一、rte_mbuf

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1.mbuf结构

mbuf是报文中的描素的结构体，是整个转发过程中最核心的数据结构之一。主要针对于mbuf的常用API与基本原理做一个简单的介绍。

1. mbuf：报文内存存储结构，存储在mempool中
2. mempool：使用环形缓冲区保存空闲对象

struct rte_mbuf {
	void *buf_addr; /**< Virtual address of segment buffer. */
	uint16_t data_off;
	uint32_t pkt_len; /**< Total pkt len: sum of all segments. */
	uint16_t data_len; /**< Amount of data in segment buffer. */
	uint16_t buf_len
	......
}

 rte_mbuf 结构通常承载网络数据包缓冲区，但它实际上可以是任何数据（控制数据、事件……）。 rte_mbuf 头结构保持尽可能小，目前只使用两个缓存行，最常用的字段位于两个缓存行中的第一个。原则上将基础性、频繁访问的数据放在第一个Cache Line字节，将功能性扩展的数据放在第二个Cache Line字节。

Mbuf报头包含包处理所需的所有数据，对于单个Mbuf存发不下的巨型帧（JumboFrame），Mbuf还有指向下一个Mbuf结构的指针来形成帧链表结构。所有应用都应该使用Mbuf结构来传输网络帧。

对于网络帧的封装和处理有两种方式：
1.将元数据嵌入单个内存缓冲区中，该结构后跟固定大小的数据包数据区域。
2.为元数据结构和数据包数据使用单独的内存缓冲区。

前者的好处是高效，它只需要一个指令来分配/释放数据包的整个内存，缺点是因为缓存长度固定而网络帧的大小不一，大部分帧只能填0（padding）的方式填满整个缓存，较为浪费内存空间。后者的优先相对灵活自由，数据帧的大小可以任意，同时对元数据和网络帧的缓存可以分开申请及释放，当然了缺点就是效率低。无法保证数据存储存在一个Cache Line中，可能造成Hit Miss。为了高效，DPDK选择了第一种方法。网络帧的元数据的一部分内容由DPDK网卡驱动写入。这些内容包含VLAN标签、RSS哈希值、网络帧入口端口号以及巨型帧所占的mbuf个数等等。对于巨型帧，网络帧元数据仅出现在第一个帧的Mbuf结构中，其他的帧该信息为空。

headroom： 保留区域headroom：一般用来存放用户自己针对于mbuf的一些描述信息，
一般保留给用户使用，可以通过修改mbuf头文件，来实现headroom的大小；
 data_off 的默认值就是mbuf的headroom的大小；默认就是128。
如果要定义超过这个范围的私有字段，请自行修改 RTE_PKTMBUF_HEADROOM
数据字段：data。 
data区域一般指的是地址区间在 buf_addr + data_off 到 buf_add + data_off + data_len 即，
data_len就是这段数据的长短，这个data_len一般都是通过mbuf的几个基本操作，
或者通过赋值来实现的。
tailroom： 一般指的是，data_len还未包含的东西。默认其实data_len是0。
所以说默认来说tailroom应该是占了很大的空间的；

 报文数据永远是存放在data中的

如上图，包含了一个Mbuf的基本组成，其中Mbuf头部大小为两个Cache Line，在Mbuf头部和实际的数据包之间还有一段控制头信息（headroom），用来存储和系统中其他实体交互的信息，比如控制信息、帧内容、事件等，headroom的长度由RTE_PKTMBUF_HEADROOM控制。

headroom的起始地址保存在Mbuf的buf_addr 指针中，数据帧的起始指针可以通过调用rte_pktmbuf_mtod获得。

 

数据帧的长度可通过调用rte_pktmbuf_pktlen(Mbuf)或者rte_pktmbuf_datalen(Mbuf)获得，但这只限于单帧Mbuf。巨型帧的单帧长度只由rte_pktmbuf_datalen(Mbuf)返回，而rte_pktmbuf_pktlen(Mbuf)用于访问巨型帧所有帧长度的总和，如图上所示。

除此之外Mbuf提供可操作的API有，具体的使用方法可以参考(mbuf/rte_mbuf.h)的注释内容和用法以及使用手册：

rte_pktmbuf_datalen:获得帧数据长度
rte_pktmbuf_mtod:获得指向数据的指针
rte_pktmbuf_prepend:在帧数据前插入一段内容

m->data_off = (uint16_t)(m->data_off - len);
m->data_len = (uint16_t)(m->data_len + len);
m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);

rte_pktmbuf_append:在帧数据后插入一段内容

tail = (char *)m_last->buf_addr + m_last->data_off + m_last->data_len;
m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len + len);
m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);

rte_pktmbuf_adj:在帧数据前删除一段内容

m->data_len = (uint16_t)(m->data_len - len);
m->data_off = (uint16_t)(m->data_off + len);
m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);

rte_pktmbuf_trim:在帧数据后截掉一段内容

m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len - len);
m->pkt_len  = (m->pkt_len -