深入浅出思科VPP24.02系列：vlib_unix_main初始化介绍

通信行业搬砖工

发布于 2024-10-10 19:29:25

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01、vlib_unix_main初始化介绍

本文章我们将要进行思科VPP（Vector Packet Processing）软件架构初始化流程中设计的核心函数vlib_unix_main初始化介绍，其初始化流程如下所示。

02、分配空间逻辑介绍

介绍给vgm->vlib_mains这个vec分配足够的空间的逻辑，首先我们介绍一下这个参数的工程意义：每个线程维护自己的main

  /* Per-thread Mains */
  vlib_main_t **vlib_mains;

VPP使用DPDK的RTC模式，每个work线程运行自己的业务处理。

涉及到DPDK的RTC模式介绍：

在 run-to-completion 模式中，通过调用API来轮询指定端口的RX描述符以获取报文。紧接着，在同一个core上处理报文，并通过API调用将报文放到接口的TX描述符中以发送报文。

每个逻辑核处理数据包的流程包括以下步骤：

通过PMD报文接收API来获取报文
一次性处理每个数据报文，直到转发阶段
通过PMD发包API将报文发送出去

03、readlink函数介绍

readlink部分的业务逻辑描述：

unix标准函数介绍

#define _POSIX1_SOURCE 2
#include <unistd.h>

int readlink(const char *path,
                 char *buf, size_t bufsiz);

#define _POSIX_C_SOURCE 200112L
#include <unistd.h>

ssize_t readlink(const char *__restrict__path,
                 char *__restrict__buf, size_t bufsiz);

将符号链接 path 的内容放在缓冲区 buf中。缓冲区的大小由 bufsiz设置。存储在 buf 中的结果不包含终止 NULL 字符。

如果缓冲区太小而无法包含符号链接的值，那么该值将截断为缓冲区的大小 (bufsiz)。如果返回的值是缓冲区的大小，请使用 lstat () 来确定符号链接的实际大小。

返回值介绍：

如果成功，当 bufsiz 大于 0 时， readlink () 将返回缓冲区中放置的字节数。当 bufsiz 为 0 并且 readlink () 成功完成时，它将返回符号链接中包含的字节数，并且不会更改缓冲区。

如果返回的值等于 bufsiz，那么可以使用 bufsiz的 0 值来确定 lstat () 或 readlink () 的符号链接的内容。

如果失败，那么 readlink () 将返回 -1 并将 errno 设置为下列其中一个值；

错误码：

EACCES：拒绝对路径前缀的组件的搜索许可权。
EINVAL：指定的文件不是符号链接。
EIO：从文件系统读取时发生 I/O 错误。
ELOOP：符号链接中存在循环。如果在解析 path 参数期间迂到多个 POSIX_SYMLOOP 符号链接，那么会发出此错误。
ENAMETOOLONG：pathname 的长度超过 PATH_MAX 个字符，或者当 _POSIX_NO_TRUNC 生效时， pathname 的某些组件的长度超过 NAME_MAX 个字符。对于符号链接，替代符号链接的路径名字符串的长度超过 PATH_MAX。可以使用 pathconf () 来确定 PATH_MAX 和 NAME_MAX 值。
ENOENT：指定的文件不存在。
ENOTDIR：路径前缀的组件不是目录。

04、elog日志相关函数介绍

初始化和使能日志相关的操作逻辑

  vgm->configured_elog_ring_size = 128 << 10;
  elog_init (vlib_get_elog_main (), vgm->configured_elog_ring_size);
  elog_enable_disable (vlib_get_elog_main (), 1);

elog初始化逻辑

__clib_export void
elog_init (elog_main_t * em, u32 n_events)
{
  clib_memset (em, 0, sizeof (em[0]));

  em->lock = 0;

  if (n_events > 0)
    elog_alloc (em, n_events);

  clib_time_init (&em->cpu_timer);

  em->n_total_events_disable_limit = ~0;

  /* Make track 0. */
  em->default_track.name = "default";
  elog_track_register (em, &em->default_track);

  elog_time_now (&em->init_time);
  em->string_table_hash = hash_create_string (0, sizeof (uword));
}

功能使能逻辑：

/** @brief Enable or disable event logging
    @param em elog_main_t *
*/
always_inline void
elog_enable_disable (elog_main_t * em, int is_enabled)
{
  em->n_total_events = 0;
  em->n_total_events_disable_limit = is_enabled ? ~0 : 0;
}

05、elog日志相关函数介绍

unix命令行初始化相关的操作逻辑

/* Setup for unformat of Unix style command line. */
__clib_export void
unformat_init_command_line (unformat_input_t * input, char *argv[])
{
  uword i;

  unformat_init (input, 0, 0);

  /* Concatenate argument strings with space in between. */
  for (i = 1; argv[i]; i++)
    {
      vec_add (input->buffer, argv[i], strlen (argv[i]));
      if (argv[i + 1])
        vec_add1 (input->buffer, ' ');
    }
}

06、读取插件配置逻辑介绍

读取插件配置逻辑相关的操作逻辑

clib_error_t *
vlib_plugin_config (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input)
{
  plugin_main_t *pm = &vlib_plugin_main;
  clib_error_t *error = 0;
  unformat_input_t in;

  unformat_init (&in, 0, 0);

  while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
    {
      u8 *s, *v;
      if (unformat (input, "%s %v", &s, &v))
  {
    if (strncmp ((const char *) s, "plugins", 8) == 0)
      {
        if (vec_len (in.buffer) > 0)
    vec_add1 (in.buffer, ' ');
        vec_add (in.buffer, v, vec_len (v));
      }
  }
      else
  {
    error = clib_error_return (0, "unknown input '%U'",
             format_unformat_error, input);
    goto done;
  }

      vec_free (v);
      vec_free (s);
    }
done:
  input = &in;
  while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
    {
      unformat_input_t sub_input;
      u8 *s = 0;
      if (unformat (input, "path %s", &s))
  pm->plugin_path = s;
      else if (unformat (input, "add-path %s", &s))
  pm->plugin_path_add = s;
      else if (unformat (input, "name-filter %s", &s))
  pm->plugin_name_filter = s;
      else if (unformat (input, "vat-path %s", &s))
  pm->vat_plugin_path = s;
      else if (unformat (input, "vat-name-filter %s", &s))
  pm->vat_plugin_name_filter = s;
      else if (unformat (input, "plugin default %U",
       unformat_vlib_cli_sub_input, &sub_input))
  {
    pm->plugins_default_disable =
      unformat (&sub_input, "disable") ? 1 : 0;
    unformat_free (&sub_input);
  }
      else if (unformat (input, "plugin %s %U", &s,
       unformat_vlib_cli_sub_input, &sub_input))
  {
    error = config_one_plugin (vm, (char *) s, &sub_input);
    unformat_free (&sub_input);
    if (error)
      goto done2;
  }
      else
  {
    error = clib_error_return (0, "unknown input '%U'",
             format_unformat_error, input);
    {
      vec_free (s);
      goto done2;
    }
  }
    }

done2:
  unformat_free (&in);
  return error;
}

07、加载路径下的插件介绍

加载路径下的插件相关的操作逻辑

int
vlib_plugin_early_init (vlib_main_t * vm)
{
  plugin_main_t *pm = &vlib_plugin_main;

  pm->logger =
    vlib_log_register_class_rate_limit ("plugin", "load",
          0x7FFFFFFF /* aka no rate limit */ );

  if (pm->plugin_path == 0)
    pm->plugin_path = format (0, "%s", vlib_plugin_path);

  if (pm->plugin_path_add)
    pm->plugin_path = format (pm->plugin_path, ":%s", pm->plugin_path_add);

  pm->plugin_path = format (pm->plugin_path, "%c", 0);

  PLUGIN_LOG_DBG ("plugin path %s", pm->plugin_path);

  pm->plugin_by_name_hash = hash_create_string (0, sizeof (uword));
  pm->plugin_overrides_by_name_hash = hash_create_string (0, sizeof (uword));
  pm->vlib_main = vm;

  return vlib_load_new_plugins (pm, 1 /* from_early_init */ );
}

该部分的关键操作：

  pm->plugin_by_name_hash = hash_create_string (0, sizeof (uword));
  pm->plugin_overrides_by_name_hash = hash_create_string (0, sizeof (uword));
  pm->vlib_main = vm;

然后通过vlib_load_new_plugins函数，加载插件路径下的所有插件。后续文章中，我们会详细描述加载的逻辑。

08、创建线程相关的逻辑介绍

创建线程相关的操作逻辑：

thread stack初始化：创建相关的空间资源

u8 *vlib_thread_stack_init (uword thread_index)
{
  void *stack;
  ASSERT (thread_index < vec_len (vlib_thread_stacks));
  stack = clib_mem_vm_map_stack (VLIB_THREAD_STACK_SIZE,
         CLIB_MEM_PAGE_SZ_DEFAULT,
         "thread stack: thread %u", thread_index);

  if (stack == CLIB_MEM_VM_MAP_FAILED)
    clib_panic ("failed to allocate thread %u stack", thread_index);

  vlib_thread_stacks[thread_index] = stack;
  return stack;
}

thread stack切换运行栈逻辑：

static_always_inline void
vlib_process_start_switch_stack (vlib_main_t * vm, vlib_process_t * p)
{
#ifdef CLIB_SANITIZE_ADDR
  void *stack = p ? (void *) p->stack : vlib_thread_stacks[vm->thread_index];
  u32 stack_bytes =
    p ? (1ULL < p->log2_n_stack_bytes) : VLIB_THREAD_STACK_SIZE;
  __sanitizer_start_switch_fiber (&vm->asan_stack_save, stack, stack_bytes);
#endif
}

这个是vpp 引入工具进行内存检测功能的特性。如果小伙伴们感兴趣，后续我们再介绍如何使用该功能。

09、clib_calljmp逻辑介绍

clib_calljmp相关的操作逻辑：调用了clib_calljmp实现了协程，clib_calljmp函数会调用thread0做为入口函数：

  i = clib_calljmp (thread0, (uword) vm,
        (void *) (vlib_thread_stacks[0] +
            VLIB_THREAD_STACK_SIZE));
  return i;

clib_calljmp在开启thread0的同时也向thread0这个线程传入了栈;

至此vlib_unix_main函数的初始化流程就介绍结束了，小伙伴们，你们学会了吗？

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原始发表：2024-10-08，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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