首页
学习
活动
专区
工具
TVP
发布
精选内容/技术社群/优惠产品,尽在小程序
立即前往

内存分配和管理在 DPDK 中的实现的方法

内存管理是计算机编程中的一个关键问题,不同的系统和框架使用不同的方法来实现内存分配和管理。在 DPDK 中,内存分配是一个特别的问题,因为 DPDK 是一个高性能数据包处理框架,需要处理大量的数据包和报文。为了优化性能,DPDK 使用了一些特殊的技术来分配和管理内存。

DPDK 使用 memseg 来管理内存,memseg 是指物理内存段。在 EAL 初始化时,所有的 memseg 都会被设置为 malloc_heap 的一部分。malloc_heap 是 DPDK 中用于管理内存的结构体。在 BUSY 状态的末尾,malloc_heap 包含一个结构体,如果启用了 CONFIG_RTE_MALLOC_DEBUG,则该结构体可能包含一个 sentinel 成员,并且为每个 memseg 在开始处放置一个具有 FREE 的 malloc_elem 头部。FREE 元素被添加到 malloc_heap 的空闲列表中。这样的设计使得 DPDK 可以更加高效地分配内存。

当 DPDK App 调用 rte_malloc 时,rte_malloc 会先为调用线程索引 lcore_config 结构,并确定该线程的 NUMA node。NUMA node 会作为参数传递给 heap_alloc(),用于索引 malloc_heap 数组。参与索引参数还包括大小、类型、对齐方式和边界参数等。

函数 heap_alloc() 会扫描堆的空闲链表,尝试找到一个适用于所请求的大小、对齐方式和边界约束的内存块。当已经识别出合适的空闲元素时,将计算要返回给用户的指针,并且在该指针之前的内存的高速缓存行填充一个 malloc_elem 头部。这个头部包含了一些重要的信息,比如指向下一个空闲元素的指针。

由于对齐和边界约束,在元素的开头和结尾可能会有空闲的空间,这将导致了下列行为:

检查尾随空间。如果尾部空间足够大,例如:>128 字节,那么空闲元素将被分割。否则,仅仅忽略它(浪费空间)。

检查元素开始处的空间。如果起始处的空间很小,例如:

从现有元素的末尾分配内存的优点是:不需要调整空闲链表,空闲链表中现有元素仅调整大小指针,并且后面的元素使用 prev 指针重定向到新创建的元素位置。这种方法比其他方法更加高效,因为它避免了不必要的内存重分配。

在 DPDK 中,内存分配是一个复杂的话题。DPDK 使用了很多技术来优化内存分配的性能。通过使用 memseg、malloc_heap 和 heap_alloc() 等技术,DPDK 能够更加高效地分配和管理内存。这些技术不仅可以提高程序的性能,还可以减少内存分配时的内存浪费。

除了使用 memseg、malloc_heap 和 heap_alloc() 等技术,DPDK 还使用了一些其他的技术来优化内存管理。例如,DPDK 使用了 Hugepages 技术来分配大内存块。使用 Hugepages 技术可以减少内存分配时的内存浪费,并且可以提高内存访问的效率。DPDK 还使用了 NUMA 技术来优化内存分配和访问。NUMA 技术可以使内存分配和访问更加高效,并且可以减少内存分配时的锁竞争。

总之,内存分配和管理是 DPDK 中一个非常重要的话题。通过使用 memseg、malloc_heap 和 heap_alloc() 等技术,DPDK 能够更加高效地分配和管理内存。这些技术不仅可以提高程序的性能,还可以减少内存分配时的内存浪费。除此之外,DPDK 还使用了 Hugepages 和 NUMA 等技术来优化内存管理。

  • 发表于:
  • 原文链接https://page.om.qq.com/page/OkBL7uk1mp-jDNjH8zY73EFw0
  • 腾讯「腾讯云开发者社区」是腾讯内容开放平台帐号(企鹅号)传播渠道之一,根据《腾讯内容开放平台服务协议》转载发布内容。
  • 如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

扫码

添加站长 进交流群

领取专属 10元无门槛券

私享最新 技术干货

扫码加入开发者社群
领券