P3-05 · sai-dpdk-mini：用 DPDK 实现 SAI 最小适配器

对应路线图：Phase 3 (Day 92-119) ｜ DPDK 24.11.6 LTS ｜内核对照 v6.6
代码出处：code/sai-dpdk-mini/（当前实际内容）与 source/dpdk-stable-24.11.6/lib/，引用均标 文件:行号
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一句话定位

sai-dpdk-mini 回答一个问题：不买 ASIC，纯 DPDK 软件能不能当 SAI 的一个"厂商实现"？ 能——把 SAI 的 L2/L3/ACL 语义逐条映射到 rte_hash/rte_lpm/rte_flow 上，SONiC 全家桶就能跑在 x86 软件交换机上。如实交代现状：截至写这篇博客，code/sai-dpdk-mini/ 里只有一份 CMake 骨架和空目录——所以这篇是"接口映射设计 + 骨架精读"，每个映射目标都给出 DPDK 侧真实行号，实现代码随学习进度补。

现状：骨架的真实内容

code/sai-dpdk-mini/CMakeLists.txt（全文，当前唯一文件）：

cmake_minimum_required(VERSION 3.16)
project(sai-dpdk-mini C)
set(CMAKE_C_STANDARD 11)
add_library(sai-dpdk SHARED src/sai_switch.c src/sai_port.c src/sai_fdb.c src/sai_route.c src/sai_neighbor.c)
target_include_directories(sai-dpdk PRIVATE include ${CMAKE_SOURCE_DIR}/../../references/sai-headers/inc)

这份骨架已经锁定了三个关键决策：

产物是共享库 libsai-dpdk.so——它扮演厂商 SDK 的角色，syncd 加载它就像加载 libsai-brcm；
模块划分 = SAI 模块划分：switch/port/fdb/route/neighbor 五个 .c，每个导出一张 SAI API 表（对应 P3-04 的 sai_switch_api_t 等）；
直接 include 真实 SAI 头文件（references/sai-headers/inc）——API 签名零翻译、零自造，sai_api_query 换表流程原样可用（sai.h:252）。

src/、include/、test/ 目录已建但为空——按学习节奏逐模块填充，这是刻意的：先定接口契约，再写实现。

映射设计：SAI 语义 → DPDK 原语

sai-dpdk-mini 模块映射全景

① L2 FDB → rte_hash（哈希表）

SAI 的 sai_fdb_entry_t（MAC+VLAN+port，saifdb.h:357 的 key 参数）天然是哈希 key。DPDK 侧的真实接口（lib/hash/rte_hash.h）：

// rte_hash.h:146
struct rte_hash *
rte_hash_create(const struct rte_hash_parameters *params);
// rte_hash.h:246
int rte_hash_add_key_data(const struct rte_hash *h, const void *key, void *data);
// rte_hash.h:454
int
rte_hash_lookup_data(const struct rte_hash *h, const void *key, void **data);

设计要点：key 用 12 字节结构 {mac[6], vlan_id[2], port_id[4]} 对齐填零；data 存出端口号；rte_hash_add_key_data 把"查表→拿值"合成一步。学习型 FDB 的洪泛逻辑（查不到就广播）在 SAI 层用 create_fdb_entry 的删除回调 + 超时实现，与内核 br_fdb_update 的职责对照（内核版见 net/bridge/br_fdb.c:863）。

② L3 路由 → rte_lpm（DIR-24-8 最长前缀匹配）

SAI 的 sai_route_entry_t（sairoute.h:180 的 destination 前缀）对应 DPDK 的真实 LPM 接口（lib/lpm/rte_lpm.h）：

// rte_lpm.h:162-164
struct rte_lpm *
rte_lpm_create(const char *name, int socket_id,
        const struct rte_lpm_config *config);
// rte_lpm.h:221
int
rte_lpm_add(struct rte_lpm *lpm, uint32_t ip, uint8_t depth, uint32_t next_hop);
// rte_lpm.h:279
static inline int
rte_lpm_lookup(const struct rte_lpm *lpm, uint32_t ip, uint32_t *next_hop)

next_hop 参数直接挂 sai_next_hop_t 的 OID 低 32 位（P3-04：OID 是 64 位句柄，高位编码类型）。DIR-24-8 算法本身就是"软件交换机的最佳路由表实现"——这也是 P3-01 里 OVS dpcls 和内核 fib_trie 之外的第三条路线（内核对照：net/ipv4/fib_trie.c:1425 的 fib_table_lookup 用 level-compressed trie）。

③ ARP 邻接 → rte_hash

sai_neighbor_entry_t（IP+rif，saineighbor.h:206）同样进哈希，key 是 {ip[4], rif_oid[8]}，data 是 {mac[6], 出口}。它和 FDB 共用同一份 rte_hash 初始化代码——两个 SAI 模块映射到同一个 DPDK 原语，这就是适配层的乐趣。

④ ACL → rte_flow

SAI 的 create_acl_table（saiacl.h:3713）+ entry 匹配动作，翻译成 DPDK 的 flow 规则（lib/ethdev/rte_flow.h）：

// rte_flow.h:89
struct rte_flow_attr {
    uint32_t group;
    uint32_t priority; /**< Rule priority level within group. */
    uint32_t ingress:1;
    uint32_t egress:1;
    // ...
};
// rte_flow.h:4695
struct rte_flow *
rte_flow_create(uint16_t port_id,
        const struct rte_flow_attr *attr,
        const struct rte_flow_item pattern[],
        const struct rte_flow_action actions[],
        struct rte_flow_error *error);

映射规则：SAI ACL table → rte_flow_attr.group；SAI 规则优先级 → priority；匹配字段翻译成 pattern（ETH/IPV4/5-tuple）；动作翻译成 actions（DROP/COUNT/redirect）。如果 NIC 不支持 offload，DPDK 会退软件 fallback——sai-dpdk-mini 的 ACL 一开始就走软件路径，等价于一张每核免锁的精确匹配表（P3-01 的 EMC 思路复用）。

⑤ port/switch → ethdev

create_port（saiport.h:4296）→ rte_eth_dev_info_get/rte_eth_dev_configure；set_port_attribute（saiport.h:4320）的 admin state → rte_eth_dev_start/stop。switch 属性（saiswitch.h:4263 表）落在全局配置结构里。

🐧 内核对照：这三张表在内核长什么样

SAI 语义	DPDK 原语	内核对应
FDB entry	`rte_hash_add_key_data`（rte_hash.h:246）	`br_fdb_update`（net/bridge/br_fdb.c:863）
route entry	`rte_lpm_add`（rte_lpm.h:221）	`fib_table_insert`（net/ipv4/fib_trie.c:1199）
neighbor	`rte_hash_add_key_data`	`neigh_update`（ARP 表）
ACL	`rte_flow_create`（rte_flow.h:4695）	`tc cls` flower + `net/sched/`
hostif 发包	`sai_send_hostif_packet_fn`（saihostif.h:1385）	`tun_net_xmit`（drivers/net/tun.c:1256）

注意 DPDK 和内核的查表数据结构选择完全一致：哈希表做精确匹配（FDB/邻居），trie/LPM 做前缀匹配（路由）。区别在于 DPDK 的表是用户态预分配、每核可私有、批量查询（rte_lpm_lookup_bulk）；内核表要扛 RCU 和路由事件通知。sai-dpdk-mini 就是把这个对照写成代码。

面试 3 问

sai-dpdk-mini 的产物为什么是共享库？ → 它扮演厂商 SDK：syncd 通过 sai_api_query 换表（sai.h:252），CMake 骨架 add_library(sai-dpdk SHARED ...) 已定；模块按 SAI 模块切 .c 文件（CMakeLists 的 5 个源文件）。
FDB 和 neighbor 为什么都用 rte_hash 而不是各自的表？ → 两者都是精确匹配语义，key 结构不同（{MAC,VLAN,port} vs {IP,rif}）但原语相同；SAI 层两个模块、DPDK 层一个原语。
SAI ACL 怎么映射 rte_flow？ → table → rte_flow_attr.group，优先级 → priority（rte_flow.h:89-101），匹配字段 → pattern，动作 → actions，rte_flow_create（rte_flow.h:4695）下发；软件 fallback 时等价 per-core 精确匹配表。

🔧 动手实验

cmake -B build 验证骨架可配置（src 为空时先补桩函数）；
实现 sai_fdb.c 的第一版：create_fdb_entry 用 rte_hash_add_key_data，写 gdb 断点验证 key 布局（P0-06 的 gdb 功夫）；
实现 sai_route.c 用 rte_lpm_add，和 fib_trie.c:1199 的插入路径对照读；
跑通 sai_api_query 换表 → create_switch(INIT_SWITCH=false) 的最小 demo。
产出 perf-data/P3/05-sai-dpdk-mini.md（三张表插入/查询的单核 OPS 曲线）。

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