(WIP) DPDK理论学习(by quqi99)
作者:张华 发表于:2016-04-22
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组成模块
- rte_timer,包装提供内核的Time-Stamp Couter(TSC)时间服务。让异步运行函数成为可能
- rte_malloc, 从memzones中分配大页,相较于4K heap pages。页表项更少,TLB命中率更高。
- rte_ring, 固定大小的环形缓存区。lockless multi-producer, multi-consumer, bulk/burst-enqueue/dequeue的FIFO队列管理API. 当中per-lcore变量通过Thread Local Storage(TLS)提供per-thread local storage.
- rte_mempool, 分区pool,pool使用name标记并使用ring分配objects.
- rte_mbuf, 用于提供对mbuf(ctrlmbuf + pktmbuf)的管理。mbuf存储在mempool中
- rte_eal + libc, EAL(Environment Abstration Layer)提供对上述的接口。隐藏App和Lib之间的环境细节。如:Alarm操作、中断处理、CPU特性识别(rte_cpu_get_feature)、Trace和Debug功能、PCI总线訪问、原子锁操作、内存分配、Core亲和性、多进程&多线程、librte_hash(包转发算法), librte_lpm (Longest Prefix Match,包转发算法),librte_net)。EAL通过/sys向用户空间呈现PCI信息(/sys/bug/pci)与address space,EAL用igb_uio模块用户空间提供/dev/uidX设备文件,应用就能够使用mmap /dev/uidX到PCI address space。
用户空间採用了pthread库。DPDK包含1G和10G的PMDs(Poll Mode Drivers), 及没有异步和中断信息机制的virtio控制器。
初始化
内存管理
一个连续的内存块通过rte_memseg来描写叙述,再通过memzone的概念来聚集(可使用rte_eal_get_configuration()来訪问)。使用aligh參数来对齐数据(2的指数倍但不大于64 bytes)。
memzone能够保留2MB或1G的大页。
CONFIG_RTE_MALLOC_DEBUG參数能够帮助调试缓存区溢出错误。
librte_malloc用于分配随意大小的内存,在NUMA中,是分配该core所在的NUMA socket还是其他socket上的内存由參数显然决定。常见两个数据结构:
- malloc_heap, 管理per-socket上的free内存(每一个NUMA node上有一个heap结构), numa_socket, mz_count, lock, free_head.
- malloc_elem, memzone中各种管理对象的通用头部描写叙述,heap, prev, next_free, state, padding, size.
KNI接口
DPDK提供了两种方法与linux kernel协议栈交互: TAP和KNI。KNI(Intel DPDK Kernel NIC Interface)同意用户应用訪问Linux控制平面。能够让TUN/TAP设备省去系统调用和数据拷贝(copy_to_user()/copy_from_user())的时间。也能够同意应用使用kernel tcp/ip栈及使用标准的的管理工具如ethtool, ifconfig,tcpdump等(/dev/kni)。
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參考
[1] http://www.cnblogs.com/chanwai1219/p/3680239.html
[3] Intel® Data Plane Development Kit (Intel® DPDK)
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