DPDK Hello World 教程（第1课）

课程概述

Hello World是DPDK最基础的示例程序，展示了如何在多个CPU核心上并行执行任务。

课程目标：

理解DPDK应用程序的基本结构
学会初始化DPDK环境
掌握多核并行执行的基本方法

一、程序功能

这个示例程序实现了一个非常简单的功能：

在每个CPU核心上打印 "hello from core X"

核心0（主核心）：hello from core 0
核心1（工作核心）：hello from core 1
核心2（工作核心）：hello from core 2
核心3（工作核心）：hello from core 3

通过这个简单的例子，你可以学习到：

如何初始化DPDK环境
如何在多个核心上并行运行代码
DPDK应用程序的基本框架

二、程序执行流程

2.1 流程图

开始
  ↓
① 初始化EAL环境
  ↓
② 在Worker核心上启动任务
  ↓
③ 在Main核心上执行任务
  ↓
④ 等待所有Worker核心完成
  ↓
⑤ 清理资源
  ↓
结束

2.2 核心概念

什么是Lcore（逻辑核心）？

Main Lcore：主核心，运行main()函数的核心（通常是核心0）
Worker Lcore：工作核心，用于并行处理任务的核心（核心1、2、3...）

使用 -l 0-3 参数时的核心分配：
┌─────────┬──────────┬──────────┬──────────┐
│ 核心0   │  核心1   │  核心2   │  核心3   │
│ Main    │ Worker   │ Worker   │ Worker   │
└─────────┴──────────┴──────────┴──────────┘

三、源代码解析

完整代码：main.c

3.1 核心函数

// 在lcore上执行的任务函数
static int lcore_hello(__rte_unused void *arg)
{
    unsigned lcore_id;
    lcore_id = rte_lcore_id();  // 获取当前核心ID
    printf("hello from core %u\n", lcore_id);
    return 0;
}

说明：

这个函数会在每个核心上执行
rte_lcore_id() 返回当前运行的核心编号
__rte_unused 表示参数未使用，避免编译警告

3.2 主函数

int main(int argc, char **argv)
{
    int ret;
    unsigned lcore_id;

    // ① 初始化EAL
    ret = rte_eal_init(argc, argv);
    if (ret < 0)
        rte_panic("Cannot init EAL\n");

    // ② 在每个Worker核心上启动任务
    RTE_LCORE_FOREACH_WORKER(lcore_id) {
        printf("worker lcore id:%d\n", lcore_id);
        rte_eal_remote_launch(lcore_hello, NULL, lcore_id);
    }

    // ③ 在Main核心上也执行任务
    lcore_hello(NULL);

    // ④ 等待所有Worker核心完成
    rte_eal_mp_wait_lcore();

    // ⑤ 清理EAL
    rte_eal_cleanup();

    return 0;
}

四、关键API说明

4.1 EAL初始化

`rte_eal_init()`

int rte_eal_init(int argc, char **argv);

功能：初始化DPDK环境抽象层（EAL）
作用：
- 解析命令行参数
- 初始化大页内存
- 检测CPU核心
- 初始化PCI设备
返回值：
- 成功：返回解析的参数数量（正数）
- 失败：返回负数
注意：必须在所有DPDK API之前调用

`rte_eal_cleanup()`

int rte_eal_cleanup(void);

功能：清理EAL资源
注意：程序退出前必须调用

4.2 核心管理

`rte_lcore_id()`

unsigned rte_lcore_id(void);

功能：获取当前线程运行的核心ID
返回值：核心ID（0, 1, 2, 3...）

`RTE_LCORE_FOREACH_WORKER(i)`

#define RTE_LCORE_FOREACH_WORKER(i)

功能：遍历所有Worker核心（不包括Main核心）
用法：

unsigned lcore_id;
RTE_LCORE_FOREACH_WORKER(lcore_id) {
    // lcore_id 依次为 1, 2, 3...
}

4.3 远程启动

`rte_eal_remote_launch()`

int rte_eal_remote_launch(lcore_function_t *f, void *arg, unsigned worker_id);

功能：在指定的Worker核心上异步启动函数
参数：
- f：要执行的函数指针
- arg：传递给函数的参数
- worker_id：目标核心ID
返回值：0表示成功

`rte_eal_mp_wait_lcore()`

void rte_eal_mp_wait_lcore(void);

功能：等待所有Worker核心完成任务
说明：阻塞调用，类似于pthread_join()

五、编译和运行

5.1 编译

bash

# 在项目根目录
cd /home/work/dpdk-hands-on

# 创建构建目录
mkdir -p build && cd build

# 配置和编译
cmake ..
make

# 可执行文件：bin/helloworld

5.2 运行示例

示例1：使用2个核心

bash

sudo ./bin/helloworld -l 0-1

输出：

EAL: Detected 8 lcore(s)
EAL: Detected 1 NUMA nodes
worker lcore id:1
hello from core 0
hello from core 1

示例2：使用4个核心

bash

sudo ./bin/helloworld -l 0-3

输出：

EAL: Detected 8 lcore(s)
worker lcore id:1
worker lcore id:2
worker lcore id:3
hello from core 0
hello from core 1
hello from core 2
hello from core 3

5.3 常用EAL参数

参数	说明	示例
`-l`	指定使用的核心列表	`-l 0-3` 使用核心0到3
`-c`	核心掩码（十六进制）	`-c 0xf` 等同于`-l 0-3`
`--no-huge`	不使用大页内存（方便调试）	`--no-huge`
`-m`	分配的内存大小（MB）	`-m 1024`

六、常见问题

Q1: 运行时提示 "Cannot init EAL"

原因：

没有使用root权限
大页内存未配置

解决方法：

bash

# 方法1：使用sudo
sudo ./bin/helloworld -l 0-1

# 方法2：不使用大页内存
sudo ./bin/helloworld -l 0-1 --no-huge

# 方法3：配置大页内存
echo 256 > /sys/kernel/mm/hugepages/hugepages-2048kB/nr_hugepages

Q2: 输出顺序为什么不固定？

答： Worker核心是并行执行的，打印顺序取决于操作系统的线程调度。

# 第一次运行
hello from core 0
hello from core 1
hello from core 2

# 第二次运行
hello from core 0
hello from core 2
hello from core 1

这是正常现象，说明多核并行成功。

Q3: Main核心和Worker核心有什么区别？

特性	Main Lcore	Worker Lcore
数量	1个	0个或多个
启动方式	自动运行main()函数	需要用`rte_eal_remote_launch()`启动
执行模式	同步执行	异步执行
典型用途	控制逻辑、管理	数据包处理、计算任务

七、核心要点总结

7.1 程序流程（5步）

// ① 初始化EAL
rte_eal_init(argc, argv);

// ② 在Worker核心上启动任务
RTE_LCORE_FOREACH_WORKER(lcore_id) {
    rte_eal_remote_launch(lcore_hello, NULL, lcore_id);
}

// ③ 在Main核心上执行任务
lcore_hello(NULL);

// ④ 等待Worker核心完成
rte_eal_mp_wait_lcore();

// ⑤ 清理资源
rte_eal_cleanup();

7.2 核心API（6个）

API	功能
`rte_eal_init()`	初始化DPDK环境
`rte_lcore_id()`	获取当前核心ID
`RTE_LCORE_FOREACH_WORKER()`	遍历Worker核心
`rte_eal_remote_launch()`	在指定核心上启动函数
`rte_eal_mp_wait_lcore()`	等待所有Worker完成
`rte_eal_cleanup()`	清理资源

八、下一步学习

完成本课程后，建议继续学习：

第2课：Hash Table使用 - DPDK哈希表
第3课：抓包程序 - 网络数据包接收
第4课：解析数据包 - 解析以太网/IP/TCP协议

参考资料

DPDK官方文档：https://doc.dpdk.org/guides-24.11/sample_app_ug/hello_world.html
源代码：main.c
编译配置：CMakeLists.txt

课程结束！

DPDK Hello World 教程（第1课） ​

课程概述 ​

一、程序功能 ​

二、程序执行流程 ​

2.1 流程图 ​

2.2 核心概念 ​

三、源代码解析 ​

3.1 核心函数 ​

3.2 主函数 ​

四、关键API说明 ​

4.1 EAL初始化 ​

rte_eal_init() ​

rte_eal_cleanup() ​

4.2 核心管理 ​

rte_lcore_id() ​

RTE_LCORE_FOREACH_WORKER(i) ​

4.3 远程启动 ​

rte_eal_remote_launch() ​

rte_eal_mp_wait_lcore() ​

五、编译和运行 ​

5.1 编译 ​

5.2 运行示例 ​

示例1：使用2个核心 ​

示例2：使用4个核心 ​

5.3 常用EAL参数 ​

六、常见问题 ​

Q1: 运行时提示 "Cannot init EAL" ​

Q2: 输出顺序为什么不固定？ ​

Q3: Main核心和Worker核心有什么区别？ ​

七、核心要点总结 ​

7.1 程序流程（5步） ​

7.2 核心API（6个） ​

八、下一步学习 ​

参考资料 ​

DPDK Hello World 教程（第1课）

课程概述

一、程序功能

二、程序执行流程

2.1 流程图

2.2 核心概念

三、源代码解析

3.1 核心函数

3.2 主函数

四、关键API说明

4.1 EAL初始化

`rte_eal_init()`

`rte_eal_cleanup()`

4.2 核心管理

`rte_lcore_id()`

`RTE_LCORE_FOREACH_WORKER(i)`

4.3 远程启动

`rte_eal_remote_launch()`

`rte_eal_mp_wait_lcore()`

五、编译和运行

5.1 编译

5.2 运行示例

示例1：使用2个核心

示例2：使用4个核心

5.3 常用EAL参数

六、常见问题

Q1: 运行时提示 "Cannot init EAL"

Q2: 输出顺序为什么不固定？

Q3: Main核心和Worker核心有什么区别？

七、核心要点总结

7.1 程序流程（5步）

7.2 核心API（6个）

八、下一步学习

参考资料