使用igb_uio和DPDK轮询模式处理数据包的简单示例

开发
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配置 igb_uio

首先，需要确保内核加载了 igb_uio 模块，并将网卡绑定到 igb_uio 驱动。

1. 加载 igb_uio 模块

modprobe uio
insmod /path/to/dpdk/kmod/igb_uio.ko

2. 绑定网卡到 igb_uio 驱动

使用 DPDK 提供的 dpdk-devbind.py 工具将网卡绑定到 igb_uio 驱动。以下示例假设网卡的 PCI 地址是 0000:00:03.0。

# 查看当前绑定情况
dpdk-devbind.py --status

# 绑定网卡到 igb_uio
dpdk-devbind.py --bind=igb_uio 0000:00:03.0

代码实现轮询模式

确保网卡已经绑定到 igb_uio 后，就可以编写 DPDK 应用程序，使用轮询模式处理数据包。以下是一个完整的示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <inttypes.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <rte_common.h>
#include <rte_eal.h>
#include <rte_ethdev.h>
#include <rte_mbuf.h>

#define RX_RING_SIZE 1024
#define TX_RING_SIZE 1024
#define NUM_MBUFS (4096 - 1)
#define MBUF_CACHE_SIZE 250
#define BURST_SIZE 32

static const struct rte_eth_conf port_conf_default = {
    .rxmode = {
        .max_rx_pkt_len = RTE_ETHER_MAX_LEN,
    },
};

static inline void
port_init(uint16_t port, struct rte_mempool *mbuf_pool) {
    struct rte_eth_conf port_conf = port_conf_default;
    struct rte_eth_txconf txconf;
    const uint16_t rx_rings = 1, tx_rings = 1;
    uint16_t nb_rxd = RX_RING_SIZE;
    uint16_t nb_txd = TX_RING_SIZE;
    int retval;
    uint16_t q;

    /* 配置设备 */
    retval = rte_eth_dev_configure(port, rx_rings, tx_rings, &port_conf);
    if (retval != 0) {
        rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot configure device: err=%d, port=%u\n", retval, port);
    }

    /* 分配和设置 RX 队列 */
    for (q = 0; q < rx_rings; q++) {
        retval = rte_eth_rx_queue_setup(port, q, nb_rxd, rte_eth_dev_socket_id(port), NULL, mbuf_pool);
        if (retval < 0) {
            rte_exit(EXIT_FAILURE, "rte_eth_rx_queue_setup:err=%d, port=%u\n", retval, port);
        }
    }

    /* 分配和设置 TX 队列 */
    txconf = port_conf_default.txmode;
    for (q = 0; q < tx_rings; q++) {
        retval = rte_eth_tx_queue_setup(port, q, nb_txd, rte_eth_dev_socket_id(port), &txconf);
        if (retval < 0) {
            rte_exit(EXIT_FAILURE, "rte_eth_tx_queue_setup:err=%d, port=%u\n", retval, port);
        }
    }

    /* 启动以太网端口 */
    retval = rte_eth_dev_start(port);
    if (retval < 0) {
        rte_exit(EXIT_FAILURE, "rte_eth_dev_start:err=%d, port=%u\n", retval, port);
    }

    /* 启用 RX 校验和 */
    retval = rte_eth_promiscuous_enable(port);
    if (retval != 0) {
        rte_exit(EXIT_FAILURE, "rte_eth_promiscuous_enable:err=%d, port=%u\n", retval, port);
    }
}

static __rte_noreturn void
main_loop(void) {
    const uint16_t nb_ports = rte_eth_dev_count_avail();
    struct rte_mbuf *bufs[BURST_SIZE];
    uint16_t port;

    while (1) {
        /* 轮询所有端口的 RX 队列 */
        for (port = 0; port < nb_ports; port++) {
            uint16_t nb_rx = rte_eth_rx_burst(port, 0, bufs, BURST_SIZE);

            if (nb_rx > 0) {
                uint16_t buf;
                /* 处理接收到的包 */
                for (buf = 0; buf < nb_rx; buf++) {
                    struct rte_mbuf *mbuf = bufs[buf];
                    // 在此处进行数据包处理
                    rte_pktmbuf_free(mbuf);
                }
            }
        }
    }
}

int
main(int argc, char **argv) {
    struct rte_mempool *mbuf_pool;
    uint16_t nb_ports;
    uint16_t portid;

    /* 初始化 EAL */
    int ret = rte_eal_init(argc, argv);
    if (ret < 0) {
        rte_exit(EXIT_FAILURE, "Error with EAL initialization\n");
    }
    argc -= ret;
    argv += ret;

    /* 创建 mbuf 内存池 */
    mbuf_pool = rte_pktmbuf_pool_create("MBUF_POOL", NUM_MBUFS, MBUF_CACHE_SIZE, 0, RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE, rte_socket_id());
    if (mbuf_pool == NULL) {
        rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot create mbuf pool\n");
    }

    nb_ports = rte_eth_dev_count_avail();
    if (nb_ports == 0) {
        rte_exit(EXIT_FAILURE, "No Ethernet ports - bye\n");
    }

    /* 初始化所有端口 */
    RTE_ETH_FOREACH_DEV(portid) {
        port_init(portid, mbuf_pool);
    }

    /* 进入主循环 */
    main_loop();

    return 0;
}

说明

  1. 加载 igb_uio 驱动并绑定设备：通过命令行工具完成，确保网卡资源映射到用户空间。
  2. 初始化 DPDK 环境：包括创建内存池、配置网卡等。
  3. 实现轮询模式的主循环：在主循环中，使用 rte_eth_rx_burst 函数轮询 RX 队列以读取数据包，避免使用中断。