高性能網絡I/O架構-netmap源碼分析(1) 高性能網絡I/O架構-netmap源碼分析(1)

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前幾天聽一個朋友提到這個netmap，看了它的介紹和設計，确實是個好東西。其設計思想與業界不謀而合——因為為了提高性能，幾個性能瓶頸放在那裡，解決方法自然也是類似的。

由于保密性，我是不可能拿公司的設計來和大家讨論和分享的。而netmap的出現，提供了這麼一個好機會。它既實作了一個高性能的網絡I/O架構，代碼量又不算大，非常适合學習和研究。

首先要感謝netmap的作者，創造出了netmap并無私的分享了他的設計和代碼。netmap的文檔寫得很不錯，這裡我簡單說明一下為什麼netmap可以達到高性能。

1. 利用mmap，将網卡驅動的ring記憶體空間映射到使用者空間。這樣使用者态可以直接通路到原始的資料包，避免了核心和使用者态的兩次拷貝；——前兩天我還想寫這麼一個東西呢。

2. 利用預先配置設定的固定大小的buff來儲存資料包。這樣減少了核心原有的動态配置設定；——對于網絡裝置來說，固定大小的記憶體池比buddy要有效的多。之前我跟Bean_lee也提過此事呵。

3. 批量處理資料包。這樣就減少了系統調用;

更具體的内容，大家直接去netmap的官方網站上看吧，寫得很詳細。雖然英文，大家還是耐着性子好好看看，收獲良多。

從上面netmap的簡單介紹中可以看到，netmap不可避免的要修改網卡驅動。不過這個修改量很小。

下面我以e1000.c為例來分析。由于netmap最早是在FreeBSD上實作的，為了在linux達到最小的修改，使用了大量的宏，這給代碼的閱讀帶來了一些困難。

俺不是寫驅動的。。。e1000_probe裡面很多代碼看不明白，但是不影響我們對netmap的分析。通過netmap的patch，知道是在e1000完成一系列硬體初始化以後，并注冊成功，這時調用e1000_netmap_attach

下面是e1000_netmap_attach的代碼

SOFTC_T是一個宏定義，對于e1000，實際上是e1000_adapter，即e1000網卡驅動對應的private data。 下面是struct netmap_adapter的定義

從struct netmap_adapter可以看出，netmap的注釋是相當詳細。是以後面，我不再列出netmap的結構體定義，大家可以自己檢視，免得滿篇全是代碼。————這樣的注釋，有幾個公司能夠做到？

e1000_netmap_attach完成簡單的初始化工作以後，調用netmap_attach執行真正的attach工作。前者是完成與具體驅動相關的attach工作或者說是準備工作，而後者則是真正的attach。

完成了netmap_attach，e1000的probe函數e1000_probe即執行完畢。