dpdk vdev从进程设备获取

文章介绍了如何使用DPDK的主从进程机制来模拟网卡的收发功能,避免了物理地址映射导致的性能问题。在主从进程中,全局变量存储在hugepage中实现共享。从进程通过探测和获取主进程的eth_dev句柄,避免了重复创建设备,提高了效率。

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0. 引言

因为手上一个项目是网卡模拟器, 因此需要在rx_ring, tx_ring中写东西模拟网卡的收发功能。之前尝试使用物理地址完全解耦, 但是发现该种方案需要大量映射, 性能很差, 大概是发包仪的 1/2。遂采用主从进程的方式直接对上层设备句柄进行操作来模拟。

1. dpdk 主从进程实现原理

在这里插入图片描述
如上图所示, 所有的dpdk程序都会使用hugepage作为存储全局变量的位置。这意味着在primary进程所使用的全局变量在secondary可以直接获取。这就是主从进程实现共享变量的原理。

2. 驱动层从进程的支持

每次启动dpdk程序, dpdk对设备进行探测, 这里以vdev为例。
vdev.c
dpdk启动时会对vdev进行一次探测

static int
vdev_probe_all_drivers(struct rte_vdev_device *dev)
{
   
	...

	name = rte_vdev_device_name(dev);
	VDEV_LOG(DEBUG
### DPDK进程源码分析 DPDK(Data Plane Development Kit)是一个高性能的数据平面开发工具包,主要用于加速网络应用中的数据包处理。其多进程支持允许多个独立的DPDK进程协同工作以完成特定的任务[^2]。 #### EAL初始化过程 在DPDK中,多进程的支持主要依赖于EAL(Environment Abstraction Layer)。当启动一个多进程程序时,EAL会负责初始化共享内存区域以及同步机制。这些资源对于不同进程之间的通信至关重要。具体来说,在`rte_eal_init()`函数内部实现了对共享内存段的创建和映射操作。 ```c int rte_eal_init(int argc, char **argv); ``` 该函数不仅解析命令行参数还完成了如下几项重要任务: - 设置全局变量`internal_config->process_type`表示当前运行的是主进程还是次级进程。 - 如果检测到已有其他实例存在,则尝试连接已有的共享内存池;否则新建一个新池子供后续加入者使用。 #### 进程间同步与资源共享 为了实现高效而安全的跨进程访问控制,DPDK引入了几种不同的锁原语用于保护临界区代码片段免受竞争条件影响: 1. 自旋锁(`rte_spinlock_t`):适用于短时间锁定场景下减少上下文切换开销; 2. 互斥量(`pthread_mutex_t`)封装版本——即所谓的公平性更好的读写锁方案之一; 3. 原子计数器类APIs如`rte_atomic*_*()`系列宏定义提供了细粒度级别的并发管理能力[^3]。 以下是关于如何利用上述提到的技术构建实际应用程序的一个简单例子展示: ```c #include <rte_common.h> #include <rte_lcore.h> #include <rte_ring.h> struct my_shared_data { struct rte_ring *ring; }; /* Assume this function is called by secondary process */ void init_secondary(struct my_shared_data *data){ data->ring = rte_ring_lookup("my_rings"); } // Primary Process Code Snippet... if (rte_eal_process_type() == RTE_PROC_PRIMARY) { struct my_shared_data pdata; pdata.ring = rte_ring_create("my_rings", 1024, SOCKET_ID_ANY,RING_F_SP_ENQ|RING_F_SC_DEQ); } ``` 通过以上示范可以看出,无论是初级还是辅助角色都能轻松获取预先分配好的环形缓冲队列对象来进行消息传递等活动。 #### 总结 综上所述,DPDK 的多进程特性极大地增强了系统的灵活性和可扩展性。通过对底层基础设施的有效管理和合理设计接口协议,使得开发者可以更加专注于业务逻辑本身而不必担心复杂的线程调度或者分布式计算带来的额外负担。
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