DPDK初始化

rte_eal_init
│
├──rte_cpu_is_supported：检查cpu是否支持
│
├──rte_atomic32_test_and_set：操作静态局部变量run_once确保函数只执行一次
│
├──pthread_self() 获取主线程的线程ID,只是用于打印
│
├──eal_reset_internal_config：初始化内部全局配置变量struct internal_config
│
├──eal_log_level_parse 解析命令行参数，只处理“--log-level”
│   │
│   └──eal_parse_log_level 填充struct rte_logs rte_logs全局log控制变量
│
├──rte_eal_cpu_init：赋值全局结构struct lcore_config
│   │
│   ├──rte_eal_get_configuration：获取全局配置结构struct rte_config，初始指向全局变量early_mem_config
│   │
│   ├──eal_cpu_detected
│   │   │
│   │   └──如果文件“/sys/devices/system/cpu/cpu%u/topology/core_id”存在，则存在此编号的cpu
│   │
│   ├──eal_cpu_core_id
│   │   │
│   │   └──eal_parse_sysfs_value：读取文件“/sys/devices/system/cpu/cpu%u/topology/core_id”，
│   │         获取core number onsocket for this lcore
│   │
│   ├──eal_cpu_socket_id
│   │   │
│   │   └──如果目录“/sys/devices/system/node/node%u/cpu%u”存在，得到physical socket id for this lcore
│   │
│   └──计数得到number of available logical cores，保存在struct rte_config.lcore_count中
│
├──eal_parse_args：解析处理EAL的命令行参数，赋值struct internal_config 结构的相关字段
│
├──eal_plugins_init (EAL的“-d”选项可以指定需要载入的动态链接库)
│   │
│   ├──如果全局变量 default_solib_dir 所指的Default path of external loadable drivers有效
│   │   │
│   │   └──eal_plugin_add
│   │         │
│   │         ├──malloc一个struct shared_driver结构，拷贝路径名称
│   │         │
│   │         └──将此struct shared_driver结构挂载到List of external loadable drivers中 solib_list
│   │
│   └──遍历solib_list上挂载的所有struct shared_driver结构
│         │
│         ├──如果当前struct shared_driver结构所保存的路径是目录
│         │   │
│         │   └──eal_plugindir_init
│         │         │
│         │         └──对目录中的每个普通文件，执行eal_plugin_add
│         │                (将文件挂载到Listof external loadable drivers的尾部，待接下来的遍历循环进行处理)
│         │
│         └──否则，是共享库的情况
│               │
│               └──调用dlopen打开指定的动态链接库
│
├──eal_option_device_parse (EAL的“-b、-w、--vdev”选项可以指定需要解析支持的设备 eal_option_device_add)
│   │
│   ├──如果全局变量链表有挂载指定支持的设备的话devopt_list
│   │   │
│   │   └──rte_devargs_parse 解析后，存放到全局链表 devargs_list 里面
│   │         │
│   │         ├──calloc一个struct rte_devargs 结构
│   │         │
│   │         ├──rte_devargs_parse读取系统所有设备，如果能找到表示属于合法设备
│   │         │
│   │         └──将此struct rte_devargs结构挂载到devargs_list
│   │
│   └──解析后的struct device_option从devopt_list删除
│
├──rte_config_init
│   │
│   ├──主进程的情况(RTE_PROC_PRIMARY) rte_config.mem_config这块内存，在初始化巨页之前，使用本地全局变量&early_mem_config临时使用
│   │   │      在rte_eal_config_create里面，rte_config.mem_config的内存改为配置文件/var/run/config，用来主从进程共享使用.
│   │   │
│   │   ├──rte_eal_config_create
│   │   │      │
│   │   │      ├──eal_runtime_config_path：获取runtime配置文件路径，如“/var/run/config”
│   │   │      │
│   │   │      ├──如果EAL配置了巨页映射的虚拟地址的话，在这里把它保存到 rte_mem_cfg_addr 变量里面
│   │   │      │
│   │   │      ├──打开文件，上锁，mmap映射文件到内存
│   │   │      │
│   │   │      ├──将early configuration structure(全局变量early_mem_config)拷贝到此内存中，
│   │   │      │   rte_config.mem_config指向这块内存,early_mem_config在巨页没初始化之前，用来当做早期简单配置使用的.
│   │   │      │
│   │   │      └──映射地址保存在rte_config.mem_config->mem_cfg_addr中，用于从应用将来映射到相同的地址
│   │   │
│   │   └──eal_update_mem_config 更新rte_config里面的rte_mem_config legacy_mem和single_file_segments变量,让从进程可以读取这个信息eal_update_internal_config
│   │   
│   └──从进程的情况(RTE_PROC_SECONDARY) 从进程先mmap /var/run/config，然后读取主进程的rte_mem_cfg_addr地址，最后在重新mmap /var/run/config，
│         │   这样做的目的是保证主从进程的rte_mem_cfg_addr虚拟地址和物理地址都是完全一样的.
│         │
│         ├──rte_eal_config_attach
│         │   │
│         │   ├──eal_runtime_config_path
│         │   │
│         │   ├──打开文件，mmap映射文件到内存
│         │   │
│         │   └──rte_config.mem_config指向映射的内存
│         │
│         ├──rte_eal_mcfg_wait_complete
│         │   │
│         │   └──如果struct rte_mem_config结构的magic成员没有被写成RTE_MAGIC，就继续等待
│         │          (主应用ready后会将struct rte_mem_config结构的magic成员写成RTE_MAGIC)
│         │
│         ├──rte_eal_config_reattach
│         │      │
│         │      ├──从前面mmap映射文件中获取主应用mmap的映射地址(即rte_config.mem_config->mem_cfg_addr)
│         │      │
│         │      ├──munmap解除先前的映射
│         │      │
│         │      ├──指定主应用映射地址重新执行mmap映射，如果最终映射地址和指定映射地址不一致，则出错退出
│         │      │
│         │      └──将rte_config.mem_config指向重新映射的内存
│         │
│         └──eal_update_internal_config读取主进程初始化的内存配置，保存到本地的internal_config.legacy_mem和internal_config.single_file_segments 
│
├──rte_eal_intr_init 初始化中断系统，dpdk把中断注册到epoll里面，通过epoll来处理发送的中断事件
│   │
│   ├──初始化global interrupt source head (struct rte_intr_source_list intr_sources)
│   │
│   ├──创建pipe，主要是用来唤醒eal_intr_thread_main重建中断列表，一般在用户注册了中断事件后，会write pipe，epoll read后重建中断列表
│   │
│   └──创建线程来等待处理中断，线程执行函数为eal_intr_thread_main
│      │
│      └──线程运行循环
│            │
│            ├──epoll_create：创建epoll文件描述符
│            │
│            ├──epoll_ctl：把前面创建的the read end of the pipe，添加到epoll wait list中
│            │
│            ├──遍历以global interrupt source head为头部的struct rte_intr_source结构链表
│            │   │
│            │   ├──如果当前struct rte_intr_source结构没有挂载的callback函数，跳过
│            │   │
│            │   └──把所有的uio device file descriptor，添加到epoll wait list中
│            │
│            ├──eal_intr_handle_interrupts
│            │   │
│            │   └──循环
│            │         │
│            │         ├──epoll_wait：wait for an I/O event on an epoll file descriptor
│            │         │
│            │         ├──eal_intr_process_interrupts
│            │         │   │
│            │         │   └──遍历所有发生的I/O event
│            │         │         │
│            │         │         ├──如果the read end of the pipe可用，执行read操作，函数返回
│            │         │         │    (此时会rebuild the wait list)
│            │         │         │
│            │         │         ├──遍历struct rte_intr_source结构链表，查找当前I/O event对应的structrte_intr_source结构
│            │         │         │
│            │         │         ├──根据interrupt handle type(uio/alarm/…)，确定需要读取的字节长度
│            │         │         │
│            │         │         ├──执行文件read操作
│            │         │         │
│            │         │         └──如果read数据成功，执行当前struct rte_intr_source结构挂载的所有callback函数
│            │         │
│            │         └──调用eal_intr_process_interrupts返回负数，本次中断处理结束返回
│            │
│            └──关闭epoll文件描述符
│
├──rte_mp_channel_init 创建主从进程通信socket接口，使用AF_UNIX socket 类型，处理任务 mp_handle
│   │
│   ├──初始化socket路径 /var/run/mp_socket
│   │
│   ├──打开目录/var/run 加锁
│   │
│   ├──创建socket，主进程使用/var/run/mp_socket，从进程使用/var/run/mp_socket_getpid_rte_rdtsc, fd使用全局变量保存mp_fd
│   │
│   └──创建mp处理进程 mp_handle
│
├──rte_mp_dev_hotplug_init 注册主从进程通信的消息处理回调钩子，该动作是承接rte_mp_channel_init，
│   │                      rte_mp_channel_init初始化了处理任务mp_handle-->process_msg-->查找hotplug action
│   │
│   ├──主进程流程
│   │   │
│   │   ├── malloc 一个struct action_entry
│   │   │
│   │   ├── 初始化action_entry的action_name（EAL_DEV_MP_ACTION_REQUEST）和action（handle_secondary_request）
│   │   │
│   │   └── 增加action_entry到全局链表中action_entry_list
│   │
│   └──从进程流程
│       │
│       ├── malloc 一个struct action_entry
│       │
│       ├── 初始化action_entry的action_name（EAL_DEV_MP_ACTION_REQUEST）和action（handle_primary_request）
│       │
│       └── 增加action_entry到全局链表中action_entry_list
│
├──rte_bus_scan 扫描所有已注册设备的总线，主要有pci bus，还有其他厂家提供的总线，如DPAA bus，Intel FPGA bus
│       │
│       ├──循环获取设备总线链表 rte_bus_list
│       │
│       └──对每一个注册到的设备总线最新scan
│           │
│           ├──设备总线注册使用RTE_REGISTER_BUS
│           │
│           └──设备bus注册需要提供scan,probe,find_device,plug,unplug,parse,dev_iterate等函数实现,pci总线是 rte_pci_bus
│
├──初始化系统巨页 
│   │
│   ├──主进程 eal_hugepage_info_init：赋值struct hugepage_info数组(internal_config.hugepage_info)
│   │   │
│   │   ├──hugepage_info_init 读取系统巨页的信息，填充到internal_config.hugepage_info数组里面如果没有巨页数量可用，这里返回失败，
│   │   │    否则，hugepage_info数组里面按照巨页大小排序存储hugepage_info[0]>hugepage_info[1]>hugepage_info[2],这里是巨页大小不是巨页数量
│   │   │     │
│   │   │     ├── 打开系统的/sys/kernel/mm/hugepages目录，里面存在系统当前使用的巨页大小对应的信息
│   │   │     │
│   │   │     ├── 遍历/sys/kernel/mm/hugepages子目录信息，如果子目录以hugepages-开头，则继续处理，否则不处理，
│   │   │     │   一般有hugepages-2048kB或者hugepages-1048576kB两种存在
│   │   │     │
│   │   │     ├── /sys/kernel/mm/hugepages子目录数量不能超过dpdk运行的最大数，目前为3个
│   │   │     │
│   │   │     ├── 以数组方式，把系统不同巨页信息按顺序存放在internal_config.hugepage_info[]数组里面
│   │   │     │    │
│   │   │     │    └── get_hugepage_dir 根据系统巨页的大小，获取系统巨页mount路径
│   │   │     │         │
│   │   │     │         ├── 读取系统的/proc/mounts目录，里面存放了用户所有mount信息
│   │   │     │         │
│   │   │     │         ├── 获取默认的巨页大小，说白了就是获取系统默认的巨页大小，一般是2MB, 获取方式，cat /proc/meminfo |grep Hugepagesize
│   │   │     │         │
│   │   │     │         └── 循环判断/proc/mounts所有信息，如果有hugetlbfs的标识，表示是系统的巨页挂载点
│   │   │     │              │ 
│   │   │     │              ├── 一条mount信息包含四个选项，按顺序分别是device、mountpt、fstype、options分别按顺序存放到splitstr指针数组里面
│   │   │     │              │ 
│   │   │     │              ├── 如果用户设置了启动参数--huge-dir选项，就只检查这个目录是否存在
│   │   │     │              │ 
│   │   │     │              └── 查找mount信息里面的options，是否存在"pagesize="选项，如果是，则直接使用该页大小，否则使用默认的页大小
│   │   │     │         
│   │   │     ├── 系统总的可用巨页数量保存到internal_config.num_hugepage_sizes  
│   │   │     │    
│   │   │     └── 到此为止，internal_config里面关于巨页相关的变量基本都初始化了 
│   │   │
│   │   └──如果设置了不共享巨页信息，直接返回，否则下面会创建一个文件，把internal_config.hugepage_info信息存放到eal_hugepage_info_path里面，
│   │      让从进程可以attach，共享同一块内存
│   │       │
│   │       └──create_shared_memory 创建共享文件/var/run/hugepage_info，把internal_config.hugepage_info保存进去，让从进程可以读取
│   │
│   └──从进程 eal_hugepage_info_read
│              │
│              └──读取主进程存放在/var/run/hugepage_info文件里面的信息，读取出来保存到本地的internal_config.hugepage_info
│
├──rte_srand(rte_rdtsc()) 将当前时间作为种子，产生伪随机数序列
│

https://www.cnblogs.com/jiayy/p/dpdk-memory.html

1 dpdk 内存初始化源码解析
入口：
　　rte_eal_init(int argc,char ** argv) dpdk 运行环境初始化入口函数
　　　　　　—— eal_hugepage_info_init 这4个是内存相关的初始化函数
　　　　　　——rte_config_init
　　　　　　——rte_eal_memory_init
　　　　　　——rte_eal_memzone_init
1.1 eal_hugepage_info_init
这个函数比较简单，主要是从 /sys/kernel/mm/hugepages 目录下面读取目录名和文件名，从而获取系统的hugetlbfs文件系统数，
以及每个 hugetlbfs 的大页面数目和每个页面大小，并保存在一个文件里，这个函数，只有主进程会调用。存放在internal_config结构里

2.2 rte_config_init
构造 rte_config 结构
　　rte_config_init
　　　　——rte_eal_config_create 主进程执行
　　　　——rte_eal_config_attach　从进程执行
rte_eal_config_create 和 rte_eal_config_attach 做的事情比较简单，就是将 /var/run/.config 文件shared 型

mmap 到自己的进程空间的 rte_config.mem_config结构上，这样主进程和从进程都可以访问这块内存

rte_eal_config_attach

1.3 rte_eal_memory_init

 rte_eal_memory_init

　　　　——rte_eal_hugepage_init   主进程执行，dpdk 内存初始化核心函数

　　　　——rte_eal_hugepage_attach  从进程执行

rte_eal_hugepage_init  函数分几个步骤：

/*
* Prepare physical memory mapping: fill configuration structure with
* these infos, return 0 on success.
* 1. map N huge pages in separate files in hugetlbfs
* 2. find associated physical addr
* 3. find associated NUMA socket ID
* 4. sort all huge pages by physical address
* 5. remap these N huge pages in the correct order
* 6. unmap the first mapping
* 7. fill memsegs in configuration with contiguous zones
*/

  

函数一开始，将rte_config_init函数获取的配置结构放到本地变量 mcfg 上，然后检查系统是否开启hugetlbfs,如果

不开启，则直接通过系统的malloc函数申请配置需要的内存，然后跳出这个函数。

接下来主要是构建 hugepage 结构的数组 tmp_hp(上图)

下面就是重点了。。

构建hugepage 结构数组分下面几步

首先，循环遍历系统所有的hugetlbfs 文件系统，一般来说，一个系统只会使用一种hugetlbfs ,所以这一层的循环可以认为

没有作用，一种 hugetlbfs 文件系统对应的基础数据包括：页面大小，比如2M，页面数目，比如2K个页面

其次，将特定的hugetlbfs的全部页面映射到本进程，放到本进程的 hugepage 数组管理，这个过程主要由 map_all_hugepages函数完成，

第一次映射的虚拟地址存放在 hugepage结构的 orig_va变量

第三，遍历hugepage数组，找到每个虚拟地址对应的物理地址和所属的物理cpu，将这些信息也记入 hugepage数组，物理地址

记录在hugepage结构的phyaddr变量，物理cpu号记录在 hugepage结构的socket_id变量

第四，跟据物理地址大小对hugepage数组做排序

第五，根据排序结果重新映射，这个也是由函数 map_all_hugepages完成，重新映射后的虚拟地址存放在hugepage结构的final_va变量

第六，将第一次映射关系解除，即将orig_va 变量对应的虚拟地址空间返回给内核

下面看 map_all_hugepages的实现过程

这个函数是复用的，共有两次调用。

对于第一次调用，就是根据hugetlbfs 文件系统的页面数m，构造

m个文件名称并创建文件，每个文件对应一个大页面，然后通过mmap系统调用映射到进程的一块虚拟地址

空间，并将虚拟地址存放在hugepage结构的orig_va地址上。如果该hugetlbfs有1K个页面，最终会在

hugetlbfs 挂载的目录上生成 1K 个文件，这1K 个文件mmap到进程的虚拟地址由进程内部的hugepage数组维护

对于第二次调用，由于hugepage数组已经基于物理地址排序，这些有序的物理地址可能有2种情况，一种是连续的，

另一种是不连续的，这时候的调用会遍历这个hugepage数组，然后统计连续物理地址的最大内存，这个统计有什么好处？

因为第二次的映射需要保证物理内存连续的其虚拟内存也是连续的，在获取了最大连续物理内存大小后，比如是100个页面大小，

会调用 get_virtual_area 函数向内涵申请100个页面大小的虚拟空间，如果成功，说明虚拟地址可以满足，然后循环100次，

每次映射mmap的首个参数就是get_virtual_area函数返回的虚拟地址+i*页面大小，这样，这100个页面的虚拟地址和物理地址

都是连续的，虚拟地址存放到final_va 变量上。

下面看 find_physaddr的实现过程

这个函数的作用就是找到hugepage数组里每个虚拟地址对应的物理地址，并存放到 phyaddr变量上，最终实现由函数

rte_mem_virt2phy(const void * virt)函数实现，其原理相当于页表查找，主要是通过linux的页表文件 /proc/self/pagemap 实现

/proc/self/pagemap 页表文件记录了本进程的页表，即本进程虚拟地址到物理地址的映射关系，主要是通过虚拟地址的前面若干位

定位到物理页框，然后物理页框+虚拟地址偏移构成物理地址，其实现如下

下面看 find_numasocket的实现过程

这个函数的作用是找到hugepage数组里每个虚拟地址对应的物理cpu号，基本原理是通过linux提供的 /proc/self/numa_maps 文件，

/proc/self/numa_maps 文件记录了本 进程的虚拟地址与物理cpu号（多核系统）的对应关系，在遍历的时候将非huge page的虚拟地址

过滤掉，剩下的虚拟地址与hugepage数组里的orig_va 比较，实现如下

sort_by_physaddr 根据hugepage结构的phyaddr 排序，比较简单

unmap_all_hugepages_orig 调用 mumap 系统调用将 hugepage结构的orig_va 虚拟地址返回给内核

上面几步就完成了hugepage数组的构造，现在这个数组对应了某个hugetlbfs系统的大页面，数组的每一个节点是一个

hugepage结构，该结构的phyaddr存放着该页面的物理内存地址，final_va存放着phyaddr映射到进程空间的虚拟地址，

socket_id存放着物理cpu号，如果多个hugepage结构的final_va虚拟地址是连续的，则其 phyaddr物理地址也是连续的。

下面是rte_eal_hugepage_init函数的余下部分，主要分两个方面，一是将hugepage数组里 属于同一个物理cpu,物理内存连续

的多个hugepage 用一层 memseg 结构管理起来。 一个memseg 结构维护的内存必然是同一个物理cpu上的，虚拟地址和物理

地址都连续的内存，最终的memzone 接口是通过操作memseg实现的；2是将 hugepage数组和memseg数组的信息记录到共享文件里，

方便从进程获取；

 

遍历hugepage数组，将物理地址连续的hugepage放到一个memseg结构上，同时将该memseg id 放到 hugepage结构

的 memseg_id 变量上

下面是创建文件 hugepage_info 到共享内存上，然后hugepage数组的信息拷贝到这块共享内存上，并释放hugepage数组，

其他进程通过映射 hugepage_info 文件就可以获取 hugepage数组，从而管理hugepage共享内存