intel dpdk api timer 模块详解和测试

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author:朝阳_tony
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Create Date: 2013-7-22 17:36:51  Monday
Last Change: 2013-7-23 11:04:07 Tuesday

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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

模块详细介绍

在dpdk库中提供了一个timer模块，负责异步调用一些回调函数，定时操作等等；

我以dpdk提供的实例模块dpdk/examples/timer  为例进行讲解 ；

1、timer初始化

1）、初始化hpet模块

首先涉及到的是hpet 模块的初始化，dpdk中的精准的定时是依靠hpet模块的，

在main()->rte_eal_init()->rte_eal_hpet_init()  调用rte_eal_hpet_init() 去初始化，关于dpdk中的hpet的详细初始化请看我之前写的文章http://blog.csdn.net/linzhaolove/article/details/9302655

2)、初始化定时器子系统

调用rte_timer_subsystem_init去初始化timer模块；函数在dpdk/lib/librte_timer/rte_timer.c文件中；

    /* init RTE timer library */
    rte_timer_subsystem_init();

我们去看一下rte_timer_subsystem_init的源码；

    for (lcore_id = 0; lcore_id < RTE_MAX_LCORE; lcore_id ++) {
        LIST_INIT(&priv_timer[lcore_id].pending);
        LIST_INIT(&priv_timer[lcore_id].expired);
        LIST_INIT(&priv_timer[lcore_id].done);
        rte_spinlock_init(&priv_timer[lcore_id].list_lock);
        priv_timer[lcore_id].prev_lcore = lcore_id;
    }

他在每个逻辑core上初始化了三个列表分别是pending , expired,done, 初始化了一个自旋锁  list_lock;

    /* init timer structures */
    rte_timer_init(&timer0);
    rte_timer_init(&timer1);

初始化两个结构体分别是timer0 timer1， 我们想利用两个定时器；

在rte_timer_init函数中设置定时器的状态；定时器停止状态，没有宿主；

    status.state = RTE_TIMER_STOP;
    status.owner = RTE_TIMER_NO_OWNER;
    tim->status.u32 = status.u32;

获取hpet的时钟滴答，也就是一秒值；

hz = rte_get_hpet_hz();

2、启动定时器

1)、定时器的启动

    lcore_id = rte_lcore_id();
    rte_timer_reset(&timer0, hz, PERIODICAL, lcore_id, timer0_cb, NULL);

通过rte_lcore_id()函数获取当前线程的core  id，然后通过rte_timer_reset函数启动定时器；

我们看一下rte_timer_reset()函数的参数，

timer0 是我们上面初始的结构体；

hz   是给定时器定的时间；

PERIODICAL  是周期的意思，也是这个定时器只初始化一次然后，周期循环；

lcore_id    core id  , 是指定这个定时器在那个core上面运行；

timer0_cb  是我们设置的定时器到了后，调用的回调函数地址；

NULL  是给回调函数传递的参数，我们暂时用不到，所以传递的为NULL,

    /* load timer1, every second/3, on next lcore, reloaded manually */
    lcore_id = rte_get_next_lcore(lcore_id, 0, 1);
    rte_timer_reset(&timer1, hz/3, SINGLE, lcore_id, timer1_cb, NULL);

接下来是初始化的另一个定时器timer1;这用hz/3  是指定时只有1秒的三分之一；SINGLE是指只执行一次，如想让它再运行就需要从新初始化它；

2）、定时器的调度管理

    /* call lcore_mainloop() on every slave lcore */
    RTE_LCORE_FOREACH_SLAVE(lcore_id) {
        rte_eal_remote_launch(lcore_mainloop, NULL, lcore_id);
    }

    /* call it on master lcore too */
    (void) lcore_mainloop(NULL);

除了在主core调用lcore_mainloop() ，还要求在其他每个core调用；在里面去管理时钟；因为在一开始初始化时，每个core都初始化了三个 列表和一个独立的自旋锁；

我们看一lcore_mainloop()内部源码；

        cur_tsc = rte_rdtsc();
        diff_tsc = cur_tsc - prev_tsc;
        if (diff_tsc > TIMER_RESOLUTION_CYCLES) {
            rte_timer_manage();
            prev_tsc = cur_tsc;
        }

函数中会每10ms执行一次调度，让rte_timer_manage()管理当前core上的定时器‘；

#define TIMER_RESOLUTION_CYCLES 20000000ULL /* around 10ms at 2 Ghz */

这个时钟分辨率应该是你的cpu  赫兹；可以用去 /proc/cpuinfo去查看；记得要最后乘上10，希望10ms查询一次；例如

# cat /proc/cpuinfo | grep "cpu MHz"
cpu MHz         : 2793.000
cpu MHz         : 2793.000
cpu MHz         : 2793.000

3、停止定时器

1）、周期性定时器的停止

在启动timer0的时候，我们采用的是周期性的定时器，当前的回调函数是timer0_cb();

我看一下timer0_cb这个函数的源码；

    /* this timer is automatically reloaded until we decide to
     * stop it, when counter reaches 20. */
    if ((counter ++) == 20)
        rte_timer_stop(tim);

源码注释写的很清楚，当这个回调函数被执行20 次后，就会被停止，调用rte_timer_stop()函数；

简单介绍一下是怎样停止一个定时器的，看rte_timer_stop()源码；

 ret = timer_set_config_state(tim, &prev_status);

首先将定时器置于配置状态；

timer_del(tim, prev_status.owner, 0);

其次将其从列表中删除；

    status.state = RTE_TIMER_STOP;
    status.owner = RTE_TIMER_NO_OWNER;
    tim->status.u32 = status.u32;

最后将其状态改为，停止状态；

2）、单次定时器的重新启动

单次的定时器执行完一次就停止，所以我就讲它怎样再启动；

在启动定时器时，我们传递了一个参数SINGLE，就是指让这个定时器在某个core上执行一次，然后停止；

当前启动调用的回调函数是timer1_cb()

在timer1_cb函数中再次执行一次rte_timer_reset就可以启动定时器，

    /* reload it on another lcore */
    hz = rte_get_hpet_hz();
    lcore_id = rte_get_next_lcore(lcore_id, 0, 1);
    rte_timer_reset(tim, hz/3, SINGLE, lcore_id, timer1_cb, NULL);

但大家注意下，这个是传递的lcore_id，并不是自身的core_id ;而是通过rte_get_next_lcore()获取了另一个使能的core  id , 从这个可以说明，dpdk的定时器，可以从一个core 上启动其他core上的定时器；

模块测试

在启动定时器timer0的时候，设置的是1秒调用一次，我要而是一下到底是否准确，目测肯定不行，只能用代码粗略测试；

1、添加测试代码

我用的是clock_gettime()函数，去获取每次调用timer0_cb是获取时间；但用clock_gettime()函数，要在编译的时候添加   -lrt  这个链接库；

添加头文件

#include 
#include 

在timer0_cb添加下面代码

    struct timespec clock_time;
    clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &clock_time);
    fprintf(stdout,"clock_time.tv_sec = %lu tv_nsec =%lu\n",clock_time.tv_sec,clock_time.tv_nsec);

添加编译链接

打开examples/timer/Makefile  文件，将编译链接添加在这下面，" LDLIBS += -lrt " 例如：

CFLAGS += -O3
CFLAGS += $(WERROR_FLAGS)
#add linzh
LDLIBS += -lrt

2、编译测试

make -C x86_64-default-linuxapp-gcc/
make -C examples/timer/

测试

./examples/helloworld/build/app/helloworld -c 1f -n 4 --proc-type=auto

产看打印信息，我们主要看clock_time.tv_sec的值，发现基本上是一秒打印一次；

clock_time.tv_sec = 1374494900 tv_nsec =514227370
timer0_cb() on lcore 0
clock_time.tv_sec = 1374494901 tv_nsec =519700272
timer0_cb() on lcore 0
clock_time.tv_sec = 1374494902 tv_nsec =525173801
timer0_cb() on lcore 0

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~