. */
119     long long int next_fake_iface_update; /* LLONG_MAX if disabled. */
120
121     /* Tag set saved for next bond_run().  This tag set is a kluge for cases
122      * where we can't otherwise provide revalidation feedback to the client.
123      * That's only unixctl commands now; I hope no other cases will arise. */
124     struct tag_set unixctl_tags;
125 };
126
127 static struct hmap all_bonds = HMAP_INITIALIZER(&all_bonds);
128
129 static void bond_entry_reset(struct bond *);
130 static struct bond_slave *bond_slave_lookup(struct bond *, const void *slave_);
131 static bool bond_is_link_up(struct bond *, struct netdev *);
132 static void bond_enable_slave(struct bond_slave *, bool enable,
133                               struct tag_set *);
134 static bool bond_stb_sort(struct bond *);
135 static void bond_stb_enable_slave(struct bond_slave *);
136 static void bond_link_status_update(struct bond_slave *, struct tag_set *);
137 static void bond_choose_active_slave(struct bond *, struct tag_set *);
138 static bool bond_is_tcp_hash(const struct bond *);
139 static unsigned int bond_hash_src(const uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN],
140                                   uint16_t vlan);
141 static unsigned int bond_hash_tcp(const struct flow *, uint16_t vlan);
142 static struct bond_entry *lookup_bond_entry(const struct bond *,
143                                             const struct flow *,
144                                             uint16_t vlan);
145 static tag_type bond_get_active_slave_tag(const struct bond *);
146 static struct bond_slave *choose_output_slave(const struct bond *,
147                                               const struct flow *,
148                                               uint16_t vlan);
149 static void bond_update_fake_slave_stats(struct bond *);
150
151 /* Attempts to parse 's' as the name of a bond balancing mode.  If successful,
152  * stores the mode in '*balance' and returns true.  Otherwise returns false
153  * without modifying '*balance'. */
154 bool
155 bond_mode_from_string(enum bond_mode *balance, const char *s)
156 {
157     if (!strcmp(s, bond_mode_to_string(BM_TCP))) {
158         *balance = BM_TCP;
159     } else if (!strcmp(s, bond_mode_to_string(BM_SLB))) {
160         *balance = BM_SLB;
161     } else if (!strcmp(s, bond_mode_to_string(BM_STABLE))) {
162         *balance = BM_STABLE;
163     } else if (!strcmp(s, bond_mode_to_string(BM_AB))) {
164         *balance = BM_AB;
165     } else {
166         return false;
167     }
168     return true;
169 }
170
171 /* Returns a string representing 'balance'. */
172 const char *
173 bond_mode_to_string(enum bond_mode balance) {
174     switch (balance) {
175     case BM_TCP:
176         return "balance-tcp";
177     case BM_SLB:
178         return "balance-slb";
179     case BM_STABLE:
180         return "stable";
181     case BM_AB:
182         return "active-backup";
183     }
184     NOT_REACHED();
185 }
186
187 /* Attempts to parse 's' as the name of a bond link status detection mode.  If
188  * successful, stores the mode in '*detect' and returns true.  Otherwise
189  * returns false without modifying '*detect'. */
190 bool
191 bond_detect_mode_from_string(enum bond_detect_mode *detect, const char *s)
192 {
193     if (!strcmp(s, bond_detect_mode_to_string(BLSM_CARRIER))) {
194         *detect = BLSM_CARRIER;
195     } else if (!strcmp(s, bond_detect_mode_to_string(BLSM_MIIMON))) {
196         *detect = BLSM_MIIMON;
197     } else {
198         return false;
199     }
200     return true;
201 }
202
203 /* Returns a string representing 'detect'. */
204 const char *
205 bond_detect_mode_to_string(enum bond_detect_mode detect)
206 {
207     switch (detect) {
208     case BLSM_CARRIER:
209         return "carrier";
210     case BLSM_MIIMON:
211         return "miimon";
212     }
213     NOT_REACHED();
214 }
215 \f
216 /* Creates and returns a new bond whose configuration is initially taken from
217  * 's'.
218  *
219  * The caller should register each slave on the new bond by calling
220  * bond_slave_register().  */
221 struct bond *
222 bond_create(const struct bond_settings *s)
223 {
224     struct bond *bond;
225
226     bond = xzalloc(sizeof *bond);
227     hmap_init(&bond->slaves);
228     bond->no_slaves_tag = tag_create_random();
229     bond->miimon_next_update = LLONG_MAX;
230     bond->next_fake_iface_update = LLONG_MAX;
231
232     bond_reconfigure(bond, s);
233
234     tag_set_init(&bond->unixctl_tags);
235
236     return bond;
237 }
238
239 /* Frees 'bond'. */
240 void
241 bond_destroy(struct bond *bond)
242 {
243     struct bond_slave *slave, *next_slave;
244
245     if (!bond) {
246         return;
247     }
248
249     hmap_remove(&all_bonds, &bond->hmap_node);
250
251     HMAP_FOR_EACH_SAFE (slave, next_slave, hmap_node, &bond->slaves) {
252         hmap_remove(&bond->slaves, &slave->hmap_node);
253         /* Client owns 'slave->netdev'. */
254         free(slave->name);
255         free(slave);
256     }
257     hmap_destroy(&bond->slaves);
258
259     free(bond->hash);
260
261     netdev_monitor_destroy(bond->monitor);
262
263     free(bond->name);
264     free(bond);
265 }
266
267 /* Updates 'bond''s overall configuration to 's'.
268  *
269  * The caller should register each slave on 'bond' by calling
270  * bond_slave_register().  This is optional if none of the slaves'
271  * configuration has changed.  In any case it can't hurt.
272  *
273  * Returns true if the configuration has changed in such a way that requires
274  * flow revalidation.
275  * */
276 bool
277 bond_reconfigure(struct bond *bond, const struct bond_settings *s)
278 {
279     bool revalidate = false;
280
281     if (!bond->name || strcmp(bond->name, s->name)) {
282         if (bond->name) {
283             hmap_remove(&all_bonds, &bond->hmap_node);
284             free(bond->name);
285         }
286         bond->name = xstrdup(s->name);
287         hmap_insert(&all_bonds, &bond->hmap_node, hash_string(bond->name, 0));
288     }
289
290     bond->detect = s->detect;
291     bond->miimon_interval = s->miimon_interval;
292     bond->updelay = s->up_delay;
293     bond->downdelay = s->down_delay;
294     bond->rebalance_interval = s->rebalance_interval;
295
296     if (bond->balance != s->balance) {
297         bond->balance = s->balance;
298         revalidate = true;
299     }
300
301     if (bond->detect == BLSM_CARRIER) {
302         struct bond_slave *slave;
303
304         if (!bond->monitor) {
305             bond->monitor = netdev_monitor_create();
306         }
307
308         HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
309             netdev_monitor_add(bond->monitor, slave->netdev);
310         }
311     } else {
312         netdev_monitor_destroy(bond->monitor);
313         bond->monitor = NULL;
314
315         if (bond->miimon_next_update == LLONG_MAX) {
316             bond->miimon_next_update = time_msec() + bond->miimon_interval;
317         }
318     }
319
320     if (s->fake_iface) {
321         if (bond->next_fake_iface_update == LLONG_MAX) {
322             bond->next_fake_iface_update = time_msec();
323         }
324     } else {
325         bond->next_fake_iface_update = LLONG_MAX;
326     }
327
328     if (bond->balance != BM_STABLE) {
329         free(bond->stb_slaves);
330         bond->stb_slaves = NULL;
331     } else if (!bond->stb_slaves) {
332         struct bond_slave *slave;
333
334         bond->n_stb_slaves = 0;
335         bond->len_stb_slaves = 0;
336         bond->stb_slaves = NULL;
337
338         HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
339             if (slave->enabled) {
340                 bond_stb_enable_slave(slave);
341             }
342         }
343     }
344
345     if (bond->balance == BM_AB || !bond->hash || revalidate) {
346         bond_entry_reset(bond);
347     }
348
349     return revalidate;
350 }
351
352 /* Registers 'slave_' as a slave of 'bond'.  The 'slave_' pointer is an
353  * arbitrary client-provided pointer that uniquely identifies a slave within a
354  * bond.  If 'slave_' already exists within 'bond' then this function
355  * reconfigures the existing slave.
356  *
357  * 'stb_id' is used in BM_STABLE bonds to guarantee consistent slave choices
358  * across restarts and distributed vswitch instances.  It should be unique per
359  * slave, and preferably consistent across restarts and reconfigurations.
360  *
361  * 'netdev' must be the network device that 'slave_' represents.  It is owned
362  * by the client, so the client must not close it before either unregistering
363  * 'slave_' or destroying 'bond'.
364  */
365 void
366 bond_slave_register(struct bond *bond, void *slave_, uint16_t stb_id,
367                     struct netdev *netdev)
368 {
369     struct bond_slave *slave = bond_slave_lookup(bond, slave_);
370
371     if (!slave) {
372         slave = xzalloc(sizeof *slave);
373
374         hmap_insert(&bond->slaves, &slave->hmap_node, hash_pointer(slave_, 0));
375         slave->bond = bond;
376         slave->aux = slave_;
377         slave->delay_expires = LLONG_MAX;
378         slave->up = bond_is_link_up(bond, netdev);
379         slave->name = xstrdup(netdev_get_name(netdev));
380
381         slave->enabled = false;
382         bond_enable_slave(slave, slave->up, NULL);
383     }
384
385     if (slave->stb_id != stb_id) {
386         bond->stb_need_sort = true;
387         slave->stb_id = stb_id;
388     }
389
390     slave->netdev = netdev;
391     free(slave->name);
392     slave->name = xstrdup(netdev_get_name(netdev));
393 }
394
395 /* Unregisters 'slave_' from 'bond'.  If 'bond' does not contain such a slave
396  * then this function has no effect.
397  *
398  * Unregistering a slave invalidates all flows. */
399 void
400 bond_slave_unregister(struct bond *bond, const void *slave_)
401 {
402     struct bond_slave *slave = bond_slave_lookup(bond, slave_);
403     bool del_active;
404
405     if (!slave) {
406         return;
407     }
408
409     bond_enable_slave(slave, false, NULL);
410
411     del_active = bond->active_slave == slave;
412     if (bond->hash) {
413         struct bond_entry *e;
414         for (e = bond->hash; e <= &bond->hash[BOND_MASK]; e++) {
415             if (e->slave == slave) {
416                 e->slave = NULL;
417             }
418         }
419     }
420
421     free(slave->name);
422
423     hmap_remove(&bond->slaves, &slave->hmap_node);
424     /* Client owns 'slave->netdev'. */
425     free(slave);
426
427     if (del_active) {
428         struct tag_set tags;
429
430         tag_set_init(&tags);
431         bond_choose_active_slave(bond, &tags);
432         bond->send_learning_packets = true;
433     }
434 }
435
436 /* Should be called on each slave in 'bond' before bond_run() to indicate the
437  * results of lacp_slave_may_enable() on 'slave_'. */
438 void
439 bond_slave_set_lacp_may_enable(struct bond *bond, void *slave_,
440                                bool may_enable)
441 {
442     bond_slave_lookup(bond, slave_)->lacp_may_enable = may_enable;
443 }
444
445 /* Performs periodic maintenance on 'bond'.  The caller must provide 'tags' to
446  * allow tagged flows to be invalidated.
447  *
448  * The caller should check bond_should_send_learning_packets() afterward. */
449 void
450 bond_run(struct bond *bond, struct tag_set *tags, bool lacp_negotiated)
451 {
452     struct bond_slave *slave;
453     bool is_tcp_hash = bond_is_tcp_hash(bond);
454
455     bond->lacp_negotiated = lacp_negotiated;
456
457     /* Update link status. */
458     if (bond->detect == BLSM_CARRIER
459         || time_msec() >= bond->miimon_next_update)
460     {
461         HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
462             slave->up = bond_is_link_up(bond, slave->netdev);
463         }
464         bond->miimon_next_update = time_msec() + bond->miimon_interval;
465     }
466
467     /* Enable slaves based on link status and LACP feedback. */
468     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
469         bond_link_status_update(slave, tags);
470     }
471     if (!bond->active_slave || !bond->active_slave->enabled) {
472         bond_choose_active_slave(bond, tags);
473     }
474
475     /* Update fake bond interface stats. */
476     if (time_msec() >= bond->next_fake_iface_update) {
477         bond_update_fake_slave_stats(bond);
478         bond->next_fake_iface_update = time_msec() + 1000;
479     }
480
481     if (bond_stb_sort(bond) || is_tcp_hash != bond_is_tcp_hash(bond)) {
482         struct bond_slave *slave;
483
484         bond_entry_reset(bond);
485         HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
486             tag_set_add(tags, slave->tag);
487         }
488     }
489
490     /* Invalidate any tags required by  */
491     tag_set_union(tags, &bond->unixctl_tags);
492     tag_set_init(&bond->unixctl_tags);
493 }
494
495 /* Causes poll_block() to wake up when 'bond' needs something to be done. */
496 void
497 bond_wait(struct bond *bond)
498 {
499     struct bond_slave *slave;
500
501     if (bond->detect == BLSM_CARRIER) {
502         netdev_monitor_poll_wait(bond->monitor);
503     } else {
504         poll_timer_wait_until(bond->miimon_next_update);
505     }
506
507     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
508         if (slave->delay_expires != LLONG_MAX) {
509             poll_timer_wait_until(slave->delay_expires);
510         }
511     }
512
513     if (bond->next_fake_iface_update != LLONG_MAX) {
514         poll_timer_wait_until(bond->next_fake_iface_update);
515     }
516
517     /* Ensure that any saved tags get revalidated right away. */
518     if (!tag_set_is_empty(&bond->unixctl_tags)) {
519         poll_immediate_wake();
520     }
521
522     /* We don't wait for bond->next_rebalance because rebalancing can only run
523      * at a flow account checkpoint.  ofproto does checkpointing on its own
524      * schedule and bond_rebalance() gets called afterward, so we'd just be
525      * waking up for no purpose. */
526 }
527 \f
528 /* MAC learning table interaction. */
529
530 static bool
531 may_send_learning_packets(const struct bond *bond)
532 {
533     return !bond->lacp_negotiated && bond->balance != BM_AB;
534 }
535
536 /* Returns true if 'bond' needs the client to send out packets to assist with
537  * MAC learning on 'bond'.  If this function returns true, then the client
538  * should iterate through its MAC learning table for the bridge on which 'bond'
539  * is located.  For each MAC that has been learned on a port other than 'bond',
540  * it should call bond_send_learning_packet().
541  *
542  * This function will only return true if 'bond' is in SLB mode and LACP is not
543  * negotiated.  Otherwise sending learning packets isn't necessary.
544  *
545  * Calling this function resets the state that it checks. */
546 bool
547 bond_should_send_learning_packets(struct bond *bond)
548 {
549     bool send = bond->send_learning_packets && may_send_learning_packets(bond);
550     bond->send_learning_packets = false;
551     return send;
552 }
553
554 /* Sends a gratuitous learning packet on 'bond' from 'eth_src' on 'vlan'.
555  *
556  * See bond_should_send_learning_packets() for description of usage. */
557 int
558 bond_send_learning_packet(struct bond *bond,
559                           const uint8_t eth_src[ETH_ADDR_LEN],
560                           uint16_t vlan)
561 {
562     struct bond_slave *slave;
563     struct ofpbuf packet;
564     struct flow flow;
565     int error;
566
567     assert(may_send_learning_packets(bond));
568     if (!bond->active_slave) {
569         /* Nowhere to send the learning packet. */
570         return 0;
571     }
572
573     memset(&flow, 0, sizeof flow);
574     memcpy(flow.dl_src, eth_src, ETH_ADDR_LEN);
575     slave = choose_output_slave(bond, &flow, vlan);
576
577     ofpbuf_init(&packet, 0);
578     compose_benign_packet(&packet, "Open vSwitch Bond Failover", 0xf177,
579                           eth_src);
580     if (vlan) {
581         eth_set_vlan_tci(&packet, htons(vlan));
582     }
583     error = netdev_send(slave->netdev, &packet);
584     ofpbuf_uninit(&packet);
585
586     return error;
587 }
588 \f
589 /* Checks whether a packet that arrived on 'slave_' within 'bond', with an
590  * Ethernet destination address of 'eth_dst', should be admitted.
591  *
592  * The return value is one of the following:
593  *
594  *    - BV_ACCEPT: Admit the packet.
595  *
596  *    - BV_DROP: Drop the packet.
597  *
598  *    - BV_DROP_IF_MOVED: Consult the MAC learning table for the packet's
599  *      Ethernet source address and VLAN.  If there is none, or if the packet
600  *      is on the learned port, then admit the packet.  If a different port has
601  *      been learned, however, drop the packet (and do not use it for MAC
602  *      learning).
603  */
604 enum bond_verdict
605 bond_check_admissibility(struct bond *bond, const void *slave_,
606                          const uint8_t eth_dst[ETH_ADDR_LEN], tag_type *tags)
607 {
608     /* Admit all packets if LACP has been negotiated, because that means that
609      * the remote switch is aware of the bond and will "do the right thing". */
610     if (bond->lacp_negotiated) {
611         return BV_ACCEPT;
612     }
613
614     /* Drop all multicast packets on inactive slaves. */
615     if (eth_addr_is_multicast(eth_dst)) {
616         *tags |= bond_get_active_slave_tag(bond);
617         if (bond->active_slave != bond_slave_lookup(bond, slave_)) {
618             return BV_DROP;
619         }
620     }
621
622     /* Drop all packets for which we have learned a different input port,
623      * because we probably sent the packet on one slave and got it back on the
624      * other.  Gratuitous ARP packets are an exception to this rule: the host
625      * has moved to another switch.  The exception to the exception is if we
626      * locked the learning table to avoid reflections on bond slaves. */
627     return BV_DROP_IF_MOVED;
628 }
629
630 /* Returns the slave (registered on 'bond' by bond_slave_register()) to which
631  * a packet with the given 'flow' and 'vlan' should be forwarded.  Returns
632  * NULL if the packet should be dropped because no slaves are enabled.
633  *
634  * 'vlan' is not necessarily the same as 'flow->vlan_tci'.  First, 'vlan'
635  * should be a VID only (i.e. excluding the PCP bits).  Second,
636  * 'flow->vlan_tci' is the VLAN TCI that appeared on the packet (so it will be
637  * nonzero only for trunk ports), whereas 'vlan' is the logical VLAN that the
638  * packet belongs to (so for an access port it will be the access port's VLAN).
639  *
640  * Adds a tag to '*tags' that associates the flow with the returned slave.
641  */
642 void *
643 bond_choose_output_slave(struct bond *bond, const struct flow *flow,
644                          uint16_t vlan, tag_type *tags)
645 {
646     struct bond_slave *slave = choose_output_slave(bond, flow, vlan);
647     if (slave) {
648         *tags |= slave->tag;
649         return slave->aux;
650     } else {
651         *tags |= bond->no_slaves_tag;
652         return NULL;
653     }
654 }
655 \f
656 /* Rebalancing. */
657
658 static bool
659 bond_is_balanced(const struct bond *bond)
660 {
661     return bond->balance == BM_SLB || bond->balance == BM_TCP;
662 }
663
664 /* Notifies 'bond' that 'n_bytes' bytes were sent in 'flow' within 'vlan'. */
665 void
666 bond_account(struct bond *bond, const struct flow *flow, uint16_t vlan,
667              uint64_t n_bytes)
668 {
669
670     if (bond_is_balanced(bond)) {
671         lookup_bond_entry(bond, flow, vlan)->tx_bytes += n_bytes;
672     }
673 }
674
675 static struct bond_slave *
676 bond_slave_from_bal_node(struct list *bal)
677 {
678     return CONTAINER_OF(bal, struct bond_slave, bal_node);
679 }
680
681 static void
682 log_bals(struct bond *bond, const struct list *bals)
683 {
684     if (VLOG_IS_DBG_ENABLED()) {
685         struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
686         const struct bond_slave *slave;
687
688         LIST_FOR_EACH (slave, bal_node, bals) {
689             if (ds.length) {
690                 ds_put_char(&ds, ',');
691             }
692             ds_put_format(&ds, " %s %"PRIu64"kB",
693                           slave->name, slave->tx_bytes / 1024);
694
695             if (!slave->enabled) {
696                 ds_put_cstr(&ds, " (disabled)");
697             }
698             if (!list_is_empty(&slave->entries)) {
699                 struct bond_entry *e;
700
701                 ds_put_cstr(&ds, " (");
702                 LIST_FOR_EACH (e, list_node, &slave->entries) {
703                     if (&e->list_node != list_front(&slave->entries)) {
704                         ds_put_cstr(&ds, " + ");
705                     }
706                     ds_put_format(&ds, "h%td: %"PRIu64"kB",
707                                   e - bond->hash, e->tx_bytes / 1024);
708                 }
709                 ds_put_cstr(&ds, ")");
710             }
711         }
712         VLOG_DBG("bond %s:%s", bond->name, ds_cstr(&ds));
713         ds_destroy(&ds);
714     }
715 }
716
717 /* Shifts 'hash' from its current slave to 'to'. */
718 static void
719 bond_shift_load(struct bond_entry *hash, struct bond_slave *to,
720                 struct tag_set *set)
721 {
722     struct bond_slave *from = hash->slave;
723     struct bond *bond = from->bond;
724     uint64_t delta = hash->tx_bytes;
725
726     VLOG_INFO("bond %s: shift %"PRIu64"kB of load (with hash %td) "
727               "from %s to %s (now carrying %"PRIu64"kB and "
728               "%"PRIu64"kB load, respectively)",
729               bond->name, delta / 1024, hash - bond->hash,
730               from->name, to->name,
731               (from->tx_bytes - delta) / 1024,
732               (to->tx_bytes + delta) / 1024);
733
734     /* Shift load away from 'from' to 'to'. */
735     from->tx_bytes -= delta;
736     to->tx_bytes += delta;
737
738     /* Arrange for flows to be revalidated. */
739     tag_set_add(set, hash->tag);
740     hash->slave = to;
741     hash->tag = tag_create_random();
742 }
743
744 /* Pick and returns a bond_entry to migrate to 'to' (the least-loaded slave),
745  * given that doing so must decrease the ratio of the load on the two slaves by
746  * at least 0.1.  Returns NULL if there is no appropriate entry.
747  *
748  * The list of entries isn't sorted.  I don't know of a reason to prefer to
749  * shift away small hashes or large hashes. */
750 static struct bond_entry *
751 choose_entry_to_migrate(const struct bond_slave *from, uint64_t to_tx_bytes)
752 {
753     struct bond_entry *e;
754
755     if (list_is_short(&from->entries)) {
756         /* 'from' carries no more than one MAC hash, so shifting load away from
757          * it would be pointless. */
758         return NULL;
759     }
760
761     LIST_FOR_EACH (e, list_node, &from->entries) {
762         double old_ratio, new_ratio;
763         uint64_t delta;
764
765         if (to_tx_bytes == 0) {
766             /* Nothing on the new slave, move it. */
767             return e;
768         }
769
770         delta = e->tx_bytes;
771         old_ratio = (double)from->tx_bytes / to_tx_bytes;
772         new_ratio = (double)(from->tx_bytes - delta) / (to_tx_bytes + delta);
773         if (old_ratio - new_ratio > 0.1) {
774             /* Would decrease the ratio, move it. */
775             return e;
776         }
777     }
778
779     return NULL;
780 }
781
782 /* Inserts 'slave' into 'bals' so that descending order of 'tx_bytes' is
783  * maintained. */
784 static void
785 insert_bal(struct list *bals, struct bond_slave *slave)
786 {
787     struct bond_slave *pos;
788
789     LIST_FOR_EACH (pos, bal_node, bals) {
790         if (slave->tx_bytes > pos->tx_bytes) {
791             break;
792         }
793     }
794     list_insert(&pos->bal_node, &slave->bal_node);
795 }
796
797 /* Removes 'slave' from its current list and then inserts it into 'bals' so
798  * that descending order of 'tx_bytes' is maintained. */
799 static void
800 reinsert_bal(struct list *bals, struct bond_slave *slave)
801 {
802     list_remove(&slave->bal_node);
803     insert_bal(bals, slave);
804 }
805
806 /* If 'bond' needs rebalancing, does so.
807  *
808  * The caller should have called bond_account() for each active flow, to ensure
809  * that flow data is consistently accounted at this point. */
810 void
811 bond_rebalance(struct bond *bond, struct tag_set *tags)
812 {
813     struct bond_slave *slave;
814     struct bond_entry *e;
815     struct list bals;
816
817     if (!bond_is_balanced(bond) || time_msec() < bond->next_rebalance) {
818         return;
819     }
820     bond->next_rebalance = time_msec() + bond->rebalance_interval;
821
822     /* Add each bond_entry to its slave's 'entries' list.
823      * Compute each slave's tx_bytes as the sum of its entries' tx_bytes. */
824     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
825         slave->tx_bytes = 0;
826         list_init(&slave->entries);
827     }
828     for (e = &bond->hash[0]; e <= &bond->hash[BOND_MASK]; e++) {
829         if (e->slave && e->tx_bytes) {
830             e->slave->tx_bytes += e->tx_bytes;
831             list_push_back(&e->slave->entries, &e->list_node);
832         }
833     }
834
835     /* Add enabled slaves to 'bals' in descending order of tx_bytes.
836      *
837      * XXX This is O(n**2) in the number of slaves but it could be O(n lg n)
838      * with a proper list sort algorithm. */
839     list_init(&bals);
840     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
841         if (slave->enabled) {
842             insert_bal(&bals, slave);
843         }
844     }
845     log_bals(bond, &bals);
846
847     /* Shift load from the most-loaded slaves to the least-loaded slaves. */
848     while (!list_is_short(&bals)) {
849         struct bond_slave *from = bond_slave_from_bal_node(list_front(&bals));
850         struct bond_slave *to = bond_slave_from_bal_node(list_back(&bals));
851         uint64_t overload;
852
853         overload = from->tx_bytes - to->tx_bytes;
854         if (overload < to->tx_bytes >> 5 || overload < 100000) {
855             /* The extra load on 'from' (and all less-loaded slaves), compared
856              * to that of 'to' (the least-loaded slave), is less than ~3%, or
857              * it is less than ~1Mbps.  No point in rebalancing. */
858             break;
859         }
860
861         /* 'from' is carrying significantly more load than 'to', and that load
862          * is split across at least two different hashes. */
863         e = choose_entry_to_migrate(from, to->tx_bytes);
864         if (e) {
865             bond_shift_load(e, to, tags);
866
867             /* Delete element from from->entries.
868              *
869              * We don't add the element to to->hashes.  That would only allow
870              * 'e' to be migrated to another slave in this rebalancing run, and
871              * there is no point in doing that. */
872             list_remove(&e->list_node);
873
874             /* Re-sort 'bals'. */
875             reinsert_bal(&bals, from);
876             reinsert_bal(&bals, to);
877         } else {
878             /* Can't usefully migrate anything away from 'from'.
879              * Don't reconsider it. */
880             list_remove(&from->bal_node);
881         }
882     }
883
884     /* Implement exponentially weighted moving average.  A weight of 1/2 causes
885      * historical data to decay to <1% in 7 rebalancing runs.  1,000,000 bytes
886      * take 20 rebalancing runs to decay to 0 and get deleted entirely. */
887     for (e = &bond->hash[0]; e <= &bond->hash[BOND_MASK]; e++) {
888         e->tx_bytes /= 2;
889         if (!e->tx_bytes) {
890             e->slave = NULL;
891         }
892     }
893 }
894 \f
895 /* Bonding unixctl user interface functions. */
896
897 static struct bond *
898 bond_find(const char *name)
899 {
900     struct bond *bond;
901
902     HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (bond, hmap_node, hash_string(name, 0),
903                              &all_bonds) {
904         if (!strcmp(bond->name, name)) {
905             return bond;
906         }
907     }
908     return NULL;
909 }
910
911 static struct bond_slave *
912 bond_lookup_slave(struct bond *bond, const char *slave_name)
913 {
914     struct bond_slave *slave;
915
916     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
917         if (!strcmp(slave->name, slave_name)) {
918             return slave;
919         }
920     }
921     return NULL;
922 }
923
924 static void
925 bond_unixctl_list(struct unixctl_conn *conn,
926                   const char *args OVS_UNUSED, void *aux OVS_UNUSED)
927 {
928     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
929     const struct bond *bond;
930
931     ds_put_cstr(&ds, "bond\ttype\tslaves\n");
932
933     HMAP_FOR_EACH (bond, hmap_node, &all_bonds) {
934         const struct bond_slave *slave;
935         size_t i;
936
937         ds_put_format(&ds, "%s\t%s\t",
938                       bond->name, bond_mode_to_string(bond->balance));
939
940         i = 0;
941         HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
942             if (i++ > 0) {
943                 ds_put_cstr(&ds, ", ");
944             }
945             ds_put_cstr(&ds, slave->name);
946         }
947         ds_put_char(&ds, '\n');
948     }
949     unixctl_command_reply(conn, 200, ds_cstr(&ds));
950     ds_destroy(&ds);
951 }
952
953 static void
954 bond_unixctl_show(struct unixctl_conn *conn,
955                   const char *args, void *aux OVS_UNUSED)
956 {
957     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
958     const struct bond_slave *slave;
959     const struct bond *bond;
960
961     bond = bond_find(args);
962     if (!bond) {
963         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
964         return;
965     }
966
967     ds_put_format(&ds, "bond_mode: %s\n",
968                   bond_mode_to_string(bond->balance));
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     ds_put_format(&ds, "lacp_negotiated: %s\n",
992                   bond->lacp_negotiated ? "true" : "false");
993
994     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
995         struct bond_entry *be;
996         struct flow flow;
997
998         /* Basic info. */
999         ds_put_format(&ds, "\nslave %s: %s\n",
1000                       slave->name, slave->enabled ? "enabled" : "disabled");
1001         if (slave == bond->active_slave) {
1002             ds_put_cstr(&ds, "\tactive slave\n");
1003         }
1004         if (slave->delay_expires != LLONG_MAX) {
1005             ds_put_format(&ds, "\t%s expires in %lld ms\n",
1006                           slave->enabled ? "downdelay" : "updelay",
1007                           slave->delay_expires - time_msec());
1008         }
1009
1010         ds_put_format(&ds, "\tlacp_may_enable: %s\n",
1011                       slave->lacp_may_enable ? "true" : "false");
1012
1013         if (!bond_is_balanced(bond)) {
1014             continue;
1015         }
1016
1017         /* Hashes. */
1018         memset(&flow, 0, sizeof flow);
1019         for (be = bond->hash; be <= &bond->hash[BOND_MASK]; be++) {
1020             int hash = be - bond->hash;
1021
1022             if (be->slave != slave) {
1023                 continue;
1024             }
1025
1026             ds_put_format(&ds, "\thash %d: %"PRIu64" kB load\n",
1027                           hash, be->tx_bytes / 1024);
1028
1029             if (bond->balance != BM_SLB) {
1030                 continue;
1031             }
1032
1033             /* XXX How can we list the MACs assigned to hashes? */
1034         }
1035     }
1036     unixctl_command_reply(conn, 200, ds_cstr(&ds));
1037     ds_destroy(&ds);
1038 }
1039
1040 static void
1041 bond_unixctl_migrate(struct unixctl_conn *conn, const char *args_,
1042                      void *aux OVS_UNUSED)
1043 {
1044     char *args = (char *) args_;
1045     char *save_ptr = NULL;
1046     char *bond_s, *hash_s, *slave_s;
1047     struct bond *bond;
1048     struct bond_slave *slave;
1049     struct bond_entry *entry;
1050     int hash;
1051
1052     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
1053     hash_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1054     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1055     if (!slave_s) {
1056         unixctl_command_reply(conn, 501,
1057                               "usage: bond/migrate BOND HASH SLAVE");
1058         return;
1059     }
1060
1061     bond = bond_find(bond_s);
1062     if (!bond) {
1063         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
1064         return;
1065     }
1066
1067     if (bond->balance != BM_SLB) {
1068         unixctl_command_reply(conn, 501, "not an SLB bond");
1069         return;
1070     }
1071
1072     if (strspn(hash_s, "0123456789") == strlen(hash_s)) {
1073         hash = atoi(hash_s) & BOND_MASK;
1074     } else {
1075         unixctl_command_reply(conn, 501, "bad hash");
1076         return;
1077     }
1078
1079     slave = bond_lookup_slave(bond, slave_s);
1080     if (!slave) {
1081         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
1082         return;
1083     }
1084
1085     if (!slave->enabled) {
1086         unixctl_command_reply(conn, 501, "cannot migrate to disabled slave");
1087         return;
1088     }
1089
1090     entry = &bond->hash[hash];
1091     tag_set_add(&bond->unixctl_tags, entry->tag);
1092     entry->slave = slave;
1093     entry->tag = tag_create_random();
1094     unixctl_command_reply(conn, 200, "migrated");
1095 }
1096
1097 static void
1098 bond_unixctl_set_active_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args_,
1099                               void *aux OVS_UNUSED)
1100 {
1101     char *args = (char *) args_;
1102     char *save_ptr = NULL;
1103     char *bond_s, *slave_s;
1104     struct bond *bond;
1105     struct bond_slave *slave;
1106
1107     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
1108     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1109     if (!slave_s) {
1110         unixctl_command_reply(conn, 501,
1111                               "usage: bond/set-active-slave BOND SLAVE");
1112         return;
1113     }
1114
1115     bond = bond_find(bond_s);
1116     if (!bond) {
1117         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
1118         return;
1119     }
1120
1121     slave = bond_lookup_slave(bond, slave_s);
1122     if (!slave) {
1123         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
1124         return;
1125     }
1126
1127     if (!slave->enabled) {
1128         unixctl_command_reply(conn, 501, "cannot make disabled slave active");
1129         return;
1130     }
1131
1132     if (bond->active_slave != slave) {
1133         tag_set_add(&bond->unixctl_tags, bond_get_active_slave_tag(bond));
1134         bond->active_slave = slave;
1135         bond->active_slave->tag = tag_create_random();
1136         VLOG_INFO("bond %s: active interface is now %s",
1137                   bond->name, slave->name);
1138         bond->send_learning_packets = true;
1139         unixctl_command_reply(conn, 200, "done");
1140     } else {
1141         unixctl_command_reply(conn, 200, "no change");
1142     }
1143 }
1144
1145 static void
1146 enable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args_, bool enable)
1147 {
1148     char *args = (char *) args_;
1149     char *save_ptr = NULL;
1150     char *bond_s, *slave_s;
1151     struct bond *bond;
1152     struct bond_slave *slave;
1153
1154     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
1155     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1156     if (!slave_s) {
1157         char *usage = xasprintf("usage: bond/%s-slave BOND SLAVE",
1158                                 enable ? "enable" : "disable");
1159         unixctl_command_reply(conn, 501, usage);
1160         free(usage);
1161         return;
1162     }
1163
1164     bond = bond_find(bond_s);
1165     if (!bond) {
1166         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
1167         return;
1168     }
1169
1170     slave = bond_lookup_slave(bond, slave_s);
1171     if (!slave) {
1172         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
1173         return;
1174     }
1175
1176     bond_enable_slave(slave, enable, &bond->unixctl_tags);
1177     unixctl_command_reply(conn, 501, enable ? "enabled" : "disabled");
1178 }
1179
1180 static void
1181 bond_unixctl_enable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args,
1182                           void *aux OVS_UNUSED)
1183 {
1184     enable_slave(conn, args, true);
1185 }
1186
1187 static void
1188 bond_unixctl_disable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args,
1189                            void *aux OVS_UNUSED)
1190 {
1191     enable_slave(conn, args, false);
1192 }
1193
1194 static void
1195 bond_unixctl_hash(struct unixctl_conn *conn, const char *args_,
1196                   void *aux OVS_UNUSED)
1197 {
1198     char *args = (char *) args_;
1199     uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN];
1200     uint8_t hash;
1201     char *hash_cstr;
1202     unsigned int vlan;
1203     char *mac_s, *vlan_s;
1204     char *save_ptr = NULL;
1205
1206     mac_s  = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
1207     vlan_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1208
1209     if (vlan_s) {
1210         if (sscanf(vlan_s, "%u", &vlan) != 1) {
1211             unixctl_command_reply(conn, 501, "invalid vlan");
1212             return;
1213         }
1214     } else {
1215         vlan = OFP_VLAN_NONE;
1216     }
1217
1218     if (sscanf(mac_s, ETH_ADDR_SCAN_FMT, ETH_ADDR_SCAN_ARGS(mac))
1219         == ETH_ADDR_SCAN_COUNT) {
1220         hash = bond_hash_src(mac, vlan) & BOND_MASK;
1221
1222         hash_cstr = xasprintf("%u", hash);
1223         unixctl_command_reply(conn, 200, hash_cstr);
1224         free(hash_cstr);
1225     } else {
1226         unixctl_command_reply(conn, 501, "invalid mac");
1227     }
1228 }
1229
1230 void
1231 bond_init(void)
1232 {
1233     unixctl_command_register("bond/list", bond_unixctl_list, NULL);
1234     unixctl_command_register("bond/show", bond_unixctl_show, NULL);
1235     unixctl_command_register("bond/migrate", bond_unixctl_migrate, NULL);
1236     unixctl_command_register("bond/set-active-slave",
1237                              bond_unixctl_set_active_slave, NULL);
1238     unixctl_command_register("bond/enable-slave", bond_unixctl_enable_slave,
1239                              NULL);
1240     unixctl_command_register("bond/disable-slave", bond_unixctl_disable_slave,
1241                              NULL);
1242     unixctl_command_register("bond/hash", bond_unixctl_hash, NULL);
1243 }
1244 \f
1245 static void
1246 bond_entry_reset(struct bond *bond)
1247 {
1248     if (bond->balance != BM_AB) {
1249         size_t hash_len = (BOND_MASK + 1) * sizeof *bond->hash;
1250
1251         if (!bond->hash) {
1252             bond->hash = xmalloc(hash_len);
1253         }
1254         memset(bond->hash, 0, hash_len);
1255
1256         bond->next_rebalance = time_msec() + bond->rebalance_interval;
1257     } else {
1258         free(bond->hash);
1259         bond->hash = NULL;
1260     }
1261 }
1262
1263 static struct bond_slave *
1264 bond_slave_lookup(struct bond *bond, const void *slave_)
1265 {
1266     struct bond_slave *slave;
1267
1268     HMAP_FOR_EACH_IN_BUCKET (slave, hmap_node, hash_pointer(slave_, 0),
1269                              &bond->slaves) {
1270         if (slave->aux == slave_) {
1271             return slave;
1272         }
1273     }
1274
1275     return NULL;
1276 }
1277
1278 static bool
1279 bond_is_link_up(struct bond *bond, struct netdev *netdev)
1280 {
1281     return (bond->detect == BLSM_CARRIER
1282             ? netdev_get_carrier(netdev)
1283             : netdev_get_miimon(netdev));
1284 }
1285
1286 static int
1287 bond_stb_sort_cmp__(const void *a_, const void *b_)
1288 {
1289     const struct bond_slave *const *ap = a_;
1290     const struct bond_slave *const *bp = b_;
1291     const struct bond_slave *a = *ap;
1292     const struct bond_slave *b = *bp;
1293     uint16_t aid = a->stb_id;
1294     uint16_t bid = b->stb_id;
1295
1296     return aid < bid ? -1 : aid > bid;
1297 }
1298
1299 static bool
1300 bond_stb_sort(struct bond *bond)
1301 {
1302     size_t i;
1303
1304     if (!bond->stb_slaves || !bond->stb_need_sort) {
1305         return false;
1306     }
1307     bond->stb_need_sort = false;
1308
1309     qsort(bond->stb_slaves, bond->n_stb_slaves, sizeof *bond->stb_slaves,
1310           bond_stb_sort_cmp__);
1311
1312     for (i = 0; i < bond->n_stb_slaves; i++) {
1313         bond->stb_slaves[i]->stb_idx = i;
1314     }
1315
1316     return true;
1317 }
1318
1319 static void
1320 bond_stb_enable_slave(struct bond_slave *slave)
1321 {
1322     struct bond *bond = slave->bond;
1323
1324     if (!bond->stb_slaves) {
1325         return;
1326     }
1327
1328     bond->stb_need_sort = true;
1329
1330     if (slave->enabled) {
1331         if (bond->len_stb_slaves <= bond->n_stb_slaves) {
1332             bond->stb_slaves = x2nrealloc(bond->stb_slaves,
1333                                           &bond->len_stb_slaves,
1334                                           sizeof *bond->stb_slaves);
1335         }
1336
1337         slave->stb_idx = bond->n_stb_slaves++;
1338         bond->stb_slaves[slave->stb_idx] = slave;
1339     } else {
1340         size_t index = slave->stb_idx;
1341         bond->stb_slaves[index] = bond->stb_slaves[--bond->n_stb_slaves];
1342         bond->stb_slaves[index]->stb_idx = index;
1343     }
1344 }
1345
1346 static void
1347 bond_enable_slave(struct bond_slave *slave, bool enable, struct tag_set *tags)
1348 {
1349     slave->delay_expires = LLONG_MAX;
1350     if (enable != slave->enabled) {
1351         slave->enabled = enable;
1352         if (!slave->enabled) {
1353             VLOG_WARN("interface %s: disabled", slave->name);
1354             if (tags) {
1355                 tag_set_add(tags, slave->tag);
1356             }
1357         } else {
1358             VLOG_WARN("interface %s: enabled", slave->name);
1359             slave->tag = tag_create_random();
1360         }
1361         bond_stb_enable_slave(slave);
1362     }
1363 }
1364
1365 static void
1366 bond_link_status_update(struct bond_slave *slave, struct tag_set *tags)
1367 {
1368     struct bond *bond = slave->bond;
1369     bool up;
1370
1371     up = slave->up && slave->lacp_may_enable;
1372     if ((up == slave->enabled) != (slave->delay_expires == LLONG_MAX)) {
1373         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 20);
1374         VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: link state %s",
1375                      slave->name, up ? "up" : "down");
1376         if (up == slave->enabled) {
1377             slave->delay_expires = LLONG_MAX;
1378             VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: will not be %s",
1379                          slave->name, up ? "disabled" : "enabled");
1380         } else {
1381             int delay = (bond->lacp_negotiated ? 0
1382                          : up ? bond->updelay : bond->downdelay);
1383             slave->delay_expires = time_msec() + delay;
1384             if (delay) {
1385                 VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: will be %s if it stays %s "
1386                              "for %d ms",
1387                              slave->name,
1388                              up ? "enabled" : "disabled",
1389                              up ? "up" : "down",
1390                              delay);
1391             }
1392         }
1393     }
1394
1395     if (time_msec() >= slave->delay_expires) {
1396         bond_enable_slave(slave, up, tags);
1397     }
1398 }
1399
1400 static bool
1401 bond_is_tcp_hash(const struct bond *bond)
1402 {
1403     return (bond->balance == BM_TCP || bond->balance == BM_STABLE)
1404         && bond->lacp_negotiated;
1405 }
1406
1407 static unsigned int
1408 bond_hash_src(const uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN], uint16_t vlan)
1409 {
1410     return hash_bytes(mac, ETH_ADDR_LEN, vlan);
1411 }
1412
1413 static unsigned int
1414 bond_hash_tcp(const struct flow *flow, uint16_t vlan)
1415 {
1416     struct flow hash_flow = *flow;
1417     hash_flow.vlan_tci = vlan;
1418
1419     /* The symmetric quality of this hash function is not required, but
1420      * flow_hash_symmetric_l4 already exists, and is sufficient for our
1421      * purposes, so we use it out of convenience. */
1422     return flow_hash_symmetric_l4(&hash_flow, 0);
1423 }
1424
1425 static unsigned int
1426 bond_hash(const struct bond *bond, const struct flow *flow, uint16_t vlan)
1427 {
1428     assert(bond->balance != BM_AB);
1429
1430     return (bond_is_tcp_hash(bond)
1431             ? bond_hash_tcp(flow, vlan)
1432             : bond_hash_src(flow->dl_src, vlan));
1433 }
1434
1435 static struct bond_entry *
1436 lookup_bond_entry(const struct bond *bond, const struct flow *flow,
1437                   uint16_t vlan)
1438 {
1439     return &bond->hash[bond_hash(bond, flow, vlan) & BOND_MASK];
1440 }
1441
1442 static struct bond_slave *
1443 choose_output_slave(const struct bond *bond, const struct flow *flow,
1444                     uint16_t vlan)
1445 {
1446     struct bond_entry *e;
1447
1448     switch (bond->balance) {
1449     case BM_AB:
1450         return bond->active_slave;
1451
1452     case BM_STABLE:
1453         if (bond->n_stb_slaves) {
1454             return bond->stb_slaves[bond_hash(bond, flow, vlan)
1455                 % bond->n_stb_slaves];
1456         } else {
1457             return bond->active_slave;
1458         }
1459
1460     case BM_SLB:
1461     case BM_TCP:
1462         e = lookup_bond_entry(bond, flow, vlan);
1463         if (!e->slave || !e->slave->enabled) {
1464             e->slave = CONTAINER_OF(hmap_random_node(&bond->slaves),
1465                                     struct bond_slave, hmap_node);
1466             if (!e->slave->enabled) {
1467                 e->slave = bond->active_slave;
1468             }
1469             e->tag = tag_create_random();
1470         }
1471         return e->slave;
1472
1473     default:
1474         NOT_REACHED();
1475     }
1476 }
1477
1478 static struct bond_slave *
1479 bond_choose_slave(const struct bond *bond)
1480 {
1481     struct bond_slave *slave, *best;
1482
1483     /* Find an enabled slave. */
1484     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
1485         if (slave->enabled) {
1486             return slave;
1487         }
1488     }
1489
1490     /* All interfaces are disabled.  Find an interface that will be enabled
1491      * after its updelay expires.  */
1492     best = NULL;
1493     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
1494         if (slave->delay_expires != LLONG_MAX
1495             && slave->lacp_may_enable
1496             && (!best || slave->delay_expires < best->delay_expires)) {
1497             best = slave;
1498         }
1499     }
1500     return best;
1501 }
1502
1503 static void
1504 bond_choose_active_slave(struct bond *bond, struct tag_set *tags)
1505 {
1506     static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 20);
1507     struct bond_slave *old_active_slave = bond->active_slave;
1508
1509     bond->active_slave = bond_choose_slave(bond);
1510     if (bond->active_slave) {
1511         if (bond->active_slave->enabled) {
1512             VLOG_INFO_RL(&rl, "bond %s: active interface is now %s",
1513                          bond->name, bond->active_slave->name);
1514         } else {
1515             VLOG_INFO_RL(&rl, "bond %s: active interface is now %s, skipping "
1516                          "remaining %lld ms updelay (since no interface was "
1517                          "enabled)", bond->name, bond->active_slave->name,
1518                          bond->active_slave->delay_expires - time_msec());
1519             bond_enable_slave(bond->active_slave, true, tags);
1520         }
1521
1522         if (!old_active_slave) {
1523             tag_set_add(tags, bond->no_slaves_tag);
1524         }
1525
1526         bond->send_learning_packets = true;
1527     } else if (old_active_slave) {
1528         VLOG_WARN_RL(&rl, "bond %s: all interfaces disabled", bond->name);
1529     }
1530 }
1531
1532 /* Returns the tag for 'bond''s active slave, or 'bond''s no_slaves_tag if
1533  * there is no active slave. */
1534 static tag_type
1535 bond_get_active_slave_tag(const struct bond *bond)
1536 {
1537     return (bond->active_slave
1538             ? bond->active_slave->tag
1539             : bond->no_slaves_tag);
1540 }
1541
1542 /* Attempts to make the sum of the bond slaves' statistics appear on the fake
1543  * bond interface. */
1544 static void
1545 bond_update_fake_slave_stats(struct bond *bond)
1546 {
1547     struct netdev_stats bond_stats;
1548     struct bond_slave *slave;
1549     struct netdev *bond_dev;
1550
1551     memset(&bond_stats, 0, sizeof bond_stats);
1552
1553     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
1554         struct netdev_stats slave_stats;
1555
1556         if (!netdev_get_stats(slave->netdev, &slave_stats)) {
1557             /* XXX: We swap the stats here because they are swapped back when
1558              * reported by the internal device.  The reason for this is
1559              * internal devices normally represent packets going into the
1560              * system but when used as fake bond device they represent packets
1561              * leaving the system.  We really should do this in the internal
1562              * device itself because changing it here reverses the counts from
1563              * the perspective of the switch.  However, the internal device
1564              * doesn't know what type of device it represents so we have to do
1565              * it here for now. */
1566             bond_stats.tx_packets += slave_stats.rx_packets;
1567             bond_stats.tx_bytes += slave_stats.rx_bytes;
1568             bond_stats.rx_packets += slave_stats.tx_packets;
1569             bond_stats.rx_bytes += slave_stats.tx_bytes;
1570         }
1571     }
1572
1573     if (!netdev_open_default(bond->name, &bond_dev)) {
1574         netdev_set_stats(bond_dev, &bond_stats);
1575         netdev_close(bond_dev);
1576     }
1577 }