（七）DPDK-testpmd

簡介

Testpmd是dpdk自帶的測試工具，也可以被看做一個APP。當運行testpmd時，可以展示和驗證網卡支持的各種PMD相關功能。

1-testpmd的基礎代碼

包括testpmd的啓動運行，參數解析，設備的檢測和配置。包括如下文件

config.c    //這個文件名可能有些誤導。實際上，這個文件中包含的是UI相關的配置和顯示的代碼
cmdline.c
bpf_cmd.c
cmdline_flow.c
cmdline_mtr.c
cmdline_tm.c

2-轉發功能代碼

爲了方便對PMD功能的測試，testpmd中預設了若干種不同的轉發模式。不同的轉發模式意味着testpmd對收到的包進行了不同的處理，然後將其發送甚至是丟棄

//轉發模式的設計是一種簡化問題的思路。
//簡單的切換轉發模式可以規避複雜的難以實現的配置。
//包括以下文件，每個文件是一種單獨的轉發模式
csumonly.c
flowgen.c
icmpecho.c
ieee1588fwd.c
iofwd.c
macfwd.c
macswap.c
rxonly.c
softnicfwd.c
txonly.c

基礎代碼

Main函數

testpmd的執行過程 

rte_eal_init ：對DPDK運行環境的初始化 

set_def_fwd_config ：進行轉發相關的默認配置。

1，set_default_fwd_lcores_config

• 實際上是對配置的邏輯core的信息進行記錄，包括socket相關的信息

2， set_def_peer_eth_addrs

• 設置了一個默認的以太網地址，用於轉發時填寫以太幀頭的目的地址

3， set_default_fwd_ports_config

• 簡單的將前面解析出來的port的信息記錄下來。主要是明確有幾個port，以便後續的處理。

 launch_args_parse

這個函數對參數進行字符串的匹配，以獲取配置信息。在這一階段，獲取的信息只是記錄下來，以供後續的處理

init_config：參數進行初始配置

1、 運行DPDK的邏輯core的配置
2、 收發包所需要的mbuf的配置
3、 設備的設置。在這裏是將配置信息存放在適當的地方，下面進行使能設備的時候纔會將其真正的設置到硬件中生效。
4、 轉發引擎的配置。

 start_port

用戶接口CLI

• CLI是command line interface的簡寫 作爲一個輕量級的測試工具，testpmd的人機交互功能比較弱而有限，不需要複雜的圖形界面就可以完成。因此使用CLI的好處也是比較明顯的，可以控制項目的大小，防止在非核心的功能上花費過多的精力。

CLI舉例

CLI都是比較類似的，簡單的說，實現的就是解析字符串並將其和某個API關聯起來，然後執行API的過程。

如端口信息顯示

testpmd> show port info 0
 
********************* Infos for port 0  *********************
MAC address: 3C:FD:FE:9D:25:8C
Device name: 0000:07:00.0
Driver name: net_i40e
Connect to socket: 0
memory allocation on the socket: 0
Link status: up
Link speed: 10000 Mbps
Link duplex: full-duplex
MTU: 1500
Promiscuous mode: enabled
Allmulticast mode: disabled
Maximum number of MAC addresses: 64
Maximum number of MAC addresses of hash filtering: 0
VLAN offload:
  strip off
  filter off
  qinq(extend) off
Hash key size in bytes: 52
Redirection table size: 512
Supported flow types:
  ipv4-frag
  ipv4-tcp
  ipv4-udp
  ipv4-sctp
  ipv4-other
  ipv6-frag
  ipv6-tcp
  ipv6-udp
  ipv6-sctp
  ipv6-other
  l2_payload
Minimum size of RX buffer: 1024
Maximum configurable length of RX packet: 9728
Maximum number of VMDq pools: 64
Current number of RX queues: 1
Max possible RX queues: 320
Max possible number of RXDs per queue: 4096
Min possible number of RXDs per queue: 64
RXDs number alignment: 32
Current number of TX queues: 1
Max possible TX queues: 320
Max possible number of TXDs per queue: 4096
Min possible number of TXDs per queue: 64
TXDs number alignment: 32

數據結構介紹

每個CLI都對應一個數據結構變量，這存在cmdline.c文件中。“show port info”的數據結構變量是：

cmdline_parse_inst_t cmd_showport = {
               .f =cmd_showport_parsed,
               .data =NULL,
               .help_str= "show|clear port "
                              "info|stats|xstats|fdir|stat_qmap|dcb_tc|cap"
                              "<port_id>",
               .tokens= {
                              (void*)&cmd_showport_show,
                              (void*)&cmd_showport_port,
                              (void*)&cmd_showport_what,
                              (void*)&cmd_showport_portnum,
                              NULL,
               },
};

cmd_showport”包含四個部分：

1.f。應該是指function，即CLI所執行的函數。

2.data。除了CLI之外，可以傳遞給執行函數的參數。因爲它不是通過CLI傳遞的，可以看做不是屬於UI的一部分，一般也不使用，置爲空。

3.help_str。幫助信息。從幫助信息看，此CLI承擔的功能不僅僅是顯示端口的信息，它還可以顯示統計信息等，並且也能夠清空統計信息等。當然，這只是幫助信息聲稱的功能，是不是真正是這些功能呢？下面的詳細分析會進一步說明。

4.tokens。描述了構成CLI的各個字符串。我們可以看到，這個CLI由4個字符串構成。

• cmd_showport_show有兩種可能，“show”或者“clear”。
• cmd_showport_port只能是“port”。
• cmd_showport_what可以是以下任意一個，“info”、“stats”、“xstats”、“fdir”、“stat_qmap”、“dcb_tc”、“cap”
• cmd_showport_portnum則必須是無符號整數。

CLI解析介紹

• 簡單的說，當一串字符可以和上述的四個小字符串的組合即tokens匹配時，就執行f所指定的函數。但是，當用戶輸入一串字符後，testpmd是怎麼知道它能夠匹配某一個CLI的呢？

上述的變量cmd_showport被放在了數組main_ctx中。

當用戶輸入一串字符後，程序將會遍歷main_ctx數組中所有的變量，判斷此字符串是否和數組中的某個變量匹配。

這部分的工作實際上是由librte_cmdline完成的。大致的流程如下：

1.將獲取的一串字符分拆成若干子字符串。在分拆時，一串字符中的一個或若干個連續的空格被視爲子字符串的間隔。顯然字符串的結束符‘\0’被視爲結束。

2.將這些子字符串和main_ctx數組中的變量逐個匹配。實際上是將子字符串和變量的tokens域進行匹配。例如如下字符串都可能和cmd_showport匹配。

• a. show port info 0
• b. show port stats 1
• c. clear port xstats 4
• d. clear port fdir 5
• e. …

3.當發現某個變量可以和輸入的字符串匹配時，並不會停止，而是繼續匹配剩下的變量。當發現還有另外一個變量可以和輸入的字符串匹配時，將會報錯——含義模糊的命令。這就要求testpmd的代碼實現者在設計CLI時要保證不要和已有的CLI雷同。

4.匹配工作完成後，如果只有一個變量和輸入的字符串匹配，則通過變量的f域執行處理函數。對於“showport info”是函數cmd_showport_parsed。

5.如果沒有任何變量匹配，則報錯。

函數執行

• 當CLI的解析完成後，就進入函數執行的階段。函數執行並不是機械的執行某個動作，實際上有一定的自由度，可以選擇需要的操作。

 以“showport info”的執行函數爲例，儘管變量cmd_showport中的token的組合有很多種，實際上只支持其中有意義的幾種。

顯示端口信息

如前所述，當用戶輸入適當的token組合後，testpmd就會進入到顯示端口信息的處理。端口信息顯示函數port_infos_display是testpmd實現的，通過調用rte_eth的API獲取需要的信息，然後打印。