[DPDK][转]DPDK编程开发（4）—lcore

1、知识百科

返回值	操作函数	函数功能
	RTE_DECLARE_PER_LCORE (unsigned, _lcore_id)
	RTE_DECLARE_PER_LCORE (rte_cpuset_t, _cpuset)
static unsigned	rte_lcore_id (void)	返回当前运行的lcore ID
static unsigned	rte_get_master_lcore (void)	返回管理lcore的ID
static unsigned	rte_lcore_count (void)	返回系统执行lcore的数目
static int	rte_lcore_index (int lcore_id)	Return the index of the lcore starting from zero
unsigned	rte_socket_id (void)	返回正在运行的lcore所对应的物理socket
static unsigned	rte_lcore_to_socket_id (unsigned lcore_id)	获得指定lcore的物理socket ID
static int	rte_lcore_is_enabled (unsigned lcore_id)	判断lcore是否enabled，如果enable，则返回True
static unsigned	rte_get_next_lcore (unsigned i, int skip_master, int wrap)	获得下一个enable的lcore ID
int	rte_thread_set_affinity (rte_cpuset_t *cpusetp)
void	rte_thread_get_affinity (rte_cpuset_t *cpusetp)

2、头文件

#include <rte_per_lcore.h>

#include <rte_eal.h>

#include <rte_launch.h>

 

struct lcore_config lcore_config[RTE_MAX_LCORE]

struct lcore_config {

         unsigned detected;         /**< true if lcore was detected */

         pthread_t thread_id;        /**< pthread identifier */

         int pipe_master2slave[2];    /**< communication pipe with master */

         int pipe_slave2master[2];    /**< communication pipe with master */

         lcore_function_t * volatile f;  /**< function to call */

         void * volatile arg;          /**< argument of function */

         volatile int ret;             /**< return value of function */

         volatile enum rte_lcore_state_t state; /**< lcore state */

         unsigned socket_id;         /**< physical socket id for this lcore */

         unsigned core_id;           /**< core number on socket for this lcore */

};

3、操作函数

rte_lcore_count(void)

函数功能：返回系统执行lcore的数目（和RTE_MAX_LCORE（宏64）不是一样的概念）。

rte_lcore_id(void)

函数功能：返回当前运行的lcore ID。

rte_get_master_lcore(void)

函数功能：返回管理lcore的ID。

rte_get_next_lcore(unsigned i, int skip_master, int wrap)

函数功能：获得下一个enable的lcore ID。

rte_lcore_index(int lcore_id)

函数功能：Return the index of the lcore starting from zero。

rte_lcore_is_enabled(unsigned lcore_id)

函数功能：判断lcore是否enabled，如果enable，则返回True。

rte_lcore_to_socket_id(unsigned lcore_id)

函数功能：获得指定lcore的物理socket ID。

rte_socket_id(void)

函数功能：返回正在运行的lcore所对应的物理socket。

rte_thread_get_affinity(rte_cpuset_t * cpusetp)

函数功能：获得当前线程的core affinity。

rte_thread_set_affinity(rte_cpuset_t * cpusetp)

函数功能：对当前线程设置core affinity，成功返回0，失败返回-1。

4、知识扩展

NUMA

NUMA（Non-Uniform Memory Access，非一致性内存访问）和SMP（Symmetric Multi-Processor，对称多处理器系统）是两种不同的CPU硬件体系架构。

SMP的主要特征是共享，所有的CPU共享使用全部资源，例如内存、总线和I/O，多个CPU对称工作，彼此之间没有主次之分，平等地访问共享的资源，这样势必引入资源的竞争问题，从而导致它的扩展内力非常有限；NUMA架构在中大型系统上一直非常盛行，也是高性能的解决方案，在系统延迟方面表现也都很优秀。

在NUMA架构下，CPU的概念从大到小依次是：Socket、Core、Processor。随着多核技术的发展，我们将多个CPU封装在一起，这个封装一般被称为Socket（插槽），而Socket中的每个核心被称为Core，为了进一步提升CPU的处理能力，Intel又引入了HT（Hyper-Threading，超线程）的技术，一个Core打开HT之后，在OS看来就是两个核，当然这个核是逻辑上的概念，所以也被称为Logical Processor，本文简称为Processor。

node

        NUMA体系结构中多了node的概念，主要用于解决core分组问题，在目前常见的分组中，一个socket里有一个node，每个node有自己的内部CPU、总线和内存，同时还可以访问其他node内的内存，NUMA最大的优势是可以方便增加CPU数量。

#lscpu

#numactl --hardware

备注：从指令的结果可以看出本机有1个NUMA node。（available: 1 nodes (0)）

备注：从指令的结果可以看出本机有2个NUMA node。（available: 2 nodes (0-1)）

# ls /sys/devices/system/node/node0

备注：node0包含0~11个processor。

socket（physical id）

一个socket对应主板上的CPU插槽，在/proc/cpuinfo中的physical id就是socket的ID。

# grep 'physical id' /proc/cpuinfo | awk -F: '{print $2 | "sort -un"}'

备注：通过以上信息，可以知道本机有2个socket，编号为0和1。

 

#grep 'physical id' /proc/cpuinfo | awk -F: '{print $2}' | sort | uniq -c

备注：每个socket对应6个processer。

 

#cat /proc/cpuinfo |grep core|sort -u

备注：一个socket有6个cores，它们的ID分别为0~5。

processer

# grep 'processor' /proc/cpuinfo | wc -l

备注：本机共有12个processor。

 

# grep 'siblings' /proc/cpuinfo | sort -u

备注：每个socket中有几个processor也可以从siblings字段中获取。

cpu.sh

#!/bin/bash

 

# Simple print cpu topology

# Author: kodango

 

function get_nr_processor()

{

    grep '^processor' /proc/cpuinfo | wc -l

}

 

function get_nr_socket()

{

    grep 'physical id' /proc/cpuinfo | awk -F: '{

            print $2 | "sort -un"}' | wc -l

}

 

function get_nr_siblings()

{

    grep 'siblings' /proc/cpuinfo | awk -F: '{

            print $2 | "sort -un"}'

}

 

function get_nr_cores_of_socket()

{

    grep 'cpu cores' /proc/cpuinfo | awk -F: '{

            print $2 | "sort -un"}'

}

 

echo '===== CPU Topology Table ====='

echo

 

echo '+--------------+---------+-----------+'

echo '| Processor ID | Core ID | Socket ID |'

echo '+--------------+---------+-----------+'

 

while read line; do

    if [ -z "$line" ]; then

        printf '| %-12s | %-7s | %-9s | ' $p_id $c_id $s_id

        echo '+--------------+---------+-----------+'

        continue

    fi

 

    if echo "$line" | grep -q "^processor"; then

        p_id=`echo "$line" | awk -F: '{print $2}' | tr -d ' '`

    fi

 

    if echo "$line" | grep -q "^core id"; then

        c_id=`echo "$line" | awk -F: '{print $2}' | tr -d ' '`

    fi

 

    if echo "$line" | grep -q "^physical id"; then

        s_id=`echo "$line" | awk -F: '{print $2}' | tr -d ' '`

    fi

done < /proc/cpuinfo

 

echo

 

awk -F: '{

    if ($1 ~ /processor/) {

        gsub(/ /,"",$2);

        p_id=$2;

    } else if ($1 ~ /physical id/){

        gsub(/ /,"",$2);

        s_id=$2;

        arr[s_id]=arr[s_id] " " p_id

    }

}

 

END{

    for (i in arr)

        printf "Socket %s:%s ", i, arr[i];

}' /proc/cpuinfo

 

echo

echo '===== CPU Info Summary ====='

echo

 

nr_processor=`get_nr_processor`

echo "Logical processors: $nr_processor"

 

nr_socket=`get_nr_socket`

echo "Physical socket: $nr_socket"

 

nr_siblings=`get_nr_siblings`

echo "Siblings in one socket: $nr_siblings"

 

nr_cores=`get_nr_cores_of_socket`

echo "Cores in one socket: $nr_cores"

 

let nr_cores*=nr_socket

echo "Cores in total: $nr_cores"

 

if [ "$nr_cores" = "$nr_processor" ]; then

    echo "Hyper-Threading: off"

else

    echo "Hyper-Threading: on"

fi

 

echo

echo '===== END ====='

5、常用指令

lscpu

#lscpu

Architecture:          x86_64

CPU op-mode(s):        32-bit, 64-bit

Byte Order:            Little Endian

CPU(s):                            12                 //共有12个逻辑CPU

On-line CPU(s) list:       0-11

Thread(s) per core:       1                  //每个core有1个threads

Core(s) per socket:       6                  //每个socket有6个cores

CPU socket(s):               2                  //共有2个sockets

NUMA node(s):             2                  //共有2个NUMA nodes

Vendor ID:             GenuineIntel

CPU family:                   6

Model:                        45

Stepping:                     7

CPU MHz:              2294.387            //主频

BogoMIPS:             4588.30

Virtualization:           VT-x

L1d cache:              32K                    //L1 data cache

L1i cache:               32K                    //L1 instruction cache

L2 cache:               256K

L3 cache:               15360K

NUMA node0 CPU(s):     0-5

NUMA node1 CPU(s):     6-11

numactl

#numactl --hardware

/proc/cpuinfo

# cat /proc/cpuinfo |grep 'physical id'|awk -F: '{print $2}'|sort|uniq -c

备注：可以知道有2个socket，1个socket上有12个processor。

 

#cat /proc/cpuinfo |grep core|sort -u

备注：可以知道1个socket上有6个cores，结合上个信息，可以知道开启了超线程。

6、参考资料

lcore：

http://www.dpdk.org/doc/api/rte__lcore_8h.html

 

CPU Topology：

http://kodango.com/cpu-topology

 

SMP VS NUMA VS MPP：

http://xasun.com/article/4d/2076.html

http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-numa/index.html

http://blog.csdn.net/ustc_dylan/article/details/45667227