探究分段場景下vlib_buf在收發(fā)包的處理

來源：騰訊云時間：2023-03-10 05:11:01

在使用vpp老版本copy報文的時候，經(jīng)常遇到mbuf泄露的問題，根本原因是在vlib_buffer分段場景下沒有將rte_mbuf進行串聯(lián)，導致dpdk發(fā)包時造成了泄漏。最新的版本已經(jīng)徹底解決了此問題。下面來分析一下：

rte_mbuf、vlib_buf 關系及內存分布

首先，先來了解一下dpdk plugins。在plugins目錄下除dpdk_plugin.so外，其他模塊是不能直接訪問dpdk相關函數(shù)的，vpp支持dpdk以靜態(tài)和動態(tài)庫的方式，具體在dpdk目錄下CMakeLists.txt可以看到查詢dpdk庫。如下：

find_path(DPDK_INCLUDE_DIR PATH_SUFFIXES dpdk NAMES rte_config.h)vpp_plugin_find_library(dpdk DPDK_LIB "libdpdk.a")if (NOT DPDK_INCLUDE_DIR)  message(WARNING "-- DPDK headers not found - dpdk plugin disabled")  return()endif()if (NOT DPDK_LIB)  vpp_plugin_find_library(dpdk DPDK_SHLIB "libdpdk.so")  set(DPDK_IS_SHARED_LIB 1)  message(WARNING "-- linking dpdk plugin against DPDK shared libs")endif()

可以通過ldd命令確認當前使用靜態(tài)庫還是動態(tài)庫.沒有搜到libdpdk.so,就是使用的靜態(tài)庫方式。

(資料圖片僅供參考)

ldd /usr/lib/x86_64-linux-gnu/vpp_plugins/dpdk_plugin.so        linux-vdso.so.1 (0x00007ffd901cb000)        libnuma.so.1 => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libnuma.so.1 (0x00007fbf050a0000)        libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007fbf04caf000)        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007fbf0a3c4000)

vpp其他模塊是無法訪問到dpdk相關的函數(shù)的，是因為vpp啟動時以dlopen動態(tài)加載的so庫，使用需要使用需要dlsym函數(shù)負責動態(tài)加載符號（函數(shù)），第一個參數(shù)是句柄（由dlopen時返回的），第二個參數(shù)就是給定的函數(shù)名稱。類似如下：

//鏈接并打開動態(tài)庫void *handle = dlopen(dlib_path, RTLD_GLOBAL | RTLD_NOW);//獲取add函數(shù)//注意：函數(shù)指針接收的add函數(shù)有幾個參數(shù)和什么返回類型要一致 CalculatorFuncPointer add_func = dlsym(handle, "add"); int add_ret = add_func(10, 20);

vpp為提供使用dlsym的接口，但是可以使用另外一種方式，就是注冊鉤子函數(shù)來解決?？梢詤⒖季€程創(chuàng)建的鉤子函數(shù)：

static vlib_thread_callbacks_t callbacks = {  .vlib_launch_thread_cb = &dpdk_launch_thread,  .vlib_thread_set_lcore_cb = &dpdk_thread_set_lcore,};static clib_error_t *dpdk_thread_init (vlib_main_t * vm){  vlib_thread_cb_register (vm, &callbacks);  return 0;}VLIB_INIT_FUNCTION (dpdk_thread_init);

RteMbuf內存分布圖如下：詳細請閱讀以前文章：vlib ----buffer pool 內存初始化（2）

分段場景下的串聯(lián)關系如下（兩段鏈表方式）：

曾經(jīng)遇到過使用dpdk來申請報文緩存地址，在ring隊列中將rte_mbuf的內存地址寫異常的問題，就是通過這種反相推理找到確認被踩的情況。

使用dpdk-收包接口函數(shù)

vpp默認以polling的方式來從dpdk綁定的網(wǎng)卡來收包，具體收包節(jié)點在src\plugins\dpdk\device\node.c文件。下面vpp從網(wǎng)卡收包節(jié)點的定義及節(jié)點函數(shù)說明。

VLIB_NODE_FN (dpdk_input_node) (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,                vlib_frame_t * f){  dpdk_main_t *dm = &dpdk_main;  dpdk_device_t *xd;  uword n_rx_packets = 0;  vnet_device_input_runtime_t *rt = (void *) node->runtime_data;  vnet_device_and_queue_t *dq;  u32 thread_index = node->thread_index;  /*輪詢此cpu上的所有設備的輸入或者中斷。會存在一個cpu綁多個接口的情況   * Poll all devices on this cpu for input/interrupts.   */  /* *INDENT-OFF* */  foreach_device_and_queue (dq, rt->devices_and_queues)    {      xd = vec_elt_at_index(dm->devices, dq->dev_instance);      n_rx_packets += dpdk_device_input (vm, dm, xd, node, thread_index,                     dq->queue_id);    }  /* *INDENT-ON* */  return n_rx_packets;}/* *dpdk-input節(jié)點定義* */VLIB_REGISTER_NODE (dpdk_input_node) = {  .type = VLIB_NODE_TYPE_INPUT,  .name = "dpdk-input",  .sibling_of = "device-input",  .flags = VLIB_NODE_FLAG_TRACE_SUPPORTED,  /* Will be enabled if/when hardware is detected. */  .state = VLIB_NODE_STATE_DISABLED,  .format_buffer = format_ethernet_header_with_length,  .format_trace = format_dpdk_rx_trace,  .n_errors = DPDK_N_ERROR,  .error_strings = dpdk_error_strings,};

在dpdk_device_input函數(shù)中調用dpdkpmd收包通用接口從網(wǎng)卡描述符收取報文，具體流程可以參考：DPDK 網(wǎng)卡收包流程。

下面分段報文的處理，需要通過rte_mbuf 串聯(lián)關系講vlib_buf也串聯(lián)起來。

/*通過dpdk pmd接口從網(wǎng)卡收取報文 get up to DPDK_RX_BURST_SZ buffers from PMD */  while (n_rx_packets < DPDK_RX_BURST_SZ)    {      n = rte_eth_rx_burst (xd->port_id, queue_id,                ptd->mbufs + n_rx_packets,                DPDK_RX_BURST_SZ - n_rx_packets);      n_rx_packets += n;      if (n < 32)    break;    }/*處理從網(wǎng)卡描述符收到的報文。*/static_always_inline uworddpdk_process_rx_burst (vlib_main_t * vm, dpdk_per_thread_data_t * ptd,               uword n_rx_packets, int maybe_multiseg,               u16 * or_flagsp){....while (n_left)    {      /*通過rte_mbuf的的搭配vlib-buf頭*/      b[0] = vlib_buffer_from_rte_mbuf (mb[0]);      /*前64字節(jié)賦值模板*/      vlib_buffer_copy_template (b[0], &bt);      or_flags |= dpdk_ol_flags_extract (mb, flags, 1);      flags += 1;      b[0]->current_data = mb[0]->data_off - RTE_PKTMBUF_HEADROOM;      n_bytes += b[0]->current_length = mb[0]->data_len;      /*多分段的場景，需要通過rte_mbuf 串聯(lián)關系講vlib_buf也串聯(lián)起來*/      if (maybe_multiseg)    n_bytes += dpdk_process_subseq_segs (vm, b[0], mb[0], &bt);      /*跟蹤記錄node執(zhí)行節(jié)點trace初始化*/      VLIB_BUFFER_TRACE_TRAJECTORY_INIT (b[0]);      /* next */      mb += 1;      n_left -= 1;    }....}

使用dpdk 發(fā)包接口函數(shù)

對應的在plugins目錄下dpdk模塊文件中src\plugins\dpdk\device\device.c定義dpdk對應的設備類。

/*對應的通用的dpdk tx接口函數(shù)*/VNET_DEVICE_CLASS_TX_FN (dpdk_device_class) (vlib_main_t * vm,                         vlib_node_runtime_t * node,                         vlib_frame_t * f)/* *dpdk對應的設備類結構體描述* */VNET_DEVICE_CLASS (dpdk_device_class) = {  .name = "dpdk",  .admin_up_down_function = dpdk_interface_admin_up_down,  .subif_add_del_function = dpdk_subif_add_del_function,  .rx_redirect_to_node = dpdk_set_interface_next_node,  .mac_addr_change_function = dpdk_set_mac_address,  .mac_addr_add_del_function = dpdk_add_del_mac_address,  .format_flow = format_dpdk_flow,  .flow_ops_function = dpdk_flow_ops_fn,  .set_rss_queues_function = dpdk_interface_set_rss_queues,};

在對應發(fā)包函數(shù)中會對分段vlib_buf的連對應的mbuf進行串聯(lián)，以保證在調用dpdk庫中對應網(wǎng)卡的pmd驅動發(fā)包接口使用。

/*判斷是否存在多段vlib_buf串聯(lián)場景，將對應的mbuf也串聯(lián)起來*/      dpdk_validate_rte_mbuf (vm, b[0], 1);      /*設置網(wǎng)卡tx 卸載功能*/      dpdk_buffer_tx_offload (xd, b[0], mb[0]);

所以我們其他模塊操作分段vlib_buf時，并不需要將考慮將rte_mbufd的進行處理。比如vlib_buffer_copy中只是將vlib-buf頭進行也串聯(lián)。