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社区首页 >专栏 >深入浅出思科VPP24.02系列：vlib_main函数业务逻辑介绍

深入浅出思科VPP24.02系列：vlib_main函数业务逻辑介绍

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通信行业搬砖工
发布于 2024-10-14 15:33:34
发布于 2024-10-14 15:33:34
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01=上期内容回顾

在往期的内容中，我们介绍了思科VPP软件核心函数thread0的业务逻辑介绍，

深入浅出思科VPP24.02系列：vlib_unix_main初始化介绍

深入浅出思科VPP24.02系列：thread0函数业务逻辑介绍

本期我们将继续深入浅出思科vpp24.02系列专题，介绍VPP核心业务vlib_main函数的业务逻辑介绍。

02=VPP函数vlib_main（）介绍

函数路径介绍：thread0函数位于vlib/main.c中

函数功能介绍：该负责启动和初始化VPP的各种组件，是VPP程序的入口点。该函数首先加载VPP配置文件，解析配置参数，并进行相应的初始化操作。通过相关的函数完成主函数堆的分配，确保系统资源的正确初始化‌。

代码逻辑展示：

代码语言：javascript
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vlib_main (vlib_main_t * volatile vm, unformat_input_t * input)
{
  vlib_global_main_t *vgm = vlib_get_global_main ();
  clib_error_t *volatile error;
  vlib_node_main_t *nm = &vm->node_main;

  vm->queue_signal_callback = placeholder_queue_signal_callback;

  /* Reconfigure event log which is enabled very early */
  if (vgm->configured_elog_ring_size &&
      vgm->configured_elog_ring_size != vgm->elog_main.event_ring_size)
    elog_resize (&vgm->elog_main, vgm->configured_elog_ring_size);
  vl_api_set_elog_main (vlib_get_elog_main ());
  (void) vl_api_set_elog_trace_api_messages (1);

  /* Default name. */
  if (!vgm->name)
    vgm->name = "VLIB";

  if ((error = vlib_physmem_init (vm)))
    {
      clib_error_report (error);
      goto done;
    }

  if ((error = vlib_log_init (vm)))
    {
      clib_error_report (error);
      goto done;
    }

  if ((error = vlib_stats_init (vm)))
    {
      clib_error_report (error);
      goto done;
    }

  if ((error = vlib_buffer_main_init (vm)))
    {
      clib_error_report (error);
      goto done;
    }

  if ((error = vlib_thread_init (vm)))
    {
      clib_error_report (error);
      goto done;
    }

  /* Register node ifunction variants */
  vlib_register_all_node_march_variants (vm);

  /* Register static nodes so that init functions may use them. */
  vlib_register_all_static_nodes (vm);

  /* Set seed for random number generator.
     Allow user to specify seed to make random sequence deterministic. */
  if (!unformat (input, "seed %wd", &vm->random_seed))
    vm->random_seed = clib_cpu_time_now ();
  clib_random_buffer_init (&vm->random_buffer, vm->random_seed);

  /* Initialize node graph. */
  if ((error = vlib_node_main_init (vm)))
    {
      /* Arrange for graph hook up error to not be fatal when debugging. */
      if (CLIB_DEBUG > 0)
  clib_error_report (error);
      else
  goto done;
    }

  /* Direct call / weak reference, for vlib standalone use-cases */
  if ((error = vpe_api_init (vm)))
    {
      clib_error_report (error);
      goto done;
    }

  if ((error = vlibmemory_init (vm)))
    {
      clib_error_report (error);
      goto done;
    }

  if ((error = map_api_segment_init (vm)))
    {
      clib_error_report (error);
      goto done;
    }

  /* See unix/main.c; most likely already set up */
  if (vgm->init_functions_called == 0)
    vgm->init_functions_called = hash_create (0, /* value bytes */ 0);
  if ((error = vlib_call_all_init_functions (vm)))
    goto done;

  nm->timing_wheel = clib_mem_alloc_aligned (sizeof (TWT (tw_timer_wheel)),
               CLIB_CACHE_LINE_BYTES);

  vec_validate (nm->process_restore_current, 10);
  vec_validate (nm->process_restore_next, 10);
  vec_set_len (nm->process_restore_current, 0);
  vec_set_len (nm->process_restore_next, 0);

  /* Create the process timing wheel */
  TW (tw_timer_wheel_init)
  ((TWT (tw_timer_wheel) *) nm->timing_wheel,
   process_expired_timer_cb /* callback */, 10e-6 /* timer period 10us */,
   ~0 /* max expirations per call */);

  vec_validate (vm->pending_rpc_requests, 0);
  vec_set_len (vm->pending_rpc_requests, 0);
  vec_validate (vm->processing_rpc_requests, 0);
  vec_set_len (vm->processing_rpc_requests, 0);

  /* Default params for the buffer allocator fault injector, if configured */
  if (VLIB_BUFFER_ALLOC_FAULT_INJECTOR > 0)
    {
      vm->buffer_alloc_success_seed = 0xdeaddabe;
      vm->buffer_alloc_success_rate = 0.80;
    }

  if ((error = vlib_call_all_config_functions (vm, input, 0 /* is_early */ )))
    goto done;

  /*
   * Use exponential smoothing, with a half-life of 1 second
   * reported_rate(t) = reported_rate(t-1) * K + rate(t)*(1-K)
   *
   * Sample every 20ms, aka 50 samples per second
   * K = exp (-1.0/20.0);
   * K = 0.95
   */
  vm->damping_constant = exp (-1.0 / 20.0);

  /* Sort per-thread init functions before we start threads */
  vlib_sort_init_exit_functions (&vgm->worker_init_function_registrations);

  /* Call all main loop enter functions. */
  {
    clib_error_t *sub_error;
    sub_error = vlib_call_all_main_loop_enter_functions (vm);
    if (sub_error)
      clib_error_report (sub_error);
  }

  switch (clib_setjmp (&vm->main_loop_exit, VLIB_MAIN_LOOP_EXIT_NONE))
    {
    case VLIB_MAIN_LOOP_EXIT_NONE:
      vm->main_loop_exit_set = 1;
      break;

    case VLIB_MAIN_LOOP_EXIT_CLI:
      goto done;

    default:
      error = vm->main_loop_error;
      goto done;
    }

  vlib_main_loop (vm);

done:
  /* Stop worker threads, barrier will not be released */
  vlib_worker_thread_barrier_sync (vm);

  /* Call all exit functions. */
  {
    clib_error_t *sub_error;
    sub_error = vlib_call_all_main_loop_exit_functions (vm);
    if (sub_error)
      clib_error_report (sub_error);
  }

  if (error)
    clib_error_report (error);

  return vm->main_loop_exit_status;
}

03=VPP函数vlib_main()逻辑解析

vlib_main是vpp的一个核心函数，下面是该函数的详细解释其业务逻辑：

  1. 初始化全局变量和配置：
    • 通过vlib_get_global_main()获取全局主结构体vlib_global_main_t的指针。
    • 设置一个占位符回调函数placeholder_queue_signal_callback用于队列信号。
    • 如果配置了事件日志环（elog ring）的大小，并且当前大小与配置不一致，则调整其大小。
    • 设置日志系统和跟踪API消息的开关。
代码语言：javascript
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业务逻辑代码
  vlib_global_main_t *vgm = vlib_get_global_main ();
  clib_error_t *volatile error;
  vlib_node_main_t *nm = &vm->node_main;

  vm->queue_signal_callback = placeholder_queue_signal_callback;

  /* Reconfigure event log which is enabled very early */
  if (vgm->configured_elog_ring_size &&
      vgm->configured_elog_ring_size != vgm->elog_main.event_ring_size)
    elog_resize (&vgm->elog_main, vgm->configured_elog_ring_size);
  vl_api_set_elog_main (vlib_get_elog_main ());
  (void) vl_api_set_elog_trace_api_messages (1);
  1. 设置默认名称：
    • 如果没有设置全局主结构体的名称，则默认设置为"VLIB"。
代码语言：javascript
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  业务逻辑代码展示：
  if (!vgm->name)
    vgm->name = "VLIB";
  1. 初始化各个模块：
    • 依次初始化物理内存、日志、统计信息、缓冲区管理、线程等模块。如果在初始化过程中遇到错误，则报告错误并跳转到结束处理。
代码语言：javascript
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  if ((error = vlib_physmem_init (vm)))
    {
      clib_error_report (error);
      goto done;
    }

  if ((error = vlib_log_init (vm)))
    {
      clib_error_report (error);
      goto done;
    }

  if ((error = vlib_stats_init (vm)))
    {
      clib_error_report (error);
      goto done;
    }

  if ((error = vlib_buffer_main_init (vm)))
    {
      clib_error_report (error);
      goto done;
    }

  if ((error = vlib_thread_init (vm)))
    {
      clib_error_report (error);
      goto done;
    }
  1. 注册节点和处理函数：
    • 注册所有节点的指令集变体（march variants）和静态节点。
    • 根据用户输入或当前时间设置随机数生成器的种子。
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  业务逻辑代码：
  /* Register node ifunction variants */
  vlib_register_all_node_march_variants (vm);

  /* Register static nodes so that init functions may use them. */
  vlib_register_all_static_nodes (vm);

  /* Set seed for random number generator.
     Allow user to specify seed to make random sequence deterministic. */
  if (!unformat (input, "seed %wd", &vm->random_seed))
    vm->random_seed = clib_cpu_time_now ();
  clib_random_buffer_init (&vm->random_buffer, vm->random_seed);
  1. 初始化节点图和定时器：
    • 初始化节点管理，如果在调试模式下遇到错误，则仅报告错误而不停止执行。
    • 初始化其他模块，如VPE API、内存管理和API段映射。
代码语言：javascript
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  if ((error = vlib_node_main_init (vm)))
    {
      /* Arrange for graph hook up error to not be fatal when debugging. */
      if (CLIB_DEBUG > 0)
  clib_error_report (error);
      else
  goto done;
    }

  /* Direct call / weak reference, for vlib standalone use-cases */
  if ((error = vpe_api_init (vm)))
    {
      clib_error_report (error);
      goto done;
    }

  if ((error = vlibmemory_init (vm)))
    {
      clib_error_report (error);
      goto done;
    }

  if ((error = map_api_segment_init (vm)))
    {
      clib_error_report (error);
      goto done;
    }
  1. 调用初始化和配置函数：
    • 调用所有初始化函数和配置函数，如果在执行过程中遇到错误，则跳转到结束处理。
代码语言：javascript
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  if (vgm->init_functions_called == 0)
    vgm->init_functions_called = hash_create (0, /* value bytes */ 0);
  if ((error = vlib_call_all_init_functions (vm)))
    goto done;

  nm->timing_wheel = clib_mem_alloc_aligned (sizeof (TWT (tw_timer_wheel)),
               CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
  1. 设置默认参数：
    • 如果启用了缓冲区分配故障注入器，则设置默认参数。
代码语言：javascript
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 代码逻辑：
  vec_validate (nm->process_restore_current, 10);
  vec_validate (nm->process_restore_next, 10);
  vec_set_len (nm->process_restore_current, 0);
  vec_set_len (nm->process_restore_next, 0);

  /* Create the process timing wheel */
  TW (tw_timer_wheel_init)
  ((TWT (tw_timer_wheel) *) nm->timing_wheel,
   process_expired_timer_cb /* callback */, 10e-6 /* timer period 10us */,
   ~0 /* max expirations per call */);

  vec_validate (vm->pending_rpc_requests, 0);
  vec_set_len (vm->pending_rpc_requests, 0);
  vec_validate (vm->processing_rpc_requests, 0);
  vec_set_len (vm->processing_rpc_requests, 0);
  1. 准备主循环：
    • 排序线程初始化和退出函数。
    • 调用所有主循环进入函数。
    • 设置主循环退出状态，并进入主循环。
代码语言：javascript
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  /* Default params for the buffer allocator fault injector, if configured */
  if (VLIB_BUFFER_ALLOC_FAULT_INJECTOR > 0)
    {
      vm->buffer_alloc_success_seed = 0xdeaddabe;
      vm->buffer_alloc_success_rate = 0.80;
    }

  if ((error = vlib_call_all_config_functions (vm, input, 0 /* is_early */ )))
    goto done;

  /*
   * Use exponential smoothing, with a half-life of 1 second
   * reported_rate(t) = reported_rate(t-1) * K + rate(t)*(1-K)
   *
   * Sample every 20ms, aka 50 samples per second
   * K = exp (-1.0/20.0);
   * K = 0.95
   */
  vm->damping_constant = exp (-1.0 / 20.0);

  /* Sort per-thread init functions before we start threads */
  vlib_sort_init_exit_functions (&vgm->worker_init_function_registrations);
  1. 主循环和退出处理：
    • vlib_main_loop函数是主循环的入口，处理数据包和其他任务。
    • 主循环结束后，同步工作线程，调用所有主循环退出函数，并报告可能存在的错误。
代码语言：javascript
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  /* Call all main loop enter functions. */
  {
    clib_error_t *sub_error;
    sub_error = vlib_call_all_main_loop_enter_functions (vm);
    if (sub_error)
      clib_error_report (sub_error);
  }

  switch (clib_setjmp (&vm->main_loop_exit, VLIB_MAIN_LOOP_EXIT_NONE))
    {
    case VLIB_MAIN_LOOP_EXIT_NONE:
      vm->main_loop_exit_set = 1;
      break;

    case VLIB_MAIN_LOOP_EXIT_CLI:
      goto done;

    default:
      error = vm->main_loop_error;
      goto done;
    }
  1. 返回值：
    • 函数返回主循环的退出状态。
代码语言：javascript
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  vlib_main_loop (vm);

done:
  /* Stop worker threads, barrier will not be released */
  vlib_worker_thread_barrier_sync (vm);

  /* Call all exit functions. */
  {
    clib_error_t *sub_error;
    sub_error = vlib_call_all_main_loop_exit_functions (vm);
    if (sub_error)
      clib_error_report (sub_error);
  }

  if (error)
    clib_error_report (error);

  return vm->main_loop_exit_status;

03=本章小结

本章节我们主要介绍了VPP的核心函数vlib_main（）的业务处理逻辑，其总结为思维导图的模式如下所示：

该函数负责初始化整个系统，设置必要的参数和回调函数，然后进入主循环处理数据包和其他任务。在主循环结束后，它会执行清理工作，释放资源，并报告错误（如果使能的条件下）。小伙伴们，你们学会了吗？

作者简介

作者：通信行业搬砖工

前深圳某大型通信设备厂商从业人员

前H3Com骨干网核心交换路由器人员

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原始发表：2024-10-12，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除
函数
配置
error
goto
init

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函数
配置
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