intel dpdk api interrupt module 中断模块介绍

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author:朝阳_tony
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Create Date: 2013-7-12 11:46:21  Friday
Last Change: 2013-7-12 16:35:36 Friday

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此文中源码可以去http://dpdk.org/dev 网页中下载；更多官方文档请访问http://dpdk.org

1、intel dpdk interrupt 模块的初始化

首先调用rte_eal_intr_init()函数去初始化中断；

1）、rte_eal_intr_init()函数详解

 /* init the global interrupt source head */
    TAILQ_INIT(&intr_sources);

首先初始化一个队列链表，intr_sources 是一个static struct rte_intr_source_list结构体，经过TAILQ_HEAD(rte_intr_source_list, rte_intr_source)初始化后的结构体

TAILQ_HEAD(rte_intr_cb_list, rte_intr_callback);
TAILQ_HEAD(rte_intr_source_list, rte_intr_source);

struct rte_intr_callback {
    TAILQ_ENTRY(rte_intr_callback) next;
    rte_intr_callback_fn cb_fn;  /**< callback address */
    void *cb_arg;                /**< parameter for callback */
};

struct rte_intr_source {
    TAILQ_ENTRY(rte_intr_source) next;
    struct rte_intr_handle intr_handle; /**< interrupt handle */
    struct rte_intr_cb_list callbacks;  /**< user callbacks */
};

struct rte_intr_source 里面 包含一中断句柄，和一个中断回调函数链表；

    /**
     * create a pipe which will be waited by epoll and notified to
     * rebuild the wait list of epoll.
     */
    if (pipe(intr_pipe.pipefd) < 0)

去创建一个管道，用于epoll的消息通知；

    /* create the host thread to wait/handle the interrupt */
    ret = pthread_create(&intr_thread, NULL,
            eal_intr_thread_main, NULL);

创建中断管理线程，去等待响应处理中断；

2）、中断线程管理函数详解

eal_intr_thread_main()作为中断线程的管理函数；

        /* create epoll fd */
        int pfd = epoll_create(1);

创建epoll功能文件描述符；dpdk是通过epoll消息机制进行通信，然后再从pipe管道中读取消息，完成dpdk中断机制的中断注册；

        pipe_event.data.fd = intr_pipe.readfd;
        /**
         * add pipe fd into wait list, this pipe is used to
         * rebuild the wait list.
         */
        if (epoll_ctl(pfd, EPOLL_CTL_ADD, intr_pipe.readfd,
                        &pipe_event) < 0) {
            rte_panic("Error adding fd to %d epoll_ctl, %s\n",
                    intr_pipe.readfd, strerror(errno));
        }

将管道描述符赋值给epoll的结构体中；通过epoll_ctl去设置监控管道的读描述符intr_pipe.readfd；

        rte_spinlock_lock(&intr_lock);

        TAILQ_FOREACH(src, &intr_sources, next) {
            if (src->callbacks.tqh_first == NULL)
                continue; /* skip those with no callbacks */

            ev.events = EPOLLIN | EPOLLPRI;
            ev.data.fd = src->intr_handle.fd;

            /**
             * add all the uio device file descriptor
             * into wait list.
             */
            if (epoll_ctl(pfd, EPOLL_CTL_ADD,
                    src->intr_handle.fd, &ev) < 0){
                rte_panic("Error adding fd %d epoll_ctl, %s\n",
                    src->intr_handle.fd, strerror(errno));
            }
            else
                numfds++;
        }
        rte_spinlock_unlock(&intr_lock);

这一段code应该是在使用uio设备时候才会运行；需要uio去注册中断函数；也会将uio设备文件描述符添加进去；

uio设备是支持用户态驱动的一种linux内核机制，在采用uio后会在/dev目录下产生几个设备文件；

# ls /dev/uio*
/dev/uio0  /dev/uio1  /dev/uio2  /dev/uio3

dpdk 拥有自己的自旋锁

rte_spinlock_lock(&intr_lock);
rte_spinlock_unlock(&intr_lock);

eal_intr_handle_interrupts(pfd, numfds);

通过上面这个函数去等待消息，读取中断注册信息；而 numfds这个参数是指，去等待几个描述符的消息 ；

eal_intr_handle_interrupts定义在dpdk/lib/librte_eal/linuxapp/eal/eal_interrupts.c文件中；

我们去看一下这函数的实现；

        nfds = epoll_wait(pfd, events, totalfds,
            EAL_INTR_EPOLL_WAIT_FOREVER);

此函数会调用epoll_wait去阻塞住，等待消息的到来；nfds是指消息到来的多少个；消息的内容是存储在events这个结构体数组中 ；

        /* epoll_wait has at least one fd ready to read */
        if (eal_intr_process_interrupts(events, nfds) < 0)
            return;

在eal_intr_handle_interrupts再去调用eal_intr_process_interrupts去出处理真正的消息；

介绍一下这个函数eal_intr_process_interrupts

        /**
         * if the pipe fd is ready to read, return out to
         * rebuild the wait list.
         */
        if (events[n].data.fd == intr_pipe.readfd){

她会判断是否是管道传过来的消息，如果是管道消息，要去返回重建链表；重建的是   epoll的wait 的等待链表；

一开始还没有中断注册，所以就直接注册了一个管道的epoll wait，后来了新的中断描述符注册，就需要重新建立一个epoll的等待列表；

        TAILQ_FOREACH(src, &intr_sources, next)
            if (src->intr_handle.fd ==
                    events[n].data.fd)
                break;

判断是不是中断描述符中的消息；

如果是中断描述符的信息，接下来，将调用的回调函数，赋值给中断链表；

        /* for this source, make a copy of all the callbacks,
         * then unlock the lock, so the callbacks can
         * themselves manipulate the list for future
         * instances.
         */
        active_cb = 0;
        memset(active_cbs, 0, sizeof(active_cbs));
        TAILQ_FOREACH(cb, &src->callbacks, next)
            active_cbs[active_cb++] = *cb;

        /**
         * Finally, call all callbacks from the copy
         * we made earlier.
         */
        for (i = 0; i < active_cb; i++) {
            if (active_cbs[i].cb_fn == NULL)
                continue;
            active_cbs[i].cb_fn(&src->intr_handle,
                    active_cbs[i].cb_arg);
        }

最后调用回调函数去进行中断处理；

2、中断模块的应用

1、首先应该初始中断模块

dpdk一般会在rte_eal_init()函数中调用rte_eal_intr_init()初始中断模块；

2、注册回调函数

int rte_intr_callback_register(struct rte_intr_handle *intr_handle, rte_intr_callback_fn cb, void *cb_arg)

struct rte_intr_handle *intr_handle 为中断函数句柄；

rte_intr_callback_fn cb  这个参数为中断回调函数指针；

void *cb_arg 这个参数是给回调函数传递参数的指针；

在./lib/librte_eal/linuxapp/eal/eal_alarm.c 文件的第160行，运用了这个函数

注册函数是在int rte_eal_alarm_set(uint64_t us, rte_eal_alarm_callback cb_fn, void *cb_arg) 函数中调用的；

    if (!handler_registered) {
        ret |= rte_intr_callback_register(&intr_handle,
                eal_alarm_callback, NULL);
        handler_registered = (ret == 0) ? 1 : 0;
    }

static struct rte_intr_handle intr_handle = {.fd = -1 };

intr_handle 为alarm 在初始化时，定义初始化的一个全局的时钟中断句柄；

eal_alarm_callback 为alarm 定义的回调函数指针；

最后一个参数传递的为NULL ,应该是不传递任何参数；看了一下eal_alarm_callback 函数实现，的确没有用传递的参数，我们自己写程序时也要注意留接口，虽然当时不用，但可以为以后扩展使用；

技术水平有待提高，如果文章有错误的地方希望读者指正，相互交流，互相学习；O(∩_∩)O~