DPDK系列之四十一数据收发整体流程源码分析之一整体流程

2024-07-10 13:38| 来源: 网络整理| 查看: 265

一、说明

在前面的分析中基本介绍了DPDK中的各种模块的技术架构，从这篇开始，就从头开始对整个代码的流程进行分析，然后在此基础上，初步掌握了DPDK的代码架构和功能分析后，再对基于DPDK的上层应用进行分析。这是一个从分到合，从基础到应用的过程。在这个过程中需要不断的回顾和补充原来的知识。

二、数据包流程

在前面详细分析过数据包的转运流程，其实做一种IO接口，一定是分成两部分，即数据的接收和发送。从宏观上看，无论数据的接收和发送，都需要网卡到队列（Ring）然后到应用层的这么一个过程。DPDK的特点是尽量不打扰内核，并通过DMA（RDMA）的方式将数据利用队列将应用层与网卡进行交互。而在这个交互的过程中，又有几种方式，如轮询、中断和混合三种方式。明白了这些，再加上前面的相关文章的分析，那么整体的流程和细节的程序大致已经把握了，那么最重要的就是看DPDK的源码是如何实现这些的。

三、源码分析

闲言少叙，直接进入正题(examples\skeleton\basicfwd.c)：先看入口函数：

/* * The main function, which does initialization and calls the per-lcore * functions. */ int main(int argc, char *argv[]) { struct rte_mempool *mbuf_pool; unsigned nb_ports; uint16_t portid; /* Initialize the Environment Abstraction Layer (EAL). */ int ret = rte_eal_init(argc, argv); if (ret rte_eal_init_alert("unsupported cpu type."); rte_errno = ENOTSUP; return -1; } if (!rte_atomic32_test_and_set(&run_once)) { rte_eal_init_alert("already called initialization."); rte_errno = EALREADY; return -1; } ...... /* Call each registered callback, if enabled */ rte_option_init(); return fctret; }

这个函数已经分析过多次了，但是其中其实还有很多的细节没有分析到位，这个只有真正的用到哪块才会认真的去看每一行代码。这个代码其实就是大量的参数、配置、大页内存等待的初始化。反正代码里大量的init估计即使不明白初始化啥也知道是初始化的功能。其下就是检查偶数个端的函数：

uint16_t rte_eth_dev_count_avail(void) { uint16_t p; uint16_t count; count = 0; RTE_ETH_FOREACH_DEV(p) count++; return count; }

然后开始创建内存池：

/* helper to create a mbuf pool */ struct rte_mempool * rte_pktmbuf_pool_create(const char *name, unsigned int n, unsigned int cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size, int socket_id) { return rte_pktmbuf_pool_create_by_ops(name, n, cache_size, priv_size, data_room_size, socket_id, NULL); }

然后调用端口初始化函数：

/* basicfwd.c: Basic DPDK skeleton forwarding example. */ /* * Initializes a given port using global settings and with the RX buffers * coming from the mbuf_pool passed as a parameter. */ static inline int port_init(uint16_t port, struct rte_mempool *mbuf_pool) { struct rte_eth_conf port_conf = port_conf_default; const uint16_t rx_rings = 1, tx_rings = 1; ...... /* Enable RX in promiscuous mode for the Ethernet device. */ retval = rte_eth_promiscuous_enable(port); if (retval != 0) return retval; return 0; }

然后通过rte_lcore_count() 来判断逻辑核心的数量，如果多于1个，在本程序其实没啥意义。最后调用函数：

static __attribute__((noreturn)) void lcore_main(void) { uint16_t port; /* * Check that the port is on the same NUMA node as the polling thread * for best performance. */ RTE_ETH_FOREACH_DEV(port) if (rte_eth_dev_socket_id(port) >= 0 && rte_eth_dev_socket_id(port) != (int)rte_socket_id()) printf("WARNING, port %u is on remote NUMA node to " "polling thread.\n\tPerformance will " "not be optimal.\n", port); printf("\nCore %u forwarding packets. [Ctrl+C to quit]\n", rte_lcore_id()); /* Run until the application is quit or killed. */ for (;;) { /* * Receive packets on a port and forward them on the paired * port. The mapping is 0 -> 1, 1 -> 0, 2 -> 3, 3 -> 2, etc. */ RTE_ETH_FOREACH_DEV(port) { /* Get burst of RX packets, from first port of pair. */ struct rte_mbuf *bufs[BURST_SIZE]; const uint16_t nb_rx = rte_eth_rx_burst(port, 0, bufs, BURST_SIZE); if (unlikely(nb_rx == 0)) continue; /* Send burst of TX packets, to second port of pair. */ const uint16_t nb_tx = rte_eth_tx_burst(port ^ 1, 0, bufs, nb_rx); /* Free any unsent packets. */ if (unlikely(nb_tx /* if we're in a primary process, we need to mark hugepages as freeable * so that finalization can release them back to the system. */ if (rte_eal_process_type() == RTE_PROC_PRIMARY) rte_memseg_walk(mark_freeable, NULL); rte_service_finalize(); #ifdef VFIO_PRESENT vfio_mp_sync_cleanup(); #endif rte_mp_channel_cleanup(); eal_cleanup_config(&internal_config); return 0; }

这个程序相对简单，又对数据流进行了网口的转发，这样，对数据包正好有收有接，容易分析理解。在这个简单的服务代码中，开始展开对DPDK中数据流程的整体流转的源码分析。

四、总结

代码分析比较枯燥，但这又是必不可少的一关，不过不行。古人不是说过，做学问就像翻山，一山方出一山拦。只要坚持下去，就会闯出层峦叠嶂的知识万山。

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