【C/C++】DPDK 基础使用：从 EAL 初始化到 RX/TX 队列收发数据-优快云博客

DPDK 基础使用：从 EAL 初始化到 RX/TX 队列收发数据

标签：DPDK rte_mbuf rte_mempool 收发队列

课程的 receive.c、send.c 与 echo.c 建立了最小收发闭环：初始化 EAL，创建 mbuf 内存池，配置端口队列，轮询接收，解析以太网帧并组包发送。

1. 初始化顺序不能乱

rte_eal_init
  -> rte_pktmbuf_pool_create
  -> rte_eth_dev_configure
  -> rte_eth_rx_queue_setup / rte_eth_tx_queue_setup
  -> rte_eth_dev_start
  -> rte_eth_rx_burst <-> rte_eth_tx_burst

EAL 负责解析 DPDK 参数、初始化大页内存和逻辑核环境。端口启动前，RX/TX 描述符环必须就绪。

if (rte_eal_init(argc, argv) < 0)
    rte_exit(EXIT_FAILURE, "EAL init failed\n");

struct rte_mempool *pool = rte_pktmbuf_pool_create(
    "MBUF_POOL", NUM_MBUFS, MBUF_CACHE_SIZE, 0,
    RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE, rte_socket_id());
if (pool == NULL)
    rte_exit(EXIT_FAILURE, "mempool create failed\n");

NUM_MBUFS 在课程中常取 2^n - 1。rte_ring 的容量管理与 2 的幂相关，具体值仍应由队列数、突发大小和内存预算确定。

2. 配置端口与队列

struct rte_eth_conf port_conf = {0};
rte_eth_dev_configure(port_id, 1, 1, &port_conf);
rte_eth_rx_queue_setup(port_id, 0, 1024,
    rte_eth_dev_socket_id(port_id), NULL, pool);
rte_eth_tx_queue_setup(port_id, 0, 1024,
    rte_eth_dev_socket_id(port_id), NULL);
rte_eth_dev_start(port_id);

一个队列对应一组描述符。多队列网卡可将队列、中断（若使用）和 lcore 进行 CPU 亲和性规划；本课程先以单队列把数据路径跑通。

3. 从队列取包并解析

rte_eth_rx_burst 一次取一批 rte_mbuf，没有数据时返回 0。这也是 DPDK 轮询模型的核心。

struct rte_mbuf *mbufs[BURST_SIZE];
uint16_t n = rte_eth_rx_burst(port_id, 0, mbufs, BURST_SIZE);
for (uint16_t i = 0; i < n; i++) {
    struct rte_ether_hdr *eth =
        rte_pktmbuf_mtod(mbufs[i], struct rte_ether_hdr *);
    if (eth->ether_type == rte_cpu_to_be_16(RTE_ETHER_TYPE_IPV4)) {
        struct rte_ipv4_hdr *ip = rte_pktmbuf_mtod_offset(
            mbufs[i], struct rte_ipv4_hdr *, sizeof(*eth));
        /* 按 ip->next_proto_id 继续分发 */
    }
    rte_pktmbuf_free(mbufs[i]);
}

rte_pktmbuf_mtod 取得数据首地址；rte_pktmbuf_mtod_offset 在同一 mbuf 上按字节偏移解释下一个协议头。任何分支处理结束后都要明确释放或转交 mbuf 所有权。

4. 组包与发送

发送方向相反：从内存池申请 mbuf，追加实际数据空间，填充协议头，最后批量入 TX 队列。

struct rte_mbuf *tx = rte_pktmbuf_alloc(pool);
char *buf = rte_pktmbuf_append(tx, pkt_len);
if (buf == NULL) {
    rte_pktmbuf_free(tx);
    return -ENOMEM;
}
/* 填充 Ethernet/IP/UDP 或 ICMP 数据 */
uint16_t sent = rte_eth_tx_burst(port_id, 0, &tx, 1);
if (sent < 1)
    rte_pktmbuf_free(tx);

注意：data_len 是当前分段长度，pkt_len 是完整报文长度；多段 mbuf 时二者并不相等。IP/UDP/TCP 校验和必须在字段填完、校验和字段清零后计算。

5. 验证结果

课程用 echo 回包建立了收发验证闭环：
在这里插入图片描述

小结

掌握这六个 API 就掌握了 DPDK 的骨架：rte_eal_init、rte_pktmbuf_pool_create、rte_eth_dev_configure、队列 setup、rte_eth_rx_burst、rte_eth_tx_burst。后续 ARP、ICMP、UDP 与 TCP 的区别，主要发生在 mbuf 数据区如何解析和重组。

学习链接: https://github.com/0voice