bond: Always use L4 hash for stable bonds.
[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 enabled;               /* May be chosen for flows? */
67     bool may_enable;            /* Client considers this slave bondable. */
68     tag_type tag;               /* Tag associated with this slave. */
69
70     /* Rebalancing info.  Used only by bond_rebalance(). */
71     struct list bal_node;       /* In bond_rebalance()'s 'bals' list. */
72     struct list entries;        /* 'struct bond_entry's assigned here. */
73     uint64_t tx_bytes;          /* Sum across 'tx_bytes' of entries. */
74
75     /* BM_STABLE specific bonding info. */
76     uint32_t stb_id;            /* ID used for 'stb_slaves' ordering. */
77 };
78
79 /* A bond, that is, a set of network devices grouped to improve performance or
80  * robustness.  */
81 struct bond {
82     struct hmap_node hmap_node; /* In 'all_bonds' hmap. */
83     char *name;                 /* Name provided by client. */
84
85     /* Slaves. */
86     struct hmap slaves;
87
88     /* Bonding info. */
89     enum bond_mode balance;     /* Balancing mode, one of BM_*. */
90     struct bond_slave *active_slave;
91     tag_type no_slaves_tag;     /* Tag for flows when all slaves disabled. */
92     int updelay, downdelay;     /* Delay before slave goes up/down, in ms. */
93     bool lacp_negotiated;       /* LACP negotiations were successful. */
94     bool bond_revalidate;       /* True if flows need revalidation. */
95     uint32_t basis;             /* Basis for flow hash function. */
96
97     /* SLB specific bonding info. */
98     struct bond_entry *hash;     /* An array of (BOND_MASK + 1) elements. */
99     int rebalance_interval;      /* Interval between rebalances, in ms. */
100     long long int next_rebalance; /* Next rebalancing time. */
101     bool send_learning_packets;
102
103     /* BM_STABLE specific bonding info. */
104     tag_type stb_tag;               /* Tag associated with this bond. */
105
106     /* Monitoring. */
107     struct netdev_monitor *monitor;   /* detect == BLSM_CARRIER only. */
108
109     /* Legacy compatibility. */
110     long long int next_fake_iface_update; /* LLONG_MAX if disabled. */
111
112     /* Tag set saved for next bond_run().  This tag set is a kluge for cases
113      * where we can't otherwise provide revalidation feedback to the client.
114      * That's only unixctl commands now; I hope no other cases will arise. */
115     struct tag_set unixctl_tags;
116 };
117
118 static struct hmap all_bonds = HMAP_INITIALIZER(&all_bonds);
119
120 static void bond_entry_reset(struct bond *);
121 static struct bond_slave *bond_slave_lookup(struct bond *, const void *slave_);
122 static void bond_enable_slave(struct bond_slave *, bool enable,
123                               struct tag_set *);
124 static void bond_link_status_update(struct bond_slave *, struct tag_set *);
125 static void bond_choose_active_slave(struct bond *, struct tag_set *);
126 static bool bond_is_tcp_hash(const struct bond *);
127 static unsigned int bond_hash_src(const uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN],
128                                   uint16_t vlan, uint32_t basis);
129 static unsigned int bond_hash_tcp(const struct flow *, uint16_t vlan,
130                                   uint32_t basis);
131 static struct bond_entry *lookup_bond_entry(const struct bond *,
132                                             const struct flow *,
133                                             uint16_t vlan);
134 static tag_type bond_get_active_slave_tag(const struct bond *);
135 static struct bond_slave *choose_output_slave(const struct bond *,
136                                               const struct flow *,
137                                               uint16_t vlan);
138 static void bond_update_fake_slave_stats(struct bond *);
139
140 /* Attempts to parse 's' as the name of a bond balancing mode.  If successful,
141  * stores the mode in '*balance' and returns true.  Otherwise returns false
142  * without modifying '*balance'. */
143 bool
144 bond_mode_from_string(enum bond_mode *balance, const char *s)
145 {
146     if (!strcmp(s, bond_mode_to_string(BM_TCP))) {
147         *balance = BM_TCP;
148     } else if (!strcmp(s, bond_mode_to_string(BM_SLB))) {
149         *balance = BM_SLB;
150     } else if (!strcmp(s, bond_mode_to_string(BM_STABLE))) {
151         *balance = BM_STABLE;
152     } else if (!strcmp(s, bond_mode_to_string(BM_AB))) {
153         *balance = BM_AB;
154     } else {
155         return false;
156     }
157     return true;
158 }
159
160 /* Returns a string representing 'balance'. */
161 const char *
162 bond_mode_to_string(enum bond_mode balance) {
163     switch (balance) {
164     case BM_TCP:
165         return "balance-tcp";
166     case BM_SLB:
167         return "balance-slb";
168     case BM_STABLE:
169         return "stable";
170     case BM_AB:
171         return "active-backup";
172     }
173     NOT_REACHED();
174 }
175
176 \f
177 /* Creates and returns a new bond whose configuration is initially taken from
178  * 's'.
179  *
180  * The caller should register each slave on the new bond by calling
181  * bond_slave_register().  */
182 struct bond *
183 bond_create(const struct bond_settings *s)
184 {
185     struct bond *bond;
186
187     bond = xzalloc(sizeof *bond);
188     hmap_init(&bond->slaves);
189     bond->no_slaves_tag = tag_create_random();
190     bond->stb_tag = tag_create_random();
191     bond->next_fake_iface_update = LLONG_MAX;
192     bond->monitor = netdev_monitor_create();
193
194     bond_reconfigure(bond, s);
195
196     tag_set_init(&bond->unixctl_tags);
197
198     return bond;
199 }
200
201 /* Frees 'bond'. */
202 void
203 bond_destroy(struct bond *bond)
204 {
205     struct bond_slave *slave, *next_slave;
206
207     if (!bond) {
208         return;
209     }
210
211     hmap_remove(&all_bonds, &bond->hmap_node);
212
213     HMAP_FOR_EACH_SAFE (slave, next_slave, hmap_node, &bond->slaves) {
214         hmap_remove(&bond->slaves, &slave->hmap_node);
215         /* Client owns 'slave->netdev'. */
216         free(slave->name);
217         free(slave);
218     }
219     hmap_destroy(&bond->slaves);
220
221     free(bond->hash);
222
223     netdev_monitor_destroy(bond->monitor);
224
225     free(bond->name);
226     free(bond);
227 }
228
229 /* Updates 'bond''s overall configuration to 's'.
230  *
231  * The caller should register each slave on 'bond' by calling
232  * bond_slave_register().  This is optional if none of the slaves'
233  * configuration has changed.  In any case it can't hurt.
234  *
235  * Returns true if the configuration has changed in such a way that requires
236  * flow revalidation.
237  * */
238 bool
239 bond_reconfigure(struct bond *bond, const struct bond_settings *s)
240 {
241     bool revalidate = false;
242
243     if (!bond->name || strcmp(bond->name, s->name)) {
244         if (bond->name) {
245             hmap_remove(&all_bonds, &bond->hmap_node);
246             free(bond->name);
247         }
248         bond->name = xstrdup(s->name);
249         hmap_insert(&all_bonds, &bond->hmap_node, hash_string(bond->name, 0));
250     }
251
252     bond->updelay = s->up_delay;
253     bond->downdelay = s->down_delay;
254     bond->rebalance_interval = s->rebalance_interval;
255
256     if (bond->balance != s->balance) {
257         bond->balance = s->balance;
258         revalidate = true;
259     }
260
261     if (bond->basis != s->basis) {
262         bond->basis = s->basis;
263         revalidate = true;
264     }
265
266     if (s->fake_iface) {
267         if (bond->next_fake_iface_update == LLONG_MAX) {
268             bond->next_fake_iface_update = time_msec();
269         }
270     } else {
271         bond->next_fake_iface_update = LLONG_MAX;
272     }
273
274     if (bond->bond_revalidate) {
275         revalidate = true;
276         bond->bond_revalidate = false;
277     }
278
279     if (bond->balance == BM_AB || !bond->hash || revalidate) {
280         bond_entry_reset(bond);
281     }
282
283     return revalidate;
284 }
285
286 static void
287 bond_slave_set_netdev__(struct bond *bond, struct bond_slave *slave,
288                         struct netdev *netdev)
289 {
290     if (slave->netdev != netdev) {
291         if (slave->netdev) {
292             netdev_monitor_remove(bond->monitor, slave->netdev);
293         }
294         netdev_monitor_add(bond->monitor, netdev);
295         slave->netdev = netdev;
296     }
297 }
298
299 /* Registers 'slave_' as a slave of 'bond'.  The 'slave_' pointer is an
300  * arbitrary client-provided pointer that uniquely identifies a slave within a
301  * bond.  If 'slave_' already exists within 'bond' then this function
302  * reconfigures the existing slave.
303  *
304  * 'stb_id' is used in BM_STABLE bonds to guarantee consistent slave choices
305  * across restarts and distributed vswitch instances.  It should be unique per
306  * slave, and preferably consistent across restarts and reconfigurations.
307  *
308  * 'netdev' must be the network device that 'slave_' represents.  It is owned
309  * by the client, so the client must not close it before either unregistering
310  * 'slave_' or destroying 'bond'.
311  */
312 void
313 bond_slave_register(struct bond *bond, void *slave_, uint32_t stb_id,
314                     struct netdev *netdev)
315 {
316     struct bond_slave *slave = bond_slave_lookup(bond, slave_);
317
318     if (!slave) {
319         slave = xzalloc(sizeof *slave);
320
321         hmap_insert(&bond->slaves, &slave->hmap_node, hash_pointer(slave_, 0));
322         slave->bond = bond;
323         slave->aux = slave_;
324         slave->delay_expires = LLONG_MAX;
325         slave->name = xstrdup(netdev_get_name(netdev));
326         bond->bond_revalidate = true;
327
328         slave->enabled = false;
329         bond_enable_slave(slave, netdev_get_carrier(netdev), NULL);
330     }
331
332     if (slave->stb_id != stb_id) {
333         slave->stb_id = stb_id;
334         bond->bond_revalidate = true;
335     }
336
337     bond_slave_set_netdev__(bond, slave, netdev);
338
339     free(slave->name);
340     slave->name = xstrdup(netdev_get_name(netdev));
341 }
342
343 /* Updates the network device to be used with 'slave_' to 'netdev'.
344  *
345  * This is useful if the caller closes and re-opens the network device
346  * registered with bond_slave_register() but doesn't need to change anything
347  * else. */
348 void
349 bond_slave_set_netdev(struct bond *bond, void *slave_, struct netdev *netdev)
350 {
351     struct bond_slave *slave = bond_slave_lookup(bond, slave_);
352     if (slave) {
353         bond_slave_set_netdev__(bond, slave, netdev);
354     }
355 }
356
357 /* Unregisters 'slave_' from 'bond'.  If 'bond' does not contain such a slave
358  * then this function has no effect.
359  *
360  * Unregistering a slave invalidates all flows. */
361 void
362 bond_slave_unregister(struct bond *bond, const void *slave_)
363 {
364     struct bond_slave *slave = bond_slave_lookup(bond, slave_);
365     bool del_active;
366
367     if (!slave) {
368         return;
369     }
370
371     netdev_monitor_remove(bond->monitor, slave->netdev);
372     bond_enable_slave(slave, false, NULL);
373
374     del_active = bond->active_slave == slave;
375     if (bond->hash) {
376         struct bond_entry *e;
377         for (e = bond->hash; e <= &bond->hash[BOND_MASK]; e++) {
378             if (e->slave == slave) {
379                 e->slave = NULL;
380             }
381         }
382     }
383
384     free(slave->name);
385
386     hmap_remove(&bond->slaves, &slave->hmap_node);
387     /* Client owns 'slave->netdev'. */
388     free(slave);
389
390     if (del_active) {
391         struct tag_set tags;
392
393         tag_set_init(&tags);
394         bond_choose_active_slave(bond, &tags);
395         bond->send_learning_packets = true;
396     }
397 }
398
399 /* Should be called on each slave in 'bond' before bond_run() to indicate
400  * whether or not 'slave_' may be enabled. This function is intended to allow
401  * other protocols to have some impact on bonding decisions.  For example LACP
402  * or high level link monitoring protocols may decide that a given slave should
403  * not be able to send traffic. */
404 void
405 bond_slave_set_may_enable(struct bond *bond, void *slave_, bool may_enable)
406 {
407     bond_slave_lookup(bond, slave_)->may_enable = may_enable;
408 }
409
410 /* Performs periodic maintenance on 'bond'.  The caller must provide 'tags' to
411  * allow tagged flows to be invalidated.
412  *
413  * The caller should check bond_should_send_learning_packets() afterward. */
414 void
415 bond_run(struct bond *bond, struct tag_set *tags, bool lacp_negotiated)
416 {
417     struct bond_slave *slave;
418     bool is_tcp_hash = bond_is_tcp_hash(bond);
419
420     bond->lacp_negotiated = lacp_negotiated;
421
422     if (bond->monitor) {
423         netdev_monitor_flush(bond->monitor);
424     }
425
426     /* Enable slaves based on link status and LACP feedback. */
427     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
428         bond_link_status_update(slave, tags);
429     }
430     if (!bond->active_slave || !bond->active_slave->enabled) {
431         bond_choose_active_slave(bond, tags);
432     }
433
434     /* Update fake bond interface stats. */
435     if (time_msec() >= bond->next_fake_iface_update) {
436         bond_update_fake_slave_stats(bond);
437         bond->next_fake_iface_update = time_msec() + 1000;
438     }
439
440     if (is_tcp_hash != bond_is_tcp_hash(bond)) {
441         bond->bond_revalidate = true;
442     }
443
444     if (bond->bond_revalidate) {
445         bond->bond_revalidate = false;
446
447         bond_entry_reset(bond);
448         if (bond->balance != BM_STABLE) {
449             struct bond_slave *slave;
450
451             HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
452                 tag_set_add(tags, slave->tag);
453             }
454         } else {
455             tag_set_add(tags, bond->stb_tag);
456         }
457         tag_set_add(tags, bond->no_slaves_tag);
458     }
459
460     /* Invalidate any tags required by  */
461     tag_set_union(tags, &bond->unixctl_tags);
462     tag_set_init(&bond->unixctl_tags);
463 }
464
465 /* Causes poll_block() to wake up when 'bond' needs something to be done. */
466 void
467 bond_wait(struct bond *bond)
468 {
469     struct bond_slave *slave;
470
471     netdev_monitor_poll_wait(bond->monitor);
472
473     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
474         if (slave->delay_expires != LLONG_MAX) {
475             poll_timer_wait_until(slave->delay_expires);
476         }
477     }
478
479     if (bond->next_fake_iface_update != LLONG_MAX) {
480         poll_timer_wait_until(bond->next_fake_iface_update);
481     }
482
483     /* Ensure that any saved tags get revalidated right away. */
484     if (!tag_set_is_empty(&bond->unixctl_tags)) {
485         poll_immediate_wake();
486     }
487
488     /* We don't wait for bond->next_rebalance because rebalancing can only run
489      * at a flow account checkpoint.  ofproto does checkpointing on its own
490      * schedule and bond_rebalance() gets called afterward, so we'd just be
491      * waking up for no purpose. */
492 }
493 \f
494 /* MAC learning table interaction. */
495
496 static bool
497 may_send_learning_packets(const struct bond *bond)
498 {
499     return !bond->lacp_negotiated && bond->balance != BM_AB;
500 }
501
502 /* Returns true if 'bond' needs the client to send out packets to assist with
503  * MAC learning on 'bond'.  If this function returns true, then the client
504  * should iterate through its MAC learning table for the bridge on which 'bond'
505  * is located.  For each MAC that has been learned on a port other than 'bond',
506  * it should call bond_send_learning_packet().
507  *
508  * This function will only return true if 'bond' is in SLB mode and LACP is not
509  * negotiated.  Otherwise sending learning packets isn't necessary.
510  *
511  * Calling this function resets the state that it checks. */
512 bool
513 bond_should_send_learning_packets(struct bond *bond)
514 {
515     bool send = bond->send_learning_packets && may_send_learning_packets(bond);
516     bond->send_learning_packets = false;
517     return send;
518 }
519
520 /* Sends a gratuitous learning packet on 'bond' from 'eth_src' on 'vlan'.
521  *
522  * See bond_should_send_learning_packets() for description of usage. */
523 int
524 bond_send_learning_packet(struct bond *bond,
525                           const uint8_t eth_src[ETH_ADDR_LEN],
526                           uint16_t vlan)
527 {
528     struct bond_slave *slave;
529     struct ofpbuf packet;
530     struct flow flow;
531     int error;
532
533     assert(may_send_learning_packets(bond));
534     if (!bond->active_slave) {
535         /* Nowhere to send the learning packet. */
536         return 0;
537     }
538
539     memset(&flow, 0, sizeof flow);
540     memcpy(flow.dl_src, eth_src, ETH_ADDR_LEN);
541     slave = choose_output_slave(bond, &flow, vlan);
542
543     ofpbuf_init(&packet, 0);
544     compose_benign_packet(&packet, "Open vSwitch Bond Failover", 0xf177,
545                           eth_src);
546     if (vlan) {
547         eth_set_vlan_tci(&packet, htons(vlan));
548     }
549     error = netdev_send(slave->netdev, &packet);
550     ofpbuf_uninit(&packet);
551
552     return error;
553 }
554 \f
555 /* Checks whether a packet that arrived on 'slave_' within 'bond', with an
556  * Ethernet destination address of 'eth_dst', should be admitted.
557  *
558  * The return value is one of the following:
559  *
560  *    - BV_ACCEPT: Admit the packet.
561  *
562  *    - BV_DROP: Drop the packet.
563  *
564  *    - BV_DROP_IF_MOVED: Consult the MAC learning table for the packet's
565  *      Ethernet source address and VLAN.  If there is none, or if the packet
566  *      is on the learned port, then admit the packet.  If a different port has
567  *      been learned, however, drop the packet (and do not use it for MAC
568  *      learning).
569  */
570 enum bond_verdict
571 bond_check_admissibility(struct bond *bond, const void *slave_,
572                          const uint8_t eth_dst[ETH_ADDR_LEN], tag_type *tags)
573 {
574     /* Admit all packets if LACP has been negotiated, because that means that
575      * the remote switch is aware of the bond and will "do the right thing". */
576     if (bond->lacp_negotiated) {
577         return BV_ACCEPT;
578     }
579
580     /* Drop all multicast packets on inactive slaves. */
581     if (eth_addr_is_multicast(eth_dst)) {
582         *tags |= bond_get_active_slave_tag(bond);
583         if (bond->active_slave != bond_slave_lookup(bond, slave_)) {
584             return BV_DROP;
585         }
586     }
587
588     /* Drop all packets for which we have learned a different input port,
589      * because we probably sent the packet on one slave and got it back on the
590      * other.  Gratuitous ARP packets are an exception to this rule: the host
591      * has moved to another switch.  The exception to the exception is if we
592      * locked the learning table to avoid reflections on bond slaves. */
593     return BV_DROP_IF_MOVED;
594 }
595
596 /* Returns the slave (registered on 'bond' by bond_slave_register()) to which
597  * a packet with the given 'flow' and 'vlan' should be forwarded.  Returns
598  * NULL if the packet should be dropped because no slaves are enabled.
599  *
600  * 'vlan' is not necessarily the same as 'flow->vlan_tci'.  First, 'vlan'
601  * should be a VID only (i.e. excluding the PCP bits).  Second,
602  * 'flow->vlan_tci' is the VLAN TCI that appeared on the packet (so it will be
603  * nonzero only for trunk ports), whereas 'vlan' is the logical VLAN that the
604  * packet belongs to (so for an access port it will be the access port's VLAN).
605  *
606  * Adds a tag to '*tags' that associates the flow with the returned slave.
607  */
608 void *
609 bond_choose_output_slave(struct bond *bond, const struct flow *flow,
610                          uint16_t vlan, tag_type *tags)
611 {
612     struct bond_slave *slave = choose_output_slave(bond, flow, vlan);
613     if (slave) {
614         *tags |= bond->balance == BM_STABLE ? bond->stb_tag : slave->tag;
615         return slave->aux;
616     } else {
617         *tags |= bond->no_slaves_tag;
618         return NULL;
619     }
620 }
621 \f
622 /* Rebalancing. */
623
624 static bool
625 bond_is_balanced(const struct bond *bond)
626 {
627     return bond->balance == BM_SLB || bond->balance == BM_TCP;
628 }
629
630 /* Notifies 'bond' that 'n_bytes' bytes were sent in 'flow' within 'vlan'. */
631 void
632 bond_account(struct bond *bond, const struct flow *flow, uint16_t vlan,
633              uint64_t n_bytes)
634 {
635
636     if (bond_is_balanced(bond)) {
637         lookup_bond_entry(bond, flow, vlan)->tx_bytes += n_bytes;
638     }
639 }
640
641 static struct bond_slave *
642 bond_slave_from_bal_node(struct list *bal)
643 {
644     return CONTAINER_OF(bal, struct bond_slave, bal_node);
645 }
646
647 static void
648 log_bals(struct bond *bond, const struct list *bals)
649 {
650     if (VLOG_IS_DBG_ENABLED()) {
651         struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
652         const struct bond_slave *slave;
653
654         LIST_FOR_EACH (slave, bal_node, bals) {
655             if (ds.length) {
656                 ds_put_char(&ds, ',');
657             }
658             ds_put_format(&ds, " %s %"PRIu64"kB",
659                           slave->name, slave->tx_bytes / 1024);
660
661             if (!slave->enabled) {
662                 ds_put_cstr(&ds, " (disabled)");
663             }
664             if (!list_is_empty(&slave->entries)) {
665                 struct bond_entry *e;
666
667                 ds_put_cstr(&ds, " (");
668                 LIST_FOR_EACH (e, list_node, &slave->entries) {
669                     if (&e->list_node != list_front(&slave->entries)) {
670                         ds_put_cstr(&ds, " + ");
671                     }
672                     ds_put_format(&ds, "h%td: %"PRIu64"kB",
673                                   e - bond->hash, e->tx_bytes / 1024);
674                 }
675                 ds_put_cstr(&ds, ")");
676             }
677         }
678         VLOG_DBG("bond %s:%s", bond->name, ds_cstr(&ds));
679         ds_destroy(&ds);
680     }
681 }
682
683 /* Shifts 'hash' from its current slave to 'to'. */
684 static void
685 bond_shift_load(struct bond_entry *hash, struct bond_slave *to,
686                 struct tag_set *set)
687 {
688     struct bond_slave *from = hash->slave;
689     struct bond *bond = from->bond;
690     uint64_t delta = hash->tx_bytes;
691
692     VLOG_INFO("bond %s: shift %"PRIu64"kB of load (with hash %td) "
693               "from %s to %s (now carrying %"PRIu64"kB and "
694               "%"PRIu64"kB load, respectively)",
695               bond->name, delta / 1024, hash - bond->hash,
696               from->name, to->name,
697               (from->tx_bytes - delta) / 1024,
698               (to->tx_bytes + delta) / 1024);
699
700     /* Shift load away from 'from' to 'to'. */
701     from->tx_bytes -= delta;
702     to->tx_bytes += delta;
703
704     /* Arrange for flows to be revalidated. */
705     tag_set_add(set, hash->tag);
706     hash->slave = to;
707     hash->tag = tag_create_random();
708 }
709
710 /* Pick and returns a bond_entry to migrate to 'to' (the least-loaded slave),
711  * given that doing so must decrease the ratio of the load on the two slaves by
712  * at least 0.1.  Returns NULL if there is no appropriate entry.
713  *
714  * The list of entries isn't sorted.  I don't know of a reason to prefer to
715  * shift away small hashes or large hashes. */
716 static struct bond_entry *
717 choose_entry_to_migrate(const struct bond_slave *from, uint64_t to_tx_bytes)
718 {
719     struct bond_entry *e;
720
721     if (list_is_short(&from->entries)) {
722         /* 'from' carries no more than one MAC hash, so shifting load away from
723          * it would be pointless. */
724         return NULL;
725     }
726
727     LIST_FOR_EACH (e, list_node, &from->entries) {
728         double old_ratio, new_ratio;
729         uint64_t delta;
730
731         if (to_tx_bytes == 0) {
732             /* Nothing on the new slave, move it. */
733             return e;
734         }
735
736         delta = e->tx_bytes;
737         old_ratio = (double)from->tx_bytes / to_tx_bytes;
738         new_ratio = (double)(from->tx_bytes - delta) / (to_tx_bytes + delta);
739         if (old_ratio - new_ratio > 0.1) {
740             /* Would decrease the ratio, move it. */
741             return e;
742         }
743     }
744
745     return NULL;
746 }
747
748 /* Inserts 'slave' into 'bals' so that descending order of 'tx_bytes' is
749  * maintained. */
750 static void
751 insert_bal(struct list *bals, struct bond_slave *slave)
752 {
753     struct bond_slave *pos;
754
755     LIST_FOR_EACH (pos, bal_node, bals) {
756         if (slave->tx_bytes > pos->tx_bytes) {
757             break;
758         }
759     }
760     list_insert(&pos->bal_node, &slave->bal_node);
761 }
762
763 /* Removes 'slave' from its current list and then inserts it into 'bals' so
764  * that descending order of 'tx_bytes' is maintained. */
765 static void
766 reinsert_bal(struct list *bals, struct bond_slave *slave)
767 {
768     list_remove(&slave->bal_node);
769     insert_bal(bals, slave);
770 }
771
772 /* If 'bond' needs rebalancing, does so.
773  *
774  * The caller should have called bond_account() for each active flow, to ensure
775  * that flow data is consistently accounted at this point. */
776 void
777 bond_rebalance(struct bond *bond, struct tag_set *tags)
778 {
779     struct bond_slave *slave;
780     struct bond_entry *e;
781     struct list bals;
782
783     if (!bond_is_balanced(bond) || time_msec() < bond->next_rebalance) {
784         return;
785     }
786     bond->next_rebalance = time_msec() + bond->rebalance_interval;
787
788     /* Add each bond_entry to its slave's 'entries' list.
789      * Compute each slave's tx_bytes as the sum of its entries' tx_bytes. */
790     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
791         slave->tx_bytes = 0;
792         list_init(&slave->entries);
793     }
794     for (e = &bond->hash[0]; e <= &bond->hash[BOND_MASK]; e++) {
795         if (e->slave && e->tx_bytes) {
796             e->slave->tx_bytes += e->tx_bytes;
797             list_push_back(&e->slave->entries, &e->list_node);
798         }
799     }
800
801     /* Add enabled slaves to 'bals' in descending order of tx_bytes.
802      *
803      * XXX This is O(n**2) in the number of slaves but it could be O(n lg n)
804      * with a proper list sort algorithm. */
805     list_init(&bals);
806     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
807         if (slave->enabled) {
808             insert_bal(&bals, slave);
809         }
810     }
811     log_bals(bond, &bals);
812
813     /* Shift load from the most-loaded slaves to the least-loaded slaves. */
814     while (!list_is_short(&bals)) {
815         struct bond_slave *from = bond_slave_from_bal_node(list_front(&bals));
816         struct bond_slave *to = bond_slave_from_bal_node(list_back(&bals));
817         uint64_t overload;
818
819         overload = from->tx_bytes - to->tx_bytes;
820         if (overload < to->tx_bytes >> 5 || overload < 100000) {
821             /* The extra load on 'from' (and all less-loaded slaves), compared
822              * to that of 'to' (the least-loaded slave), is less than ~3%, or
823              * it is less than ~1Mbps.  No point in rebalancing. */
824             break;
825         }
826
827         /* 'from' is carrying significantly more load than 'to', and that load
828          * is split across at least two different hashes. */
829         e = choose_entry_to_migrate(from, to->tx_bytes);
830         if (e) {
831             bond_shift_load(e, to, tags);
832
833             /* Delete element from from->entries.
834              *
835              * We don't add the element to to->hashes.  That would only allow
836              * 'e' to be migrated to another slave in this rebalancing run, and
837              * there is no point in doing that. */
838             list_remove(&e->list_node);
839
840             /* Re-sort 'bals'. */
841             reinsert_bal(&bals, from);
842             reinsert_bal(&bals, to);
843         } else {
844             /* Can't usefully migrate anything away from 'from'.
845              * Don't reconsider it. */
846             list_remove(&from->bal_node);
847         }
848     }
849
850     /* Implement exponentially weighted moving average.  A weight of 1/2 causes
851      * historical data to decay to <1% in 7 rebalancing runs.  1,000,000 bytes
852      * take 20 rebalancing runs to decay to 0 and get deleted entirely. */
853     for (e = &bond->hash[0]; e <= &bond->hash[BOND_MASK]; e++) {
854         e->tx_bytes /= 2;
855         if (!e->tx_bytes) {
856             e->slave = NULL;
857         }
858     }
859 }
860 \f
861 /* Bonding unixctl user interface functions. */
862
863 static struct bond *
864 bond_find(const char *name)
865 {
866     struct bond *bond;
867
868     HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (bond, hmap_node, hash_string(name, 0),
869                              &all_bonds) {
870         if (!strcmp(bond->name, name)) {
871             return bond;
872         }
873     }
874     return NULL;
875 }
876
877 static struct bond_slave *
878 bond_lookup_slave(struct bond *bond, const char *slave_name)
879 {
880     struct bond_slave *slave;
881
882     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
883         if (!strcmp(slave->name, slave_name)) {
884             return slave;
885         }
886     }
887     return NULL;
888 }
889
890 static void
891 bond_unixctl_list(struct unixctl_conn *conn,
892                   const char *args OVS_UNUSED, void *aux OVS_UNUSED)
893 {
894     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
895     const struct bond *bond;
896
897     ds_put_cstr(&ds, "bond\ttype\tslaves\n");
898
899     HMAP_FOR_EACH (bond, hmap_node, &all_bonds) {
900         const struct bond_slave *slave;
901         size_t i;
902
903         ds_put_format(&ds, "%s\t%s\t",
904                       bond->name, bond_mode_to_string(bond->balance));
905
906         i = 0;
907         HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
908             if (i++ > 0) {
909                 ds_put_cstr(&ds, ", ");
910             }
911             ds_put_cstr(&ds, slave->name);
912         }
913         ds_put_char(&ds, '\n');
914     }
915     unixctl_command_reply(conn, 200, ds_cstr(&ds));
916     ds_destroy(&ds);
917 }
918
919 static void
920 bond_unixctl_show(struct unixctl_conn *conn,
921                   const char *args, void *aux OVS_UNUSED)
922 {
923     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
924     const struct bond_slave *slave;
925     const struct bond *bond;
926
927     bond = bond_find(args);
928     if (!bond) {
929         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
930         return;
931     }
932
933     ds_put_format(&ds, "bond_mode: %s\n",
934                   bond_mode_to_string(bond->balance));
935
936     if (bond->balance != BM_AB) {
937         ds_put_format(&ds, "bond-hash-algorithm: %s\n",
938                       bond_is_tcp_hash(bond) ? "balance-tcp" : "balance-slb");
939     }
940
941     ds_put_format(&ds, "bond-hash-basis: %"PRIu32"\n", bond->basis);
942
943     ds_put_format(&ds, "updelay: %d ms\n", bond->updelay);
944     ds_put_format(&ds, "downdelay: %d ms\n", bond->downdelay);
945
946     if (bond_is_balanced(bond)) {
947         ds_put_format(&ds, "next rebalance: %lld ms\n",
948                       bond->next_rebalance - time_msec());
949     }
950
951     ds_put_format(&ds, "lacp_negotiated: %s\n",
952                   bond->lacp_negotiated ? "true" : "false");
953
954     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
955         struct bond_entry *be;
956
957         /* Basic info. */
958         ds_put_format(&ds, "\nslave %s: %s\n",
959                       slave->name, slave->enabled ? "enabled" : "disabled");
960         if (slave == bond->active_slave) {
961             ds_put_cstr(&ds, "\tactive slave\n");
962         }
963         if (slave->delay_expires != LLONG_MAX) {
964             ds_put_format(&ds, "\t%s expires in %lld ms\n",
965                           slave->enabled ? "downdelay" : "updelay",
966                           slave->delay_expires - time_msec());
967         }
968
969         ds_put_format(&ds, "\tmay_enable: %s\n",
970                       slave->may_enable ? "true" : "false");
971
972         if (!bond_is_balanced(bond)) {
973             continue;
974         }
975
976         /* Hashes. */
977         for (be = bond->hash; be <= &bond->hash[BOND_MASK]; be++) {
978             int hash = be - bond->hash;
979
980             if (be->slave != slave) {
981                 continue;
982             }
983
984             ds_put_format(&ds, "\thash %d: %"PRIu64" kB load\n",
985                           hash, be->tx_bytes / 1024);
986
987             if (bond->balance != BM_SLB) {
988                 continue;
989             }
990
991             /* XXX How can we list the MACs assigned to hashes? */
992         }
993     }
994     unixctl_command_reply(conn, 200, ds_cstr(&ds));
995     ds_destroy(&ds);
996 }
997
998 static void
999 bond_unixctl_migrate(struct unixctl_conn *conn, const char *args_,
1000                      void *aux OVS_UNUSED)
1001 {
1002     char *args = (char *) args_;
1003     char *save_ptr = NULL;
1004     char *bond_s, *hash_s, *slave_s;
1005     struct bond *bond;
1006     struct bond_slave *slave;
1007     struct bond_entry *entry;
1008     int hash;
1009
1010     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
1011     hash_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1012     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1013     if (!slave_s) {
1014         unixctl_command_reply(conn, 501,
1015                               "usage: bond/migrate BOND HASH SLAVE");
1016         return;
1017     }
1018
1019     bond = bond_find(bond_s);
1020     if (!bond) {
1021         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
1022         return;
1023     }
1024
1025     if (bond->balance != BM_SLB) {
1026         unixctl_command_reply(conn, 501, "not an SLB bond");
1027         return;
1028     }
1029
1030     if (strspn(hash_s, "0123456789") == strlen(hash_s)) {
1031         hash = atoi(hash_s) & BOND_MASK;
1032     } else {
1033         unixctl_command_reply(conn, 501, "bad hash");
1034         return;
1035     }
1036
1037     slave = bond_lookup_slave(bond, slave_s);
1038     if (!slave) {
1039         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
1040         return;
1041     }
1042
1043     if (!slave->enabled) {
1044         unixctl_command_reply(conn, 501, "cannot migrate to disabled slave");
1045         return;
1046     }
1047
1048     entry = &bond->hash[hash];
1049     tag_set_add(&bond->unixctl_tags, entry->tag);
1050     entry->slave = slave;
1051     entry->tag = tag_create_random();
1052     unixctl_command_reply(conn, 200, "migrated");
1053 }
1054
1055 static void
1056 bond_unixctl_set_active_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args_,
1057                               void *aux OVS_UNUSED)
1058 {
1059     char *args = (char *) args_;
1060     char *save_ptr = NULL;
1061     char *bond_s, *slave_s;
1062     struct bond *bond;
1063     struct bond_slave *slave;
1064
1065     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
1066     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1067     if (!slave_s) {
1068         unixctl_command_reply(conn, 501,
1069                               "usage: bond/set-active-slave BOND SLAVE");
1070         return;
1071     }
1072
1073     bond = bond_find(bond_s);
1074     if (!bond) {
1075         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
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 make disabled slave active");
1087         return;
1088     }
1089
1090     if (bond->active_slave != slave) {
1091         tag_set_add(&bond->unixctl_tags, bond_get_active_slave_tag(bond));
1092         bond->active_slave = slave;
1093         bond->active_slave->tag = tag_create_random();
1094         VLOG_INFO("bond %s: active interface is now %s",
1095                   bond->name, slave->name);
1096         bond->send_learning_packets = true;
1097         unixctl_command_reply(conn, 200, "done");
1098     } else {
1099         unixctl_command_reply(conn, 200, "no change");
1100     }
1101 }
1102
1103 static void
1104 enable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args_, bool enable)
1105 {
1106     char *args = (char *) args_;
1107     char *save_ptr = NULL;
1108     char *bond_s, *slave_s;
1109     struct bond *bond;
1110     struct bond_slave *slave;
1111
1112     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
1113     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1114     if (!slave_s) {
1115         char *usage = xasprintf("usage: bond/%s-slave BOND SLAVE",
1116                                 enable ? "enable" : "disable");
1117         unixctl_command_reply(conn, 501, usage);
1118         free(usage);
1119         return;
1120     }
1121
1122     bond = bond_find(bond_s);
1123     if (!bond) {
1124         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
1125         return;
1126     }
1127
1128     slave = bond_lookup_slave(bond, slave_s);
1129     if (!slave) {
1130         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
1131         return;
1132     }
1133
1134     bond_enable_slave(slave, enable, &bond->unixctl_tags);
1135     unixctl_command_reply(conn, 501, enable ? "enabled" : "disabled");
1136 }
1137
1138 static void
1139 bond_unixctl_enable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args,
1140                           void *aux OVS_UNUSED)
1141 {
1142     enable_slave(conn, args, true);
1143 }
1144
1145 static void
1146 bond_unixctl_disable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args,
1147                            void *aux OVS_UNUSED)
1148 {
1149     enable_slave(conn, args, false);
1150 }
1151
1152 static void
1153 bond_unixctl_hash(struct unixctl_conn *conn, const char *args_,
1154                   void *aux OVS_UNUSED)
1155 {
1156     char *args = (char *) args_;
1157     uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN];
1158     uint8_t hash;
1159     char *hash_cstr;
1160     unsigned int vlan;
1161     uint32_t basis;
1162     char *mac_s, *vlan_s, *basis_s;
1163     char *save_ptr = NULL;
1164
1165     mac_s  = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
1166     vlan_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1167     basis_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1168
1169     if (vlan_s) {
1170         if (sscanf(vlan_s, "%u", &vlan) != 1) {
1171             unixctl_command_reply(conn, 501, "invalid vlan");
1172             return;
1173         }
1174     } else {
1175         vlan = OFP_VLAN_NONE;
1176     }
1177
1178     if (basis_s) {
1179         if (sscanf(basis_s, "%"PRIu32, &basis) != 1) {
1180             unixctl_command_reply(conn, 501, "invalid basis");
1181             return;
1182         }
1183     } else {
1184         basis = 0;
1185     }
1186
1187     if (sscanf(mac_s, ETH_ADDR_SCAN_FMT, ETH_ADDR_SCAN_ARGS(mac))
1188         == ETH_ADDR_SCAN_COUNT) {
1189         hash = bond_hash_src(mac, vlan, basis) & BOND_MASK;
1190
1191         hash_cstr = xasprintf("%u", hash);
1192         unixctl_command_reply(conn, 200, hash_cstr);
1193         free(hash_cstr);
1194     } else {
1195         unixctl_command_reply(conn, 501, "invalid mac");
1196     }
1197 }
1198
1199 void
1200 bond_init(void)
1201 {
1202     unixctl_command_register("bond/list", bond_unixctl_list, NULL);
1203     unixctl_command_register("bond/show", bond_unixctl_show, NULL);
1204     unixctl_command_register("bond/migrate", bond_unixctl_migrate, NULL);
1205     unixctl_command_register("bond/set-active-slave",
1206                              bond_unixctl_set_active_slave, NULL);
1207     unixctl_command_register("bond/enable-slave", bond_unixctl_enable_slave,
1208                              NULL);
1209     unixctl_command_register("bond/disable-slave", bond_unixctl_disable_slave,
1210                              NULL);
1211     unixctl_command_register("bond/hash", bond_unixctl_hash, NULL);
1212 }
1213 \f
1214 static void
1215 bond_entry_reset(struct bond *bond)
1216 {
1217     if (bond->balance != BM_AB) {
1218         size_t hash_len = (BOND_MASK + 1) * sizeof *bond->hash;
1219
1220         if (!bond->hash) {
1221             bond->hash = xmalloc(hash_len);
1222         }
1223         memset(bond->hash, 0, hash_len);
1224
1225         bond->next_rebalance = time_msec() + bond->rebalance_interval;
1226     } else {
1227         free(bond->hash);
1228         bond->hash = NULL;
1229     }
1230 }
1231
1232 static struct bond_slave *
1233 bond_slave_lookup(struct bond *bond, const void *slave_)
1234 {
1235     struct bond_slave *slave;
1236
1237     HMAP_FOR_EACH_IN_BUCKET (slave, hmap_node, hash_pointer(slave_, 0),
1238                              &bond->slaves) {
1239         if (slave->aux == slave_) {
1240             return slave;
1241         }
1242     }
1243
1244     return NULL;
1245 }
1246
1247 static void
1248 bond_enable_slave(struct bond_slave *slave, bool enable, struct tag_set *tags)
1249 {
1250     struct bond *bond = slave->bond;
1251     slave->delay_expires = LLONG_MAX;
1252     if (enable != slave->enabled) {
1253         slave->enabled = enable;
1254         if (!slave->enabled) {
1255             VLOG_WARN("interface %s: disabled", slave->name);
1256             if (tags) {
1257                 tag_set_add(tags, slave->tag);
1258             }
1259         } else {
1260             VLOG_WARN("interface %s: enabled", slave->name);
1261             slave->tag = tag_create_random();
1262         }
1263
1264         if (bond->balance == BM_STABLE) {
1265             bond->bond_revalidate = true;
1266         }
1267     }
1268 }
1269
1270 static void
1271 bond_link_status_update(struct bond_slave *slave, struct tag_set *tags)
1272 {
1273     struct bond *bond = slave->bond;
1274     bool up;
1275
1276     up = netdev_get_carrier(slave->netdev) && slave->may_enable;
1277     if ((up == slave->enabled) != (slave->delay_expires == LLONG_MAX)) {
1278         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 20);
1279         VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: link state %s",
1280                      slave->name, up ? "up" : "down");
1281         if (up == slave->enabled) {
1282             slave->delay_expires = LLONG_MAX;
1283             VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: will not be %s",
1284                          slave->name, up ? "disabled" : "enabled");
1285         } else {
1286             int delay = (bond->lacp_negotiated ? 0
1287                          : up ? bond->updelay : bond->downdelay);
1288             slave->delay_expires = time_msec() + delay;
1289             if (delay) {
1290                 VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: will be %s if it stays %s "
1291                              "for %d ms",
1292                              slave->name,
1293                              up ? "enabled" : "disabled",
1294                              up ? "up" : "down",
1295                              delay);
1296             }
1297         }
1298     }
1299
1300     if (time_msec() >= slave->delay_expires) {
1301         bond_enable_slave(slave, up, tags);
1302     }
1303 }
1304
1305 static bool
1306 bond_is_tcp_hash(const struct bond *bond)
1307 {
1308     return (bond->balance == BM_TCP && bond->lacp_negotiated)
1309         || bond->balance == BM_STABLE;
1310 }
1311
1312 static unsigned int
1313 bond_hash_src(const uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN], uint16_t vlan, uint32_t basis)
1314 {
1315     return hash_3words(hash_bytes(mac, ETH_ADDR_LEN, 0), vlan, basis);
1316 }
1317
1318 static unsigned int
1319 bond_hash_tcp(const struct flow *flow, uint16_t vlan, uint32_t basis)
1320 {
1321     struct flow hash_flow = *flow;
1322     hash_flow.vlan_tci = htons(vlan);
1323
1324     /* The symmetric quality of this hash function is not required, but
1325      * flow_hash_symmetric_l4 already exists, and is sufficient for our
1326      * purposes, so we use it out of convenience. */
1327     return flow_hash_symmetric_l4(&hash_flow, basis);
1328 }
1329
1330 static unsigned int
1331 bond_hash(const struct bond *bond, const struct flow *flow, uint16_t vlan)
1332 {
1333     assert(bond->balance != BM_AB);
1334
1335     return (bond_is_tcp_hash(bond)
1336             ? bond_hash_tcp(flow, vlan, bond->basis)
1337             : bond_hash_src(flow->dl_src, vlan, bond->basis));
1338 }
1339
1340 static struct bond_entry *
1341 lookup_bond_entry(const struct bond *bond, const struct flow *flow,
1342                   uint16_t vlan)
1343 {
1344     return &bond->hash[bond_hash(bond, flow, vlan) & BOND_MASK];
1345 }
1346
1347 /* This function uses Highest Random Weight hashing to choose an output slave.
1348  * This approach only reassigns a minimal number of flows when slaves are
1349  * enabled or disabled.  Unfortunately, it has O(n) performance against the
1350  * number of slaves.  There exist algorithms which are O(1), but have slightly
1351  * more complex implementations and require the use of memory.  This may need
1352  * to be reimplemented if it becomes a performance bottleneck. */
1353 static struct bond_slave *
1354 choose_stb_slave(const struct bond *bond, const struct flow *flow,
1355                  uint16_t vlan)
1356 {
1357     struct bond_slave *best, *slave;
1358     uint32_t best_hash, flow_hash;
1359
1360     best = NULL;
1361     best_hash = 0;
1362     flow_hash = bond_hash(bond, flow, vlan);
1363     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
1364         if (slave->enabled) {
1365             uint32_t hash;
1366
1367             hash = hash_2words(flow_hash, slave->stb_id);
1368             if (!best || hash > best_hash) {
1369                 best = slave;
1370                 best_hash = hash;
1371             }
1372         }
1373     }
1374
1375     return best;
1376 }
1377
1378 static struct bond_slave *
1379 choose_output_slave(const struct bond *bond, const struct flow *flow,
1380                     uint16_t vlan)
1381 {
1382     struct bond_entry *e;
1383
1384     switch (bond->balance) {
1385     case BM_AB:
1386         return bond->active_slave;
1387
1388     case BM_STABLE:
1389         return choose_stb_slave(bond, flow, vlan);
1390     case BM_SLB:
1391     case BM_TCP:
1392         e = lookup_bond_entry(bond, flow, vlan);
1393         if (!e->slave || !e->slave->enabled) {
1394             e->slave = CONTAINER_OF(hmap_random_node(&bond->slaves),
1395                                     struct bond_slave, hmap_node);
1396             if (!e->slave->enabled) {
1397                 e->slave = bond->active_slave;
1398             }
1399             e->tag = tag_create_random();
1400         }
1401         return e->slave;
1402
1403     default:
1404         NOT_REACHED();
1405     }
1406 }
1407
1408 static struct bond_slave *
1409 bond_choose_slave(const struct bond *bond)
1410 {
1411     struct bond_slave *slave, *best;
1412
1413     /* Find an enabled slave. */
1414     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
1415         if (slave->enabled) {
1416             return slave;
1417         }
1418     }
1419
1420     /* All interfaces are disabled.  Find an interface that will be enabled
1421      * after its updelay expires.  */
1422     best = NULL;
1423     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
1424         if (slave->delay_expires != LLONG_MAX
1425             && slave->may_enable
1426             && (!best || slave->delay_expires < best->delay_expires)) {
1427             best = slave;
1428         }
1429     }
1430     return best;
1431 }
1432
1433 static void
1434 bond_choose_active_slave(struct bond *bond, struct tag_set *tags)
1435 {
1436     static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 20);
1437     struct bond_slave *old_active_slave = bond->active_slave;
1438
1439     bond->active_slave = bond_choose_slave(bond);
1440     if (bond->active_slave) {
1441         if (bond->active_slave->enabled) {
1442             VLOG_INFO_RL(&rl, "bond %s: active interface is now %s",
1443                          bond->name, bond->active_slave->name);
1444         } else {
1445             VLOG_INFO_RL(&rl, "bond %s: active interface is now %s, skipping "
1446                          "remaining %lld ms updelay (since no interface was "
1447                          "enabled)", bond->name, bond->active_slave->name,
1448                          bond->active_slave->delay_expires - time_msec());
1449             bond_enable_slave(bond->active_slave, true, tags);
1450         }
1451
1452         if (!old_active_slave) {
1453             tag_set_add(tags, bond->no_slaves_tag);
1454         }
1455
1456         bond->send_learning_packets = true;
1457     } else if (old_active_slave) {
1458         VLOG_WARN_RL(&rl, "bond %s: all interfaces disabled", bond->name);
1459     }
1460 }
1461
1462 /* Returns the tag for 'bond''s active slave, or 'bond''s no_slaves_tag if
1463  * there is no active slave. */
1464 static tag_type
1465 bond_get_active_slave_tag(const struct bond *bond)
1466 {
1467     return (bond->active_slave
1468             ? bond->active_slave->tag
1469             : bond->no_slaves_tag);
1470 }
1471
1472 /* Attempts to make the sum of the bond slaves' statistics appear on the fake
1473  * bond interface. */
1474 static void
1475 bond_update_fake_slave_stats(struct bond *bond)
1476 {
1477     struct netdev_stats bond_stats;
1478     struct bond_slave *slave;
1479     struct netdev *bond_dev;
1480
1481     memset(&bond_stats, 0, sizeof bond_stats);
1482
1483     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
1484         struct netdev_stats slave_stats;
1485
1486         if (!netdev_get_stats(slave->netdev, &slave_stats)) {
1487             /* XXX: We swap the stats here because they are swapped back when
1488              * reported by the internal device.  The reason for this is
1489              * internal devices normally represent packets going into the
1490              * system but when used as fake bond device they represent packets
1491              * leaving the system.  We really should do this in the internal
1492              * device itself because changing it here reverses the counts from
1493              * the perspective of the switch.  However, the internal device
1494              * doesn't know what type of device it represents so we have to do
1495              * it here for now. */
1496             bond_stats.tx_packets += slave_stats.rx_packets;
1497             bond_stats.tx_bytes += slave_stats.rx_bytes;
1498             bond_stats.rx_packets += slave_stats.tx_packets;
1499             bond_stats.rx_bytes += slave_stats.tx_bytes;
1500         }
1501     }
1502
1503     if (!netdev_open_default(bond->name, &bond_dev)) {
1504         netdev_set_stats(bond_dev, &bond_stats);
1505         netdev_close(bond_dev);
1506     }
1507 }