DPDK(一)DPDK源码组织框架

本文详细介绍DPDK源码的组织架构,分为Makefile和Config、库、驱动、应用程序四大部分,涵盖DPDK核心组件与功能,适用于初学者快速入门。

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刚拿到DPDK学习任务的时候一脸懵,这么多内容根本不知道从哪看起,走了很多弯路,效率很低,故记录下本文,帮助有需要的人。

本文分四部分介绍DPDK源码的组织架构。

在本文的描述中 RTE_SDK 作为环境变量指向DPDK源码包解压出来的文件根目录。 参看 构建系统提供的有用变量 获取更多的变量描述。

1.Makefile和Config

由DPDK库和应用程序提供的 Makefiles 位于 $(RTE_SDK)/mk 中。

配置模板位于 $(RTE_SDK)/config。这些模板描述了为每个目标启用的选项。 配置文件许多可以为DPDK库启用或禁用的选项,包括调试选项。用户应该查看配置文件并熟悉这些选项。配置文件同样也用于创建头文件,创建的头文件将位于新生成的目录中。

2.库

库文件源码位于目录$(RTE_SDK)/lib中。按照惯例,库指的是为应用程序提供API的任何代码。通常,它会生成一个(.a)文件,这个目录中可能也保存一些内核模块。

Lib目录包含如下项目

lib
+-- librte_cmdline      # 命令行接口
+-- librte_distributor  # 报文分发器
+-- librte_eal          # 环境抽象层
+-- librte_ether        # PMD通用接口
+-- librte_hash         # 哈希库
+-- librte_ip_frag      # IP分片库
+-- librte_kni          # 内核NIC接口
+-- librte_kvargs       # 参数解析库
+-- librte_lpm          # 最长前缀匹配库
+-- librte_mbuf         # 报文及控制缓冲区操作库
+-- librte_mempool      # 内存池管理器
+-- librte_meter        # QoS metering 库
+-- librte_net          # IP相关的一些头部
+-- librte_power        # 电源管理库
+-- librte_ring         # 软件无锁环形缓冲区
+-- librte_sched        # QoS调度器和丢包器库
+-- librte_timer        # 定时器库

3.驱动

驱动程序是为设备(硬件设备或者虚拟设备)提供轮询模式驱动程序实现的特殊库。 他们包含在drivers子目录中,按照类型分类,各自编译成一个库,其格式为 librte_pmd_X.a ,其中 X 是驱动程序的名称。

驱动程序目录下有个 net 子目录,包括如下项目:

drivers/net
+-- af_packet          # 基于Linux af_packet的pmd
+-- bonding            # 绑定pmd驱动
+-- cxgbe              # Chelsio Terminator 10GbE/40GbE pmd
+-- e1000              # 1GbE pmd (igb and em)
+-- enic               # Cisco VIC Ethernet NIC Poll-mode Driver
+-- fm10k              # Host interface PMD driver for FM10000 Series
+-- i40e               # 40GbE poll mode driver
+-- ixgbe              # 10GbE poll mode driver
+-- mlx4               # Mellanox ConnectX-3 poll mode driver
+-- null               # NULL poll mode driver for testing
+-- pcap               # PCAP poll mode driver
+-- ring               # Ring poll mode driver
+-- szedata2           # SZEDATA2 poll mode driver
+-- virtio             # Virtio poll mode driver
+-- vmxnet3            # VMXNET3 poll mode driver
+-- xenvirt            # Xen virtio poll mode driver

部分 driver/net 目录包含一个base子目录,这个目录通常包含用户不能直接修改的代码。 任何修订或增强都应该X_osdep.c或X_osdep.h文件完成。请参阅base目录中本地的自述文件以获取更多的信息。

4.应用程序

应用程序是包含 main() 函数的源文件。 他们位于 $(RTE_SDK)/app 和 $(RTE_SDK)/examples 目录中。

应用程序目录包含用于测试DPPDK(如自动测试)或轮询模式驱动程序(test-pmd)的实例应用程序:

app
+-- chkincs            # Test program to check include dependencies
+-- cmdline_test       # Test the commandline library
+-- test               # Autotests to validate DPDK features
+-- test-acl           # Test the ACL library
+-- test-pipeline      # Test the IP Pipeline framework
+-- test-pmd           # Test and benchmark poll mode drivers

Example目录包含示例应用程序,显示了如何使用库:

examples
+-- cmdline            # Example of using the cmdline library
+-- exception_path     # Sending packets to and from Linux TAP device
+-- helloworld         # Basic Hello World example
+-- ip_reassembly      # Example showing IP reassembly
+-- ip_fragmentation   # Example showing IPv4 fragmentation
+-- ipv4_multicast     # Example showing IPv4 multicast
+-- kni                # Kernel NIC Interface (KNI) example
+-- l2fwd              # L2 forwarding with and without SR-IOV
+-- l3fwd              # L3 forwarding example
+-- l3fwd-power        # L3 forwarding example with power management
+-- l3fwd-vf           # L3 forwarding example with SR-IOV
+-- link_status_interrupt # Link status change interrupt example
+-- load_balancer      # Load balancing across multiple cores/sockets
+-- multi_process      # Example apps using multiple DPDK processes
+-- qos_meter          # QoS metering example
+-- qos_sched          # QoS scheduler and dropper example
+-- timer              # Example of using librte_timer library
+-- vmdq_dcb           # Example of VMDQ and DCB receiving
+-- vmdq               # Example of VMDQ receiving
+-- vhost              # Example of userspace vhost and switch

实际的实例目录可能与上面显示的有所出入。 相关详细信息,请参考最新的DPDK代码。

参考资料:DPDK官网说明文档 https://dpdk-docs.readthedocs.io/en/latest/prog_guide/source_org.html

### DPDK框架安装教程 #### 1. 环境准备 在开始安装之前,需要确认操作系统已满足基本条件并完成必要的准备工作。这包括但不限于启用HugePages、加载所需的内核模块以及验证硬件兼容性。 对于HugePage的支持,可以通过以下命令来分配大页内存: ```bash echo 1024 | sudo tee /sys/kernel/mm/hugepages/hugepages-2048kB/nr_hugepages ``` 此操作会预留1GB的大页面用于后续的DPDK进程运行[^1]。 #### 2. 下载与编译源码 获取最新的稳定版本源代码包之后,在本地环境中按照指定架构进行构建是非常重要的步。假设目标平台为标准Intel x86服务器,则可以执行如下指令: ```bash meson build --prefix=/usr/local -Dexamples=all ninja -C build sudo ninja -C build install ``` 上述脚本不仅完成了库本身的组装工作还包含了样例程序集的部分链接过程[^3]。 #### 3. 驱动绑定调整 为了使物理设备能够被用户空间访问到而不是传统kernel stack接管状态之下运作起来更加高效灵活些特殊类型的UIO或者VFIO机制就必须介入进来发挥作用了;这里推荐优先考虑`vfio-pci`作为首选方案因为其安全性更高同时也提供了更好的隔离效果相比起老旧代产品而言优势明显得多. 如果先前已经绑定了其他driver的话记得先解除关联关系再重新指派过去比如这样子做就可以啦: ```bash ./usertools/dpdk-devbind.py --status ./usertools/dpdk-devbind.py --force --bind=vfio-pci 0000:02:05.0 ``` 其中第二条语句里的PCI地址就是实际待处理对象的具体位置信息来自第步里提到过的那个字段值[^2]。 #### 4. 测试验证 最后别忘了通过简单的hello world级别测试案例来看看整体流程是否顺畅无误吧! ```python from dpkt import * print("DPDK Environment Ready!") ``` 当然这只是非常基础层面的个示意而已具体实现细节还得参照官方文档深入研究才行哦~ ---
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