代码部分

  1. /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
  2.  * Copyright(c) 2010-2016 Intel Corporation
  3.  */
  5. #include <stdio.h>
  6. #include <stdlib.h>
  7. #include <string.h>
  8. #include <stdint.h>
  9. #include <inttypes.h>
  10. #include <sys/types.h>
  11. #include <sys/queue.h>
  12. #include <netinet/in.h>
  13. #include <setjmp.h>
  14. #include <stdarg.h>
  15. #include <ctype.h>
  16. #include <errno.h>
  17. #include <getopt.h>
  18. #include <signal.h>
  19. #include <stdbool.h>
  21. #include <rte_common.h>
  22. #include <rte_log.h>
  23. #include <rte_malloc.h>
  24. #include <rte_memory.h>
  25. #include <rte_memcpy.h>
  26. #include <rte_eal.h>
  27. #include <rte_launch.h>
  28. #include <rte_atomic.h>
  29. #include <rte_cycles.h>
  30. #include <rte_prefetch.h>
  31. #include <rte_lcore.h>
  32. #include <rte_per_lcore.h>
  33. #include <rte_branch_prediction.h>
  34. #include <rte_interrupts.h>
  35. #include <rte_random.h>
  36. #include <rte_debug.h>
  37. #include <rte_ether.h>
  38. #include <rte_ethdev.h>
  39. #include <rte_mempool.h>
  40. #include <rte_mbuf.h>
  42. static volatile bool force_quit;
  44. /* MAC updating enabled by default */
  45. static int mac_updating = 1;
  46. /* MAC updating，默认开启。若不开启，则是和basicfw一样的模式。开启后，会有如下影响：
  48. The source MAC address is replaced by the TX_PORT MAC address
  49. 源MAC地址会改写成发送端口的MAC地址
  51. The destination MAC address is replaced by 02:00:00:00:00:TX_PORT_ID
  52. 改写目的MAC地址，改写为 02:00:00:00:00:<发送端口的port id>
  53. */
  55. #define RTE_LOGTYPE_L2FWD RTE_LOGTYPE_USER1
  57. #define MAX_PKT_BURST 32
  58. #define BURST_TX_DRAIN_US 100 /* TX drain every ~100us */
  59. #define MEMPOOL_CACHE_SIZE 256
  61. /*
  62.  * Configurable number of RX/TX ring descriptors
  63.  */
  64. #define RTE_TEST_RX_DESC_DEFAULT 1024
  65. #define RTE_TEST_TX_DESC_DEFAULT 1024
  66. static uint16_t nb_rxd = RTE_TEST_RX_DESC_DEFAULT;
  67. static uint16_t nb_txd = RTE_TEST_TX_DESC_DEFAULT;
  69. /* ethernet addresses of ports */
  70. static struct ether_addr l2fwd_ports_eth_addr[RTE_MAX_ETHPORTS];
  72. /* mask of enabled ports */
  73. static uint32_t l2fwd_enabled_port_mask = 0;
  75. /* list of enabled ports */
  76. static uint32_t l2fwd_dst_ports[RTE_MAX_ETHPORTS];
  78. static unsigned int l2fwd_rx_queue_per_lcore = 1; // 每个逻辑核最多可以用来处理几个端口/队列（L2fwd 一个端口分配各一个收发队列）
  80. #define MAX_RX_QUEUE_PER_LCORE 16
  81. #define MAX_TX_QUEUE_PER_PORT 16
  82. struct lcore_queue_conf { // 逻辑核上的队列配置
  83. 	unsigned n_rx_port; // 该 lcore 上绑定多少个端口，也作为下一个数组的下标（0 ~ n-1）。
  84. 	unsigned rx_port_list[MAX_RX_QUEUE_PER_LCORE]; // 存放一系列端口号，绑定哪些端口。
  85. } __rte_cache_aligned;
  87. // 这也就是 poll module driver 思想。绑定 lcore 和 port，特定的 lcore 轮询对应的一个或多个 port
  89. struct lcore_queue_conf lcore_queue_conf[RTE_MAX_LCORE]; // 数组下标是 lcore id
  91. static struct rte_eth_dev_tx_buffer *tx_buffer[RTE_MAX_ETHPORTS]; // 用于缓冲未来要发送的数据包的结构，API rte_eth_tx_buffer 和 rte_eth_tx_buffer_flush使用的结构
  93. static struct rte_eth_conf port_conf = {
  94. 	.rxmode = { // RX feature 见 flow_filtering
  95. 		.split_hdr_size = 0,
  96. 		.ignore_offload_bitfield = 1,
  97. 		.offloads = DEV_RX_OFFLOAD_CRC_STRIP,
  98. 	},
  99. 	.txmode = { // TX feature
  100. 		.mq_mode = ETH_MQ_TX_NONE, // mq_多队列选项，有一些宏来定义用多队列发包的方法
  101. 	},
  102. };
  104. struct rte_mempool * l2fwd_pktmbuf_pool = NULL;
  106. /* Per-port statistics struct */
  107. struct l2fwd_port_statistics {
  108. 	uint64_t tx; // 发包的数量
  109. 	uint64_t rx; // 收包的数量
  110. 	uint64_t dropped; // 丢包的数量
  111. } __rte_cache_aligned;
  112. struct l2fwd_port_statistics port_statistics[RTE_MAX_ETHPORTS];
  114. #define MAX_TIMER_PERIOD 86400 /* 1 day max */
  115. /* A tsc-based timer responsible for triggering statistics printout */
  116. // timer 负责每隔一段时间触发打印数据
  117. static uint64_t timer_period = 10; /* default period is 10 seconds */
  119. /* Print out statistics on packets dropped */
  120. static void
  121. print_stats(void)
  122. {
  123. 	uint64_t total_packets_dropped, total_packets_tx, total_packets_rx;
  124. 	unsigned portid;
  126. 	total_packets_dropped = 0;
  127. 	total_packets_tx = 0;
  128. 	total_packets_rx = 0;
  130. 	const char clr[] = { 27, '[', '2', 'J', '\0' };
  131. 	const char topLeft[] = { 27, '[', '1', ';', '1', 'H','\0' };
  133. 		/* Clear screen and move to top left */
  134. 	printf("%s%s", clr, topLeft);
  136. 	printf("\nPort statistics ====================================");
  138. 	for (portid = 0; portid < RTE_MAX_ETHPORTS; portid++) {
  139. 		/* skip disabled ports */
  140. 		if ((l2fwd_enabled_port_mask & (1 << portid)) == 0)
  141. 			continue;
  142. 		printf("\nStatistics for port %u ------------------------------"
  143. 			   "\nPackets sent: %24"PRIu64
  144. 			   "\nPackets received: %20"PRIu64
  145. 			   "\nPackets dropped: %21"PRIu64,
  146. 			   portid,
  147. 			   port_statistics[portid].tx,
  148. 			   port_statistics[portid].rx,
  149. 			   port_statistics[portid].dropped);
  151. 		total_packets_dropped += port_statistics[portid].dropped;
  152. 		total_packets_tx += port_statistics[portid].tx;
  153. 		total_packets_rx += port_statistics[portid].rx;
  154. 	}
  155. 	printf("\nAggregate statistics ==============================="
  156. 		   "\nTotal packets sent: %18"PRIu64
  157. 		   "\nTotal packets received: %14"PRIu64
  158. 		   "\nTotal packets dropped: %15"PRIu64,
  159. 		   total_packets_tx,
  160. 		   total_packets_rx,
  161. 		   total_packets_dropped);
  162. 	printf("\n====================================================\n");
  163. }
  165. static void
  166. l2fwd_mac_updating(struct rte_mbuf *m, unsigned dest_portid) // 改写包的 MAC 层信息
  167. {
  168. 	struct ether_hdr *eth;
  169. 	void *tmp;
  171. 	eth = rte_pktmbuf_mtod(m, struct ether_hdr *);
  173. 	/* 02:00:00:00:00:xx */
  174. 	tmp = &eth->d_addr.addr_bytes[0]; // 改写目的 MAC 地址为 02:00:00:00:00:<发送端口的port id>
  175. 	*((uint64_t *)tmp) = 0x000000000002 + ((uint64_t)dest_portid << 40);
  177. 	/* src addr */
  178. 	// 改写 源 MAC 地址 改写成发送端口的MAC地址
  179. 	ether_addr_copy(&l2fwd_ports_eth_addr[dest_portid], &eth->s_addr);
  180. }
  182. static void
  183. l2fwd_simple_forward(struct rte_mbuf *m, unsigned portid)
  184. {
  185. 	unsigned dst_port;
  186. 	int sent;
  187. 	struct rte_eth_dev_tx_buffer *buffer;
  189. 	dst_port = l2fwd_dst_ports[portid]; // 与之配对的端口
  191. 	if (mac_updating) // 如果开启了 mac updating 模式
  192. 		l2fwd_mac_updating(m, dst_port); // 调整 MAC 地址
  194. 	buffer = tx_buffer[dst_port]; // 该端口的 tx_buffer
  195. 	sent = rte_eth_tx_buffer(dst_port, 0, buffer, m); // 将收到的包缓存在 tx_buffer 里，用于未来的发送。
  196. 	// 返回值 如果为0，表示 pkt 已经被缓存
  197. 	// 返回值 N>0，表示由于缓冲区被flush导致N个pkt被发送。
  199. 	if (sent)
  200. 		port_statistics[dst_port].tx += sent;
  201. }
  203. /* main processing loop */
  204. static void
  205. l2fwd_main_loop(void)
  206. {
  207. 	struct rte_mbuf *pkts_burst[MAX_PKT_BURST];
  208. 	struct rte_mbuf *m;
  209. 	int sent;
  210. 	unsigned lcore_id;
  211. 	uint64_t prev_tsc, diff_tsc, cur_tsc, timer_tsc;
  212. 	unsigned i, j, portid, nb_rx;
  213. 	struct lcore_queue_conf *qconf;
  214. 	const uint64_t drain_tsc = (rte_get_tsc_hz() + US_PER_S - 1) / US_PER_S *
  215. 			BURST_TX_DRAIN_US;
  216. 	struct rte_eth_dev_tx_buffer *buffer;
  218. 	prev_tsc = 0;
  219. 	timer_tsc = 0;
  221. 	lcore_id = rte_lcore_id(); // 获取自己的 lcore id
  222. 	qconf = &lcore_queue_conf[lcore_id];
  224. 	if (qconf->n_rx_port == 0) { // 因为对每一个 lcore 都执行 main 线程，如果该 lcore 上没有绑定端口，就无事可做。
  225. 		RTE_LOG(INFO, L2FWD, "lcore %u has nothing to do\n", lcore_id);
  226. 		return;
  227. 	}
  229. 	RTE_LOG(INFO, L2FWD, "entering main loop on lcore %u\n", lcore_id);
  231. 	for (i = 0; i < qconf->n_rx_port; i++) {
  233. 		portid = qconf->rx_port_list[i];
  234. 		RTE_LOG(INFO, L2FWD, " -- lcoreid=%u portid=%u\n", lcore_id,
  235. 			portid); // 显示一下 lcore 和 port 的对应关系
  237. 	}
  239. 	while (!force_quit) {
  241. 		cur_tsc = rte_rdtsc(); // 获取从开机起至当前的时间戳
  243. 		/*
  244. 		 * TX burst queue drain
  245. 		 * 发送逻辑
  246. 		 */
  247. 		diff_tsc = cur_tsc - prev_tsc;
  248. 		if (unlikely(diff_tsc > drain_tsc)) { // 时间到了
  249. 			// 如果tx_buffer满，会发送一批 pkt 出去。如果没满，为了保证没有没被发出的 pkt，所以每个一小段时间，也会发送队列中的包
  250. 			for (i = 0; i < qconf->n_rx_port; i++) { // 对 lcore 负责的每个端口
  252. 				portid = l2fwd_dst_ports[qconf->rx_port_list[i]]; // 与之配对的端口
  253. 				buffer = tx_buffer[portid];
  255. 				sent = rte_eth_tx_buffer_flush(portid, 0, buffer); // 将 buffer 里的 pkt 全部从 port id 的 0号 Tx queue 发出去
  256. 				if (sent) // 返回值是成功发出的 pkt 数量
  257. 					port_statistics[portid].tx += sent;
  259. 			}
  261. 			/* if timer is enabled */
  262. 			if (timer_period > 0) {
  264. 				/* advance the timer */
  265. 				timer_tsc += diff_tsc;
  267. 				/* if timer has reached its timeout */
  268. 				if (unlikely(timer_tsc >= timer_period)) {
  270. 					/* do this only on master core */
  271. 					if (lcore_id == rte_get_master_lcore()) { // 如果计时器到了，就打印一下信息。只在主核心打印信息
  272. 						print_stats();
  273. 						/* reset the timer */
  274. 						timer_tsc = 0;
  275. 					}
  276. 				}
  277. 			}
  279. 			prev_tsc = cur_tsc;
  280. 		}
  282. 		/*
  283. 		 * Read packet from RX queues
  284. 		 * 接收逻辑
  285. 		 */
  286. 		for (i = 0; i < qconf->n_rx_port; i++) { // 对 lcore 负责的每个端口
  288. 			portid = qconf->rx_port_list[i]; // 获取端口号
  289. 			nb_rx = rte_eth_rx_burst(portid, 0,
  290. 						 pkts_burst, MAX_PKT_BURST); // 收包，收到该端口的 0 号 rx queue
  292. 			port_statistics[portid].rx += nb_rx; // 更新端口上的收包计数器
  294. 			for (j = 0; j < nb_rx; j++) { // 对每一个包
  295. 				m = pkts_burst[j]; // 包的 mbuf 指针
  296. 				// Prefetch: 预取一个 cache 行。参数是要取的地址，类型 void *
  297. 				// rte_pktmbuf_mtod：返回 mbuf 中 data 的起始地址
  298. 				rte_prefetch0(rte_pktmbuf_mtod(m, void *));
  299. 				l2fwd_simple_forward(m, portid); // 收包后进行 L2fwd !!
  300. 			}
  301. 		}
  302. 	}
  303. }
  305. static int
  306. l2fwd_launch_one_lcore(__attribute__((unused)) void *dummy)
  307. {
  308. 	l2fwd_main_loop();
  309. 	return 0;
  310. }
  312. /* display usage */
  313. static void
  314. l2fwd_usage(const char *prgname)
  315. {
  316. 	printf("%s [EAL options] -- -p PORTMASK [-q NQ]\n"
  317. 	       "  -p PORTMASK: hexadecimal bitmask of ports to configure\n"
  318. 	       "  -q NQ: number of queue (=ports) per lcore (default is 1)\n"
  319. 		   "  -T PERIOD: statistics will be refreshed each PERIOD seconds (0 to disable, 10 default, 86400 maximum)\n"
  320. 		   "  --[no-]mac-updating: Enable or disable MAC addresses updating (enabled by default)\n"
  321. 		   "      When enabled:\n"
  322. 		   "       - The source MAC address is replaced by the TX port MAC address\n"
  323. 		   "       - The destination MAC address is replaced by 02:00:00:00:00:TX_PORT_ID\n",
  324. 	       prgname);
  325. }
  327. static int
  328. l2fwd_parse_portmask(const char *portmask)
  329. {
  330. 	char *end = NULL;
  331. 	unsigned long pm;
  333. 	/* parse hexadecimal string */
  334. 	pm = strtoul(portmask, &end, 16); // 将字符串 portmask 转成 16 进制无符号长整形
  335. 	if ((portmask[0] == '\0') || (end == NULL) || (*end != '\0'))
  336. 		return -1;
  338. 	if (pm == 0)
  339. 		return -1;
  341. 	return pm;
  342. }
  344. static unsigned int
  345. l2fwd_parse_nqueue(const char *q_arg)
  346. {
  347. 	char *end = NULL;
  348. 	unsigned long n;
  350. 	/* parse hexadecimal string */
  351. 	n = strtoul(q_arg, &end, 10);
  352. 	if ((q_arg[0] == '\0') || (end == NULL) || (*end != '\0'))
  353. 		return 0;
  354. 	if (n == 0)
  355. 		return 0;
  356. 	if (n >= MAX_RX_QUEUE_PER_LCORE)
  357. 		return 0;
  359. 	return n;
  360. }
  362. static int
  363. l2fwd_parse_timer_period(const char *q_arg)
  364. {
  365. 	char *end = NULL;
  366. 	int n;
  368. 	/* parse number string */
  369. 	n = strtol(q_arg, &end, 10);
  370. 	if ((q_arg[0] == '\0') || (end == NULL) || (*end != '\0'))
  371. 		return -1;
  372. 	if (n >= MAX_TIMER_PERIOD)
  373. 		return -1;
  375. 	return n;
  376. }
  378. static const char short_options[] =
  379. 	"p:"  /* portmask */
  380. 	"q:"  /* number of queues */
  381. 	"T:"  /* timer period */
  382. 	;
  384. #define CMD_LINE_OPT_MAC_UPDATING "mac-updating"
  385. #define CMD_LINE_OPT_NO_MAC_UPDATING "no-mac-updating"
  387. enum {
  388. 	/* long options mapped to a short option */
  390. 	/* first long only option value must be >= 256, so that we won't
  391. 	 * conflict with short options */
  392. 	CMD_LINE_OPT_MIN_NUM = 256,
  393. };
  395. static const struct option lgopts[] = {
  396. 	{ CMD_LINE_OPT_MAC_UPDATING, no_argument, &mac_updating, 1},
  397. 	{ CMD_LINE_OPT_NO_MAC_UPDATING, no_argument, &mac_updating, 0},
  398. 	{NULL, 0, 0, 0}
  399. };
  401. /* Parse the argument given in the command line of the application */
  402. static int
  403. l2fwd_parse_args(int argc, char **argv)
  404. {
  405. 	int opt, ret, timer_secs;
  406. 	char **argvopt;
  407. 	int option_index;
  408. 	char *prgname = argv[0]; // l2fwd
  410. 	argvopt = argv;
  412. 	while ((opt = getopt_long(argc, argvopt, short_options,
  413. 				  lgopts, &option_index)) != EOF) { // linux 下解析命令行参数的函数。支持由两个横杠开头的长选项。
  414. 		// 关于这个函数可以 man getopt_long
  415. 		switch (opt) { // 解析成功时返回字符
  416. 		/* portmask */
  417. 		case 'p': // 端口掩码
  418. 			l2fwd_enabled_port_mask = l2fwd_parse_portmask(optarg); // 解析成功时，将字符后面的参数放到 optarg 里
  419. 			if (l2fwd_enabled_port_mask == 0) {
  420. 				printf("invalid portmask\n");
  421. 				l2fwd_usage(prgname);
  422. 				return -1;
  423. 			}
  424. 			break;
  426. 		/* nqueue */
  427. 		case 'q': // A number of queues (=ports) per lcore (default is 1)
  428. 				  // q 后面跟着的数字是每个逻辑核心上要绑定多少个队列（端口）
  429. 				  // 例如 -q 4 意味着该应用使用一个 lcore 轮询 4个端口。如果共有16个端口，则只需要4个lcore
  430. 			l2fwd_rx_queue_per_lcore = l2fwd_parse_nqueue(optarg);
  431. 			if (l2fwd_rx_queue_per_lcore == 0) {
  432. 				printf("invalid queue number\n");
  433. 				l2fwd_usage(prgname);
  434. 				return -1;
  435. 			}
  436. 			break;
  438. 		/* timer period */
  439. 		case 'T':
  440. 			timer_secs = l2fwd_parse_timer_period(optarg);
  441. 			if (timer_secs < 0) {
  442. 				printf("invalid timer period\n");
  443. 				l2fwd_usage(prgname);
  444. 				return -1;
  445. 			}
  446. 			timer_period = timer_secs;
  447. 			break;
  449. 		/* long options */
  450. 		case 0: // 解析到了长选项 会返回0，长选项形如 --arg=param or --arg param.
  451. 			break;
  453. 		default:
  454. 			l2fwd_usage(prgname);
  455. 			return -1;
  456. 		}
  457. 	}
  459. 	if (optind >= 0) // optind 是 argv 中下一个要被处理的参数的 index
  460. 		argv[optind-1] = prgname;
  462. 	ret = optind-1;
  463. 	optind = 1; /* reset getopt lib */ // 解析完所有的参数要让 optind 重新指向 1
  464. 	return ret;
  465. }
  467. /* Check the link status of all ports in up to 9s, and print them finally */
  468. static void
  469. check_all_ports_link_status(uint32_t port_mask)
  470. {
  471. #define CHECK_INTERVAL 100 /* 100ms */
  472. #define MAX_CHECK_TIME 90 /* 9s (90 * 100ms) in total */
  473. 	uint16_t portid;
  474. 	uint8_t count, all_ports_up, print_flag = 0;
  475. 	struct rte_eth_link link;
  477. 	printf("\nChecking link status");
  478. 	fflush(stdout);
  479. 	for (count = 0; count <= MAX_CHECK_TIME; count++) {
  480. 		if (force_quit)
  481. 			return;
  482. 		all_ports_up = 1;
  483. 		RTE_ETH_FOREACH_DEV(portid) {
  484. 			if (force_quit)
  485. 				return;
  486. 			if ((port_mask & (1 << portid)) == 0)
  487. 				continue;
  488. 			memset(&link, 0, sizeof(link));
  489. 			rte_eth_link_get_nowait(portid, &link);
  490. 			/* print link status if flag set */
  491. 			if (print_flag == 1) {
  492. 				if (link.link_status)
  493. 					printf(
  494. 					"Port%d Link Up. Speed %u Mbps - %s\n",
  495. 						portid, link.link_speed,
  496. 				(link.link_duplex == ETH_LINK_FULL_DUPLEX) ?
  497. 					("full-duplex") : ("half-duplex\n"));
  498. 				else
  499. 					printf("Port %d Link Down\n", portid);
  500. 				continue;
  501. 			}
  502. 			/* clear all_ports_up flag if any link down */
  503. 			if (link.link_status == ETH_LINK_DOWN) {
  504. 				all_ports_up = 0;
  505. 				break;
  506. 			}
  507. 		}
  508. 		/* after finally printing all link status, get out */
  509. 		if (print_flag == 1)
  510. 			break;
  512. 		if (all_ports_up == 0) {
  513. 			printf(".");
  514. 			fflush(stdout);
  515. 			rte_delay_ms(CHECK_INTERVAL);
  516. 		}
  518. 		/* set the print_flag if all ports up or timeout */
  519. 		if (all_ports_up == 1 || count == (MAX_CHECK_TIME - 1)) {
  520. 			print_flag = 1;
  521. 			printf("done\n");
  522. 		}
  523. 	}
  524. }
  526. static void
  527. signal_handler(int signum)
  528. {
  529. 	if (signum == SIGINT || signum == SIGTERM) {
  530. 		printf("\n\nSignal %d received, preparing to exit...\n",
  531. 				signum);
  532. 		force_quit = true; //当我们退出是ctrl+c不是直接将进程杀死，而是会将force_quit置为true，让程序自然退出，这样程序就来得及完成最后退出之前的操作。
  533. 	}
  534. }
  536. int
  537. main(int argc, char **argv)
  538. {
  539. 	struct lcore_queue_conf *qconf;
  540. 	int ret;
  541. 	uint16_t nb_ports;
  542. 	uint16_t nb_ports_available = 0;
  543. 	uint16_t portid, last_port;
  544. 	unsigned lcore_id, rx_lcore_id;
  545. 	unsigned nb_ports_in_mask = 0;
  546. 	unsigned int nb_lcores = 0;
  547. 	unsigned int nb_mbufs;
  549. 	/* init EAL */
  550. 	// 解析 EAL 的参数
  551. 	ret = rte_eal_init(argc, argv);
  552. 	if (ret < 0)
  553. 		rte_exit(EXIT_FAILURE, "Invalid EAL arguments\n");
  554. 	argc -= ret;
  555. 	argv += ret;
  557. 	force_quit = false;
  558. 	signal(SIGINT, signal_handler);
  559. 	signal(SIGTERM, signal_handler);
  561. 	/* parse application arguments (after the EAL ones) */
  562. 	// 解析 l2fwd 的运行参数
  563. 	ret = l2fwd_parse_args(argc, argv);
  564. 	if (ret < 0)
  565. 		rte_exit(EXIT_FAILURE, "Invalid L2FWD arguments\n");
  567. 	printf("MAC updating %s\n", mac_updating ? "enabled" : "disabled"); // 默认开启 mac updating 这一功能。
  569. 	/* convert to number of cycles */
  570. 	timer_period *= rte_get_timer_hz(); // 获得CPU主频，单位hz (1s多少个cycle)，位于rte_cycles.h
  572. 	nb_ports = rte_eth_dev_count(); // 网口数量
  573. 	if (nb_ports == 0)
  574. 		rte_exit(EXIT_FAILURE, "No Ethernet ports - bye\n");
  576. 	/* check port mask to possible port mask */
  577. 	// 检查掩码和可用网口数量是否有冲突
  578. 	if (l2fwd_enabled_port_mask & ~((1 << nb_ports) - 1))
  579. 		rte_exit(EXIT_FAILURE, "Invalid portmask; possible (0x%x)\n",
  580. 			(1 << nb_ports) - 1);
  582. 	/* reset l2fwd_dst_ports */
  584. 	for (portid = 0; portid < RTE_MAX_ETHPORTS; portid++)
  585. 		l2fwd_dst_ports[portid] = 0; // 先重置这个数组
  586. 	last_port = 0; 
  588. 	/*
  589. 	 * Each logical core is assigned a dedicated TX queue on each port.
  590. 	 */
  591. 	RTE_ETH_FOREACH_DEV(portid) { // 使用RTE_ETH_FOREACH_DEV()宏来访问所有的 ethdev
  592. 		/* skip ports that are not enabled */
  593. 		if ((l2fwd_enabled_port_mask & (1 << portid)) == 0)
  594. 			continue;
  596. 		if (nb_ports_in_mask % 2) {
  597. 			l2fwd_dst_ports[portid] = last_port;
  598. 			l2fwd_dst_ports[last_port] = portid;
  599. 		}
  600. 		else
  601. 			last_port = portid;
  603. 		nb_ports_in_mask++; // 这些逻辑可以实现 basicfwd 那样的一对对端口互相转发。
  604. 	}
  605. 	if (nb_ports_in_mask % 2) {
  606. 		printf("Notice: odd number of ports in portmask.\n");
  607. 		l2fwd_dst_ports[last_port] = last_port; // 如果是奇数个端口，会有最后一个端口的 dst_port 是自己
  608. 	}
  610. 	rx_lcore_id = 0; // 从逻辑核心id 0开始
  611. 	qconf = NULL;
  613. 	/* Initialize the port/queue configuration of each logical core */
  614. 	// 在每一个端口上，配置逻辑核、配置队列。
  615. 	RTE_ETH_FOREACH_DEV(portid) {
  616. 		/* skip ports that are not enabled */
  617. 		if ((l2fwd_enabled_port_mask & (1 << portid)) == 0)
  618. 			continue;
  620. 		/* get the lcore_id for this port */
  621. 		// 为该端口配置一个逻辑核。
  622. 		while (rte_lcore_is_enabled(rx_lcore_id) == 0 ||
  623. 		       lcore_queue_conf[rx_lcore_id].n_rx_port ==
  624. 		       l2fwd_rx_queue_per_lcore) {
  625. 			/*从lcore id = 0 开始循环：
  626. 			如果：如果该 lcore id 有效（已经被占用），则检查下一个逻辑核。
  627. 			如果该 lcore 是空闲的，要检查该 lcore 上绑定了多少个端口，如果到达了最大端口数量限制也会循环。*/
  628. 			rx_lcore_id++;
  630. 			if (rx_lcore_id >= RTE_MAX_LCORE) // RTE_MAX_LCORE 宏 64
  631. 				rte_exit(EXIT_FAILURE, "Not enough cores\n"); // 逻辑核心不足
  632. 		}
  633. 		// 跳出循环时，rx_lcore_id 变量存储了一个可用的 lcore id，绑定该端口到这个 lcore
  635. 		if (qconf != &lcore_queue_conf[rx_lcore_id]) {
  636. 			/* Assigned a new logical core in the loop above. */
  637. 			qconf = &lcore_queue_conf[rx_lcore_id];
  638. 			nb_lcores++;
  639. 			// qconf 是一个指针，指向当前进行配置的 lcore 的，用于存放配置信息的结构体
  640. 		}
  641. 		qconf->rx_port_list[qconf->n_rx_port] = portid;
  642. 		qconf->n_rx_port++;
  643. 		// 绑定就是在这个核处理的端口列表中加上当前这个端口，然后该核绑定的端口数加 1。
  644. 		printf("Lcore %u: RX port %u\n", rx_lcore_id, portid);
  645. 	}
  647. 	nb_mbufs = RTE_MAX(nb_ports * (nb_rxd + nb_txd + MAX_PKT_BURST +
  648. 		nb_lcores * MEMPOOL_CACHE_SIZE), 8192U);
  649. 		// mbuf中的元素个数，取 8192 和 （端口数 * （队列长度 * 2 + 一个 Burst 的 pkt 数量 + 逻辑核数 * cache size）） 两者中较大的一个。
  651. 	/* create the mbuf pool */
  652. 	// 初始化内存池，用于 rx 队列接收 pkt 用
  653. 	l2fwd_pktmbuf_pool = rte_pktmbuf_pool_create("mbuf_pool", nb_mbufs,
  654. 		MEMPOOL_CACHE_SIZE, 0, RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE,
  655. 		rte_socket_id());
  656. 	if (l2fwd_pktmbuf_pool == NULL)
  657. 		rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot init mbuf pool\n");
  659. 	/* Initialise each port */
  660. 	// 端口初始化
  661. 	RTE_ETH_FOREACH_DEV(portid) {
  662. 		struct rte_eth_rxconf rxq_conf; // rx queue 的配置信息
  663. 		struct rte_eth_txconf txq_conf; // tx queue 的配置信息
  664. 		struct rte_eth_conf local_port_conf = port_conf; // 配置端口时使用的配置信息
  665. 		struct rte_eth_dev_info dev_info; // 以太网设备的信息
  667. 		/* skip ports that are not enabled */
  668. 		if ((l2fwd_enabled_port_mask & (1 << portid)) == 0) {
  669. 			printf("Skipping disabled port %u\n", portid);
  670. 			continue;
  671. 		}
  672. 		nb_ports_available++;
  674. 		/* init port */
  675. 		printf("Initializing port %u... ", portid);
  676. 		fflush(stdout); // 清除写缓冲区，强迫未写入磁盘的内容立即写入
  677. 		rte_eth_dev_info_get(portid, &dev_info); // 获取以太网设备信息
  678. 		if (dev_info.tx_offload_capa & DEV_TX_OFFLOAD_MBUF_FAST_FREE)
  679. 			local_port_conf.txmode.offloads |=
  680. 				DEV_TX_OFFLOAD_MBUF_FAST_FREE; // mbuf fast free，支持快速发包
  681. 		ret = rte_eth_dev_configure(portid, 1, 1, &local_port_conf); // 配置收发队列各 1 条
  682. 		/*本程序中，Rx队列只能有一条，确保一个 lcore 负责轮询一个 port
  683. 		 Tx 队列则可以根据可用的 lcore 数目更改。*/
  685. 		if (ret < 0)
  686. 			rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot configure device: err=%d, port=%u\n",
  687. 				  ret, portid);
  689. 		ret = rte_eth_dev_adjust_nb_rx_tx_desc(portid, &nb_rxd,
  690. 						       &nb_txd);
  691. 		if (ret < 0)
  692. 			rte_exit(EXIT_FAILURE,
  693. 				 "Cannot adjust number of descriptors: err=%d, port=%u\n",
  694. 				 ret, portid);
  696. 		rte_eth_macaddr_get(portid,&l2fwd_ports_eth_addr[portid]); // 获取设备的MAC地址，写在后一个结构体里
  698. 		/* init one RX queue */
  699. 		// 配置 rx 队列
  700. 		fflush(stdout);
  701. 		rxq_conf = dev_info.default_rxconf;
  702. 		rxq_conf.offloads = local_port_conf.rxmode.offloads;
  703. 		ret = rte_eth_rx_queue_setup(portid, 0, nb_rxd,
  704. 					     rte_eth_dev_socket_id(portid),
  705. 					     &rxq_conf,
  706. 					     l2fwd_pktmbuf_pool);
  707. 		if (ret < 0)
  708. 			rte_exit(EXIT_FAILURE, "rte_eth_rx_queue_setup:err=%d, port=%u\n",
  709. 				  ret, portid);
  711. 		/* init one TX queue on each port */
  712. 		// 每个 port 配置一条 tx 队列
  713. 		fflush(stdout);
  714. 		txq_conf = dev_info.default_txconf;
  715. 		txq_conf.txq_flags = ETH_TXQ_FLAGS_IGNORE;
  716. 		txq_conf.offloads = local_port_conf.txmode.offloads;
  717. 		ret = rte_eth_tx_queue_setup(portid, 0, nb_txd,
  718. 				rte_eth_dev_socket_id(portid),
  719. 				&txq_conf);
  720. 		if (ret < 0)
  721. 			rte_exit(EXIT_FAILURE, "rte_eth_tx_queue_setup:err=%d, port=%u\n",
  722. 				ret, portid);
  724. 		/* Initialize TX buffers */
  725. 		// 为每个端口的 Tx 分配发送缓冲区
  726. 		tx_buffer[portid] = rte_zmalloc_socket("tx_buffer",
  727. 				RTE_ETH_TX_BUFFER_SIZE(MAX_PKT_BURST), 0,
  728. 				rte_eth_dev_socket_id(portid)); // 为 tx buffer 分配空间。
  729. 												// 宏RTE_ETH_TX_BUFFER_SIZE(x) ：计算 tx buffer 的 size，参数x是包的个数
  731. 		if (tx_buffer[portid] == NULL)
  732. 			rte_exit(EXIT_FAILURE, "Cannot allocate buffer for tx on port %u\n",
  733. 					portid);
  735. 		rte_eth_tx_buffer_init(tx_buffer[portid], MAX_PKT_BURST); // 初始化 Tx buffer，参数是 buffer 指针和 buffer size。
  737. 		/* rte_eth_tx_buffer_set_err_callback() 对于不能被发送的 pkt 配置回调函数。
  738. 		在尝试发送一个 tx buffer 的所有 pkt，遇到问题不能全部成功发送，就会触发设置好的回调函数。
  739. 		默认行为是丢包。如果要其他的行为（例如重传，计数）则需要额外的代码。也有设置好的API例如rte_eth_count_unsent_packet_callback()等，和本函数中用的也是。
  740. 		参数 1. tx_buffer 指针，2.回调函数的指针。3. 回调函数的参数
  741. 		*/
  742. 		ret = rte_eth_tx_buffer_set_err_callback(tx_buffer[portid],
  743. 				rte_eth_tx_buffer_count_callback, // 丢包，并更新计数器
  744. 				&port_statistics[portid].dropped); // 计数器的指针放到第三个参数
  745. 		if (ret < 0)
  746. 			rte_exit(EXIT_FAILURE,
  747. 			"Cannot set error callback for tx buffer on port %u\n",
  748. 				 portid);
  750. 		/* Start device */
  751. 		// 启用设备
  752. 		ret = rte_eth_dev_start(portid);
  753. 		if (ret < 0)
  754. 			rte_exit(EXIT_FAILURE, "rte_eth_dev_start:err=%d, port=%u\n",
  755. 				  ret, portid);
  757. 		printf("done: \n");
  759. 		rte_eth_promiscuous_enable(portid); // 混杂模式
  761. 		printf("Port %u, MAC address: %02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X\n\n",
  762. 				portid,
  763. 				l2fwd_ports_eth_addr[portid].addr_bytes[0],
  764. 				l2fwd_ports_eth_addr[portid].addr_bytes[1],
  765. 				l2fwd_ports_eth_addr[portid].addr_bytes[2],
  766. 				l2fwd_ports_eth_addr[portid].addr_bytes[3],
  767. 				l2fwd_ports_eth_addr[portid].addr_bytes[4],
  768. 				l2fwd_ports_eth_addr[portid].addr_bytes[5]);
  770. 		/* initialize port stats */
  771. 		memset(&port_statistics, 0, sizeof(port_statistics));
  772. 	}
  774. 	if (!nb_ports_available) {
  775. 		rte_exit(EXIT_FAILURE,
  776. 			"All available ports are disabled. Please set portmask.\n");
  777. 	}
  779. 	check_all_ports_link_status(l2fwd_enabled_port_mask); // 检查所有链路的状态，可以参考 flow_filtering
  781. 	ret = 0;
  782. 	/* launch per-lcore init on every lcore */
  783. 	// 这里就是DPDK的典型执行方法，分配所有 lcore 执行函数
  784. 	rte_eal_mp_remote_launch(l2fwd_launch_one_lcore, NULL, CALL_MASTER);
  785. 	RTE_LCORE_FOREACH_SLAVE(lcore_id) {
  786. 		if (rte_eal_wait_lcore(lcore_id) < 0) {
  787. 			ret = -1;
  788. 			break;
  789. 		}
  790. 	}
  792. 	RTE_ETH_FOREACH_DEV(portid) {
  793. 		if ((l2fwd_enabled_port_mask & (1 << portid)) == 0)
  794. 			continue;
  795. 		printf("Closing port %d...", portid);
  796. 		rte_eth_dev_stop(portid);
  797. 		rte_eth_dev_close(portid);
  798. 		printf(" Done\n");
  799. 	}
  800. 	printf("Bye...\n");
  802. 	return ret;
  803. }

二层转发和普通的端口转发有什么区别呢？简单来说有几个：

特点 L2fwd basicfwd
端口数量 两者都用端口掩码来指定，L2fwd支持奇数个 只能是偶数个
lcore数量 多个，每个lcore负责一个port 一个lcore，执行类似repeater的程序
转发逻辑 转发时会改写MAC地址 只能是 0<-->1，2<-->3 这样的 pair 互相转发
Tx_buffer 有发包缓存队列，收的包会缓存到发包队列里，一段时间后或者队列满后才会转发 没有发包缓存，Rx收到包后直接Tx出去

运行情况

  1. root@ubuntu:/home/chang/dpdk/examples/l2fwd/build# ./l2fwd -l 0-3 -n 4 -- -p 0x3EAL: Detected 8 lcore(s)
  2. EAL: No free hugepages reported in hugepages-1048576kB
  3. EAL: Multi-process socket /var/run/.rte_unix
  4. EAL: Probing VFIO support...
  5. EAL: PCI device 0000:02:01.0 on NUMA socket -1
  6. EAL:   Invalid NUMA socket, default to 0
  7. EAL:   probe driver: 8086:100f net_e1000_em
  8. EAL: PCI device 0000:02:02.0 on NUMA socket -1
  9. EAL:   Invalid NUMA socket, default to 0
  10. EAL:   probe driver: 8086:100f net_e1000_em
  11. EAL: PCI device 0000:02:03.0 on NUMA socket -1
  12. EAL:   Invalid NUMA socket, default to 0
  13. EAL:   probe driver: 8086:100f net_e1000_em
  14. EAL: PCI device 0000:02:04.0 on NUMA socket -1
  15. EAL:   Invalid NUMA socket, default to 0
  16. EAL:   probe driver: 8086:100f net_e1000_em
  17. MAC updating enabled
  18. Lcore 0: RX port 0
  19. Lcore 1: RX port 1
  20. Initializing port 0... done:
  21. Port 0, MAC address: 00:0C:29:F7:4D:25
  23. Initializing port 1... done:
  24. Port 1, MAC address: 00:0C:29:F7:4D:2F
  26. Checking link statusdone
  27. Port0 Link Up. Speed 1000 Mbps - full-duplex
  28. Port1 Link Up. Speed 1000 Mbps - full-duplex
  29. L2FWD: entering main loop on lcore 1
  30. L2FWD:  -- lcoreid=1 portid=1
  31. L2FWD: lcore 3 has nothing to do
  32. L2FWD: entering main loop on lcore 0
  33. L2FWD:  -- lcoreid=0 portid=0
  35. Port statistics ====================================
  36. Statistics for port 0 ------------------------------
  37. Packets sent:                  2152346
  38. Packets received:              2166674
  39. Packets dropped:                     0
  40. Statistics for port 1 ------------------------------
  41. Packets sent:                  2166674
  42. Packets received:              2152371
  43. Packets dropped:                     0
  44. Aggregate statistics ===============================
  45. Total packets sent:            4319020
  46. Total packets received:        4319045
  47. Total packets dropped:               0
  48. ====================================================

用 wireshark 抓下包：

可以看到经过端口转发的包的目的MAC地址被程序改变了。

但是改变了目的MAC地址，自然无法通信。所以这个程序还是设置成测试速率用。如果把修改目的MAC地址的那一行代码注释掉，就可以正常通信。

Sample guide 里有一句话说：The L2 Forwarding application can also be used as a starting point for developing a new application based on the DPDK. 所以这个程序也是非常亲民的=。=

reference

作为典型应用，搜索能搜到很多相关代码阅读的博客。

参考了：https://blog.csdn.net/yangye2014/article/details/78064634?locationNum=6&fps=1

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