【转载】DPDK编程开发（5）—mbuf

来源：互联网发布：pvid淘宝客编辑：程序博客网时间：2024/05/18 22:55

原文

1、知识百科

rte_mbuf的结构与linux内核协议栈的skb_buf相似，在保存报文的内存块前后分别保留headroom和tailroom，以方便应用解封报文，headroom默认128字节，可以通过宏RTE_PKTMBUF_HEADROOM调整。

返回值

操作函数

函数功能

宏

rte_pktmbuf_mtod(m, t)

将指针指到数据部分的首部

宏

rte_pktmbuf_pkt_len(m)

获取所有mbuf的数据长度

宏

rte_pktmbuf_data_len(m)

获取本mbuf的数据长度

char *

rte_get_rx_ol_flag_name

char *

rte_get_tx_ol_flag_name

uint16_t

rte_mbuf_refcnt_update

uint16_t

rte_mbuf_refcnt_read

void

rte_mbuf_refcnt_set

void

rte_mbuf_sanity_check

void

rte_ctrlmbuf_init

int

rte_is_ctrlmbuf

void

rte_pktmbuf_init

void

rte_pktmbuf_pool_init

void

rte_pktmbuf_reset

struct rte_mbuf *

rte_pktmbuf_alloc

从rte_mempool获取一个mbuf

void

rte_pktmbuf_attach

void

rte_pktmbuf_detach

void

rte_pktmbuf_free_seg

void

rte_pktmbuf_free

将mbuf归还到rte_mempool中

struct rte_mbuf *

rte_pktmbuf_clone

void

rte_pktmbuf_refcnt_update

uint16_t

rte_pktmbuf_headroom

计算出mbuf的headroom大小

uint16_t

rte_pktmbuf_tailroom

计算出mbuf的tailroom大小

struct rte_mbuf *

rte_pktmbuf_lastseg

char *

rte_pktmbuf_prepend

char *

rte_pktmbuf_append

向mbuf追加数据，修改pkt_len和data_len

char *

rte_pktmbuf_adj

向mbuf删减数据，修改pkt_len和data_len

int

rte_pktmbuf_trim

int

rte_pktmbuf_is_contiguous

void

rte_pktmbuf_dump

2、数据结构

clip_image002[8]

rte_vlan_macip

union rte_vlan_macip {

uint32_t data;

struct {

uint16_t l3_len:9; //L3层首部= sizeof(struct ipv4_hdr)=20

uint16_t l2_len:7; // L3层首部= sizeof(struct ether_hdr)=14

uint16_t vlan_tci;

} f;

};

rte_pktmbuf

struct rte_pktmbuf {

struct rte_mbuf *next; /**< Next segment of scattered packet. */

void* data; //mbuf数据部分的起始位置

uint16_t data_len; //本mbuf的数据长度

uint8_t nb_segs; /**< Number of segments. */

uint8_t in_port; /**< Input port. */

uint32_t pkt_len; //所有mbuf的数据长度

union rte_vlan_macip vlan_macip;

union {

uint32_t rss; /**< RSS hash result if RSS enabled */

struct {

uint16_t hash;

uint16_t id;

} fdir; /**< Filter identifier if FDIR enabled */

uint32_t sched; /**< Hierarchical scheduler */

} hash; /**< hash information */

};

rte_mbuf

struct rte_mbuf {

struct rte_mempool *pool; /**< Pool from which mbuf was allocated. */

void *buf_addr; //mbuf的起始地址

phys_addr_t buf_physaddr; /**< Physical address of segment buffer. */

uint16_t buf_len; //mbuf的长度=mp->elt_size - sizeof(struct rte_mbuf)

union {

rte_atomic16_t refcnt_atomic; /**< Atomically accessed refcnt */

uint16_t refcnt; /**< Non-atomically accessed refcnt */

};

uint8_t type; /**< Type of mbuf. */

uint8_t reserved; /**< Unused field. Required for padding. */

uint16_t ol_flags; // PKT_TX_IP_CKSUM=0x1000，让网卡计算checksum

union {

struct rte_ctrlmbuf ctrl;

struct rte_pktmbuf pkt;

};

} __rte_cache_aligned;

3、操作函数

clip_image002[6]

mbuf_init->rte_mempool_create

函数功能：mbuf由缓冲池rte_mempool管理，rte_mempool在初始化时一次申请多个mbuf，申请的mbuf个数和长度都由用户指定，使用rte_pktmbuf_alloc申请一个mbuf。

app.lcore_params[lcore].pool = rte_mempool_create(

name,

DEFAULT_MEMPOOL_BUFFERS, // 8192 * 32=256K个

DEFAULT_MBUF_SIZE, // (4096 + sizeof(struct rte_mbuf) + 128)

DEFAULT_MEMPOOL_CACHE_SIZE, //32

sizeof(struct rte_pktmbuf_pool_private),

rte_pktmbuf_pool_init, NULL,

rte_pktmbuf_init, NULL,

0);

#define RTE_PKTMBUF_HEADROOM 128

备注：调用rte_mempool_create()函数创建rte_mempool的时候，指定申请多少个rte_mbuf以及每个rte_mbuf中elt_size大小，elt_size是为网卡接收的数据包预先分配的内存的大小，该内存块就是rte_mbuf->pkt.data的实际存储区域。

rte_pktmbuf_alloc

函数功能：从rte_mempool获取一个mbuf。

static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_alloc(struct rte_mempool *mp)

{

struct rte_mbuf *m;

if ((m = __rte_mbuf_raw_alloc(mp)) != NULL)

rte_pktmbuf_reset(m);

return (m);

}

rte_pktmbuf_free

函数功能：将mbuf归还到rte_mempool中。

static inline void rte_pktmbuf_free(struct rte_mbuf *m)

{

struct rte_mbuf *m_next;

__rte_mbuf_sanity_check(m, RTE_MBUF_PKT, 1);

while (m != NULL) {

m_next = m->pkt.next;

rte_pktmbuf_free_seg(m);

m = m_next;

}

rte_pktmbuf_mtod

函数功能：将指针指到数据部分的首部。

#define rte_pktmbuf_mtod(m, t) ((t)((m)->pkt.data))

rte_pktmbuf_pkt_len

函数功能：获取所有mbuf的数据长度。

#define rte_pktmbuf_pkt_len(m) ((m)->pkt.pkt_len)

rte_pktmbuf_data_len

函数功能：获取本mbuf的数据长度。

#define rte_pktmbuf_data_len(m) ((m)->pkt.data_len)

rte_pktmbuf_headroom

函数功能：计算出mbuf的headroom大小。

static inline uint16_t rte_pktmbuf_headroom(const struct rte_mbuf *m)

{

__rte_mbuf_sanity_check(m, RTE_MBUF_PKT, 1);

return (uint16_t) ((char*) m->pkt.data - (char*) m->buf_addr);

}

rte_pktmbuf_tailroom

函数功能：计算出mbuf的tailroom大小。

static inline uint16_t rte_pktmbuf_tailroom(const struct rte_mbuf *m)

{

__rte_mbuf_sanity_check(m, RTE_MBUF_PKT, 1);

return (uint16_t)(m->buf_len - rte_pktmbuf_headroom(m) -

m->pkt.data_len);

}

rte_pktmbuf_append

函数功能：向mbuf追加数据，修改pkt_len和data_len。

static inline char *rte_pktmbuf_append(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)

{

void *tail;

struct rte_mbuf *m_last;

__rte_mbuf_sanity_check(m, RTE_MBUF_PKT, 1);

m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);

if (unlikely(len > rte_pktmbuf_tailroom(m_last)))

return NULL;

tail = (char*) m_last->pkt.data + m_last->pkt.data_len; //tail的首地址

m_last->pkt.data_len = (uint16_t)(m_last->pkt.data_len + len);//修改last mbuf的data_len

m->pkt.pkt_len = (m->pkt.pkt_len + len); //修改所有mbuf的pkt_len

return (char*) tail;

}

rte_pktmbuf_adj

函数功能：向mbuf删减数据，修改pkt_len和data_len。

static inline char *rte_pktmbuf_adj(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)

{

__rte_mbuf_sanity_check(m, RTE_MBUF_PKT, 1);

if (unlikely(len > m->pkt.data_len))

return NULL;

m->pkt.data_len = (uint16_t)(m->pkt.data_len - len);

m->pkt.data = ((char*) m->pkt.data + len);

m->pkt.pkt_len = (m->pkt.pkt_len - len);

return (char*) m->pkt.data;

}

4、应用实例

网卡接收包

struct rte_mbuf *m = _m;

uint32_tbuf_len = mp->elt_size - sizeof(struct rte_mbuf);

RTE_MBUF_ASSERT(mp->elt_size >= sizeof(struct rte_mbuf));

memset(m, 0, mp->elt_size);

m->buf_addr = (char *)m + sizeof(struct rte_mbuf);

m->buf_len = (uint16_t)buf_len;

m->pkt.data= (char*) m->buf_addr + RTE_MIN(RTE_PKTMBUF_HEADROOM, m->buf_len);

m->type = RTE_MBUF_PKT;

….

填充新数据

如果需要在tailroom中加入N个字节数据，我们可以通过以下操作完成：

tail = m->pkt.data + m->pkt.data_len; // tail记录tailroom首地址

m->pkt.data_len += N;

m->pkt.pkt_len += N;

这些操作由rte_pktmbuf_append()实现，函数原型如下：

char *rte_pktmbuf_append(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)

剥离数据

假设m->pkt.data指向报文的二层首地址，我们可以通过以下一系列操作剥去报文的二层头部：

m->pkt.data += 14;

m->pkt.data_len -= 14;

m->pkt.pkt_len -= 14;

这些操作已经由rte_pktmbuf_adj()实现，函数原型如下：

char *rte_pktmbuf_adj(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)

5、参考资料

rte_mbuf

http://dpdk.org/doc/api/rte__mbuf_8h.html

http://www.tuicool.com/articles/rYfqMb

http://www.cnblogs.com/ziding/p/4214499.html

dpdk-mempool

http://dpdk.org/doc/api/rte__mempool_8h.html

0 0