3 设置 DPDK 环境
使用 amazon linux2 AMI 启动一台 c5.2xlarge 实例，并通过 ssh 登录。
3.1 设置 hugepages
CPU 所能支持的 hugepages 大小可以通过查看 CPU 的 flag 确认，如果支持 pse，则平台支持 2MB 的 hugepages，如果支持 pdpe1gb，则平台支持 1GB 的 hugepages。
查看我们使用的操作系统环境 c5.2xlarge。
Bash
# cat /proc/cpuinfo |grep -e pse -e pdpe1gbflags: fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmov pat pse36 clflush mmx fxsr sse sse2 ss ht syscall nx pdpe1gb rdtscp
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可见，c5.2xlarge 可以支持 2MB 的 hugepages 和 1GB 的 hugepages。
对于不同的 hugepages，用不同的方式完成配置。一般来说，对于 64-bit 的应用，建议使用 1GB hugepages。下面我们会分别来进行说明。
针对 2M hugepage，设置如下：
在大多数较新的 linux 发行版，默认已经启用的 2M hugepages，并已经通过 dev-hugepages.mount 服务进行挂载，比如本文所使用的 amazon linux2。镜像为 amzn2-ami-hvm-2.0.20191116.0-x86_64-gp2 (ami-07539a31f72d244e7)，kernel 版本 4.14.154-128.181.amzn2.x86_64。
更新系统。
Bash
查看当前系统对于 hugepages 分配和支持。
Bash
# cat /proc/meminfo |grep HugeAnonHugePages: 0 kBShmemHugePages: 0 kBHugePages_Total: 0HugePages_Free: 0HugePages_Rsvd: 0HugePages_Surp: 0Hugepagesize: 2048 kB
# cat /proc/mounts |grep -i hugepagehugetlbfs /dev/hugepages hugetlbfs rw,relatime,pagesize=2M 0 0
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针对 2M hugepages，可以通过不同的方式来进行配置。
设置内核参数的方式。针对 grub2 引导的发行版，配置如下：
Bash
# echo GRUB_CMDLINE_LINUX="hugepages=2048">>/etc/default/grub# grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
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重启后可以确认已经生效。
Bash
# cat /proc/cmdline | grep hugepagesBOOT_IMAGE=/boot/vmlinuz-4.14.152-127.182.amzn2.x86_64 root=UUID=e8f49d85-e739-436f-82ed-d474016253fe ro hugepages=2048 console=tty0 console=ttyS0,115200n8 net.ifnames=0 biosdevname=0 nvme_core.io_timeout=4294967295 rd.emergency=poweroff rd.shell=0
# cat /proc/meminfo | grep -i hugepageAnonHugePages: 0 kBShmemHugePages: 0 kBHugePages_Total: 2048HugePages_Free: 2048HugePages_Rsvd: 0HugePages_Surp: 0Hugepagesize: 2048 kB
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临时修改修改内核参数的方式。
Bash
# echo 1024 > /sys/kernel/mm/hugepages/hugepages-2048kB/nr_hugepages# cat /proc/meminfo |grep HugeAnonHugePages: 0 kBShmemHugePages: 0 kBHugePages_Total: 1024HugePages_Free: 1024HugePages_Rsvd: 0HugePages_Surp: 0Hugepagesize: 2048 kB
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对于多节点的 NUMA 实例，需要显式的设定不同的 NUMA 节点。
Bash
# echo 1024 > /sys/devices/system/node/node0/hugepages/hugepages-2048kB/nr_hugepages# echo 1024 > /sys/devices/system/node/node1/hugepages/hugepages-2048kB/nr_hugepages
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当然，上述方式重启丢失需要重新设置，可以通过 sysctl.conf 配置来配置持久生效。
Bash
# echo "vm.nr_hugepages=512" >> /etc/sysctl.conf# sysctl -p# cat /proc/meminfo |grep HugeAnonHugePages: 0 kBShmemHugePages: 0 kBHugePages_Total: 512HugePages_Free: 512HugePages_Rsvd: 0HugePages_Surp: 0Hugepagesize: 2048 kB
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针对 1G hugepages，只能通过配置内核启动参数的方式进行设置。后续的操作会使用 1G hugepage 来进行。
首先修改/etc/default/grub，增加 GRUB_CMDLINE_LINUX=”default_hugepagesz=1G hugepagesz=1G hugepages=4”
Bash
# grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
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重新启动实例。可以查看设置已经生效。
Bash
# cat /proc/cmdline BOOT_IMAGE=/boot/vmlinuz-4.14.152-127.182.amzn2.x86_64 root=UUID=e8f49d85-e739-436f-82ed-d474016253fe ro default_hugepagesz=1G hugepagesz=1G hugepages=4 console=tty0 console=ttyS0,115200n8 net.ifnames=0 biosdevname=0 nvme_core.io_timeout=4294967295 rd.emergency=poweroff rd.shell=0
# cat /proc/meminfo |grep -i hugepageAnonHugePages: 0 kBShmemHugePages: 0 kBHugePages_Total: 4HugePages_Free: 4HugePages_Rsvd: 0HugePages_Surp: 0Hugepagesize: 1048576 kB
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3.2 安装和配置 DPDK
配置编译和使用所需的系统环境。
Bash
# yum groupinstall "development tools" -y# yum install python3 numactl numactl-devel -y
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DPDK 可以使用 meson 和 ninjia 来进行配置，构建和安装，如果使用这种方式请首先安装 meson 和 ninjia。
Bash
# pip3 install meson ninja
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下面的说明中，我们使用 makefile 而并没有使用 meson 和 ninjia 进行安装。下载 DPDK 包。
Bash
# wget http://fast.dpdk.org/rel/dpdk-19.11.tar.xz# tar Jxvf dpdk-19.11.tar.xz# cd dpdk-19.11/
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配置和安装。
Bash
# export RTE_SDK=/root/dpdk-19.11# export RTE_TARGET=x86_64-native-linuxapp-gcc# make config install T=$RTE_TARGET DESTDIR=$RTE_SDK
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另外，DPDK 提供了安装配置脚本 dpdk-19.11/usertools/dpdk-setup.sh，我们也可以使用该脚本进行安装并可以进行后续的配置操作。
基于脚本配置方式如下。
Bash
# ./usertools/dpdk-setup.sh ------------------------------------------------------------------------------ RTE_SDK exported as /root/dpdk-19.11.script---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Step 1: Select the DPDK environment to build----------------------------------------------------------[1] arm64-armada-linuxapp-gcc……………………[37] x86_64-native-linuxapp-clang[38] x86_64-native-linuxapp-gcc[39] x86_64-native-linuxapp-icc[40] x86_64-native-linux-clang[41] x86_64-native-linux-gcc[42] x86_64-native-linux-icc[43] x86_x32-native-linuxapp-gcc[44] x86_x32-native-linux-gcc
---------------------------------------------------------- Step 2: Setup linux environment----------------------------------------------------------[45] Insert IGB UIO module[46] Insert VFIO module[47] Insert KNI module[48] Setup hugepage mappings for non-NUMA systems[49] Setup hugepage mappings for NUMA systems[50] Display current Ethernet/Baseband/Crypto device settings[51] Bind Ethernet/Baseband/Crypto device to IGB UIO module[52] Bind Ethernet/Baseband/Crypto device to VFIO module[53] Setup VFIO permissions
---------------------------------------------------------- Step 3: Run test application for linux environment----------------------------------------------------------[54] Run test application ($RTE_TARGET/app/test)[55] Run testpmd application in interactive mode ($RTE_TARGET/app/testpmd)
---------------------------------------------------------- Step 4: Other tools----------------------------------------------------------[56] List hugepage info from /proc/meminfo
---------------------------------------------------------- Step 5: Uninstall and system cleanup----------------------------------------------------------[57] Unbind devices from IGB UIO or VFIO driver[58] Remove IGB UIO module[59] Remove VFIO module[60] Remove KNI module[61] Remove hugepage mappings
[62] Exit Script
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安装完毕之后,创建的目标目录内会包括了所有的 lib 库，poll-mode 驱动和 header 文件，用以后续构建基于 DPDK 的应用。此外，该目录还包括一些内置编译完成可用的 DPDK 应用，可以用于测试。
接下来，我们需要加载相应的驱动来替代默认的 ena 驱动，以支持 DPDK。ENA 网卡可以支持 UIO 模式或者 VFIO 模式的 DPDK 驱动，linux 的内核已经包含了标准的 uio_pic_generic 驱动，而刚刚我们编译也获得了 DPDK 提供的 igb_uio 驱动，uio_pic_generic 对于 Virtual functions 的支持会有限制，通常在 UIO 模式下，我们会使用 igb_uio。
Bash
# modprobe uio# insmod /root/dpdk-19.11/x86_64-native-linuxapp-gcc/kmod/igb_uio.ko wc_activate=1
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相对来说，VFIO 会是一个更加安全和健壮的选择，但是 VFIO 需要依赖于 IOMMU，并且也不支持创建 Virtual functions，同时还需要设置所需的权限来运行非特权用户的 DPDK 应用。当在不支持 IOMMU 的环境中，比如我们使用的 EC2 C5.2xlarge 环境，想要使用 VIFO 时，也会工作在类似 UIO 的非安全环境。另外，你可能需要使用 AWS 的 patch https://github.com/amzn/amzn-drivers/tree/master/userspace/dpdk来重编译vfio-pci，以避免可能的性能问题或支持某些特性比如write combining。如下为直接加载 vfio-pci 模块并配置权限。
Bash
# modprobe vfio-pci# chmod a+x /dev/vfio# chmod 0666 /dev/vfio/*
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对于大部分实例来说，并不支持 IOMMU，需要确保驱动的 noiommu 参数被设置。
Bash
# echo 1 > /sys/module/vfio/parameters/enable_unsafe_noiommu_mode
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对于其他一些实例来说，比如 i3.metal，可以支持 IOMMU，需要在内核参数指定。通过类似的方法，修改 grub2 启动设定。在 GRUB_CMDLINE_LINUX 中追加 iommu=1 intel_iommu=on。然后重新生成引导参数文件。
Bash
# grub2-mkconfig > /boot/grub2/grub.cfg
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重启即可生效。
3.3 挂载 hugepagefs
之前的操作已经完成了 hugepages 内存的预留，要使得 DPDK 能够使用这些内存，还需要如下步骤的配置和操作。
对于 2M hugepage 来说。
Bash
# mkdir /mnt/huge# mount -t hugetlbfs nodev /mnt/huge
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或者通过修改/etc/fatab 来持久化设置挂载点。
Bash
# echo “nodev /mnt/huge hugetlbfs defaults 0 0” >> /etc/fstab
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对于 1G hugepage，必须要指定 pagesize 作为挂载参数，本文的操作采用此方式。
Bash
# mkdir /mnt/huge_1gb# echo “nodev /mnt/huge_1gb hugetlbfs pagesize=1GB 0 0” >> /etc/fstab
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3.4 绑定 ENA 设备到 UIO 或者 VFIO 模块
这里以 UIO 模块为例。
首先，我们在测试的实例上增加一个新的 ENI 网口来配置 DPDK。只需在控制台新增网络接口，并附加到正在使用的实例上。如下所示。
之后，我们可以在实例内查看到这块新加入的设备。
Bash
# ip a1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000 link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00 inet 127.0.0.1/8 scope host lo valid_lft forever preferred_lft forever inet6 ::1/128 scope host valid_lft forever preferred_lft forever2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 9001 qdisc mq state UP group default qlen 1000 link/ether 0a:ff:5f:49:42:c6 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff inet 172.31.9.193/20 brd 172.31.15.255 scope global dynamic eth0 valid_lft 2820sec preferred_lft 2820sec inet6 fe80::8ff:5fff:fe49:42c6/64 scope link valid_lft forever preferred_lft forever3: eth1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 9001 qdisc mq state UP group default qlen 1000 link/ether 0a:a1:03:74:08:90 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff inet 172.31.3.226/20 brd 172.31.15.255 scope global dynamic eth1 valid_lft 3095sec preferred_lft 3095sec inet6 fe80::8a1:3ff:fe74:890/64 scope link valid_lft forever preferred_lft forever
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我们将 eth1 绑定到 igb_uio 模块，DPDK 提供的 dpdk-devbind.py 脚本可以用来进行绑定，解绑或者状态查看等操作（或者使用 dpdk-setup.sh 脚本来进行配置）。当前两个 ENA 设备均使用的 ena 驱动。
Bash
# /root/dpdk-19.11/usertools/dpdk-devbind.py --status
Network devices using kernel driver===================================0000:00:05.0 'Elastic Network Adapter (ENA) ec20' if=eth0 drv=ena unused=igb_uio *Active*0000:00:06.0 'Elastic Network Adapter (ENA) ec20' if=eth1 drv=ena unused=igb_uio *Active*
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接下来，将设备 eth1，0000:06:00.0 绑定到 igb_uio 驱动。
首先关闭 eth1 端口
Bash
绑定到 igb_uio 驱动。
Bash
/root/dpdk-19.11/usertools/dpdk-devbind.py --bind=igb_uio 06:00.0
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也可以使用设备名：
Bash
/root/dpdk-19.11/usertools/dpdk-devbind.py --bind=igb_uio eth1
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确认是否正常绑定。
Bash
# /root/dpdk-19.11/usertools/dpdk-devbind.py --status
Network devices using DPDK-compatible driver============================================0000:00:06.0 'Elastic Network Adapter (ENA) ec20' drv=igb_uio unused=ena
Network devices using kernel driver===================================0000:00:05.0 'Elastic Network Adapter (ENA) ec20' if=eth0 drv=ena unused=igb_uio *Active*
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如果需要恢复 eth1 使用原有的内核 ena 驱动，类似的简单进行如下操作。
Bash
/root/dpdk-19.11/usertools/dpdk-devbind.py --bind=ena 06.00.0
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本文转载自 AWS 技术博客。
原文链接：https://amazonaws-china.com/cn/blogs/china/how-to-use-dpdk-in-aws-ec2-instances-and-aws-based-container-platforms-i/
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