dpdk代码总体思路

1.用户空间轮询

减少中断带来开销；

减少系统调用带来开销；

零拷贝减少内存拷贝的时间；

轮询 Polling,busy looping 提供了I/O批量处理的可能性；

避免中断性能瓶颈是DPDK提升数据包处理速度的关键之一；

2.多核CPU性能优化

RSS硬件队列；

CPU独占：独占CPU资源，减少调度影响，提高系统性能；

CPU绑定：减少CPU上下文切换，提高系统性能；

中断亲和 : 中断负载均衡，减轻其他CPU负担，提高系统性能；

进程亲和：减少CPU上下文切换，提高系统性能；

中断隔离：减少中断对CPU调度影响，提高系统性能；

Per CPU：Per-CPU是基于空间换时间的方法, 让每个CPU都有自己的私有数据段(放在L1中),并将一些变量私有化到 每个CPU的私有数据段中. 单个CPU在访问自己的私有数据段时, 不需要考虑其他CPU之间的竞争问题,也不存在同步的问题.  注意只有在该变量在各个CPU上逻辑独立时才可使用；

  1. 锁优化

    无锁数据结构，将并发最大化；

    Per-CPU设计，尽量避免资源竞争；

    采用RCU机制，读写共享数据可以无锁并行；

    深入理解RCU|核心原理

    spinlock，采用非阻塞锁，防止上下文切换导致cache miss；

    采用CAS原子操作(Compare and Swap)进行无锁设计；

4.批量处理

轮询机制允许一次接收或发送多个报文；

批量处理分摊的接收或发送操作本身的开销；

绝大部分报文需要做相同或相似的计算处理，意味着相同的指令会被反复地执行，报文的批量计算分摊了函数调用的上下文切换，堆栈的初始化等等开销，同时大大减少了l1i cache miss

对于某一个函数，l1icache miss 仅仅发生在第一个报文被处理的时刻

批量计算提供了更好的代码优化可能性（数据预取，多重循环等）

5.Cache优化

CPU的速度远远大于RAM的速度

程序在运行时具有局部性规律

    时间局部性，很快还会访问

    空间局部性，相邻也会访问

不同级别cache速度差异 L1 > L2 > L3

减少Cache Miss是提升性能的关键

Cache 层次化结构


iCacheMiss 常常被忽略
更优的代码，编译器优化选项
更小的代码尺寸
更好的代码布局- 分支预测

Cache一致性问题

原则是避免多个核访问同一个内存地址或数据结构

在数据结构上，每个核都有独立的数据结构

多个核访问同一个网卡：每个核都创建单独的接收队列和发送队列

  1. 代码优化技巧

    Cache Line 对齐，减少dCache miss， 避免伪共享；

    数据预取，减少dCache miss， prefetch 指令；

    分支预测，优化代码布局， 提高CPU流水线效率；‍‍‍‍‍‍

    函数内联，减少函数调用开销；

    CPU扩展指令集SIMD：sse,avx，减少指令数量，最大化的利用一级缓存访存的带宽；

    多重循环处理报文，更好地优化CPU流水线；

    编译器优化；

posted @ 2023-02-24 10:05  codestacklinuxer  阅读(84)  评论(0)  编辑  收藏  举报