bond: Remove useless slave->up flag.
[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 lacp_may_enable;       /* LACP considers this interface 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 the
400  * results of lacp_slave_may_enable() on 'slave_'. */
401 void
402 bond_slave_set_lacp_may_enable(struct bond *bond, void *slave_,
403                                bool may_enable)
404 {
405     bond_slave_lookup(bond, slave_)->lacp_may_enable = may_enable;
406 }
407
408 /* Performs periodic maintenance on 'bond'.  The caller must provide 'tags' to
409  * allow tagged flows to be invalidated.
410  *
411  * The caller should check bond_should_send_learning_packets() afterward. */
412 void
413 bond_run(struct bond *bond, struct tag_set *tags, bool lacp_negotiated)
414 {
415     struct bond_slave *slave;
416     bool is_tcp_hash = bond_is_tcp_hash(bond);
417
418     bond->lacp_negotiated = lacp_negotiated;
419
420     if (bond->monitor) {
421         netdev_monitor_flush(bond->monitor);
422     }
423
424     /* Enable slaves based on link status and LACP feedback. */
425     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
426         bond_link_status_update(slave, tags);
427     }
428     if (!bond->active_slave || !bond->active_slave->enabled) {
429         bond_choose_active_slave(bond, tags);
430     }
431
432     /* Update fake bond interface stats. */
433     if (time_msec() >= bond->next_fake_iface_update) {
434         bond_update_fake_slave_stats(bond);
435         bond->next_fake_iface_update = time_msec() + 1000;
436     }
437
438     if (is_tcp_hash != bond_is_tcp_hash(bond)) {
439         bond->bond_revalidate = true;
440     }
441
442     if (bond->bond_revalidate) {
443         bond->bond_revalidate = false;
444
445         bond_entry_reset(bond);
446         if (bond->balance != BM_STABLE) {
447             struct bond_slave *slave;
448
449             HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
450                 tag_set_add(tags, slave->tag);
451             }
452         } else {
453             tag_set_add(tags, bond->stb_tag);
454         }
455         tag_set_add(tags, bond->no_slaves_tag);
456     }
457
458     /* Invalidate any tags required by  */
459     tag_set_union(tags, &bond->unixctl_tags);
460     tag_set_init(&bond->unixctl_tags);
461 }
462
463 /* Causes poll_block() to wake up when 'bond' needs something to be done. */
464 void
465 bond_wait(struct bond *bond)
466 {
467     struct bond_slave *slave;
468
469     netdev_monitor_poll_wait(bond->monitor);
470
471     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
472         if (slave->delay_expires != LLONG_MAX) {
473             poll_timer_wait_until(slave->delay_expires);
474         }
475     }
476
477     if (bond->next_fake_iface_update != LLONG_MAX) {
478         poll_timer_wait_until(bond->next_fake_iface_update);
479     }
480
481     /* Ensure that any saved tags get revalidated right away. */
482     if (!tag_set_is_empty(&bond->unixctl_tags)) {
483         poll_immediate_wake();
484     }
485
486     /* We don't wait for bond->next_rebalance because rebalancing can only run
487      * at a flow account checkpoint.  ofproto does checkpointing on its own
488      * schedule and bond_rebalance() gets called afterward, so we'd just be
489      * waking up for no purpose. */
490 }
491 \f
492 /* MAC learning table interaction. */
493
494 static bool
495 may_send_learning_packets(const struct bond *bond)
496 {
497     return !bond->lacp_negotiated && bond->balance != BM_AB;
498 }
499
500 /* Returns true if 'bond' needs the client to send out packets to assist with
501  * MAC learning on 'bond'.  If this function returns true, then the client
502  * should iterate through its MAC learning table for the bridge on which 'bond'
503  * is located.  For each MAC that has been learned on a port other than 'bond',
504  * it should call bond_send_learning_packet().
505  *
506  * This function will only return true if 'bond' is in SLB mode and LACP is not
507  * negotiated.  Otherwise sending learning packets isn't necessary.
508  *
509  * Calling this function resets the state that it checks. */
510 bool
511 bond_should_send_learning_packets(struct bond *bond)
512 {
513     bool send = bond->send_learning_packets && may_send_learning_packets(bond);
514     bond->send_learning_packets = false;
515     return send;
516 }
517
518 /* Sends a gratuitous learning packet on 'bond' from 'eth_src' on 'vlan'.
519  *
520  * See bond_should_send_learning_packets() for description of usage. */
521 int
522 bond_send_learning_packet(struct bond *bond,
523                           const uint8_t eth_src[ETH_ADDR_LEN],
524                           uint16_t vlan)
525 {
526     struct bond_slave *slave;
527     struct ofpbuf packet;
528     struct flow flow;
529     int error;
530
531     assert(may_send_learning_packets(bond));
532     if (!bond->active_slave) {
533         /* Nowhere to send the learning packet. */
534         return 0;
535     }
536
537     memset(&flow, 0, sizeof flow);
538     memcpy(flow.dl_src, eth_src, ETH_ADDR_LEN);
539     slave = choose_output_slave(bond, &flow, vlan);
540
541     ofpbuf_init(&packet, 0);
542     compose_benign_packet(&packet, "Open vSwitch Bond Failover", 0xf177,
543                           eth_src);
544     if (vlan) {
545         eth_set_vlan_tci(&packet, htons(vlan));
546     }
547     error = netdev_send(slave->netdev, &packet);
548     ofpbuf_uninit(&packet);
549
550     return error;
551 }
552 \f
553 /* Checks whether a packet that arrived on 'slave_' within 'bond', with an
554  * Ethernet destination address of 'eth_dst', should be admitted.
555  *
556  * The return value is one of the following:
557  *
558  *    - BV_ACCEPT: Admit the packet.
559  *
560  *    - BV_DROP: Drop the packet.
561  *
562  *    - BV_DROP_IF_MOVED: Consult the MAC learning table for the packet's
563  *      Ethernet source address and VLAN.  If there is none, or if the packet
564  *      is on the learned port, then admit the packet.  If a different port has
565  *      been learned, however, drop the packet (and do not use it for MAC
566  *      learning).
567  */
568 enum bond_verdict
569 bond_check_admissibility(struct bond *bond, const void *slave_,
570                          const uint8_t eth_dst[ETH_ADDR_LEN], tag_type *tags)
571 {
572     /* Admit all packets if LACP has been negotiated, because that means that
573      * the remote switch is aware of the bond and will "do the right thing". */
574     if (bond->lacp_negotiated) {
575         return BV_ACCEPT;
576     }
577
578     /* Drop all multicast packets on inactive slaves. */
579     if (eth_addr_is_multicast(eth_dst)) {
580         *tags |= bond_get_active_slave_tag(bond);
581         if (bond->active_slave != bond_slave_lookup(bond, slave_)) {
582             return BV_DROP;
583         }
584     }
585
586     /* Drop all packets for which we have learned a different input port,
587      * because we probably sent the packet on one slave and got it back on the
588      * other.  Gratuitous ARP packets are an exception to this rule: the host
589      * has moved to another switch.  The exception to the exception is if we
590      * locked the learning table to avoid reflections on bond slaves. */
591     return BV_DROP_IF_MOVED;
592 }
593
594 /* Returns the slave (registered on 'bond' by bond_slave_register()) to which
595  * a packet with the given 'flow' and 'vlan' should be forwarded.  Returns
596  * NULL if the packet should be dropped because no slaves are enabled.
597  *
598  * 'vlan' is not necessarily the same as 'flow->vlan_tci'.  First, 'vlan'
599  * should be a VID only (i.e. excluding the PCP bits).  Second,
600  * 'flow->vlan_tci' is the VLAN TCI that appeared on the packet (so it will be
601  * nonzero only for trunk ports), whereas 'vlan' is the logical VLAN that the
602  * packet belongs to (so for an access port it will be the access port's VLAN).
603  *
604  * Adds a tag to '*tags' that associates the flow with the returned slave.
605  */
606 void *
607 bond_choose_output_slave(struct bond *bond, const struct flow *flow,
608                          uint16_t vlan, tag_type *tags)
609 {
610     struct bond_slave *slave = choose_output_slave(bond, flow, vlan);
611     if (slave) {
612         *tags |= bond->balance == BM_STABLE ? bond->stb_tag : slave->tag;
613         return slave->aux;
614     } else {
615         *tags |= bond->no_slaves_tag;
616         return NULL;
617     }
618 }
619 \f
620 /* Rebalancing. */
621
622 static bool
623 bond_is_balanced(const struct bond *bond)
624 {
625     return bond->balance == BM_SLB || bond->balance == BM_TCP;
626 }
627
628 /* Notifies 'bond' that 'n_bytes' bytes were sent in 'flow' within 'vlan'. */
629 void
630 bond_account(struct bond *bond, const struct flow *flow, uint16_t vlan,
631              uint64_t n_bytes)
632 {
633
634     if (bond_is_balanced(bond)) {
635         lookup_bond_entry(bond, flow, vlan)->tx_bytes += n_bytes;
636     }
637 }
638
639 static struct bond_slave *
640 bond_slave_from_bal_node(struct list *bal)
641 {
642     return CONTAINER_OF(bal, struct bond_slave, bal_node);
643 }
644
645 static void
646 log_bals(struct bond *bond, const struct list *bals)
647 {
648     if (VLOG_IS_DBG_ENABLED()) {
649         struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
650         const struct bond_slave *slave;
651
652         LIST_FOR_EACH (slave, bal_node, bals) {
653             if (ds.length) {
654                 ds_put_char(&ds, ',');
655             }
656             ds_put_format(&ds, " %s %"PRIu64"kB",
657                           slave->name, slave->tx_bytes / 1024);
658
659             if (!slave->enabled) {
660                 ds_put_cstr(&ds, " (disabled)");
661             }
662             if (!list_is_empty(&slave->entries)) {
663                 struct bond_entry *e;
664
665                 ds_put_cstr(&ds, " (");
666                 LIST_FOR_EACH (e, list_node, &slave->entries) {
667                     if (&e->list_node != list_front(&slave->entries)) {
668                         ds_put_cstr(&ds, " + ");
669                     }
670                     ds_put_format(&ds, "h%td: %"PRIu64"kB",
671                                   e - bond->hash, e->tx_bytes / 1024);
672                 }
673                 ds_put_cstr(&ds, ")");
674             }
675         }
676         VLOG_DBG("bond %s:%s", bond->name, ds_cstr(&ds));
677         ds_destroy(&ds);
678     }
679 }
680
681 /* Shifts 'hash' from its current slave to 'to'. */
682 static void
683 bond_shift_load(struct bond_entry *hash, struct bond_slave *to,
684                 struct tag_set *set)
685 {
686     struct bond_slave *from = hash->slave;
687     struct bond *bond = from->bond;
688     uint64_t delta = hash->tx_bytes;
689
690     VLOG_INFO("bond %s: shift %"PRIu64"kB of load (with hash %td) "
691               "from %s to %s (now carrying %"PRIu64"kB and "
692               "%"PRIu64"kB load, respectively)",
693               bond->name, delta / 1024, hash - bond->hash,
694               from->name, to->name,
695               (from->tx_bytes - delta) / 1024,
696               (to->tx_bytes + delta) / 1024);
697
698     /* Shift load away from 'from' to 'to'. */
699     from->tx_bytes -= delta;
700     to->tx_bytes += delta;
701
702     /* Arrange for flows to be revalidated. */
703     tag_set_add(set, hash->tag);
704     hash->slave = to;
705     hash->tag = tag_create_random();
706 }
707
708 /* Pick and returns a bond_entry to migrate to 'to' (the least-loaded slave),
709  * given that doing so must decrease the ratio of the load on the two slaves by
710  * at least 0.1.  Returns NULL if there is no appropriate entry.
711  *
712  * The list of entries isn't sorted.  I don't know of a reason to prefer to
713  * shift away small hashes or large hashes. */
714 static struct bond_entry *
715 choose_entry_to_migrate(const struct bond_slave *from, uint64_t to_tx_bytes)
716 {
717     struct bond_entry *e;
718
719     if (list_is_short(&from->entries)) {
720         /* 'from' carries no more than one MAC hash, so shifting load away from
721          * it would be pointless. */
722         return NULL;
723     }
724
725     LIST_FOR_EACH (e, list_node, &from->entries) {
726         double old_ratio, new_ratio;
727         uint64_t delta;
728
729         if (to_tx_bytes == 0) {
730             /* Nothing on the new slave, move it. */
731             return e;
732         }
733
734         delta = e->tx_bytes;
735         old_ratio = (double)from->tx_bytes / to_tx_bytes;
736         new_ratio = (double)(from->tx_bytes - delta) / (to_tx_bytes + delta);
737         if (old_ratio - new_ratio > 0.1) {
738             /* Would decrease the ratio, move it. */
739             return e;
740         }
741     }
742
743     return NULL;
744 }
745
746 /* Inserts 'slave' into 'bals' so that descending order of 'tx_bytes' is
747  * maintained. */
748 static void
749 insert_bal(struct list *bals, struct bond_slave *slave)
750 {
751     struct bond_slave *pos;
752
753     LIST_FOR_EACH (pos, bal_node, bals) {
754         if (slave->tx_bytes > pos->tx_bytes) {
755             break;
756         }
757     }
758     list_insert(&pos->bal_node, &slave->bal_node);
759 }
760
761 /* Removes 'slave' from its current list and then inserts it into 'bals' so
762  * that descending order of 'tx_bytes' is maintained. */
763 static void
764 reinsert_bal(struct list *bals, struct bond_slave *slave)
765 {
766     list_remove(&slave->bal_node);
767     insert_bal(bals, slave);
768 }
769
770 /* If 'bond' needs rebalancing, does so.
771  *
772  * The caller should have called bond_account() for each active flow, to ensure
773  * that flow data is consistently accounted at this point. */
774 void
775 bond_rebalance(struct bond *bond, struct tag_set *tags)
776 {
777     struct bond_slave *slave;
778     struct bond_entry *e;
779     struct list bals;
780
781     if (!bond_is_balanced(bond) || time_msec() < bond->next_rebalance) {
782         return;
783     }
784     bond->next_rebalance = time_msec() + bond->rebalance_interval;
785
786     /* Add each bond_entry to its slave's 'entries' list.
787      * Compute each slave's tx_bytes as the sum of its entries' tx_bytes. */
788     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
789         slave->tx_bytes = 0;
790         list_init(&slave->entries);
791     }
792     for (e = &bond->hash[0]; e <= &bond->hash[BOND_MASK]; e++) {
793         if (e->slave && e->tx_bytes) {
794             e->slave->tx_bytes += e->tx_bytes;
795             list_push_back(&e->slave->entries, &e->list_node);
796         }
797     }
798
799     /* Add enabled slaves to 'bals' in descending order of tx_bytes.
800      *
801      * XXX This is O(n**2) in the number of slaves but it could be O(n lg n)
802      * with a proper list sort algorithm. */
803     list_init(&bals);
804     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
805         if (slave->enabled) {
806             insert_bal(&bals, slave);
807         }
808     }
809     log_bals(bond, &bals);
810
811     /* Shift load from the most-loaded slaves to the least-loaded slaves. */
812     while (!list_is_short(&bals)) {
813         struct bond_slave *from = bond_slave_from_bal_node(list_front(&bals));
814         struct bond_slave *to = bond_slave_from_bal_node(list_back(&bals));
815         uint64_t overload;
816
817         overload = from->tx_bytes - to->tx_bytes;
818         if (overload < to->tx_bytes >> 5 || overload < 100000) {
819             /* The extra load on 'from' (and all less-loaded slaves), compared
820              * to that of 'to' (the least-loaded slave), is less than ~3%, or
821              * it is less than ~1Mbps.  No point in rebalancing. */
822             break;
823         }
824
825         /* 'from' is carrying significantly more load than 'to', and that load
826          * is split across at least two different hashes. */
827         e = choose_entry_to_migrate(from, to->tx_bytes);
828         if (e) {
829             bond_shift_load(e, to, tags);
830
831             /* Delete element from from->entries.
832              *
833              * We don't add the element to to->hashes.  That would only allow
834              * 'e' to be migrated to another slave in this rebalancing run, and
835              * there is no point in doing that. */
836             list_remove(&e->list_node);
837
838             /* Re-sort 'bals'. */
839             reinsert_bal(&bals, from);
840             reinsert_bal(&bals, to);
841         } else {
842             /* Can't usefully migrate anything away from 'from'.
843              * Don't reconsider it. */
844             list_remove(&from->bal_node);
845         }
846     }
847
848     /* Implement exponentially weighted moving average.  A weight of 1/2 causes
849      * historical data to decay to <1% in 7 rebalancing runs.  1,000,000 bytes
850      * take 20 rebalancing runs to decay to 0 and get deleted entirely. */
851     for (e = &bond->hash[0]; e <= &bond->hash[BOND_MASK]; e++) {
852         e->tx_bytes /= 2;
853         if (!e->tx_bytes) {
854             e->slave = NULL;
855         }
856     }
857 }
858 \f
859 /* Bonding unixctl user interface functions. */
860
861 static struct bond *
862 bond_find(const char *name)
863 {
864     struct bond *bond;
865
866     HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (bond, hmap_node, hash_string(name, 0),
867                              &all_bonds) {
868         if (!strcmp(bond->name, name)) {
869             return bond;
870         }
871     }
872     return NULL;
873 }
874
875 static struct bond_slave *
876 bond_lookup_slave(struct bond *bond, const char *slave_name)
877 {
878     struct bond_slave *slave;
879
880     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
881         if (!strcmp(slave->name, slave_name)) {
882             return slave;
883         }
884     }
885     return NULL;
886 }
887
888 static void
889 bond_unixctl_list(struct unixctl_conn *conn,
890                   const char *args OVS_UNUSED, void *aux OVS_UNUSED)
891 {
892     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
893     const struct bond *bond;
894
895     ds_put_cstr(&ds, "bond\ttype\tslaves\n");
896
897     HMAP_FOR_EACH (bond, hmap_node, &all_bonds) {
898         const struct bond_slave *slave;
899         size_t i;
900
901         ds_put_format(&ds, "%s\t%s\t",
902                       bond->name, bond_mode_to_string(bond->balance));
903
904         i = 0;
905         HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
906             if (i++ > 0) {
907                 ds_put_cstr(&ds, ", ");
908             }
909             ds_put_cstr(&ds, slave->name);
910         }
911         ds_put_char(&ds, '\n');
912     }
913     unixctl_command_reply(conn, 200, ds_cstr(&ds));
914     ds_destroy(&ds);
915 }
916
917 static void
918 bond_unixctl_show(struct unixctl_conn *conn,
919                   const char *args, void *aux OVS_UNUSED)
920 {
921     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
922     const struct bond_slave *slave;
923     const struct bond *bond;
924
925     bond = bond_find(args);
926     if (!bond) {
927         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
928         return;
929     }
930
931     ds_put_format(&ds, "bond_mode: %s\n",
932                   bond_mode_to_string(bond->balance));
933
934     if (bond->balance != BM_AB) {
935         ds_put_format(&ds, "bond-hash-algorithm: %s\n",
936                       bond_is_tcp_hash(bond) ? "balance-tcp" : "balance-slb");
937     }
938
939     ds_put_format(&ds, "bond-hash-basis: %"PRIu32"\n", bond->basis);
940
941     ds_put_format(&ds, "updelay: %d ms\n", bond->updelay);
942     ds_put_format(&ds, "downdelay: %d ms\n", bond->downdelay);
943
944     if (bond_is_balanced(bond)) {
945         ds_put_format(&ds, "next rebalance: %lld ms\n",
946                       bond->next_rebalance - time_msec());
947     }
948
949     ds_put_format(&ds, "lacp_negotiated: %s\n",
950                   bond->lacp_negotiated ? "true" : "false");
951
952     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
953         struct bond_entry *be;
954
955         /* Basic info. */
956         ds_put_format(&ds, "\nslave %s: %s\n",
957                       slave->name, slave->enabled ? "enabled" : "disabled");
958         if (slave == bond->active_slave) {
959             ds_put_cstr(&ds, "\tactive slave\n");
960         }
961         if (slave->delay_expires != LLONG_MAX) {
962             ds_put_format(&ds, "\t%s expires in %lld ms\n",
963                           slave->enabled ? "downdelay" : "updelay",
964                           slave->delay_expires - time_msec());
965         }
966
967         ds_put_format(&ds, "\tlacp_may_enable: %s\n",
968                       slave->lacp_may_enable ? "true" : "false");
969
970         if (!bond_is_balanced(bond)) {
971             continue;
972         }
973
974         /* Hashes. */
975         for (be = bond->hash; be <= &bond->hash[BOND_MASK]; be++) {
976             int hash = be - bond->hash;
977
978             if (be->slave != slave) {
979                 continue;
980             }
981
982             ds_put_format(&ds, "\thash %d: %"PRIu64" kB load\n",
983                           hash, be->tx_bytes / 1024);
984
985             if (bond->balance != BM_SLB) {
986                 continue;
987             }
988
989             /* XXX How can we list the MACs assigned to hashes? */
990         }
991     }
992     unixctl_command_reply(conn, 200, ds_cstr(&ds));
993     ds_destroy(&ds);
994 }
995
996 static void
997 bond_unixctl_migrate(struct unixctl_conn *conn, const char *args_,
998                      void *aux OVS_UNUSED)
999 {
1000     char *args = (char *) args_;
1001     char *save_ptr = NULL;
1002     char *bond_s, *hash_s, *slave_s;
1003     struct bond *bond;
1004     struct bond_slave *slave;
1005     struct bond_entry *entry;
1006     int hash;
1007
1008     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
1009     hash_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1010     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1011     if (!slave_s) {
1012         unixctl_command_reply(conn, 501,
1013                               "usage: bond/migrate BOND HASH SLAVE");
1014         return;
1015     }
1016
1017     bond = bond_find(bond_s);
1018     if (!bond) {
1019         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
1020         return;
1021     }
1022
1023     if (bond->balance != BM_SLB) {
1024         unixctl_command_reply(conn, 501, "not an SLB bond");
1025         return;
1026     }
1027
1028     if (strspn(hash_s, "0123456789") == strlen(hash_s)) {
1029         hash = atoi(hash_s) & BOND_MASK;
1030     } else {
1031         unixctl_command_reply(conn, 501, "bad hash");
1032         return;
1033     }
1034
1035     slave = bond_lookup_slave(bond, slave_s);
1036     if (!slave) {
1037         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
1038         return;
1039     }
1040
1041     if (!slave->enabled) {
1042         unixctl_command_reply(conn, 501, "cannot migrate to disabled slave");
1043         return;
1044     }
1045
1046     entry = &bond->hash[hash];
1047     tag_set_add(&bond->unixctl_tags, entry->tag);
1048     entry->slave = slave;
1049     entry->tag = tag_create_random();
1050     unixctl_command_reply(conn, 200, "migrated");
1051 }
1052
1053 static void
1054 bond_unixctl_set_active_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args_,
1055                               void *aux OVS_UNUSED)
1056 {
1057     char *args = (char *) args_;
1058     char *save_ptr = NULL;
1059     char *bond_s, *slave_s;
1060     struct bond *bond;
1061     struct bond_slave *slave;
1062
1063     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
1064     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1065     if (!slave_s) {
1066         unixctl_command_reply(conn, 501,
1067                               "usage: bond/set-active-slave BOND SLAVE");
1068         return;
1069     }
1070
1071     bond = bond_find(bond_s);
1072     if (!bond) {
1073         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
1074         return;
1075     }
1076
1077     slave = bond_lookup_slave(bond, slave_s);
1078     if (!slave) {
1079         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
1080         return;
1081     }
1082
1083     if (!slave->enabled) {
1084         unixctl_command_reply(conn, 501, "cannot make disabled slave active");
1085         return;
1086     }
1087
1088     if (bond->active_slave != slave) {
1089         tag_set_add(&bond->unixctl_tags, bond_get_active_slave_tag(bond));
1090         bond->active_slave = slave;
1091         bond->active_slave->tag = tag_create_random();
1092         VLOG_INFO("bond %s: active interface is now %s",
1093                   bond->name, slave->name);
1094         bond->send_learning_packets = true;
1095         unixctl_command_reply(conn, 200, "done");
1096     } else {
1097         unixctl_command_reply(conn, 200, "no change");
1098     }
1099 }
1100
1101 static void
1102 enable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args_, bool enable)
1103 {
1104     char *args = (char *) args_;
1105     char *save_ptr = NULL;
1106     char *bond_s, *slave_s;
1107     struct bond *bond;
1108     struct bond_slave *slave;
1109
1110     bond_s = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
1111     slave_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1112     if (!slave_s) {
1113         char *usage = xasprintf("usage: bond/%s-slave BOND SLAVE",
1114                                 enable ? "enable" : "disable");
1115         unixctl_command_reply(conn, 501, usage);
1116         free(usage);
1117         return;
1118     }
1119
1120     bond = bond_find(bond_s);
1121     if (!bond) {
1122         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such bond");
1123         return;
1124     }
1125
1126     slave = bond_lookup_slave(bond, slave_s);
1127     if (!slave) {
1128         unixctl_command_reply(conn, 501, "no such slave");
1129         return;
1130     }
1131
1132     bond_enable_slave(slave, enable, &bond->unixctl_tags);
1133     unixctl_command_reply(conn, 501, enable ? "enabled" : "disabled");
1134 }
1135
1136 static void
1137 bond_unixctl_enable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args,
1138                           void *aux OVS_UNUSED)
1139 {
1140     enable_slave(conn, args, true);
1141 }
1142
1143 static void
1144 bond_unixctl_disable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *args,
1145                            void *aux OVS_UNUSED)
1146 {
1147     enable_slave(conn, args, false);
1148 }
1149
1150 static void
1151 bond_unixctl_hash(struct unixctl_conn *conn, const char *args_,
1152                   void *aux OVS_UNUSED)
1153 {
1154     char *args = (char *) args_;
1155     uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN];
1156     uint8_t hash;
1157     char *hash_cstr;
1158     unsigned int vlan;
1159     uint32_t basis;
1160     char *mac_s, *vlan_s, *basis_s;
1161     char *save_ptr = NULL;
1162
1163     mac_s  = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
1164     vlan_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1165     basis_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
1166
1167     if (vlan_s) {
1168         if (sscanf(vlan_s, "%u", &vlan) != 1) {
1169             unixctl_command_reply(conn, 501, "invalid vlan");
1170             return;
1171         }
1172     } else {
1173         vlan = OFP_VLAN_NONE;
1174     }
1175
1176     if (basis_s) {
1177         if (sscanf(basis_s, "%"PRIu32, &basis) != 1) {
1178             unixctl_command_reply(conn, 501, "invalid basis");
1179             return;
1180         }
1181     } else {
1182         basis = 0;
1183     }
1184
1185     if (sscanf(mac_s, ETH_ADDR_SCAN_FMT, ETH_ADDR_SCAN_ARGS(mac))
1186         == ETH_ADDR_SCAN_COUNT) {
1187         hash = bond_hash_src(mac, vlan, basis) & BOND_MASK;
1188
1189         hash_cstr = xasprintf("%u", hash);
1190         unixctl_command_reply(conn, 200, hash_cstr);
1191         free(hash_cstr);
1192     } else {
1193         unixctl_command_reply(conn, 501, "invalid mac");
1194     }
1195 }
1196
1197 void
1198 bond_init(void)
1199 {
1200     unixctl_command_register("bond/list", bond_unixctl_list, NULL);
1201     unixctl_command_register("bond/show", bond_unixctl_show, NULL);
1202     unixctl_command_register("bond/migrate", bond_unixctl_migrate, NULL);
1203     unixctl_command_register("bond/set-active-slave",
1204                              bond_unixctl_set_active_slave, NULL);
1205     unixctl_command_register("bond/enable-slave", bond_unixctl_enable_slave,
1206                              NULL);
1207     unixctl_command_register("bond/disable-slave", bond_unixctl_disable_slave,
1208                              NULL);
1209     unixctl_command_register("bond/hash", bond_unixctl_hash, NULL);
1210 }
1211 \f
1212 static void
1213 bond_entry_reset(struct bond *bond)
1214 {
1215     if (bond->balance != BM_AB) {
1216         size_t hash_len = (BOND_MASK + 1) * sizeof *bond->hash;
1217
1218         if (!bond->hash) {
1219             bond->hash = xmalloc(hash_len);
1220         }
1221         memset(bond->hash, 0, hash_len);
1222
1223         bond->next_rebalance = time_msec() + bond->rebalance_interval;
1224     } else {
1225         free(bond->hash);
1226         bond->hash = NULL;
1227     }
1228 }
1229
1230 static struct bond_slave *
1231 bond_slave_lookup(struct bond *bond, const void *slave_)
1232 {
1233     struct bond_slave *slave;
1234
1235     HMAP_FOR_EACH_IN_BUCKET (slave, hmap_node, hash_pointer(slave_, 0),
1236                              &bond->slaves) {
1237         if (slave->aux == slave_) {
1238             return slave;
1239         }
1240     }
1241
1242     return NULL;
1243 }
1244
1245 static void
1246 bond_enable_slave(struct bond_slave *slave, bool enable, struct tag_set *tags)
1247 {
1248     struct bond *bond = slave->bond;
1249     slave->delay_expires = LLONG_MAX;
1250     if (enable != slave->enabled) {
1251         slave->enabled = enable;
1252         if (!slave->enabled) {
1253             VLOG_WARN("interface %s: disabled", slave->name);
1254             if (tags) {
1255                 tag_set_add(tags, slave->tag);
1256             }
1257         } else {
1258             VLOG_WARN("interface %s: enabled", slave->name);
1259             slave->tag = tag_create_random();
1260         }
1261
1262         if (bond->balance == BM_STABLE) {
1263             bond->bond_revalidate = true;
1264         }
1265     }
1266 }
1267
1268 static void
1269 bond_link_status_update(struct bond_slave *slave, struct tag_set *tags)
1270 {
1271     struct bond *bond = slave->bond;
1272     bool up;
1273
1274     up = netdev_get_carrier(slave->netdev) && slave->lacp_may_enable;
1275     if ((up == slave->enabled) != (slave->delay_expires == LLONG_MAX)) {
1276         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 20);
1277         VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: link state %s",
1278                      slave->name, up ? "up" : "down");
1279         if (up == slave->enabled) {
1280             slave->delay_expires = LLONG_MAX;
1281             VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: will not be %s",
1282                          slave->name, up ? "disabled" : "enabled");
1283         } else {
1284             int delay = (bond->lacp_negotiated ? 0
1285                          : up ? bond->updelay : bond->downdelay);
1286             slave->delay_expires = time_msec() + delay;
1287             if (delay) {
1288                 VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: will be %s if it stays %s "
1289                              "for %d ms",
1290                              slave->name,
1291                              up ? "enabled" : "disabled",
1292                              up ? "up" : "down",
1293                              delay);
1294             }
1295         }
1296     }
1297
1298     if (time_msec() >= slave->delay_expires) {
1299         bond_enable_slave(slave, up, tags);
1300     }
1301 }
1302
1303 static bool
1304 bond_is_tcp_hash(const struct bond *bond)
1305 {
1306     return (bond->balance == BM_TCP || bond->balance == BM_STABLE)
1307         && bond->lacp_negotiated;
1308 }
1309
1310 static unsigned int
1311 bond_hash_src(const uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN], uint16_t vlan, uint32_t basis)
1312 {
1313     return hash_3words(hash_bytes(mac, ETH_ADDR_LEN, 0), vlan, basis);
1314 }
1315
1316 static unsigned int
1317 bond_hash_tcp(const struct flow *flow, uint16_t vlan, uint32_t basis)
1318 {
1319     struct flow hash_flow = *flow;
1320     hash_flow.vlan_tci = htons(vlan);
1321
1322     /* The symmetric quality of this hash function is not required, but
1323      * flow_hash_symmetric_l4 already exists, and is sufficient for our
1324      * purposes, so we use it out of convenience. */
1325     return flow_hash_symmetric_l4(&hash_flow, basis);
1326 }
1327
1328 static unsigned int
1329 bond_hash(const struct bond *bond, const struct flow *flow, uint16_t vlan)
1330 {
1331     assert(bond->balance != BM_AB);
1332
1333     return (bond_is_tcp_hash(bond)
1334             ? bond_hash_tcp(flow, vlan, bond->basis)
1335             : bond_hash_src(flow->dl_src, vlan, bond->basis));
1336 }
1337
1338 static struct bond_entry *
1339 lookup_bond_entry(const struct bond *bond, const struct flow *flow,
1340                   uint16_t vlan)
1341 {
1342     return &bond->hash[bond_hash(bond, flow, vlan) & BOND_MASK];
1343 }
1344
1345 /* This function uses Highest Random Weight hashing to choose an output slave.
1346  * This approach only reassigns a minimal number of flows when slaves are
1347  * enabled or disabled.  Unfortunately, it has O(n) performance against the
1348  * number of slaves.  There exist algorithms which are O(1), but have slightly
1349  * more complex implementations and require the use of memory.  This may need
1350  * to be reimplemented if it becomes a performance bottleneck. */
1351 static struct bond_slave *
1352 choose_stb_slave(const struct bond *bond, const struct flow *flow,
1353                  uint16_t vlan)
1354 {
1355     struct bond_slave *best, *slave;
1356     uint32_t best_hash, flow_hash;
1357
1358     best = NULL;
1359     best_hash = 0;
1360     flow_hash = bond_hash(bond, flow, vlan);
1361     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
1362         if (slave->enabled) {
1363             uint32_t hash;
1364
1365             hash = hash_2words(flow_hash, slave->stb_id);
1366             if (!best || hash > best_hash) {
1367                 best = slave;
1368                 best_hash = hash;
1369             }
1370         }
1371     }
1372
1373     return best;
1374 }
1375
1376 static struct bond_slave *
1377 choose_output_slave(const struct bond *bond, const struct flow *flow,
1378                     uint16_t vlan)
1379 {
1380     struct bond_entry *e;
1381
1382     switch (bond->balance) {
1383     case BM_AB:
1384         return bond->active_slave;
1385
1386     case BM_STABLE:
1387         return choose_stb_slave(bond, flow, vlan);
1388     case BM_SLB:
1389     case BM_TCP:
1390         e = lookup_bond_entry(bond, flow, vlan);
1391         if (!e->slave || !e->slave->enabled) {
1392             e->slave = CONTAINER_OF(hmap_random_node(&bond->slaves),
1393                                     struct bond_slave, hmap_node);
1394             if (!e->slave->enabled) {
1395                 e->slave = bond->active_slave;
1396             }
1397             e->tag = tag_create_random();
1398         }
1399         return e->slave;
1400
1401     default:
1402         NOT_REACHED();
1403     }
1404 }
1405
1406 static struct bond_slave *
1407 bond_choose_slave(const struct bond *bond)
1408 {
1409     struct bond_slave *slave, *best;
1410
1411     /* Find an enabled slave. */
1412     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
1413         if (slave->enabled) {
1414             return slave;
1415         }
1416     }
1417
1418     /* All interfaces are disabled.  Find an interface that will be enabled
1419      * after its updelay expires.  */
1420     best = NULL;
1421     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
1422         if (slave->delay_expires != LLONG_MAX
1423             && slave->lacp_may_enable
1424             && (!best || slave->delay_expires < best->delay_expires)) {
1425             best = slave;
1426         }
1427     }
1428     return best;
1429 }
1430
1431 static void
1432 bond_choose_active_slave(struct bond *bond, struct tag_set *tags)
1433 {
1434     static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 20);
1435     struct bond_slave *old_active_slave = bond->active_slave;
1436
1437     bond->active_slave = bond_choose_slave(bond);
1438     if (bond->active_slave) {
1439         if (bond->active_slave->enabled) {
1440             VLOG_INFO_RL(&rl, "bond %s: active interface is now %s",
1441                          bond->name, bond->active_slave->name);
1442         } else {
1443             VLOG_INFO_RL(&rl, "bond %s: active interface is now %s, skipping "
1444                          "remaining %lld ms updelay (since no interface was "
1445                          "enabled)", bond->name, bond->active_slave->name,
1446                          bond->active_slave->delay_expires - time_msec());
1447             bond_enable_slave(bond->active_slave, true, tags);
1448         }
1449
1450         if (!old_active_slave) {
1451             tag_set_add(tags, bond->no_slaves_tag);
1452         }
1453
1454         bond->send_learning_packets = true;
1455     } else if (old_active_slave) {
1456         VLOG_WARN_RL(&rl, "bond %s: all interfaces disabled", bond->name);
1457     }
1458 }
1459
1460 /* Returns the tag for 'bond''s active slave, or 'bond''s no_slaves_tag if
1461  * there is no active slave. */
1462 static tag_type
1463 bond_get_active_slave_tag(const struct bond *bond)
1464 {
1465     return (bond->active_slave
1466             ? bond->active_slave->tag
1467             : bond->no_slaves_tag);
1468 }
1469
1470 /* Attempts to make the sum of the bond slaves' statistics appear on the fake
1471  * bond interface. */
1472 static void
1473 bond_update_fake_slave_stats(struct bond *bond)
1474 {
1475     struct netdev_stats bond_stats;
1476     struct bond_slave *slave;
1477     struct netdev *bond_dev;
1478
1479     memset(&bond_stats, 0, sizeof bond_stats);
1480
1481     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
1482         struct netdev_stats slave_stats;
1483
1484         if (!netdev_get_stats(slave->netdev, &slave_stats)) {
1485             /* XXX: We swap the stats here because they are swapped back when
1486              * reported by the internal device.  The reason for this is
1487              * internal devices normally represent packets going into the
1488              * system but when used as fake bond device they represent packets
1489              * leaving the system.  We really should do this in the internal
1490              * device itself because changing it here reverses the counts from
1491              * the perspective of the switch.  However, the internal device
1492              * doesn't know what type of device it represents so we have to do
1493              * it here for now. */
1494             bond_stats.tx_packets += slave_stats.rx_packets;
1495             bond_stats.tx_bytes += slave_stats.rx_bytes;
1496             bond_stats.rx_packets += slave_stats.tx_packets;
1497             bond_stats.rx_bytes += slave_stats.tx_bytes;
1498         }
1499     }
1500
1501     if (!netdev_open_default(bond->name, &bond_dev)) {
1502         netdev_set_stats(bond_dev, &bond_stats);
1503         netdev_close(bond_dev);
1504     }
1505 }