Merge 'master' into 'next'.
[sliver-openvswitch.git] / lib / bond.c
index 5306bf4..6f18824 100644 (file)
@@ -74,10 +74,7 @@ struct bond_slave {
     uint64_t tx_bytes;          /* Sum across 'tx_bytes' of entries. */
 
     /* BM_STABLE specific bonding info. */
-    uint16_t stb_id;            /* ID used for 'stb_slaves' ordering. */
-    size_t stb_idx;             /* Index in 'bond''s 'stb_slaves' array.
-                                   Undefined value if participating in a
-                                   BTM_STABLE bond or not enabled. */
+    uint32_t stb_id;            /* ID used for 'stb_slaves' ordering. */
 };
 
 /* A bond, that is, a set of network devices grouped to improve performance or
@@ -95,6 +92,8 @@ struct bond {
     tag_type no_slaves_tag;     /* Tag for flows when all slaves disabled. */
     int updelay, downdelay;     /* Delay before slave goes up/down, in ms. */
     bool lacp_negotiated;       /* LACP negotiations were successful. */
+    bool bond_revalidate;       /* True if flows need revalidation. */
+    uint32_t basis;             /* Basis for flow hash function. */
 
     /* SLB specific bonding info. */
     struct bond_entry *hash;     /* An array of (BOND_MASK + 1) elements. */
@@ -103,11 +102,7 @@ struct bond {
     bool send_learning_packets;
 
     /* BM_STABLE specific bonding info. */
-    struct bond_slave **stb_slaves; /* Ordered list of enabled slaves. */
-    size_t n_stb_slaves;            /* Number of slaves in 'stb_slaves'. */
-    size_t len_stb_slaves;          /* Slaves allocated in 'stb_slaves'. */
-    bool stb_need_sort;             /* True if stb_slaves is not sorted. */
-
+    tag_type stb_tag;               /* Tag associated with this bond. */
 
     /* Monitoring. */
     enum bond_detect_mode detect;     /* Link status mode, one of BLSM_*. */
@@ -131,14 +126,13 @@ static struct bond_slave *bond_slave_lookup(struct bond *, const void *slave_);
 static bool bond_is_link_up(struct bond *, struct netdev *);
 static void bond_enable_slave(struct bond_slave *, bool enable,
                               struct tag_set *);
-static bool bond_stb_sort(struct bond *);
-static void bond_stb_enable_slave(struct bond_slave *);
 static void bond_link_status_update(struct bond_slave *, struct tag_set *);
 static void bond_choose_active_slave(struct bond *, struct tag_set *);
 static bool bond_is_tcp_hash(const struct bond *);
 static unsigned int bond_hash_src(const uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN],
-                                  uint16_t vlan);
-static unsigned int bond_hash_tcp(const struct flow *, uint16_t vlan);
+                                  uint16_t vlan, uint32_t basis);
+static unsigned int bond_hash_tcp(const struct flow *, uint16_t vlan,
+                                  uint32_t basis);
 static struct bond_entry *lookup_bond_entry(const struct bond *,
                                             const struct flow *,
                                             uint16_t vlan);
@@ -226,6 +220,7 @@ bond_create(const struct bond_settings *s)
     bond = xzalloc(sizeof *bond);
     hmap_init(&bond->slaves);
     bond->no_slaves_tag = tag_create_random();
+    bond->stb_tag = tag_create_random();
     bond->miimon_next_update = LLONG_MAX;
     bond->next_fake_iface_update = LLONG_MAX;
 
@@ -298,6 +293,11 @@ bond_reconfigure(struct bond *bond, const struct bond_settings *s)
         revalidate = true;
     }
 
+    if (bond->basis != s->basis) {
+        bond->basis = s->basis;
+        revalidate = true;
+    }
+
     if (bond->detect == BLSM_CARRIER) {
         struct bond_slave *slave;
 
@@ -325,21 +325,9 @@ bond_reconfigure(struct bond *bond, const struct bond_settings *s)
         bond->next_fake_iface_update = LLONG_MAX;
     }
 
-    if (bond->balance != BM_STABLE) {
-        free(bond->stb_slaves);
-        bond->stb_slaves = NULL;
-    } else if (!bond->stb_slaves) {
-        struct bond_slave *slave;
-
-        bond->n_stb_slaves = 0;
-        bond->len_stb_slaves = 0;
-        bond->stb_slaves = NULL;
-
-        HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
-            if (slave->enabled) {
-                bond_stb_enable_slave(slave);
-            }
-        }
+    if (bond->bond_revalidate) {
+        revalidate = true;
+        bond->bond_revalidate = false;
     }
 
     if (bond->balance == BM_AB || !bond->hash || revalidate) {
@@ -349,6 +337,21 @@ bond_reconfigure(struct bond *bond, const struct bond_settings *s)
     return revalidate;
 }
 
+static void
+bond_slave_set_netdev__(struct bond *bond, struct bond_slave *slave,
+                        struct netdev *netdev)
+{
+    if (slave->netdev != netdev) {
+        if (bond->monitor) {
+            if (slave->netdev) {
+                netdev_monitor_remove(bond->monitor, slave->netdev);
+            }
+            netdev_monitor_add(bond->monitor, netdev);
+        }
+        slave->netdev = netdev;
+    }
+}
+
 /* Registers 'slave_' as a slave of 'bond'.  The 'slave_' pointer is an
  * arbitrary client-provided pointer that uniquely identifies a slave within a
  * bond.  If 'slave_' already exists within 'bond' then this function
@@ -363,7 +366,7 @@ bond_reconfigure(struct bond *bond, const struct bond_settings *s)
  * 'slave_' or destroying 'bond'.
  */
 void
-bond_slave_register(struct bond *bond, void *slave_, uint16_t stb_id,
+bond_slave_register(struct bond *bond, void *slave_, uint32_t stb_id,
                     struct netdev *netdev)
 {
     struct bond_slave *slave = bond_slave_lookup(bond, slave_);
@@ -377,21 +380,37 @@ bond_slave_register(struct bond *bond, void *slave_, uint16_t stb_id,
         slave->delay_expires = LLONG_MAX;
         slave->up = bond_is_link_up(bond, netdev);
         slave->name = xstrdup(netdev_get_name(netdev));
+        bond->bond_revalidate = true;
 
         slave->enabled = false;
         bond_enable_slave(slave, slave->up, NULL);
     }
 
     if (slave->stb_id != stb_id) {
-        bond->stb_need_sort = true;
         slave->stb_id = stb_id;
+        bond->bond_revalidate = true;
     }
 
-    slave->netdev = netdev;
+    bond_slave_set_netdev__(bond, slave, netdev);
+
     free(slave->name);
     slave->name = xstrdup(netdev_get_name(netdev));
 }
 
+/* Updates the network device to be used with 'slave_' to 'netdev'.
+ *
+ * This is useful if the caller closes and re-opens the network device
+ * registered with bond_slave_register() but doesn't need to change anything
+ * else. */
+void
+bond_slave_set_netdev(struct bond *bond, void *slave_, struct netdev *netdev)
+{
+    struct bond_slave *slave = bond_slave_lookup(bond, slave_);
+    if (slave) {
+        bond_slave_set_netdev__(bond, slave, netdev);
+    }
+}
+
 /* Unregisters 'slave_' from 'bond'.  If 'bond' does not contain such a slave
  * then this function has no effect.
  *
@@ -406,6 +425,10 @@ bond_slave_unregister(struct bond *bond, const void *slave_)
         return;
     }
 
+    if (bond->monitor) {
+        netdev_monitor_remove(bond->monitor, slave->netdev);
+    }
+
     bond_enable_slave(slave, false, NULL);
 
     del_active = bond->active_slave == slave;
@@ -478,13 +501,24 @@ bond_run(struct bond *bond, struct tag_set *tags, bool lacp_negotiated)
         bond->next_fake_iface_update = time_msec() + 1000;
     }
 
-    if (bond_stb_sort(bond) || is_tcp_hash != bond_is_tcp_hash(bond)) {
-        struct bond_slave *slave;
+    if (is_tcp_hash != bond_is_tcp_hash(bond)) {
+        bond->bond_revalidate = true;
+    }
+
+    if (bond->bond_revalidate) {
+        bond->bond_revalidate = false;
 
         bond_entry_reset(bond);
-        HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
-            tag_set_add(tags, slave->tag);
+        if (bond->balance != BM_STABLE) {
+            struct bond_slave *slave;
+
+            HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
+                tag_set_add(tags, slave->tag);
+            }
+        } else {
+            tag_set_add(tags, bond->stb_tag);
         }
+        tag_set_add(tags, bond->no_slaves_tag);
     }
 
     /* Invalidate any tags required by  */
@@ -645,7 +679,7 @@ bond_choose_output_slave(struct bond *bond, const struct flow *flow,
 {
     struct bond_slave *slave = choose_output_slave(bond, flow, vlan);
     if (slave) {
-        *tags |= slave->tag;
+        *tags |= bond->balance == BM_STABLE ? bond->stb_tag : slave->tag;
         return slave->aux;
     } else {
         *tags |= bond->no_slaves_tag;
@@ -972,6 +1006,8 @@ bond_unixctl_show(struct unixctl_conn *conn,
                       bond_is_tcp_hash(bond) ? "balance-tcp" : "balance-slb");
     }
 
+    ds_put_format(&ds, "bond-hash-basis: %"PRIu32"\n", bond->basis);
+
     ds_put_format(&ds, "bond-detect-mode: %s\n",
                   bond->monitor ? "carrier" : "miimon");
 
@@ -1200,11 +1236,13 @@ bond_unixctl_hash(struct unixctl_conn *conn, const char *args_,
     uint8_t hash;
     char *hash_cstr;
     unsigned int vlan;
-    char *mac_s, *vlan_s;
+    uint32_t basis;
+    char *mac_s, *vlan_s, *basis_s;
     char *save_ptr = NULL;
 
     mac_s  = strtok_r(args, " ", &save_ptr);
     vlan_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
+    basis_s = strtok_r(NULL, " ", &save_ptr);
 
     if (vlan_s) {
         if (sscanf(vlan_s, "%u", &vlan) != 1) {
@@ -1215,9 +1253,18 @@ bond_unixctl_hash(struct unixctl_conn *conn, const char *args_,
         vlan = OFP_VLAN_NONE;
     }
 
+    if (basis_s) {
+        if (sscanf(basis_s, "%"PRIu32, &basis) != 1) {
+            unixctl_command_reply(conn, 501, "invalid basis");
+            return;
+        }
+    } else {
+        basis = 0;
+    }
+
     if (sscanf(mac_s, ETH_ADDR_SCAN_FMT, ETH_ADDR_SCAN_ARGS(mac))
         == ETH_ADDR_SCAN_COUNT) {
-        hash = bond_hash_src(mac, vlan) & BOND_MASK;
+        hash = bond_hash_src(mac, vlan, basis) & BOND_MASK;
 
         hash_cstr = xasprintf("%u", hash);
         unixctl_command_reply(conn, 200, hash_cstr);
@@ -1283,69 +1330,10 @@ bond_is_link_up(struct bond *bond, struct netdev *netdev)
             : netdev_get_miimon(netdev));
 }
 
-static int
-bond_stb_sort_cmp__(const void *a_, const void *b_)
-{
-    const struct bond_slave *const *ap = a_;
-    const struct bond_slave *const *bp = b_;
-    const struct bond_slave *a = *ap;
-    const struct bond_slave *b = *bp;
-    uint16_t aid = a->stb_id;
-    uint16_t bid = b->stb_id;
-
-    return aid < bid ? -1 : aid > bid;
-}
-
-static bool
-bond_stb_sort(struct bond *bond)
-{
-    size_t i;
-
-    if (!bond->stb_slaves || !bond->stb_need_sort) {
-        return false;
-    }
-    bond->stb_need_sort = false;
-
-    qsort(bond->stb_slaves, bond->n_stb_slaves, sizeof *bond->stb_slaves,
-          bond_stb_sort_cmp__);
-
-    for (i = 0; i < bond->n_stb_slaves; i++) {
-        bond->stb_slaves[i]->stb_idx = i;
-    }
-
-    return true;
-}
-
-static void
-bond_stb_enable_slave(struct bond_slave *slave)
-{
-    struct bond *bond = slave->bond;
-
-    if (bond->balance != BM_STABLE) {
-        return;
-    }
-
-    bond->stb_need_sort = true;
-
-    if (slave->enabled) {
-        if (bond->len_stb_slaves <= bond->n_stb_slaves) {
-            bond->stb_slaves = x2nrealloc(bond->stb_slaves,
-                                          &bond->len_stb_slaves,
-                                          sizeof *bond->stb_slaves);
-        }
-
-        slave->stb_idx = bond->n_stb_slaves++;
-        bond->stb_slaves[slave->stb_idx] = slave;
-    } else {
-        size_t index = slave->stb_idx;
-        bond->stb_slaves[index] = bond->stb_slaves[--bond->n_stb_slaves];
-        bond->stb_slaves[index]->stb_idx = index;
-    }
-}
-
 static void
 bond_enable_slave(struct bond_slave *slave, bool enable, struct tag_set *tags)
 {
+    struct bond *bond = slave->bond;
     slave->delay_expires = LLONG_MAX;
     if (enable != slave->enabled) {
         slave->enabled = enable;
@@ -1358,7 +1346,10 @@ bond_enable_slave(struct bond_slave *slave, bool enable, struct tag_set *tags)
             VLOG_WARN("interface %s: enabled", slave->name);
             slave->tag = tag_create_random();
         }
-        bond_stb_enable_slave(slave);
+
+        if (bond->balance == BM_STABLE) {
+            bond->bond_revalidate = true;
+        }
     }
 }
 
@@ -1405,13 +1396,13 @@ bond_is_tcp_hash(const struct bond *bond)
 }
 
 static unsigned int
-bond_hash_src(const uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN], uint16_t vlan)
+bond_hash_src(const uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN], uint16_t vlan, uint32_t basis)
 {
-    return hash_bytes(mac, ETH_ADDR_LEN, vlan);
+    return hash_3words(hash_bytes(mac, ETH_ADDR_LEN, 0), vlan, basis);
 }
 
 static unsigned int
-bond_hash_tcp(const struct flow *flow, uint16_t vlan)
+bond_hash_tcp(const struct flow *flow, uint16_t vlan, uint32_t basis)
 {
     struct flow hash_flow = *flow;
     hash_flow.vlan_tci = vlan;
@@ -1419,7 +1410,7 @@ bond_hash_tcp(const struct flow *flow, uint16_t vlan)
     /* The symmetric quality of this hash function is not required, but
      * flow_hash_symmetric_l4 already exists, and is sufficient for our
      * purposes, so we use it out of convenience. */
-    return flow_hash_symmetric_l4(&hash_flow, 0);
+    return flow_hash_symmetric_l4(&hash_flow, basis);
 }
 
 static unsigned int
@@ -1428,8 +1419,8 @@ bond_hash(const struct bond *bond, const struct flow *flow, uint16_t vlan)
     assert(bond->balance != BM_AB);
 
     return (bond_is_tcp_hash(bond)
-            ? bond_hash_tcp(flow, vlan)
-            : bond_hash_src(flow->dl_src, vlan));
+            ? bond_hash_tcp(flow, vlan, bond->basis)
+            : bond_hash_src(flow->dl_src, vlan, bond->basis));
 }
 
 static struct bond_entry *
@@ -1439,6 +1430,37 @@ lookup_bond_entry(const struct bond *bond, const struct flow *flow,
     return &bond->hash[bond_hash(bond, flow, vlan) & BOND_MASK];
 }
 
+/* This function uses Highest Random Weight hashing to choose an output slave.
+ * This approach only reassigns a minimal number of flows when slaves are
+ * enabled or disabled.  Unfortunately, it has O(n) performance against the
+ * number of slaves.  There exist algorithms which are O(1), but have slightly
+ * more complex implementations and require the use of memory.  This may need
+ * to be reimplemented if it becomes a performance bottleneck. */
+static struct bond_slave *
+choose_stb_slave(const struct bond *bond, const struct flow *flow,
+                 uint16_t vlan)
+{
+    struct bond_slave *best, *slave;
+    uint32_t best_hash, flow_hash;
+
+    best = NULL;
+    best_hash = 0;
+    flow_hash = bond_hash(bond, flow, vlan);
+    HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
+        if (slave->enabled) {
+            uint32_t hash;
+
+            hash = hash_2words(flow_hash, slave->stb_id);
+            if (!best || hash > best_hash) {
+                best = slave;
+                best_hash = hash;
+            }
+        }
+    }
+
+    return best;
+}
+
 static struct bond_slave *
 choose_output_slave(const struct bond *bond, const struct flow *flow,
                     uint16_t vlan)
@@ -1450,13 +1472,7 @@ choose_output_slave(const struct bond *bond, const struct flow *flow,
         return bond->active_slave;
 
     case BM_STABLE:
-        if (bond->n_stb_slaves) {
-            return bond->stb_slaves[bond_hash(bond, flow, vlan)
-                % bond->n_stb_slaves];
-        } else {
-            return bond->active_slave;
-        }
-
+        return choose_stb_slave(bond, flow, vlan);
     case BM_SLB:
     case BM_TCP:
         e = lookup_bond_entry(bond, flow, vlan);