【OVS2.5.0源码分析】upcall处理线程分析(1)

本文深入探讨了OVS2.5.0中upcall处理线程的工作机制,主要关注入口函数udpif_upcall_handler。该线程通过netlink接口接收并处理由datapath上送的报文。

upcall线程处理由datapath通过netlink机制上送的报文,其入口函数为udpif_upcall_handler,这一篇我们先分析该线程是如何收取upcall报文的。

1、udpif_upcall_handler函数

/* The upcall handler thread tries to read a batch of UPCALL_MAX_BATCH
 * upcalls from dpif, processes the batch and installs corresponding flows
 * in dpif. */
static void *
udpif_upcall_handler(void *arg)
{
    struct handler *handler = arg;
    struct udpif *udpif = handler->udpif;

    while (!latch_is_set(&handler->udpif->exit_latch)) {	
        if (recv_upcalls(handler)) {
            poll_immediate_wake();     //不阻塞,说明还有upcall需要处理
        } else {
            dpif_recv_wait(udpif->dpif, handler->handler_id);     //阻塞在netlink接收上
            latch_wait(&udpif->exit_latch); 
        }
        poll_block();		//poll阻塞
    }

    return NULL;
}
2、recv_upcalls函数

static size_t
recv_upcalls(struct handler *handler)
{
    struct udpif *udpif = handler->udpif;
    uint64_t recv_stubs[UPCALL_MAX_BATCH][512 / 8];
    struct ofpbuf recv_bufs[UPCALL_MAX_BATCH];
    struct dpif_upcall dupcalls[UPCALL_MAX_BATCH];
    struct upcall upcalls[UPCALL_MAX_BATCH];
    struct flow flows[UPCALL_MAX_BATCH];
    size_t n_upcalls, i;

    n_upcalls = 0;
    while (n_upcalls < UPCALL_MAX_BATCH) {
        struct ofpbuf *recv_buf = &recv_bufs[n_upcalls];
        struct dpif_upcall *dupcall = &dupcalls[n_upcalls];
        struct upcall *upcall = &upcalls[n_upcalls];
        struct flow *flow = &flows[n_upcalls];
        unsigned int mru;
        int error;

        ofpbuf_use_stub(recv_buf, recv_stubs[n_upcalls],
                        sizeof recv_stubs[n_upcalls]);
        if (dpif_recv(udpif->dpif, handler->handler_id, dupcall, recv_buf)) {    //接收upcall报文
            ofpbuf_uninit(recv_buf);
            break;
        }

        if (odp_flow_key_to_flow(dupcall->key, dupcall->key_len, flow)
            == ODP_FIT_ERROR) {
            goto free_dupcall;
        }

        if (dupcall->mru) {
            mru = nl_attr_get_u16(dupcall->mru);
        } else {
            mru = 0;
        }

        error = upcall_receive(upcall, udpif->backer, &dupcall->packet,
                               dupcall->type, dupcall->userdata, flow, mru,
                               &dupcall->ufid, PMD_ID_NULL);
        if (error) {
            if (error == ENODEV) {
                /* Received packet on datapath port for which we couldn't
                 * associate an ofproto.  This can happen if a port is removed
                 * while traffic is being received.  Print a rate-limited
                 * message in case it happens frequently. */
                dpif_flow_put(udpif->dpif, DPIF_FP_CRE
<think>好的,我现在需要帮助用户分析Open vSwitch(OVS)的源码实现。用户已经提供了一些相关的引用资料,我需要结合这些资料来组织一个详细的回答。首先,我应该先理解用户的需求,他们可能是一个刚开始接触OVS源码的开发者或研究人员,想要了解源码的结构和关键模块。 根据引用资料,OVS的源码结构包括ovs-vswitchd守护进程、ovsdb-server数据库、内核模块等。用户提供的引用[1]提到了源码文件布局,我需要先介绍这一点,让用户有一个整体的认识。然后,根据引用[2]、[3]、[4],网桥(Bridge)的实现、vswitchd的功能以及主循环的结构都是关键部分。我需要将这些部分逐一展开,说明它们的功能和相互关系。 接下来,我需要确保回答符合用户给出的格式要求,比如使用中文,正确应用行内和独立公式的LaTeX格式(虽然目前可能用不上数学公式,但如果有需要的话要记得)。另外,用户要求生成相关问题,这些问题需要与源码分析相关,能够引导用户进一步探索。 在组织内容时,可能需要分模块介绍,比如源码结构、核心组件、数据路径处理、主循环机制等。每个部分需要结合引用中的具体信息,比如bridge_run()和bridge_wait()的作用,以及ovs-vswitchd的主循环结构。同时,要确保引用标识正确添加到对应的段落末尾,例如引用[^1]、[^2]等。 还要注意用户提到的“系统级指令”中的要求,比如行内数学表达式用$...$,独立公式用$$...$$,不过当前问题可能涉及较少的数学内容,但如果有涉及的地方需要正确应用。另外,回答需要结构清晰,分步骤说明,保证真实可靠,所以需要准确引用提供的资料,并正确标注来源。 最后,生成的相关问题应该针对OVS源码的深入分析,比如数据路径实现、与内核模块的交互、性能优化等,这样可以帮助用户进一步研究。需要确保问题具有针对性,能够引导用户探索源码的不同方面。 总结来说,回答的结构应该包括源码结构概述、核心模块分析(如网桥、vswitchd)、主循环机制、数据路径处理,以及源码分析方法,每个部分结合引用资料进行说明,并在最后生成相关问题。需要注意格式正确,引用标识正确放置,语言简洁明了,帮助用户逐步理解OVS的源码实现。</think>### Open vSwitch源码实现分析 #### 1. 源码结构概述 Open vSwitch(OVS)的源码组织主要分为以下模块: - **ovs-vswitchd**:用户空间守护进程,负责处理交换逻辑和流表管理[^4] - **ovsdb-server**:轻量级数据库,存储交换机配置和状态信息 - **内核模块**:实现快速数据路径(如`datapath/linux`目录) - **协议支持**:包括OpenFlow、NetFlow等协议实现 引用[1]指出,2.17.1版本源码目录结构清晰,核心模块集中在`lib`、`ofproto`、`vswitchd`等目录中[^1]。 #### 2. 核心组件分析 **(1) 网桥(Bridge)实现** - 通过`struct bridge`表示虚拟网桥,包含端口、流表、QoS策略等配置[^2] - 功能实现比Linux Bridge更强大,支持: $$ \text{OpenFlow协议} + \text{多级流表} + \text{SDN扩展} $$ - 关键数据结构关联: ```c struct bridge → struct ofproto → struct flow_table ``` **(2) vswitchd主循环** 主程序通过事件驱动模型运行: ```c while (!exiting) { bridge_run(); // 处理网桥状态更新 unixctl_server_run();// 执行控制命令 netdev_run(); // 处理网络设备事件 poll_block(); // 等待事件触发[^4] } ``` 其中`bridge_wait()`实现同步机制,协调OVSDB事务、接口通知等事件[^3]。 #### 3. 数据路径处理 - **快速路径**:内核模块处理常规数据包转发 - **慢速路径**:用户空间处理复杂匹配和OpenFlow规则 - 流量匹配公式: 设数据包特征为$P=\{src\_mac, dst\_mac, ...\}$,流表规则为$F=\{match\_fields, actions\}$,则: $$ \exists F_i \in FlowTable,\ s.t.\ P \subseteq match\_fields(F_i) $$ #### 4. 源码分析方法论 建议采用以下步骤: 1. 从`ovs-vswitchd/main.c`跟踪主循环 2. 分析`bridge_init()`初始化流程 3. 研究`ofproto`模块的OpenFlow实现 4. 对照OVSDB模式文件`vswitch.ovsschema` ###
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