DPDK开发之KNI模块代码实现

news2024/11/17 19:46:17

DPDK开发之KNI模块代码实现

  • 背景
  • KNI实现原理 -- ifreq
  • 代码实现
  • 总结

背景

在DPDK开发的时候,如果有些协议不想处理,只处理关注的协议,可以把其他协议写回内核,让内核处理。此时的DPDK就起到分发的作用,类似一个过滤器。

KNI实现原理 – ifreq

主要利用内核的/dev/net/tun。做VPN时也会用到这个设备文件。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <net/if.h>
#include <linux/if_tun.h>
#include <errno.h>
#include <sys/ioctl.h>

int tun_alloc(char *dev)
{
    struct ifreq ifr;
    memset(&ifr,0,sizeof(ifr));
    int fd=open("/dev/net/tun",O_RDWR);
    if(fd<0)
        return -1;
    // IFF_TAP针对的是以太网协议,需要传入MAC;TUN主要针对IP层协议
    ifr.ifr_flags=IFF_TAP|IFF_NO_PI;
    memcpy(ifr.ifr_name,dev,strlen(dev));
    int err;
    printf("fd = %d, dev = %s, len = %ld\n",fd,dev,strlen(dev));
    // 设置进去
    if((err=ioctl(fd,TUNSETIFF,(char *)&ifr))<0)
    {
        printf("ioctl fail(%d): %s\n",err,strerror(errno));
        close(fd);
        return err;
    }

    return fd;
}

int main()
{
    int code = tun_alloc("MyDev");
    printf("return code %d\n",code);
    getchar();
    return 0;
}

特别注意,ifr.ifr_name不能有空格。
编译:

gcc -o ifr ifr.c

执行后,使用如下命名查询:

ifconfig -a

可以看到多了MyDev。

MyDev     Link encap:以太网  硬件地址 c2:44:70:f2:79:f9  
          BROADCAST MULTICAST  MTU:1500  跃点数:1
          接收数据包:0 错误:0 丢弃:0 过载:0 帧数:0
          发送数据包:0 错误:0 丢弃:0 过载:0 载波:0
          碰撞:0 发送队列长度:1000 
          接收字节:0 (0.0 B)  发送字节:0 (0.0 B)

ens33     Link encap:以太网  硬件地址 00:0c:29:79:9b:f7  
          inet 地址:192.168.0.106  广播:192.168.0.255  掩码:255.255.255.0
          inet6 地址: fe80::b608:7cba:aa19:e2d/64 Scope:Link
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  跃点数:1
          接收数据包:7543 错误:0 丢弃:0 过载:0 帧数:0
          发送数据包:4518 错误:0 丢弃:0 过载:0 载波:0
          碰撞:0 发送队列长度:1000 
          接收字节:3014986 (3.0 MB)  发送字节:657222 (657.2 KB)

lo        Link encap:本地环回  
          inet 地址:127.0.0.1  掩码:255.0.0.0
          inet6 地址: ::1/128 Scope:Host
          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  跃点数:1
          接收数据包:304 错误:0 丢弃:0 过载:0 帧数:0
          发送数据包:304 错误:0 丢弃:0 过载:0 载波:0
          碰撞:0 发送队列长度:1000 
          接收字节:25426 (25.4 KB)  发送字节:25426 (25.4 KB)

这就是kni的实现原理,由两部分组成:
(1)对外提供了一个字符设备,通过ioctl()操作。
(2)底层是一个网口。

代码实现

  1. 定义全局的KNI变量:struct rte_kni *。
  2. KNI初始化:rte_kni_init(…)。
  3. 完善struct rte_kni_conf,用于写入内核中。
  4. 完善struct rte_kni_ops。
  5. 实现一个config_network_if类型的函数,用于网络的up、down操作。
  6. 分配KNI,保存到全局变量中:rte_kni_alloc(…)。
  7. 把包发送到内核中:rte_kni_tx_brust(…)。
  8. 特别注意,要打开混杂模式:rte_eth_promiscuous_enable(…)。
  9. 这里演示了把包发送到内核,并没有从内核中抓取返回的包发送出去。

(dpdk_udp.c)

#include <rte_eal.h>
#include <rte_ethdev.h>
#include <rte_mbuf.h>
#include <rte_kni.h>

#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>


#define ENABLE_SEND	1

#define ENABLE_KNI	1


#define NUM_MBUFS (4096-1)

#define BURST_SIZE	32

int gDpdkPortId = 0; //

static const struct rte_eth_conf port_conf_default = {
	.rxmode = {.max_rx_pkt_len = RTE_ETHER_MAX_LEN }
};

#if ENABLE_KNI

struct rte_kni *global_kni = NULL;

#endif


#if ENABLE_SEND

// sender 
static uint32_t gSrcIp;
static uint32_t gDstIp;

static uint16_t gSrcPort;
static uint32_t gDstPort;

static uint8_t gSrcMac[RTE_ETHER_ADDR_LEN];
static uint8_t gDstMac[RTE_ETHER_ADDR_LEN];


#endif

//
static void ng_init_port(struct rte_mempool *mbuf_pool) {

	//1 count avail
	uint16_t nb_sys_ports= rte_eth_dev_count_avail(); //
	if (nb_sys_ports == 0) {
		rte_exit(EXIT_FAILURE, "No Supported eth found\n");
	}

	//1 
	struct rte_eth_dev_info dev_info;
	rte_eth_dev_info_get(gDpdkPortId, &dev_info); //

	//1 
	const int num_rx_queues = 1;
	const int num_tx_queues = 1;
	struct rte_eth_conf port_conf = port_conf_default;
	rte_eth_dev_configure(gDpdkPortId, num_rx_queues, num_tx_queues, &port_conf);

	//1 rx queue setup
	if (rte_eth_rx_queue_setup(gDpdkPortId, 0 , 1024, 
		rte_eth_dev_socket_id(gDpdkPortId),NULL, mbuf_pool) < 0) {

		rte_exit(EXIT_FAILURE, "Could not setup RX queue\n");

	}

#if ENABLE_SEND
	struct rte_eth_txconf txq_conf = dev_info.default_txconf;
	txq_conf.offloads = port_conf.rxmode.offloads;
	if (rte_eth_tx_queue_setup(gDpdkPortId, 0 , 1024, 
		rte_eth_dev_socket_id(gDpdkPortId), &txq_conf) < 0) {

		rte_exit(EXIT_FAILURE, "Could not setup TX queue\n");

	}

#endif

	//1 start
	if (rte_eth_dev_start(gDpdkPortId) < 0 ) {
		rte_exit(EXIT_FAILURE, "Could not start\n");
	}

	rte_eth_promiscuous_enable( gDpdkPortId);

}


#if ENABLE_SEND



static int ng_encode_udp_pkt(uint8_t *msg, unsigned char *data, uint16_t 
total_len) {

	// encode 

	// 1 ethhdr
	struct rte_ether_hdr *eth = (struct rte_ether_hdr *)msg;
	rte_memcpy(eth->s_addr.addr_bytes, gSrcMac, RTE_ETHER_ADDR_LEN);
	rte_memcpy(eth->d_addr.addr_bytes, gDstMac, RTE_ETHER_ADDR_LEN);
	eth->ether_type = htons(RTE_ETHER_TYPE_IPV4);
	

	// 2 iphdr 
	struct rte_ipv4_hdr *ip = (struct rte_ipv4_hdr *)(msg + sizeof(struct 
rte_ether_hdr));
	ip->version_ihl = 0x45;
	ip->type_of_service = 0;
	ip->total_length = htons(total_len - sizeof(struct rte_ether_hdr));
	ip->packet_id = 0;
	ip->fragment_offset = 0;
	ip->time_to_live = 64; // ttl = 64
	ip->next_proto_id = IPPROTO_UDP;
	ip->src_addr = gSrcIp;
	ip->dst_addr = gDstIp;
	
	ip->hdr_checksum = 0;
	ip->hdr_checksum = rte_ipv4_cksum(ip);

	// 3 udphdr 

	struct rte_udp_hdr *udp = (struct rte_udp_hdr *)(msg + sizeof(struct 
rte_ether_hdr) + sizeof(struct rte_ipv4_hdr));
	udp->src_port = gSrcPort;
	udp->dst_port = gDstPort;
	uint16_t udplen = total_len - sizeof(struct rte_ether_hdr) - sizeof(struct 
rte_ipv4_hdr);
	udp->dgram_len = htons(udplen);

	rte_memcpy((uint8_t*)(udp+1), data, udplen);

	udp->dgram_cksum = 0;
	udp->dgram_cksum = rte_ipv4_udptcp_cksum(ip, udp);

	struct in_addr addr;
	addr.s_addr = gSrcIp;
	printf(" --> src: %s:%d, ", inet_ntoa(addr), ntohs(gSrcPort));

	addr.s_addr = gDstIp;
	printf("dst: %s:%d\n", inet_ntoa(addr), ntohs(gDstPort));

	return 0;
}


static struct rte_mbuf * ng_send(struct rte_mempool *mbuf_pool, uint8_t *data
, uint16_t length) {

	// mempool --> mbuf

	const unsigned total_len = length + 42;

	struct rte_mbuf *mbuf = rte_pktmbuf_alloc(mbuf_pool);
	if (!mbuf) {
		rte_exit(EXIT_FAILURE, "rte_pktmbuf_alloc\n");
	}
	mbuf->pkt_len = total_len;
	mbuf->data_len = total_len;

	uint8_t *pktdata = rte_pktmbuf_mtod(mbuf, uint8_t*);

	ng_encode_udp_pkt(pktdata, data, total_len);

	return mbuf;

}



#endif

#if ENABLE_KNI

static int gconfig_network_if(uint16_t port_id, uint8_t if_up) {

	if (!rte_eth_dev_is_valid_port(port_id)) {
		return -EINVAL;
	}

	int ret = 0;
	if (if_up) { //

		rte_eth_dev_stop(port_id);
		ret = rte_eth_dev_start(port_id);

	} else {

		rte_eth_dev_stop(port_id);

	}

	if (ret < 0) {
		printf("Failed to start port : %d\n", port_id);
	}
	
	return 0;
}

#endif


int main(int argc, char *argv[]) {

	if (rte_eal_init(argc, argv) < 0) {
		rte_exit(EXIT_FAILURE, "Error with EAL init\n");
		
	}

	struct rte_mempool *mbuf_pool = rte_pktmbuf_pool_create("mbuf pool", 
NUM_MBUFS,
		0, 0, RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE, rte_socket_id());
	if (mbuf_pool == NULL) {
		rte_exit(EXIT_FAILURE, "Could not create mbuf pool\n");
	}

#if ENABLE_KNI 
	rte_kni_init(gDpdkPortId);
#endif

	ng_init_port(mbuf_pool);
	
#if ENABLE_KNI

	struct rte_kni_conf conf;
	memset(&conf, 0, sizeof(conf));

	snprintf(conf.name, RTE_KNI_NAMESIZE, "vEth%d", gDpdkPortId);
	conf.group_id = gDpdkPortId;
	conf.mbuf_size = RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE;
	//conf.

	rte_eth_macaddr_get(gDpdkPortId, (struct rte_ether_addr*)conf.mac_addr);
	rte_eth_dev_get_mtu(gDpdkPortId, &conf.mtu);


	struct rte_kni_ops ops;
	memset(&ops, 0, sizeof(ops));
	ops.port_id = gDpdkPortId;
	ops.config_network_if = gconfig_network_if;

	global_kni = rte_kni_alloc(mbuf_pool, &conf, &ops);
	
#endif

	while (1) {

		struct rte_mbuf *mbufs[BURST_SIZE];
		unsigned num_recvd = rte_eth_rx_burst(gDpdkPortId, 0, mbufs, BURST_SIZE);
		if (num_recvd > BURST_SIZE) {
			rte_exit(EXIT_FAILURE, "Error receiving from eth\n");
		}

		unsigned i = 0;
		for (i = 0;i < num_recvd;i ++) {

			struct rte_ether_hdr *ehdr = rte_pktmbuf_mtod(mbufs[i], struct 
rte_ether_hdr*);
			if (ehdr->ether_type != rte_cpu_to_be_16(RTE_ETHER_TYPE_IPV4)) {
				continue;
			}

			struct rte_ipv4_hdr *iphdr =  rte_pktmbuf_mtod_offset(mbufs[i], struct 
rte_ipv4_hdr *, 
				sizeof(struct rte_ether_hdr));
			
			if (iphdr->next_proto_id == IPPROTO_UDP) {

				struct rte_udp_hdr *udphdr = (struct rte_udp_hdr *)(iphdr + 1);

#if ENABLE_SEND		// echo

				// mac exchange
				rte_memcpy(gDstMac, ehdr->s_addr.addr_bytes, RTE_ETHER_ADDR_LEN);
				rte_memcpy(gSrcMac, ehdr->d_addr.addr_bytes, RTE_ETHER_ADDR_LEN);
				// ip exchange

				rte_memcpy(&gSrcIp, &iphdr->dst_addr, sizeof(uint32_t));
				rte_memcpy(&gDstIp, &iphdr->src_addr, sizeof(uint32_t));
				// port exchange

				rte_memcpy(&gSrcPort, &udphdr->dst_port, sizeof(uint16_t));
				rte_memcpy(&gDstPort, &udphdr->src_port, sizeof(uint16_t));
				

#endif

				uint16_t length = ntohs(udphdr->dgram_len);
				*((char*)udphdr + length) = '\0';

				struct in_addr addr;
				addr.s_addr = iphdr->src_addr;
				printf("src: %s:%d, ", inet_ntoa(addr), udphdr->src_port);

				addr.s_addr = iphdr->dst_addr;
				printf("dst: %s:%d, %s\n", inet_ntoa(addr), udphdr->src_port, 
					(char *)(udphdr+1));

#if ENABLE_SEND

				struct rte_mbuf *txbuf = ng_send(mbuf_pool, (unsigned char*)(udphdr+1), 
length);
				rte_eth_tx_burst(gDpdkPortId, 0, &txbuf, 1);

#endif

				rte_pktmbuf_free(mbufs[i]);
			} else {


				rte_kni_tx_burst(global_kni, &mbufs[i], 1);


			}
			
		}

	}

}

Makefle:

# binary name
APP = dpdk_udp

# all source are stored in SRCS-y
SRCS-y := dpdk_udp.c

# Build using pkg-config variables if possible
ifeq ($(shell pkg-config --exists libdpdk && echo 0),0)

all: shared
.PHONY: shared static
shared: build/$(APP)-shared
        ln -sf $(APP)-shared build/$(APP)
static: build/$(APP)-static
        ln -sf $(APP)-static build/$(APP)

PKGCONF=pkg-config --define-prefix

PC_FILE := $(shell $(PKGCONF) --path libdpdk)
CFLAGS += -O3 $(shell $(PKGCONF) --cflags libdpdk)
LDFLAGS_SHARED = $(shell $(PKGCONF) --libs libdpdk)
LDFLAGS_STATIC = -Wl,-Bstatic $(shell $(PKGCONF) --static --libs libdpdk)

build/$(APP)-shared: $(SRCS-y) Makefile $(PC_FILE) | build
        $(CC) $(CFLAGS) $(SRCS-y) -o $@ $(LDFLAGS) $(LDFLAGS_SHARED)

build/$(APP)-static: $(SRCS-y) Makefile $(PC_FILE) | build
        $(CC) $(CFLAGS) $(SRCS-y) -o $@ $(LDFLAGS) $(LDFLAGS_STATIC)

build:
        @mkdir -p $@

.PHONY: clean
clean:
        rm -f build/$(APP) build/$(APP)-static build/$(APP)-shared
        test -d build && rmdir -p build || true

else

ifeq ($(RTE_SDK),)
$(error "Please define RTE_SDK environment variable")
endif

# Default target, detect a build directory, by looking for a path with a .config
RTE_TARGET ?= $(notdir $(abspath $(dir $(firstword $(wildcard $(RTE_SDK)/*/.config)))))

include $(RTE_SDK)/mk/rte.vars.mk

总结

调试时,需要把/sys/devices/virtual/net/vEth0/carrier置为1。允许内核收发数据。

echo 1 > /sys/devices/virtual/net/vEth0/carrier

在这里插入图片描述

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/195411.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

二叉树遍历的C语言实现

1、二叉树 树是n个节点的有限集 每个节点事多有两颗子树的树称为 二叉树 该实验目标实现以下二叉树&#xff1a; 2、二叉树的遍历方案 设&#xff1a; D -- 访问根节点&#xff0c;输出根节点; L -- 递归遍历左二叉树; R -- 递归遍历右二叉树; 二叉树遍历方案…

1145. 二叉树着色游戏

有两位极客玩家参与了一场「二叉树着色」的游戏。游戏中&#xff0c;给出二叉树的根节点 root&#xff0c;树上总共有 n 个节点&#xff0c;且 n 为奇数&#xff0c;其中每个节点上的值从 1 到 n 各不相同。 最开始时&#xff1a; 「一号」玩家从 [1, n] 中取一个值 x&#xff…

软件工程期末考试

软件工程一、简答题&#xff08;5个&#xff09;什么是软件危机&#xff1f;软件危机产生的原因是什么&#xff1f;怎样克服软件危机&#xff1f;你认为摆脱软件危机了吗&#xff1f;软件危机&#xff1a;是指在计算机软件开发、使用与维护过程中遇到的一系列严重问题和难题。它…

QT opencv 学习day01 安装opencv ,

1. 安装opencv 教程 看这个大佬的链接 &#xff08;实测有用&#xff09;&#xff08;操作简单&#xff09; 链接&#xff1a; (1条消息) 【OpenCV】windows Qt环境搭建_logani的博客-CSDN博客 2. 使用opencv 的注意事项 1.首先要在工程文件 .pro 文件里面 加入路径&#x…

Springboot+Echarts实现数据可视化项目

首先,得明白 springboot 需要写什么内容? 先理解下 MVC 模式! bean 层 也称之为 Dao 层 包括XxxMapper.java(数据库访问接口类),XxxMapper.xml(数据库链接实现);mapper 层 也称之为 model层,模型层,entity层,实体层 就是数据库表的映射实体类,存放POJO对象;servi…

Nginx反向代理与负载均衡

一.何为反向代理? 在介绍反向代理之前&#xff0c;先来了解一下正向代理。 正向代理&#xff1a;如果把局域网外的Internet想象成一个巨大的资源库&#xff0c;则局域网中的客户端要访问Internet&#xff0c;则需要通过代理服务器来访问&#xff0c;这种代理服务就称为正向代…

【前端利器炫酷的CodePen】

前言众所周知&#xff0c;前端是一个很容易将自己的劳动成果呈现出来的一个职位&#xff0c;无论是写1行代码还是写100行代码&#xff0c;都可以通过页面来进行呈现&#xff0c;在工作中的劳作成果也是可以一眼就呈现给客户、用户的。比如一些精美的页面&#xff0c;炫酷的特效…

java集合: ArrayList的底层机制和使用方法

文章目录引言一、Arraylist是什么&#xff1f;二、Arraylist的底层扩容机制(面向面试)1.扩容机制2.扩容过程:3步骤3.注意事项三、使用步骤1.ArrayList类引入2.添加元素3.删除元素4.计算大小5.其他的引用类型6.ArrayList 排序7.ArrayList的遍历方法8.Java ArrayList 方法表格引言…

HTML5+CSS3(六)-全面详解(学习总结---从入门到深化)

目录 CSS简介 CSS概念 为什么需要CSS CSS和HTML之间的关系 语法 学习效果反馈 CSS的引入方式 内联样式&#xff08;行内样式&#xff09; 内部样式 外部样式&#xff08;推荐&#xff09; 导入式&#xff08;了解&#xff09; import和link的区别 学习效果反馈 CSS样式…

代码随想录day53 动态规划

代码随想录day53 动态规划 题392 判断是否子序列 1&#xff0c;与最长公共子序列类似&#xff0c;最后公共子序列的长度要等于s的长度。区别在于当遍历元素不想等的时候&#xff0c;对于字符串s&#xff08;子序列&#xff09;不需要删除&#xff0c;对于字符串t&#xff0c;…

Android---CoordinatorLayout原理

目录 CoordinatorLayout 的作用 CoordinatorLayout 的功能 1 处理子控件之间依赖下的交互 2 处理子控件之间的嵌套滑动 3 处理子控件的测量与布局 4 处理子控件的事件拦截与响应 CoordinatorLayout 下的事件传递机制 CoordinatorLayout 协调者布局。 CoordinatorLayout…

Java基础之序列化与反序列化

序列化&#xff1a;将java对象转化为字节序列的过程。 反序列化&#xff1a;将字节序列转化为java对象的过程。 在进行远程通信时&#xff0c;如果需要传输java对象&#xff1a;发送方需要把java对象转换为字节序列(也就是序列化)&#xff0c;接收方需要将字节序列转换为java对…

PHP设计模式总括篇

系列文章目录 第一章 工厂模式 第二章 抽象工厂模式 第三章 单列模式 第五章 责任链模式 第六章 策略模式 一&#xff0c;定义 “每一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的**问题&#xff0c;以及该问题的解决方案的核心。**这样&#xff0c;你就能一次又一次地使用该方…

都React V18了,还不会正确使用React Hooks吗,万字长文解析Hooks的常见问题

前言 今天主要想说一下react hooks&#xff0c;react hooks是react v16.8 之后引入的API&#xff0c;现在react都已经到V18了&#xff0c;hooks怎么还能不会用呢&#xff1f; 首先hooks引入的目的是给函数式组件增加数据状态管理的能力&#xff0c;同时增加代码的可复用能力。…

C++的类型转换详解

目录前言一、C语言中的类型转换二、为什么C需要四种类型转换三、C强制类型转换3.1 static_cast3.2 reinterpret_cast3.3 const_cast3.4 dynamic_cast向上转型向下转型四、RTTI(了解)总结前言 在C语言就已经存在了类型转化&#xff0c;但是其中的一些类型转换存在一些问题&…

4.7--贪心--多机调度问题

贪心选择--最长处理时间作业优先&#xff08;n个作业&#xff0c;m台相同机器&#xff09; 当n<m时&#xff0c;只要将机器i的[0, ti]时间区间分配给作业i即可&#xff0c;算法只需要O(1)时间。 当n>m时&#xff0c;首先将n个作业依其所需的处理时间从大到小排…

开发者开年变富,如何迈出第一步?| 「钞能力养成指北」前传

写在前面 &#xff1a; 面对全面放开后多样的消费机会&#xff0c;开发者们如何在保障品质生活的同时&#xff0c;借助开源工具&#xff0c;全面、科学地规划和管理个人财务&#xff0c;把握资金动向&#xff0c;避开消费陷阱&#xff1f; LigaAI 特邀我司 Nerd4me 大佬分享其个…

Apollo planning之交规决策技术

Apollo studio 官网&#xff1a;Apollo开发者社区 (baidu.com) 目录 1 双层状态机 2 决策模块的解析 2.1 参考路径 2.2 交规决策 2.3 路径决策 2.4 速度决策 2.5 场景的调度与管理 3 交规决策实现代码解读 3.1 遍历交规配置文件&#xff0c;存储信息 3.2 交规决…

分布式(三)

三、API 网关详解 1. 网关及作用 主要功能&#xff1a;请求过滤 网关可以为我们提供请求转发、安全认证&#xff08;身份/权限认证&#xff09;、流量控制、负载均衡、降级熔断、日志、监控等功能。 2. 常见的网关系统 2.1 Netflix Zuul &#xff08;1&#xff09;Zuul 是…

进军存储赛道—BNB Greenfield:Web3 数据所有权和效用新标准

最近BNB Chain 自豪地宣布发布BNB Greenfield 白皮书。BNB Greenfield为Web3时代的数据引入了一个全新的结构和经济模式。现在&#xff0c;数据的所有权、使用权和货币化&#xff0c;首先对用户以及BNB Chain生态系统中的所有参与者来说是可能的。BNB Greenfield 使用 BNB 作为…