DPDK18.08上对VIRTIO IN ORDER 功能所做的优化
众所周知，虚拟队列数据传输的基本流程是——virtio驱动向available队列添加buffer描述符并且触发驱动事件来通知后端device。Device执行前端的request，当结束时标记已经被使用的buffer，然后向驱动发送中断。在device处理过程中，并不一定要求按照virtio device加入avaible队列的顺序来使用buffer。这就造成virtio驱动必须一个一个描述符来处理数据。
然而，一些硬件vhost device可以保证按照avaiblering的顺序使用buffer,这时就可以提供VIRTIO_F_IN_ORDER feature。如果feature被协商成功，就可以使用优化过的驱动程序。
在未正式发布的Virtio spec对IN_ORDER的实现有如下要求：
当VIRTIO_F_IN_ORDER协商成功之后，virtio驱动要按照ring的顺序使用描述符，从table 0开始并且在table 结束的位置做回滚。当virtio device添加available ring描述符时， 如果其中一个位置为x的描述符中VRING_DESC_F_NEXT被设置到flag上，描述符中next的值必须为x+1或者是0（如果x是最末位）。如果是使用INDIRECT描述符时，indirect描述符队列中的索引数值也需要连续，从0开始然后按顺序1，2，以此类推。
作为对应的实现，18.08中virtio user pmd中加入了两个新的收发函数：virtio_recv_mergeable_pkts_inorder和virtio_xmit_pkts_inorder。为了配置in order和Rx_mrg这个对virtio pmd Rx/Tx path选择上非常重要的feature, 加入了两个新的virtio vdev参数。一个是mrg_rxbuf 用来配置virtio user device支持VIRTIO_NET_F_MRG_RXBUF feature，默认配置是打开；还有一个是in_order用来配置VIRTIO_F_IN_ORDERfeature，默认配置也是打开。所以现在如果在dpdk生成一个virtio虚拟设备，它的默认参数会是“queues=1，queue_size=256，server=0,mrg_rxbuf=1，in_order=1”。
随着新的收发路径和device参数加入到了virtio user pmd以及对 卸载选项的整理。virtio user pmd的收发路径的选择也发生了变化。
18.05下Virtio RX path的选择逻辑：
如果RX_MRG的feature协商成功, RX会选择merge path。如果virtio pmd rxmode中的hw_ip_chksum打开的话，会选择normal Rx path。其他情况下，Rx会选择simple Rx。
18.05下Virtio Txpath的选择逻辑：
如果RX_MRG的feature协商成功，TX会选择normal xmit path。其他情况下， Tx会选择Simple Tx。
18.08下Virtio RX path的选择逻辑变更为：
如果in_order feature协商成功，同时Rx_MRG feature也被协商成功，Rx会选择in_order Rx。如果Rx_MRG没有协商，并且chksum, LRO, Vlan strip卸载关闭，会选择simple Rx。除此之外都会选择mergable Rx。
18.08下Virtio Tx path的选择逻辑变更为：
如果in_order feature协商成功,Tx会选择 in_order tx,否则会选择normal tx.
IN_ORDER可以简化virtio 驱动的运行逻辑，也可以减少一些无用的数据更新。有些流程如virtio driver填充available ring或者xmit ring时可以采用批量地处理和更新。并且由于前后端都已经约定好描述符的排布是按顺序的，virtio驱动访问描述符时Cache miss的数量也会减少。由于这些优化的引入，可以看到在数据吞吐量较大时，in_order实现可以带来显著的性能提升。
以下是在Intel Purely平台下的测试数据：
Platform: Purely
CPU: Intel(R) Xeon(R) Platinum 8160 CPU @ 2.10GHz
DPDK baseline: 18.05
Setup: testpmd with vhost vdev + testpmd with virtio vdev
原文链接：https://blog.csdn.net/weixin_37097605/article/details/101514594
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