dpdk-2.helloword源码

参考资料

dpdk第二课------helloworld源码剖析
 DPDK 环境适配层EAL

前言

dpdk的example-helloworld学习

源码

c 复制代码

/* 在逻辑核心上启动一个处理函数 */
static int
lcore_hello(__rte_unused void *arg)
{
    unsigned lcore_id;
    lcore_id = rte_lcore_id();   // 获取当前函数所使用的lcore逻辑核心
    printf("hello from core %u\n", lcore_id);
    return 0;
}
  
int main(int argc, char **argv)
{
    int ret;
    unsigned lcore_id;
    
    // EAL 初始化
    ret = rte_eal_init(argc, argv);
    if (ret < 0)
        rte_panic("Cannot init EAL\n");
        
    /* 设置日志级别 */
    rte_log_set_level(RTE_LOGTYPE_EAL, RTE_LOG_DEBUG);

    // master - worker 架构
    // 遍历每一个worker逻辑核心，并在worker核心上运行lcore_hello函数
    RTE_LCORE_FOREACH_WORKER(lcore_id) {
        rte_eal_remote_launch(lcore_hello, NULL, lcore_id);
    }   
    /* 在main核心上也调用lcore_hello 函数 */
    lcore_hello(NULL);
    // 等待线程结束。
    rte_eal_mp_wait_lcore();
    /* clean up the EAL */
    rte_eal_cleanup();

    return 0;
}

EAL

EAL 初始化通过调用 DPDK 的rte_eal_init()函数完成，该过程会处理一系列关键操作，主要包括：

命令行参数解析解析启动 DPDK 应用时传入的命令行参数（如核心掩码、大页配置、设备绑定等），常见参数包括：
- -c <core_mask>：指定应用使用的 CPU 核心（通过掩码表示，如-c 0x3表示使用核心 0 和 1）；
- -n <num>：指定内存通道数（与 CPU 内存控制器相关）；
- --huge-dir <path>：指定大页内存的挂载路径；
- -w <pci_addr>：指定需要绑定的 PCI 设备（如网卡）。
大页内存初始化 DPDK 为减少内存访问延迟、避免 TLB（Translation Lookaside Buffer） miss，依赖大页内存（Hugepages）。EAL 初始化会：
- 检查系统是否配置了足够的大页内存（通常需要提前在系统中预留，如echo 1024 > /sys/devices/system/node/node0/hugepages/hugepages-2048kB/nr_hugepages）；
- 挂载大页内存到指定目录（如/mnt/huge）；
- 为 DPDK 应用分配大页内存池，供后续数据包缓冲区（如rte_mbuf）使用。
CPU 核心管理为避免操作系统进程调度带来的延迟，DPDK 通常将线程绑定到特定的 CPU 核心（核绑定）。EAL 初始化会：
- 识别系统中的 CPU 核心拓扑（如物理核、逻辑核、NUMA 节点）；
- 根据-c参数预留指定的 CPU 核心，避免被其他进程占用；
- 提供核心绑定接口（如rte_eal_remote_launch()），供后续应用线程绑定使用。
PCI 设备探测与初始化DPDK 需要直接操作网卡等 PCIe 设备（绕过操作系统内核协议栈），EAL 初始化会：
- 扫描系统中的 PCI 设备，识别支持 DPDK 的网卡（如 Intel、Mellanox 等厂商的高性能网卡）；
- 将指定的 PCI 设备（通过-w参数）从操作系统内核驱动（如ixgbe）解绑，重新绑定到 DPDK 兼容的用户态驱动（如vfio-pci、uio_pci_generic）；
- 为设备分配资源（如 I/O 内存、中断），并初始化设备硬件队列（如收包队列、发包队列）。
其他基础组件初始化
- 日志系统：初始化日志输出（控制台、文件）和级别控制；
- 内存池（Mempool）：创建默认的内存池，用于管理数据包缓冲区；
- 多进程 / 多线程支持：初始化进程间通信（IPC）机制（如共享内存），支持多进程模式；
- 计时器：初始化高精度计时器，供性能统计或定时任务使用。

核心

DPDK 应用通常运行在多个 CPU 核心上，这些核心被分为两类：

主核心（master lcore） ：负责初始化 EAL、管理全局资源（如设备配置、内存池）等 "控制平面" 工作，通常是 EAL 初始化时第一个被启用的核心（由-c参数指定的核心掩码中，序号最小的核心）。
工作核心（worker lcore） ：负责 "数据平面" 的核心工作（如数据包收发、解析、转发等），是除 master 之外的所有被 EAL 启用的核心。

RTE_LCORE_FOREACH_WORKER

RTE_LCORE_FOREACH_WORKER 宏的核心功能是迭代遍历所有 worker lcore，方便开发者在每个 worker 核心上部署并行任务（如启动数据包处理线程）。

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#define RTE_LCORE_FOREACH_WORKER(lc) \
    for (lc = rte_get_next_lcore(-1, 1, 0); lc < RTE_MAX_LCORE; \
        lc = rte_get_next_lcore(lc, 1, 0))

参数 lc：循环变量，用于存储当前遍历到的 worker lcore 的 ID（逻辑核心编号）。
rte_get_next_lcore(-1, 1, 0)：从第一个核心开始查找，1 表示只返回 worker lcore（排除 master），0 表示不循环查找

rte_eal_remote_launch

rte_eal_remote_launch 是一个核心函数，用于在指定的逻辑核心（lcore）上启动一个用户定义的函数，是实现多核心并行任务调度的关键接口。它的设计目标是将数据平面的处理逻辑（如数据包收发、转发）绑定到特定的 CPU 核心，避免操作系统调度带来的延迟，从而保证高性能。

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int rte_eal_remote_launch(int (*f)(void *), void *arg, unsigned int lcore_id);

参数解析 ：
- f：函数指针，指向要在目标 lcore 上执行的任务函数（返回值为int，参数为void *）。
- arg：传递给任务函数f的参数（可以是任意类型的指针，需自行保证生命周期）。
- lcore_id：目标逻辑核心的 ID（必须是 EAL 初始化时通过-c参数启用的 lcore，否则会失败）。
返回值 ：
- 成功：返回0（函数已被提交到目标 lcore 的任务队列，等待执行）。
- 失败：返回-1（可能原因：lcore_id无效、目标 lcore 未启用、该 lcore 已有任务在运行等）。

通过管道发送唤醒信号，通知worker线程任务。