netdev-dpdk: fix mbuf leaks
[cascardo/ovs.git] / ofproto / bond.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2008, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014, 2015 Nicira, Inc.
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 #include <math.h>
25
26 #include "ofp-util.h"
27 #include "ofp-actions.h"
28 #include "ofpbuf.h"
29 #include "ofproto/ofproto-provider.h"
30 #include "ofproto/ofproto-dpif.h"
31 #include "ofproto/ofproto-dpif-rid.h"
32 #include "connectivity.h"
33 #include "coverage.h"
34 #include "dynamic-string.h"
35 #include "flow.h"
36 #include "hmap.h"
37 #include "lacp.h"
38 #include "list.h"
39 #include "netdev.h"
40 #include "odp-util.h"
41 #include "ofpbuf.h"
42 #include "packets.h"
43 #include "dp-packet.h"
44 #include "poll-loop.h"
45 #include "seq.h"
46 #include "match.h"
47 #include "shash.h"
48 #include "timeval.h"
49 #include "unixctl.h"
50 #include "openvswitch/vlog.h"
51
52 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(bond);
53
54 static struct ovs_rwlock rwlock = OVS_RWLOCK_INITIALIZER;
55 static struct hmap all_bonds__ = HMAP_INITIALIZER(&all_bonds__);
56 static struct hmap *const all_bonds OVS_GUARDED_BY(rwlock) = &all_bonds__;
57
58 /* Bit-mask for hashing a flow down to a bucket. */
59 #define BOND_MASK 0xff
60 #define BOND_BUCKETS (BOND_MASK + 1)
61
62 /* A hash bucket for mapping a flow to a slave.
63  * "struct bond" has an array of BOND_BUCKETS of these. */
64 struct bond_entry {
65     struct bond_slave *slave;   /* Assigned slave, NULL if unassigned. */
66     uint64_t tx_bytes           /* Count of bytes recently transmitted. */
67         OVS_GUARDED_BY(rwlock);
68     struct ovs_list list_node;  /* In bond_slave's 'entries' list. */
69
70     /* Recirculation.
71      *
72      * 'pr_rule' is the post-recirculation rule for this entry.
73      * 'pr_tx_bytes' is the most recently seen statistics for 'pr_rule', which
74      * is used to determine delta (applied to 'tx_bytes' above.) */
75     struct rule *pr_rule;
76     uint64_t pr_tx_bytes OVS_GUARDED_BY(rwlock);
77 };
78
79 /* A bond slave, that is, one of the links comprising a bond. */
80 struct bond_slave {
81     struct hmap_node hmap_node; /* In struct bond's slaves hmap. */
82     struct ovs_list list_node;  /* In struct bond's enabled_slaves list. */
83     struct bond *bond;          /* The bond that contains this slave. */
84     void *aux;                  /* Client-provided handle for this slave. */
85
86     struct netdev *netdev;      /* Network device, owned by the client. */
87     uint64_t change_seq;        /* Tracks changes in 'netdev'. */
88     ofp_port_t  ofp_port;       /* OpenFlow port number. */
89     char *name;                 /* Name (a copy of netdev_get_name(netdev)). */
90
91     /* Link status. */
92     long long delay_expires;    /* Time after which 'enabled' may change. */
93     bool enabled;               /* May be chosen for flows? */
94     bool may_enable;            /* Client considers this slave bondable. */
95
96     /* Rebalancing info.  Used only by bond_rebalance(). */
97     struct ovs_list bal_node;   /* In bond_rebalance()'s 'bals' list. */
98     struct ovs_list entries;    /* 'struct bond_entry's assigned here. */
99     uint64_t tx_bytes;          /* Sum across 'tx_bytes' of entries. */
100 };
101
102 /* A bond, that is, a set of network devices grouped to improve performance or
103  * robustness.  */
104 struct bond {
105     struct hmap_node hmap_node; /* In 'all_bonds' hmap. */
106     char *name;                 /* Name provided by client. */
107     struct ofproto_dpif *ofproto; /* The bridge this bond belongs to. */
108
109     /* Slaves. */
110     struct hmap slaves;
111
112     /* Enabled slaves.
113      *
114      * Any reader or writer of 'enabled_slaves' must hold 'mutex'.
115      * (To prevent the bond_slave from disappearing they must also hold
116      * 'rwlock'.) */
117     struct ovs_mutex mutex OVS_ACQ_AFTER(rwlock);
118     struct ovs_list enabled_slaves OVS_GUARDED; /* Contains struct bond_slaves. */
119
120     /* Bonding info. */
121     enum bond_mode balance;     /* Balancing mode, one of BM_*. */
122     struct bond_slave *active_slave;
123     int updelay, downdelay;     /* Delay before slave goes up/down, in ms. */
124     enum lacp_status lacp_status; /* Status of LACP negotiations. */
125     bool bond_revalidate;       /* True if flows need revalidation. */
126     uint32_t basis;             /* Basis for flow hash function. */
127
128     /* SLB specific bonding info. */
129     struct bond_entry *hash;     /* An array of BOND_BUCKETS elements. */
130     int rebalance_interval;      /* Interval between rebalances, in ms. */
131     long long int next_rebalance; /* Next rebalancing time. */
132     bool send_learning_packets;
133     uint32_t recirc_id;          /* Non zero if recirculation can be used.*/
134     struct hmap pr_rule_ops;     /* Helps to maintain post recirculation rules.*/
135
136     /* Store active slave to OVSDB. */
137     bool active_slave_changed; /* Set to true whenever the bond changes
138                                    active slave. It will be reset to false
139                                    after it is stored into OVSDB */
140
141     /* Interface name may not be persistent across an OS reboot, use
142      * MAC address for identifing the active slave */
143     struct eth_addr active_slave_mac;
144                                /* The MAC address of the active interface. */
145     /* Legacy compatibility. */
146     bool lacp_fallback_ab; /* Fallback to active-backup on LACP failure. */
147
148     struct ovs_refcount ref_cnt;
149 };
150
151 /* What to do with an bond_recirc_rule. */
152 enum bond_op {
153     ADD,        /* Add the rule to ofproto's flow table. */
154     DEL,        /* Delete the rule from the ofproto's flow table. */
155 };
156
157 /* A rule to add to or delete from ofproto's internal flow table. */
158 struct bond_pr_rule_op {
159     struct hmap_node hmap_node;
160     struct match match;
161     ofp_port_t out_ofport;
162     enum bond_op op;
163     struct rule **pr_rule;
164 };
165
166 static void bond_entry_reset(struct bond *) OVS_REQ_WRLOCK(rwlock);
167 static struct bond_slave *bond_slave_lookup(struct bond *, const void *slave_)
168     OVS_REQ_RDLOCK(rwlock);
169 static void bond_enable_slave(struct bond_slave *, bool enable)
170     OVS_REQ_WRLOCK(rwlock);
171 static void bond_link_status_update(struct bond_slave *)
172     OVS_REQ_WRLOCK(rwlock);
173 static void bond_choose_active_slave(struct bond *)
174     OVS_REQ_WRLOCK(rwlock);
175 static unsigned int bond_hash_src(const struct eth_addr mac,
176                                   uint16_t vlan, uint32_t basis);
177 static unsigned int bond_hash_tcp(const struct flow *, uint16_t vlan,
178                                   uint32_t basis);
179 static struct bond_entry *lookup_bond_entry(const struct bond *,
180                                             const struct flow *,
181                                             uint16_t vlan)
182     OVS_REQ_RDLOCK(rwlock);
183 static struct bond_slave *get_enabled_slave(struct bond *)
184     OVS_REQ_RDLOCK(rwlock);
185 static struct bond_slave *choose_output_slave(const struct bond *,
186                                               const struct flow *,
187                                               struct flow_wildcards *,
188                                               uint16_t vlan)
189     OVS_REQ_RDLOCK(rwlock);
190
191 /* Attempts to parse 's' as the name of a bond balancing mode.  If successful,
192  * stores the mode in '*balance' and returns true.  Otherwise returns false
193  * without modifying '*balance'. */
194 bool
195 bond_mode_from_string(enum bond_mode *balance, const char *s)
196 {
197     if (!strcmp(s, bond_mode_to_string(BM_TCP))) {
198         *balance = BM_TCP;
199     } else if (!strcmp(s, bond_mode_to_string(BM_SLB))) {
200         *balance = BM_SLB;
201     } else if (!strcmp(s, bond_mode_to_string(BM_AB))) {
202         *balance = BM_AB;
203     } else {
204         return false;
205     }
206     return true;
207 }
208
209 /* Returns a string representing 'balance'. */
210 const char *
211 bond_mode_to_string(enum bond_mode balance) {
212     switch (balance) {
213     case BM_TCP:
214         return "balance-tcp";
215     case BM_SLB:
216         return "balance-slb";
217     case BM_AB:
218         return "active-backup";
219     }
220     OVS_NOT_REACHED();
221 }
222
223 \f
224 /* Creates and returns a new bond whose configuration is initially taken from
225  * 's'.
226  *
227  * The caller should register each slave on the new bond by calling
228  * bond_slave_register().  */
229 struct bond *
230 bond_create(const struct bond_settings *s, struct ofproto_dpif *ofproto)
231 {
232     struct bond *bond;
233
234     bond = xzalloc(sizeof *bond);
235     bond->ofproto = ofproto;
236     hmap_init(&bond->slaves);
237     list_init(&bond->enabled_slaves);
238     ovs_mutex_init(&bond->mutex);
239     ovs_refcount_init(&bond->ref_cnt);
240
241     bond->recirc_id = 0;
242     hmap_init(&bond->pr_rule_ops);
243
244     bond_reconfigure(bond, s);
245     return bond;
246 }
247
248 struct bond *
249 bond_ref(const struct bond *bond_)
250 {
251     struct bond *bond = CONST_CAST(struct bond *, bond_);
252
253     if (bond) {
254         ovs_refcount_ref(&bond->ref_cnt);
255     }
256     return bond;
257 }
258
259 /* Frees 'bond'. */
260 void
261 bond_unref(struct bond *bond)
262 {
263     struct bond_slave *slave, *next_slave;
264     struct bond_pr_rule_op *pr_op, *next_op;
265
266     if (!bond || ovs_refcount_unref_relaxed(&bond->ref_cnt) != 1) {
267         return;
268     }
269
270     ovs_rwlock_wrlock(&rwlock);
271     hmap_remove(all_bonds, &bond->hmap_node);
272     ovs_rwlock_unlock(&rwlock);
273
274     HMAP_FOR_EACH_SAFE (slave, next_slave, hmap_node, &bond->slaves) {
275         hmap_remove(&bond->slaves, &slave->hmap_node);
276         /* Client owns 'slave->netdev'. */
277         free(slave->name);
278         free(slave);
279     }
280     hmap_destroy(&bond->slaves);
281
282     ovs_mutex_destroy(&bond->mutex);
283     free(bond->hash);
284     free(bond->name);
285
286     HMAP_FOR_EACH_SAFE(pr_op, next_op, hmap_node, &bond->pr_rule_ops) {
287         hmap_remove(&bond->pr_rule_ops, &pr_op->hmap_node);
288         free(pr_op);
289     }
290     hmap_destroy(&bond->pr_rule_ops);
291
292     if (bond->recirc_id) {
293         recirc_free_id(bond->recirc_id);
294     }
295
296     free(bond);
297 }
298
299 static void
300 add_pr_rule(struct bond *bond, const struct match *match,
301             ofp_port_t out_ofport, struct rule **rule)
302 {
303     uint32_t hash = match_hash(match, 0);
304     struct bond_pr_rule_op *pr_op;
305
306     HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH(pr_op, hmap_node, hash, &bond->pr_rule_ops) {
307         if (match_equal(&pr_op->match, match)) {
308             pr_op->op = ADD;
309             pr_op->out_ofport = out_ofport;
310             pr_op->pr_rule = rule;
311             return;
312         }
313     }
314
315     pr_op = xmalloc(sizeof *pr_op);
316     pr_op->match = *match;
317     pr_op->op = ADD;
318     pr_op->out_ofport = out_ofport;
319     pr_op->pr_rule = rule;
320     hmap_insert(&bond->pr_rule_ops, &pr_op->hmap_node, hash);
321 }
322
323 static void
324 update_recirc_rules(struct bond *bond)
325     OVS_REQ_WRLOCK(rwlock)
326 {
327     struct match match;
328     struct bond_pr_rule_op *pr_op, *next_op;
329     uint64_t ofpacts_stub[128 / 8];
330     struct ofpbuf ofpacts;
331     int i;
332
333     ofpbuf_use_stub(&ofpacts, ofpacts_stub, sizeof ofpacts_stub);
334
335     HMAP_FOR_EACH(pr_op, hmap_node, &bond->pr_rule_ops) {
336         pr_op->op = DEL;
337     }
338
339     if (bond->hash && bond->recirc_id) {
340         for (i = 0; i < BOND_BUCKETS; i++) {
341             struct bond_slave *slave = bond->hash[i].slave;
342
343             if (slave) {
344                 match_init_catchall(&match);
345                 match_set_recirc_id(&match, bond->recirc_id);
346                 match_set_dp_hash_masked(&match, i, BOND_MASK);
347
348                 add_pr_rule(bond, &match, slave->ofp_port,
349                             &bond->hash[i].pr_rule);
350             }
351         }
352     }
353
354     HMAP_FOR_EACH_SAFE(pr_op, next_op, hmap_node, &bond->pr_rule_ops) {
355         int error;
356         switch (pr_op->op) {
357         case ADD:
358             ofpbuf_clear(&ofpacts);
359             ofpact_put_OUTPUT(&ofpacts)->port = pr_op->out_ofport;
360             error = ofproto_dpif_add_internal_flow(bond->ofproto,
361                                                    &pr_op->match,
362                                                    RECIRC_RULE_PRIORITY, 0,
363                                                    &ofpacts, pr_op->pr_rule);
364             if (error) {
365                 char *err_s = match_to_string(&pr_op->match,
366                                               RECIRC_RULE_PRIORITY);
367
368                 VLOG_ERR("failed to add post recirculation flow %s", err_s);
369                 free(err_s);
370             }
371             break;
372
373         case DEL:
374             error = ofproto_dpif_delete_internal_flow(bond->ofproto,
375                                                       &pr_op->match,
376                                                       RECIRC_RULE_PRIORITY);
377             if (error) {
378                 char *err_s = match_to_string(&pr_op->match,
379                                               RECIRC_RULE_PRIORITY);
380
381                 VLOG_ERR("failed to remove post recirculation flow %s", err_s);
382                 free(err_s);
383             }
384
385             hmap_remove(&bond->pr_rule_ops, &pr_op->hmap_node);
386             *pr_op->pr_rule = NULL;
387             free(pr_op);
388             break;
389         }
390     }
391
392     ofpbuf_uninit(&ofpacts);
393 }
394
395
396 /* Updates 'bond''s overall configuration to 's'.
397  *
398  * The caller should register each slave on 'bond' by calling
399  * bond_slave_register().  This is optional if none of the slaves'
400  * configuration has changed.  In any case it can't hurt.
401  *
402  * Returns true if the configuration has changed in such a way that requires
403  * flow revalidation.
404  * */
405 bool
406 bond_reconfigure(struct bond *bond, const struct bond_settings *s)
407 {
408     bool revalidate = false;
409
410     ovs_rwlock_wrlock(&rwlock);
411     if (!bond->name || strcmp(bond->name, s->name)) {
412         if (bond->name) {
413             hmap_remove(all_bonds, &bond->hmap_node);
414             free(bond->name);
415         }
416         bond->name = xstrdup(s->name);
417         hmap_insert(all_bonds, &bond->hmap_node, hash_string(bond->name, 0));
418     }
419
420     bond->updelay = s->up_delay;
421     bond->downdelay = s->down_delay;
422
423     if (bond->lacp_fallback_ab != s->lacp_fallback_ab_cfg) {
424         bond->lacp_fallback_ab = s->lacp_fallback_ab_cfg;
425         revalidate = true;
426     }
427
428     if (bond->rebalance_interval != s->rebalance_interval) {
429         bond->rebalance_interval = s->rebalance_interval;
430         revalidate = true;
431     }
432
433     if (bond->balance != s->balance) {
434         bond->balance = s->balance;
435         revalidate = true;
436     }
437
438     if (bond->basis != s->basis) {
439         bond->basis = s->basis;
440         revalidate = true;
441     }
442
443     if (bond->bond_revalidate) {
444         revalidate = true;
445         bond->bond_revalidate = false;
446     }
447
448     if (bond->balance != BM_AB) {
449         if (!bond->recirc_id) {
450             bond->recirc_id = recirc_alloc_id(bond->ofproto);
451         }
452     } else if (bond->recirc_id) {
453         recirc_free_id(bond->recirc_id);
454         bond->recirc_id = 0;
455     }
456
457     if (bond->balance == BM_AB || !bond->hash || revalidate) {
458         bond_entry_reset(bond);
459     }
460
461     bond->active_slave_mac = s->active_slave_mac;
462     bond->active_slave_changed = false;
463
464     ovs_rwlock_unlock(&rwlock);
465     return revalidate;
466 }
467
468 static struct bond_slave *
469 bond_find_slave_by_mac(const struct bond *bond, const struct eth_addr mac)
470 {
471     struct bond_slave *slave;
472
473     /* Find the last active slave */
474     HMAP_FOR_EACH(slave, hmap_node, &bond->slaves) {
475         struct eth_addr slave_mac;
476
477         if (netdev_get_etheraddr(slave->netdev, &slave_mac)) {
478             continue;
479         }
480
481         if (eth_addr_equals(slave_mac, mac)) {
482             return slave;
483         }
484     }
485
486     return NULL;
487 }
488
489 static void
490 bond_active_slave_changed(struct bond *bond)
491 {
492     struct eth_addr mac;
493
494     netdev_get_etheraddr(bond->active_slave->netdev, &mac);
495     bond->active_slave_mac = mac;
496     bond->active_slave_changed = true;
497     seq_change(connectivity_seq_get());
498 }
499
500 static void
501 bond_slave_set_netdev__(struct bond_slave *slave, struct netdev *netdev)
502     OVS_REQ_WRLOCK(rwlock)
503 {
504     if (slave->netdev != netdev) {
505         slave->netdev = netdev;
506         slave->change_seq = 0;
507     }
508 }
509
510 /* Registers 'slave_' as a slave of 'bond'.  The 'slave_' pointer is an
511  * arbitrary client-provided pointer that uniquely identifies a slave within a
512  * bond.  If 'slave_' already exists within 'bond' then this function
513  * reconfigures the existing slave.
514  *
515  * 'netdev' must be the network device that 'slave_' represents.  It is owned
516  * by the client, so the client must not close it before either unregistering
517  * 'slave_' or destroying 'bond'.
518  */
519 void
520 bond_slave_register(struct bond *bond, void *slave_,
521                     ofp_port_t ofport, struct netdev *netdev)
522 {
523     struct bond_slave *slave;
524
525     ovs_rwlock_wrlock(&rwlock);
526     slave = bond_slave_lookup(bond, slave_);
527     if (!slave) {
528         slave = xzalloc(sizeof *slave);
529
530         hmap_insert(&bond->slaves, &slave->hmap_node, hash_pointer(slave_, 0));
531         slave->bond = bond;
532         slave->aux = slave_;
533         slave->ofp_port = ofport;
534         slave->delay_expires = LLONG_MAX;
535         slave->name = xstrdup(netdev_get_name(netdev));
536         bond->bond_revalidate = true;
537
538         slave->enabled = false;
539         bond_enable_slave(slave, netdev_get_carrier(netdev));
540     }
541
542     bond_slave_set_netdev__(slave, netdev);
543
544     free(slave->name);
545     slave->name = xstrdup(netdev_get_name(netdev));
546     ovs_rwlock_unlock(&rwlock);
547 }
548
549 /* Updates the network device to be used with 'slave_' to 'netdev'.
550  *
551  * This is useful if the caller closes and re-opens the network device
552  * registered with bond_slave_register() but doesn't need to change anything
553  * else. */
554 void
555 bond_slave_set_netdev(struct bond *bond, void *slave_, struct netdev *netdev)
556 {
557     struct bond_slave *slave;
558
559     ovs_rwlock_wrlock(&rwlock);
560     slave = bond_slave_lookup(bond, slave_);
561     if (slave) {
562         bond_slave_set_netdev__(slave, netdev);
563     }
564     ovs_rwlock_unlock(&rwlock);
565 }
566
567 /* Unregisters 'slave_' from 'bond'.  If 'bond' does not contain such a slave
568  * then this function has no effect.
569  *
570  * Unregistering a slave invalidates all flows. */
571 void
572 bond_slave_unregister(struct bond *bond, const void *slave_)
573 {
574     struct bond_slave *slave;
575     bool del_active;
576
577     ovs_rwlock_wrlock(&rwlock);
578     slave = bond_slave_lookup(bond, slave_);
579     if (!slave) {
580         goto out;
581     }
582
583     bond->bond_revalidate = true;
584     bond_enable_slave(slave, false);
585
586     del_active = bond->active_slave == slave;
587     if (bond->hash) {
588         struct bond_entry *e;
589         for (e = bond->hash; e <= &bond->hash[BOND_MASK]; e++) {
590             if (e->slave == slave) {
591                 e->slave = NULL;
592             }
593         }
594     }
595
596     free(slave->name);
597
598     hmap_remove(&bond->slaves, &slave->hmap_node);
599     /* Client owns 'slave->netdev'. */
600     free(slave);
601
602     if (del_active) {
603         bond_choose_active_slave(bond);
604         bond->send_learning_packets = true;
605     }
606 out:
607     ovs_rwlock_unlock(&rwlock);
608 }
609
610 /* Should be called on each slave in 'bond' before bond_run() to indicate
611  * whether or not 'slave_' may be enabled. This function is intended to allow
612  * other protocols to have some impact on bonding decisions.  For example LACP
613  * or high level link monitoring protocols may decide that a given slave should
614  * not be able to send traffic. */
615 void
616 bond_slave_set_may_enable(struct bond *bond, void *slave_, bool may_enable)
617 {
618     ovs_rwlock_wrlock(&rwlock);
619     bond_slave_lookup(bond, slave_)->may_enable = may_enable;
620     ovs_rwlock_unlock(&rwlock);
621 }
622
623 /* Performs periodic maintenance on 'bond'.
624  *
625  * Returns true if the caller should revalidate its flows.
626  *
627  * The caller should check bond_should_send_learning_packets() afterward. */
628 bool
629 bond_run(struct bond *bond, enum lacp_status lacp_status)
630 {
631     struct bond_slave *slave;
632     bool revalidate;
633
634     ovs_rwlock_wrlock(&rwlock);
635     if (bond->lacp_status != lacp_status) {
636         bond->lacp_status = lacp_status;
637         bond->bond_revalidate = true;
638     }
639
640     /* Enable slaves based on link status and LACP feedback. */
641     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
642         bond_link_status_update(slave);
643         slave->change_seq = seq_read(connectivity_seq_get());
644     }
645     if (!bond->active_slave || !bond->active_slave->enabled) {
646         bond_choose_active_slave(bond);
647     }
648
649     revalidate = bond->bond_revalidate;
650     bond->bond_revalidate = false;
651     ovs_rwlock_unlock(&rwlock);
652
653     return revalidate;
654 }
655
656 /* Causes poll_block() to wake up when 'bond' needs something to be done. */
657 void
658 bond_wait(struct bond *bond)
659 {
660     struct bond_slave *slave;
661
662     ovs_rwlock_rdlock(&rwlock);
663     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
664         if (slave->delay_expires != LLONG_MAX) {
665             poll_timer_wait_until(slave->delay_expires);
666         }
667
668         seq_wait(connectivity_seq_get(), slave->change_seq);
669     }
670
671     if (bond->bond_revalidate) {
672         poll_immediate_wake();
673     }
674     ovs_rwlock_unlock(&rwlock);
675
676     /* We don't wait for bond->next_rebalance because rebalancing can only run
677      * at a flow account checkpoint.  ofproto does checkpointing on its own
678      * schedule and bond_rebalance() gets called afterward, so we'd just be
679      * waking up for no purpose. */
680 }
681 \f
682 /* MAC learning table interaction. */
683
684 static bool
685 may_send_learning_packets(const struct bond *bond)
686 {
687     return ((bond->lacp_status == LACP_DISABLED
688         && (bond->balance == BM_SLB || bond->balance == BM_AB))
689         || (bond->lacp_fallback_ab && bond->lacp_status == LACP_CONFIGURED))
690         && bond->active_slave;
691 }
692
693 /* Returns true if 'bond' needs the client to send out packets to assist with
694  * MAC learning on 'bond'.  If this function returns true, then the client
695  * should iterate through its MAC learning table for the bridge on which 'bond'
696  * is located.  For each MAC that has been learned on a port other than 'bond',
697  * it should call bond_compose_learning_packet().
698  *
699  * This function will only return true if 'bond' is in SLB or active-backup
700  * mode and LACP is not negotiated.  Otherwise sending learning packets isn't
701  * necessary.
702  *
703  * Calling this function resets the state that it checks. */
704 bool
705 bond_should_send_learning_packets(struct bond *bond)
706 {
707     bool send;
708
709     ovs_rwlock_wrlock(&rwlock);
710     send = bond->send_learning_packets && may_send_learning_packets(bond);
711     bond->send_learning_packets = false;
712     ovs_rwlock_unlock(&rwlock);
713     return send;
714 }
715
716 /* Sends a gratuitous learning packet on 'bond' from 'eth_src' on 'vlan'.
717  *
718  * See bond_should_send_learning_packets() for description of usage. The
719  * caller should send the composed packet on the port associated with
720  * port_aux and takes ownership of the returned ofpbuf. */
721 struct dp_packet *
722 bond_compose_learning_packet(struct bond *bond, const struct eth_addr eth_src,
723                              uint16_t vlan, void **port_aux)
724 {
725     struct bond_slave *slave;
726     struct dp_packet *packet;
727     struct flow flow;
728
729     ovs_rwlock_rdlock(&rwlock);
730     ovs_assert(may_send_learning_packets(bond));
731     memset(&flow, 0, sizeof flow);
732     flow.dl_src = eth_src;
733     slave = choose_output_slave(bond, &flow, NULL, vlan);
734
735     packet = dp_packet_new(0);
736     compose_rarp(packet, eth_src);
737     if (vlan) {
738         eth_push_vlan(packet, htons(ETH_TYPE_VLAN), htons(vlan));
739     }
740
741     *port_aux = slave->aux;
742     ovs_rwlock_unlock(&rwlock);
743     return packet;
744 }
745 \f
746 /* Checks whether a packet that arrived on 'slave_' within 'bond', with an
747  * Ethernet destination address of 'eth_dst', should be admitted.
748  *
749  * The return value is one of the following:
750  *
751  *    - BV_ACCEPT: Admit the packet.
752  *
753  *    - BV_DROP: Drop the packet.
754  *
755  *    - BV_DROP_IF_MOVED: Consult the MAC learning table for the packet's
756  *      Ethernet source address and VLAN.  If there is none, or if the packet
757  *      is on the learned port, then admit the packet.  If a different port has
758  *      been learned, however, drop the packet (and do not use it for MAC
759  *      learning).
760  */
761 enum bond_verdict
762 bond_check_admissibility(struct bond *bond, const void *slave_,
763                          const struct eth_addr eth_dst)
764 {
765     enum bond_verdict verdict = BV_DROP;
766     struct bond_slave *slave;
767
768     ovs_rwlock_rdlock(&rwlock);
769     slave = bond_slave_lookup(bond, slave_);
770     if (!slave) {
771         goto out;
772     }
773
774     /* LACP bonds have very loose admissibility restrictions because we can
775      * assume the remote switch is aware of the bond and will "do the right
776      * thing".  However, as a precaution we drop packets on disabled slaves
777      * because no correctly implemented partner switch should be sending
778      * packets to them.
779      *
780      * If LACP is configured, but LACP negotiations have been unsuccessful, we
781      * drop all incoming traffic except if lacp_fallback_ab is enabled. */
782     switch (bond->lacp_status) {
783     case LACP_NEGOTIATED:
784         verdict = slave->enabled ? BV_ACCEPT : BV_DROP;
785         goto out;
786     case LACP_CONFIGURED:
787         if (!bond->lacp_fallback_ab) {
788             goto out;
789         }
790     case LACP_DISABLED:
791         break;
792     }
793
794     /* Drop all multicast packets on inactive slaves. */
795     if (eth_addr_is_multicast(eth_dst)) {
796         if (bond->active_slave != slave) {
797             goto out;
798         }
799     }
800
801     switch (bond->balance) {
802     case BM_TCP:
803         /* TCP balanced bonds require successful LACP negotiations. Based on the
804          * above check, LACP is off or lacp_fallback_ab is true on this bond.
805          * If lacp_fallback_ab is true fall through to BM_AB case else, we
806          * drop all incoming traffic. */
807         if (!bond->lacp_fallback_ab) {
808             goto out;
809         }
810
811     case BM_AB:
812         /* Drop all packets which arrive on backup slaves.  This is similar to
813          * how Linux bonding handles active-backup bonds. */
814         if (bond->active_slave != slave) {
815             static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
816
817             VLOG_DBG_RL(&rl, "active-backup bond received packet on backup"
818                         " slave (%s) destined for " ETH_ADDR_FMT,
819                         slave->name, ETH_ADDR_ARGS(eth_dst));
820             goto out;
821         }
822         verdict = BV_ACCEPT;
823         goto out;
824
825     case BM_SLB:
826         /* Drop all packets for which we have learned a different input port,
827          * because we probably sent the packet on one slave and got it back on
828          * the other.  Gratuitous ARP packets are an exception to this rule:
829          * the host has moved to another switch.  The exception to the
830          * exception is if we locked the learning table to avoid reflections on
831          * bond slaves. */
832         verdict = BV_DROP_IF_MOVED;
833         goto out;
834     }
835
836     OVS_NOT_REACHED();
837 out:
838     ovs_rwlock_unlock(&rwlock);
839     return verdict;
840
841 }
842
843 /* Returns the slave (registered on 'bond' by bond_slave_register()) to which
844  * a packet with the given 'flow' and 'vlan' should be forwarded.  Returns
845  * NULL if the packet should be dropped because no slaves are enabled.
846  *
847  * 'vlan' is not necessarily the same as 'flow->vlan_tci'.  First, 'vlan'
848  * should be a VID only (i.e. excluding the PCP bits).  Second,
849  * 'flow->vlan_tci' is the VLAN TCI that appeared on the packet (so it will be
850  * nonzero only for trunk ports), whereas 'vlan' is the logical VLAN that the
851  * packet belongs to (so for an access port it will be the access port's VLAN).
852  *
853  * If 'wc' is non-NULL, bitwise-OR's 'wc' with the set of bits that were
854  * significant in the selection.  At some point earlier, 'wc' should
855  * have been initialized (e.g., by flow_wildcards_init_catchall()).
856  */
857 void *
858 bond_choose_output_slave(struct bond *bond, const struct flow *flow,
859                          struct flow_wildcards *wc, uint16_t vlan)
860 {
861     struct bond_slave *slave;
862     void *aux;
863
864     ovs_rwlock_rdlock(&rwlock);
865     slave = choose_output_slave(bond, flow, wc, vlan);
866     aux = slave ? slave->aux : NULL;
867     ovs_rwlock_unlock(&rwlock);
868
869     return aux;
870 }
871 \f
872 /* Recirculation. */
873 static void
874 bond_entry_account(struct bond_entry *entry, uint64_t rule_tx_bytes)
875     OVS_REQ_WRLOCK(rwlock)
876 {
877     if (entry->slave) {
878         uint64_t delta;
879
880         delta = rule_tx_bytes - entry->pr_tx_bytes;
881         entry->tx_bytes += delta;
882         entry->pr_tx_bytes = rule_tx_bytes;
883     }
884 }
885
886 /* Maintain bond stats using post recirculation rule byte counters.*/
887 static void
888 bond_recirculation_account(struct bond *bond)
889     OVS_REQ_WRLOCK(rwlock)
890 {
891     int i;
892
893     for (i=0; i<=BOND_MASK; i++) {
894         struct bond_entry *entry = &bond->hash[i];
895         struct rule *rule = entry->pr_rule;
896
897         if (rule) {
898             uint64_t n_packets OVS_UNUSED;
899             long long int used OVS_UNUSED;
900             uint64_t n_bytes;
901
902             rule->ofproto->ofproto_class->rule_get_stats(
903                 rule, &n_packets, &n_bytes, &used);
904             bond_entry_account(entry, n_bytes);
905         }
906     }
907 }
908
909 bool
910 bond_may_recirc(const struct bond *bond, uint32_t *recirc_id,
911                 uint32_t *hash_bias)
912 {
913     if (bond->balance == BM_TCP && bond->recirc_id) {
914         if (recirc_id) {
915             *recirc_id = bond->recirc_id;
916         }
917         if (hash_bias) {
918             *hash_bias = bond->basis;
919         }
920         return true;
921     } else {
922         return false;
923     }
924 }
925
926 static void
927 bond_update_post_recirc_rules__(struct bond* bond, const bool force)
928     OVS_REQ_WRLOCK(rwlock)
929 {
930    struct bond_entry *e;
931    bool update_rules = force;  /* Always update rules if caller forces it. */
932
933    /* Make sure all bond entries are populated */
934    for (e = bond->hash; e <= &bond->hash[BOND_MASK]; e++) {
935        if (!e->slave || !e->slave->enabled) {
936             update_rules = true;
937             e->slave = CONTAINER_OF(hmap_random_node(&bond->slaves),
938                                     struct bond_slave, hmap_node);
939             if (!e->slave->enabled) {
940                 e->slave = bond->active_slave;
941             }
942         }
943    }
944
945    if (update_rules) {
946         update_recirc_rules(bond);
947    }
948 }
949
950 void
951 bond_update_post_recirc_rules(struct bond* bond, const bool force)
952 {
953     ovs_rwlock_wrlock(&rwlock);
954     bond_update_post_recirc_rules__(bond, force);
955     ovs_rwlock_unlock(&rwlock);
956 }
957 \f
958 /* Rebalancing. */
959
960 static bool
961 bond_is_balanced(const struct bond *bond) OVS_REQ_RDLOCK(rwlock)
962 {
963     return bond->rebalance_interval
964         && (bond->balance == BM_SLB || bond->balance == BM_TCP);
965 }
966
967 /* Notifies 'bond' that 'n_bytes' bytes were sent in 'flow' within 'vlan'. */
968 void
969 bond_account(struct bond *bond, const struct flow *flow, uint16_t vlan,
970              uint64_t n_bytes)
971 {
972     ovs_rwlock_wrlock(&rwlock);
973     if (bond_is_balanced(bond)) {
974         lookup_bond_entry(bond, flow, vlan)->tx_bytes += n_bytes;
975     }
976     ovs_rwlock_unlock(&rwlock);
977 }
978
979 static struct bond_slave *
980 bond_slave_from_bal_node(struct ovs_list *bal) OVS_REQ_RDLOCK(rwlock)
981 {
982     return CONTAINER_OF(bal, struct bond_slave, bal_node);
983 }
984
985 static void
986 log_bals(struct bond *bond, const struct ovs_list *bals)
987     OVS_REQ_RDLOCK(rwlock)
988 {
989     if (VLOG_IS_DBG_ENABLED()) {
990         struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
991         const struct bond_slave *slave;
992
993         LIST_FOR_EACH (slave, bal_node, bals) {
994             if (ds.length) {
995                 ds_put_char(&ds, ',');
996             }
997             ds_put_format(&ds, " %s %"PRIu64"kB",
998                           slave->name, slave->tx_bytes / 1024);
999
1000             if (!slave->enabled) {
1001                 ds_put_cstr(&ds, " (disabled)");
1002             }
1003             if (!list_is_empty(&slave->entries)) {
1004                 struct bond_entry *e;
1005
1006                 ds_put_cstr(&ds, " (");
1007                 LIST_FOR_EACH (e, list_node, &slave->entries) {
1008                     if (&e->list_node != list_front(&slave->entries)) {
1009                         ds_put_cstr(&ds, " + ");
1010                     }
1011                     ds_put_format(&ds, "h%"PRIdPTR": %"PRIu64"kB",
1012                                   e - bond->hash, e->tx_bytes / 1024);
1013                 }
1014                 ds_put_cstr(&ds, ")");
1015             }
1016         }
1017         VLOG_DBG("bond %s:%s", bond->name, ds_cstr(&ds));
1018         ds_destroy(&ds);
1019     }
1020 }
1021
1022 /* Shifts 'hash' from its current slave to 'to'. */
1023 static void
1024 bond_shift_load(struct bond_entry *hash, struct bond_slave *to)
1025     OVS_REQ_WRLOCK(rwlock)
1026 {
1027     struct bond_slave *from = hash->slave;
1028     struct bond *bond = from->bond;
1029     uint64_t delta = hash->tx_bytes;
1030
1031     VLOG_INFO("bond %s: shift %"PRIu64"kB of load (with hash %"PRIdPTR") "
1032               "from %s to %s (now carrying %"PRIu64"kB and "
1033               "%"PRIu64"kB load, respectively)",
1034               bond->name, delta / 1024, hash - bond->hash,
1035               from->name, to->name,
1036               (from->tx_bytes - delta) / 1024,
1037               (to->tx_bytes + delta) / 1024);
1038
1039     /* Shift load away from 'from' to 'to'. */
1040     from->tx_bytes -= delta;
1041     to->tx_bytes += delta;
1042
1043     /* Arrange for flows to be revalidated. */
1044     hash->slave = to;
1045     bond->bond_revalidate = true;
1046 }
1047
1048 /* Picks and returns a bond_entry to migrate from 'from' (the most heavily
1049  * loaded bond slave) to a bond slave that has 'to_tx_bytes' bytes of load,
1050  * given that doing so must decrease the ratio of the load on the two slaves by
1051  * at least 0.1.  Returns NULL if there is no appropriate entry.
1052  *
1053  * The list of entries isn't sorted.  I don't know of a reason to prefer to
1054  * shift away small hashes or large hashes. */
1055 static struct bond_entry *
1056 choose_entry_to_migrate(const struct bond_slave *from, uint64_t to_tx_bytes)
1057     OVS_REQ_WRLOCK(rwlock)
1058 {
1059     struct bond_entry *e;
1060
1061     if (list_is_short(&from->entries)) {
1062         /* 'from' carries no more than one MAC hash, so shifting load away from
1063          * it would be pointless. */
1064         return NULL;
1065     }
1066
1067     LIST_FOR_EACH (e, list_node, &from->entries) {
1068         uint64_t delta = e->tx_bytes;  /* The amount to rebalance.  */
1069         uint64_t ideal_tx_bytes = (from->tx_bytes + to_tx_bytes)/2;
1070                              /* Note, the ideal traffic is the mid point
1071                               * between 'from' and 'to'. This value does
1072                               * not change by rebalancing.  */
1073         uint64_t new_low;    /* The lower bandwidth between 'to' and 'from'
1074                                 after rebalancing. */
1075
1076         new_low = MIN(from->tx_bytes - delta, to_tx_bytes + delta);
1077
1078         if ((new_low > to_tx_bytes) &&
1079             (new_low - to_tx_bytes >= (ideal_tx_bytes - to_tx_bytes) / 10)) {
1080             /* Only rebalance if the new 'low' is closer to to the mid point,
1081              * and the improvement exceeds 10% of current traffic
1082              * deviation from the ideal split.
1083              *
1084              * The improvement on the 'high' side is always the same as the
1085              * 'low' side. Thus consider 'low' side is sufficient.  */
1086             return e;
1087         }
1088     }
1089
1090     return NULL;
1091 }
1092
1093 /* Inserts 'slave' into 'bals' so that descending order of 'tx_bytes' is
1094  * maintained. */
1095 static void
1096 insert_bal(struct ovs_list *bals, struct bond_slave *slave)
1097 {
1098     struct bond_slave *pos;
1099
1100     LIST_FOR_EACH (pos, bal_node, bals) {
1101         if (slave->tx_bytes > pos->tx_bytes) {
1102             break;
1103         }
1104     }
1105     list_insert(&pos->bal_node, &slave->bal_node);
1106 }
1107
1108 /* Removes 'slave' from its current list and then inserts it into 'bals' so
1109  * that descending order of 'tx_bytes' is maintained. */
1110 static void
1111 reinsert_bal(struct ovs_list *bals, struct bond_slave *slave)
1112 {
1113     list_remove(&slave->bal_node);
1114     insert_bal(bals, slave);
1115 }
1116
1117 /* If 'bond' needs rebalancing, does so.
1118  *
1119  * The caller should have called bond_account() for each active flow, or in case
1120  * of recirculation is used, have called bond_recirculation_account(bond),
1121  * to ensure that flow data is consistently accounted at this point.
1122  */
1123 void
1124 bond_rebalance(struct bond *bond)
1125 {
1126     struct bond_slave *slave;
1127     struct bond_entry *e;
1128     struct ovs_list bals;
1129     bool rebalanced = false;
1130     bool use_recirc;
1131
1132     ovs_rwlock_wrlock(&rwlock);
1133     if (!bond_is_balanced(bond) || time_msec() < bond->next_rebalance) {
1134         goto done;
1135     }
1136     bond->next_rebalance = time_msec() + bond->rebalance_interval;
1137
1138     use_recirc = ofproto_dpif_get_support(bond->ofproto)->odp.recirc &&
1139                  bond_may_recirc(bond, NULL, NULL);
1140
1141     if (use_recirc) {
1142         bond_recirculation_account(bond);
1143     }
1144
1145     /* Add each bond_entry to its slave's 'entries' list.
1146      * Compute each slave's tx_bytes as the sum of its entries' tx_bytes. */
1147     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
1148         slave->tx_bytes = 0;
1149         list_init(&slave->entries);
1150     }
1151     for (e = &bond->hash[0]; e <= &bond->hash[BOND_MASK]; e++) {
1152         if (e->slave && e->tx_bytes) {
1153             e->slave->tx_bytes += e->tx_bytes;
1154             list_push_back(&e->slave->entries, &e->list_node);
1155         }
1156     }
1157
1158     /* Add enabled slaves to 'bals' in descending order of tx_bytes.
1159      *
1160      * XXX This is O(n**2) in the number of slaves but it could be O(n lg n)
1161      * with a proper list sort algorithm. */
1162     list_init(&bals);
1163     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
1164         if (slave->enabled) {
1165             insert_bal(&bals, slave);
1166         }
1167     }
1168     log_bals(bond, &bals);
1169
1170     /* Shift load from the most-loaded slaves to the least-loaded slaves. */
1171     while (!list_is_short(&bals)) {
1172         struct bond_slave *from = bond_slave_from_bal_node(list_front(&bals));
1173         struct bond_slave *to = bond_slave_from_bal_node(list_back(&bals));
1174         uint64_t overload;
1175
1176         overload = from->tx_bytes - to->tx_bytes;
1177         if (overload < to->tx_bytes >> 5 || overload < 100000) {
1178             /* The extra load on 'from' (and all less-loaded slaves), compared
1179              * to that of 'to' (the least-loaded slave), is less than ~3%, or
1180              * it is less than ~1Mbps.  No point in rebalancing. */
1181             break;
1182         }
1183
1184         /* 'from' is carrying significantly more load than 'to'.  Pick a hash
1185          * to move from 'from' to 'to'. */
1186         e = choose_entry_to_migrate(from, to->tx_bytes);
1187         if (e) {
1188             bond_shift_load(e, to);
1189
1190             /* Delete element from from->entries.
1191              *
1192              * We don't add the element to to->hashes.  That would only allow
1193              * 'e' to be migrated to another slave in this rebalancing run, and
1194              * there is no point in doing that. */
1195             list_remove(&e->list_node);
1196
1197             /* Re-sort 'bals'. */
1198             reinsert_bal(&bals, from);
1199             reinsert_bal(&bals, to);
1200             rebalanced = true;
1201         } else {
1202             /* Can't usefully migrate anything away from 'from'.
1203              * Don't reconsider it. */
1204             list_remove(&from->bal_node);
1205         }
1206     }
1207
1208     /* Implement exponentially weighted moving average.  A weight of 1/2 causes
1209      * historical data to decay to <1% in 7 rebalancing runs.  1,000,000 bytes
1210      * take 20 rebalancing runs to decay to 0 and get deleted entirely. */
1211     for (e = &bond->hash[0]; e <= &bond->hash[BOND_MASK]; e++) {
1212         e->tx_bytes /= 2;
1213     }
1214
1215     if (use_recirc && rebalanced) {
1216         bond_update_post_recirc_rules__(bond,true);
1217     }
1218
1219 done:
1220     ovs_rwlock_unlock(&rwlock);
1221 }
1222 \f
1223 /* Bonding unixctl user interface functions. */
1224
1225 static struct bond *
1226 bond_find(const char *name) OVS_REQ_RDLOCK(rwlock)
1227 {
1228     struct bond *bond;
1229
1230     HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (bond, hmap_node, hash_string(name, 0),
1231                              all_bonds) {
1232         if (!strcmp(bond->name, name)) {
1233             return bond;
1234         }
1235     }
1236     return NULL;
1237 }
1238
1239 static struct bond_slave *
1240 bond_lookup_slave(struct bond *bond, const char *slave_name)
1241 {
1242     struct bond_slave *slave;
1243
1244     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
1245         if (!strcmp(slave->name, slave_name)) {
1246             return slave;
1247         }
1248     }
1249     return NULL;
1250 }
1251
1252 static void
1253 bond_unixctl_list(struct unixctl_conn *conn,
1254                   int argc OVS_UNUSED, const char *argv[] OVS_UNUSED,
1255                   void *aux OVS_UNUSED)
1256 {
1257     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
1258     const struct bond *bond;
1259
1260     ds_put_cstr(&ds, "bond\ttype\trecircID\tslaves\n");
1261
1262     ovs_rwlock_rdlock(&rwlock);
1263     HMAP_FOR_EACH (bond, hmap_node, all_bonds) {
1264         const struct bond_slave *slave;
1265         size_t i;
1266
1267         ds_put_format(&ds, "%s\t%s\t%d\t", bond->name,
1268                       bond_mode_to_string(bond->balance), bond->recirc_id);
1269
1270         i = 0;
1271         HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
1272             if (i++ > 0) {
1273                 ds_put_cstr(&ds, ", ");
1274             }
1275             ds_put_cstr(&ds, slave->name);
1276         }
1277         ds_put_char(&ds, '\n');
1278     }
1279     ovs_rwlock_unlock(&rwlock);
1280     unixctl_command_reply(conn, ds_cstr(&ds));
1281     ds_destroy(&ds);
1282 }
1283
1284 static void
1285 bond_print_details(struct ds *ds, const struct bond *bond)
1286     OVS_REQ_RDLOCK(rwlock)
1287 {
1288     struct shash slave_shash = SHASH_INITIALIZER(&slave_shash);
1289     const struct shash_node **sorted_slaves = NULL;
1290     const struct bond_slave *slave;
1291     bool may_recirc;
1292     uint32_t recirc_id;
1293     int i;
1294
1295     ds_put_format(ds, "---- %s ----\n", bond->name);
1296     ds_put_format(ds, "bond_mode: %s\n",
1297                   bond_mode_to_string(bond->balance));
1298
1299     may_recirc = bond_may_recirc(bond, &recirc_id, NULL);
1300     ds_put_format(ds, "bond may use recirculation: %s, Recirc-ID : %d\n",
1301                   may_recirc ? "yes" : "no", may_recirc ? recirc_id: -1);
1302
1303     ds_put_format(ds, "bond-hash-basis: %"PRIu32"\n", bond->basis);
1304
1305     ds_put_format(ds, "updelay: %d ms\n", bond->updelay);
1306     ds_put_format(ds, "downdelay: %d ms\n", bond->downdelay);
1307
1308     if (bond_is_balanced(bond)) {
1309         ds_put_format(ds, "next rebalance: %lld ms\n",
1310                       bond->next_rebalance - time_msec());
1311     }
1312
1313     ds_put_cstr(ds, "lacp_status: ");
1314     switch (bond->lacp_status) {
1315     case LACP_NEGOTIATED:
1316         ds_put_cstr(ds, "negotiated\n");
1317         break;
1318     case LACP_CONFIGURED:
1319         ds_put_cstr(ds, "configured\n");
1320         break;
1321     case LACP_DISABLED:
1322         ds_put_cstr(ds, "off\n");
1323         break;
1324     default:
1325         ds_put_cstr(ds, "<unknown>\n");
1326         break;
1327     }
1328
1329     ds_put_cstr(ds, "active slave mac: ");
1330     ds_put_format(ds, ETH_ADDR_FMT, ETH_ADDR_ARGS(bond->active_slave_mac));
1331     slave = bond_find_slave_by_mac(bond, bond->active_slave_mac);
1332     ds_put_format(ds,"(%s)\n", slave ? slave->name : "none");
1333
1334     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
1335         shash_add(&slave_shash, slave->name, slave);
1336     }
1337     sorted_slaves = shash_sort(&slave_shash);
1338
1339     for (i = 0; i < shash_count(&slave_shash); i++) {
1340         struct bond_entry *be;
1341
1342         slave = sorted_slaves[i]->data;
1343
1344         /* Basic info. */
1345         ds_put_format(ds, "\nslave %s: %s\n",
1346                       slave->name, slave->enabled ? "enabled" : "disabled");
1347         if (slave == bond->active_slave) {
1348             ds_put_cstr(ds, "\tactive slave\n");
1349         }
1350         if (slave->delay_expires != LLONG_MAX) {
1351             ds_put_format(ds, "\t%s expires in %lld ms\n",
1352                           slave->enabled ? "downdelay" : "updelay",
1353                           slave->delay_expires - time_msec());
1354         }
1355
1356         ds_put_format(ds, "\tmay_enable: %s\n",
1357                       slave->may_enable ? "true" : "false");
1358
1359         if (!bond_is_balanced(bond)) {
1360             continue;
1361         }
1362
1363         /* Hashes. */
1364         for (be = bond->hash; be <= &bond->hash[BOND_MASK]; be++) {
1365             int hash = be - bond->hash;
1366             uint64_t be_tx_k;
1367
1368             if (be->slave != slave) {
1369                 continue;
1370             }
1371
1372             be_tx_k = be->tx_bytes / 1024;
1373             if (be_tx_k) {
1374                 ds_put_format(ds, "\thash %d: %"PRIu64" kB load\n",
1375                           hash, be_tx_k);
1376             }
1377
1378             /* XXX How can we list the MACs assigned to hashes of SLB bonds? */
1379         }
1380     }
1381     shash_destroy(&slave_shash);
1382     free(sorted_slaves);
1383     ds_put_cstr(ds, "\n");
1384 }
1385
1386 static void
1387 bond_unixctl_show(struct unixctl_conn *conn,
1388                   int argc, const char *argv[],
1389                   void *aux OVS_UNUSED)
1390 {
1391     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
1392
1393     ovs_rwlock_rdlock(&rwlock);
1394     if (argc > 1) {
1395         const struct bond *bond = bond_find(argv[1]);
1396
1397         if (!bond) {
1398             unixctl_command_reply_error(conn, "no such bond");
1399             goto out;
1400         }
1401         bond_print_details(&ds, bond);
1402     } else {
1403         const struct bond *bond;
1404
1405         HMAP_FOR_EACH (bond, hmap_node, all_bonds) {
1406             bond_print_details(&ds, bond);
1407         }
1408     }
1409
1410     unixctl_command_reply(conn, ds_cstr(&ds));
1411     ds_destroy(&ds);
1412
1413 out:
1414     ovs_rwlock_unlock(&rwlock);
1415 }
1416
1417 static void
1418 bond_unixctl_migrate(struct unixctl_conn *conn,
1419                      int argc OVS_UNUSED, const char *argv[],
1420                      void *aux OVS_UNUSED)
1421 {
1422     const char *bond_s = argv[1];
1423     const char *hash_s = argv[2];
1424     const char *slave_s = argv[3];
1425     struct bond *bond;
1426     struct bond_slave *slave;
1427     struct bond_entry *entry;
1428     int hash;
1429
1430     ovs_rwlock_wrlock(&rwlock);
1431     bond = bond_find(bond_s);
1432     if (!bond) {
1433         unixctl_command_reply_error(conn, "no such bond");
1434         goto out;
1435     }
1436
1437     if (bond->balance != BM_SLB) {
1438         unixctl_command_reply_error(conn, "not an SLB bond");
1439         goto out;
1440     }
1441
1442     if (strspn(hash_s, "0123456789") == strlen(hash_s)) {
1443         hash = atoi(hash_s) & BOND_MASK;
1444     } else {
1445         unixctl_command_reply_error(conn, "bad hash");
1446         goto out;
1447     }
1448
1449     slave = bond_lookup_slave(bond, slave_s);
1450     if (!slave) {
1451         unixctl_command_reply_error(conn, "no such slave");
1452         goto out;
1453     }
1454
1455     if (!slave->enabled) {
1456         unixctl_command_reply_error(conn, "cannot migrate to disabled slave");
1457         goto out;
1458     }
1459
1460     entry = &bond->hash[hash];
1461     bond->bond_revalidate = true;
1462     entry->slave = slave;
1463     unixctl_command_reply(conn, "migrated");
1464
1465 out:
1466     ovs_rwlock_unlock(&rwlock);
1467 }
1468
1469 static void
1470 bond_unixctl_set_active_slave(struct unixctl_conn *conn,
1471                               int argc OVS_UNUSED, const char *argv[],
1472                               void *aux OVS_UNUSED)
1473 {
1474     const char *bond_s = argv[1];
1475     const char *slave_s = argv[2];
1476     struct bond *bond;
1477     struct bond_slave *slave;
1478
1479     ovs_rwlock_wrlock(&rwlock);
1480     bond = bond_find(bond_s);
1481     if (!bond) {
1482         unixctl_command_reply_error(conn, "no such bond");
1483         goto out;
1484     }
1485
1486     slave = bond_lookup_slave(bond, slave_s);
1487     if (!slave) {
1488         unixctl_command_reply_error(conn, "no such slave");
1489         goto out;
1490     }
1491
1492     if (!slave->enabled) {
1493         unixctl_command_reply_error(conn, "cannot make disabled slave active");
1494         goto out;
1495     }
1496
1497     if (bond->active_slave != slave) {
1498         bond->bond_revalidate = true;
1499         bond->active_slave = slave;
1500         VLOG_INFO("bond %s: active interface is now %s",
1501                   bond->name, slave->name);
1502         bond->send_learning_packets = true;
1503         unixctl_command_reply(conn, "done");
1504         bond_active_slave_changed(bond);
1505     } else {
1506         unixctl_command_reply(conn, "no change");
1507     }
1508 out:
1509     ovs_rwlock_unlock(&rwlock);
1510 }
1511
1512 static void
1513 enable_slave(struct unixctl_conn *conn, const char *argv[], bool enable)
1514 {
1515     const char *bond_s = argv[1];
1516     const char *slave_s = argv[2];
1517     struct bond *bond;
1518     struct bond_slave *slave;
1519
1520     ovs_rwlock_wrlock(&rwlock);
1521     bond = bond_find(bond_s);
1522     if (!bond) {
1523         unixctl_command_reply_error(conn, "no such bond");
1524         goto out;
1525     }
1526
1527     slave = bond_lookup_slave(bond, slave_s);
1528     if (!slave) {
1529         unixctl_command_reply_error(conn, "no such slave");
1530         goto out;
1531     }
1532
1533     bond_enable_slave(slave, enable);
1534     unixctl_command_reply(conn, enable ? "enabled" : "disabled");
1535
1536 out:
1537     ovs_rwlock_unlock(&rwlock);
1538 }
1539
1540 static void
1541 bond_unixctl_enable_slave(struct unixctl_conn *conn,
1542                           int argc OVS_UNUSED, const char *argv[],
1543                           void *aux OVS_UNUSED)
1544 {
1545     enable_slave(conn, argv, true);
1546 }
1547
1548 static void
1549 bond_unixctl_disable_slave(struct unixctl_conn *conn,
1550                            int argc OVS_UNUSED, const char *argv[],
1551                            void *aux OVS_UNUSED)
1552 {
1553     enable_slave(conn, argv, false);
1554 }
1555
1556 static void
1557 bond_unixctl_hash(struct unixctl_conn *conn, int argc, const char *argv[],
1558                   void *aux OVS_UNUSED)
1559 {
1560     const char *mac_s = argv[1];
1561     const char *vlan_s = argc > 2 ? argv[2] : NULL;
1562     const char *basis_s = argc > 3 ? argv[3] : NULL;
1563     struct eth_addr mac;
1564     uint8_t hash;
1565     char *hash_cstr;
1566     unsigned int vlan;
1567     uint32_t basis;
1568
1569     if (vlan_s) {
1570         if (!ovs_scan(vlan_s, "%u", &vlan)) {
1571             unixctl_command_reply_error(conn, "invalid vlan");
1572             return;
1573         }
1574     } else {
1575         vlan = 0;
1576     }
1577
1578     if (basis_s) {
1579         if (!ovs_scan(basis_s, "%"SCNu32, &basis)) {
1580             unixctl_command_reply_error(conn, "invalid basis");
1581             return;
1582         }
1583     } else {
1584         basis = 0;
1585     }
1586
1587     if (ovs_scan(mac_s, ETH_ADDR_SCAN_FMT, ETH_ADDR_SCAN_ARGS(mac))) {
1588         hash = bond_hash_src(mac, vlan, basis) & BOND_MASK;
1589
1590         hash_cstr = xasprintf("%u", hash);
1591         unixctl_command_reply(conn, hash_cstr);
1592         free(hash_cstr);
1593     } else {
1594         unixctl_command_reply_error(conn, "invalid mac");
1595     }
1596 }
1597
1598 void
1599 bond_init(void)
1600 {
1601     unixctl_command_register("bond/list", "", 0, 0, bond_unixctl_list, NULL);
1602     unixctl_command_register("bond/show", "[port]", 0, 1, bond_unixctl_show,
1603                              NULL);
1604     unixctl_command_register("bond/migrate", "port hash slave", 3, 3,
1605                              bond_unixctl_migrate, NULL);
1606     unixctl_command_register("bond/set-active-slave", "port slave", 2, 2,
1607                              bond_unixctl_set_active_slave, NULL);
1608     unixctl_command_register("bond/enable-slave", "port slave", 2, 2,
1609                              bond_unixctl_enable_slave, NULL);
1610     unixctl_command_register("bond/disable-slave", "port slave", 2, 2,
1611                              bond_unixctl_disable_slave, NULL);
1612     unixctl_command_register("bond/hash", "mac [vlan] [basis]", 1, 3,
1613                              bond_unixctl_hash, NULL);
1614 }
1615 \f
1616 static void
1617 bond_entry_reset(struct bond *bond)
1618 {
1619     if (bond->balance != BM_AB) {
1620         size_t hash_len = BOND_BUCKETS * sizeof *bond->hash;
1621
1622         if (!bond->hash) {
1623             bond->hash = xmalloc(hash_len);
1624         }
1625         memset(bond->hash, 0, hash_len);
1626
1627         bond->next_rebalance = time_msec() + bond->rebalance_interval;
1628     } else {
1629         free(bond->hash);
1630         bond->hash = NULL;
1631     }
1632 }
1633
1634 static struct bond_slave *
1635 bond_slave_lookup(struct bond *bond, const void *slave_)
1636 {
1637     struct bond_slave *slave;
1638
1639     HMAP_FOR_EACH_IN_BUCKET (slave, hmap_node, hash_pointer(slave_, 0),
1640                              &bond->slaves) {
1641         if (slave->aux == slave_) {
1642             return slave;
1643         }
1644     }
1645
1646     return NULL;
1647 }
1648
1649 static void
1650 bond_enable_slave(struct bond_slave *slave, bool enable)
1651 {
1652     slave->delay_expires = LLONG_MAX;
1653     if (enable != slave->enabled) {
1654         slave->bond->bond_revalidate = true;
1655         slave->enabled = enable;
1656
1657         ovs_mutex_lock(&slave->bond->mutex);
1658         if (enable) {
1659             list_insert(&slave->bond->enabled_slaves, &slave->list_node);
1660         } else {
1661             list_remove(&slave->list_node);
1662         }
1663         ovs_mutex_unlock(&slave->bond->mutex);
1664
1665         VLOG_INFO("interface %s: %s", slave->name,
1666                   slave->enabled ? "enabled" : "disabled");
1667     }
1668 }
1669
1670 static void
1671 bond_link_status_update(struct bond_slave *slave)
1672 {
1673     struct bond *bond = slave->bond;
1674     bool up;
1675
1676     up = netdev_get_carrier(slave->netdev) && slave->may_enable;
1677     if ((up == slave->enabled) != (slave->delay_expires == LLONG_MAX)) {
1678         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 20);
1679         VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: link state %s",
1680                      slave->name, up ? "up" : "down");
1681         if (up == slave->enabled) {
1682             slave->delay_expires = LLONG_MAX;
1683             VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: will not be %s",
1684                          slave->name, up ? "disabled" : "enabled");
1685         } else {
1686             int delay = (bond->lacp_status != LACP_DISABLED ? 0
1687                          : up ? bond->updelay : bond->downdelay);
1688             slave->delay_expires = time_msec() + delay;
1689             if (delay) {
1690                 VLOG_INFO_RL(&rl, "interface %s: will be %s if it stays %s "
1691                              "for %d ms",
1692                              slave->name,
1693                              up ? "enabled" : "disabled",
1694                              up ? "up" : "down",
1695                              delay);
1696             }
1697         }
1698     }
1699
1700     if (time_msec() >= slave->delay_expires) {
1701         bond_enable_slave(slave, up);
1702     }
1703 }
1704
1705 static unsigned int
1706 bond_hash_src(const struct eth_addr mac, uint16_t vlan, uint32_t basis)
1707 {
1708     return hash_mac(mac, vlan, basis);
1709 }
1710
1711 static unsigned int
1712 bond_hash_tcp(const struct flow *flow, uint16_t vlan, uint32_t basis)
1713 {
1714     struct flow hash_flow = *flow;
1715     hash_flow.vlan_tci = htons(vlan);
1716
1717     /* The symmetric quality of this hash function is not required, but
1718      * flow_hash_symmetric_l4 already exists, and is sufficient for our
1719      * purposes, so we use it out of convenience. */
1720     return flow_hash_symmetric_l4(&hash_flow, basis);
1721 }
1722
1723 static unsigned int
1724 bond_hash(const struct bond *bond, const struct flow *flow, uint16_t vlan)
1725 {
1726     ovs_assert(bond->balance == BM_TCP || bond->balance == BM_SLB);
1727
1728     return (bond->balance == BM_TCP
1729             ? bond_hash_tcp(flow, vlan, bond->basis)
1730             : bond_hash_src(flow->dl_src, vlan, bond->basis));
1731 }
1732
1733 static struct bond_entry *
1734 lookup_bond_entry(const struct bond *bond, const struct flow *flow,
1735                   uint16_t vlan)
1736 {
1737     return &bond->hash[bond_hash(bond, flow, vlan) & BOND_MASK];
1738 }
1739
1740 /* Selects and returns an enabled slave from the 'enabled_slaves' list
1741  * in a round-robin fashion.  If the 'enabled_slaves' list is empty,
1742  * returns NULL. */
1743 static struct bond_slave *
1744 get_enabled_slave(struct bond *bond)
1745 {
1746     struct ovs_list *node;
1747
1748     ovs_mutex_lock(&bond->mutex);
1749     if (list_is_empty(&bond->enabled_slaves)) {
1750         ovs_mutex_unlock(&bond->mutex);
1751         return NULL;
1752     }
1753
1754     node = list_pop_front(&bond->enabled_slaves);
1755     list_push_back(&bond->enabled_slaves, node);
1756     ovs_mutex_unlock(&bond->mutex);
1757
1758     return CONTAINER_OF(node, struct bond_slave, list_node);
1759 }
1760
1761 static struct bond_slave *
1762 choose_output_slave(const struct bond *bond, const struct flow *flow,
1763                     struct flow_wildcards *wc, uint16_t vlan)
1764 {
1765     struct bond_entry *e;
1766     int balance;
1767
1768     balance = bond->balance;
1769     if (bond->lacp_status == LACP_CONFIGURED) {
1770         /* LACP has been configured on this bond but negotiations were
1771          * unsuccussful. If lacp_fallback_ab is enabled use active-
1772          * backup mode else drop all traffic. */
1773         if (!bond->lacp_fallback_ab) {
1774             return NULL;
1775         }
1776         balance = BM_AB;
1777     }
1778
1779     switch (balance) {
1780     case BM_AB:
1781         return bond->active_slave;
1782
1783     case BM_TCP:
1784         if (bond->lacp_status != LACP_NEGOTIATED) {
1785             /* Must have LACP negotiations for TCP balanced bonds. */
1786             return NULL;
1787         }
1788         if (wc) {
1789             flow_mask_hash_fields(flow, wc, NX_HASH_FIELDS_SYMMETRIC_L4);
1790         }
1791         /* Fall Through. */
1792     case BM_SLB:
1793         if (wc) {
1794             flow_mask_hash_fields(flow, wc, NX_HASH_FIELDS_ETH_SRC);
1795         }
1796         e = lookup_bond_entry(bond, flow, vlan);
1797         if (!e->slave || !e->slave->enabled) {
1798             e->slave = get_enabled_slave(CONST_CAST(struct bond*, bond));
1799         }
1800         return e->slave;
1801
1802     default:
1803         OVS_NOT_REACHED();
1804     }
1805 }
1806
1807 static struct bond_slave *
1808 bond_choose_slave(const struct bond *bond)
1809 {
1810     struct bond_slave *slave, *best;
1811
1812     /* Find the last active slave. */
1813     slave = bond_find_slave_by_mac(bond, bond->active_slave_mac);
1814     if (slave && slave->enabled) {
1815         return slave;
1816     }
1817
1818     /* Find an enabled slave. */
1819     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
1820         if (slave->enabled) {
1821             return slave;
1822         }
1823     }
1824
1825     /* All interfaces are disabled.  Find an interface that will be enabled
1826      * after its updelay expires.  */
1827     best = NULL;
1828     HMAP_FOR_EACH (slave, hmap_node, &bond->slaves) {
1829         if (slave->delay_expires != LLONG_MAX
1830             && slave->may_enable
1831             && (!best || slave->delay_expires < best->delay_expires)) {
1832             best = slave;
1833         }
1834     }
1835     return best;
1836 }
1837
1838 static void
1839 bond_choose_active_slave(struct bond *bond)
1840 {
1841     static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 20);
1842     struct bond_slave *old_active_slave = bond->active_slave;
1843
1844     bond->active_slave = bond_choose_slave(bond);
1845     if (bond->active_slave) {
1846         if (bond->active_slave->enabled) {
1847             VLOG_INFO_RL(&rl, "bond %s: active interface is now %s",
1848                          bond->name, bond->active_slave->name);
1849         } else {
1850             VLOG_INFO_RL(&rl, "bond %s: active interface is now %s, skipping "
1851                          "remaining %lld ms updelay (since no interface was "
1852                          "enabled)", bond->name, bond->active_slave->name,
1853                          bond->active_slave->delay_expires - time_msec());
1854             bond_enable_slave(bond->active_slave, true);
1855         }
1856
1857         bond->send_learning_packets = true;
1858
1859         if (bond->active_slave != old_active_slave) {
1860             bond_active_slave_changed(bond);
1861         }
1862     } else if (old_active_slave) {
1863         VLOG_INFO_RL(&rl, "bond %s: all interfaces disabled", bond->name);
1864     }
1865 }
1866
1867 /*
1868  * Return true if bond has unstored active slave change.
1869  * If return true, 'mac' will store the bond's current active slave's
1870  * MAC address.  */
1871 bool
1872 bond_get_changed_active_slave(const char *name, struct eth_addr *mac,
1873                               bool force)
1874 {
1875     struct bond *bond;
1876
1877     ovs_rwlock_wrlock(&rwlock);
1878     bond = bond_find(name);
1879     if (bond) {
1880         if (bond->active_slave_changed || force) {
1881             *mac = bond->active_slave_mac;
1882             bond->active_slave_changed = false;
1883             ovs_rwlock_unlock(&rwlock);
1884             return true;
1885         }
1886     }
1887     ovs_rwlock_unlock(&rwlock);
1888
1889     return false;
1890 }