c++ - 使用 QNX RTOS 实时接收 UDP 数据包

Question

我有一个源以 819.2 赫兹(~1.2 毫秒)的速率向我的 QNX Neutrino 机器发送 UDP 数据包。我希望以尽可能少的延迟和抖动来接收和处理这些消息。

我的第一个代码基本上是:

SetupUDPSocket(); 
while (true) {
    recv(socket, buffer, BufferSize, MSG_WAITALL); // blocks until whole packet is received
    processPacket(buffer);
}

问题在于 recv() 仅在系统的每个计时器滴答时检查是否有可用的新数据包。计时器滴答声通常为 1 毫秒。所以，如果我使用它，我会得到一个巨大的抖动，因为我每 1 毫秒或每 2 毫秒处理一个数据包。我可以重置计时器滴答的大小，但这会影响整个系统(以及其他进程的其他计时器等)。而且我仍然会有抖动，因为我肯定永远不会完全匹配 819.2 Hz。

于是，我尝试使用网卡的中断线(5)。但似乎还有其他因素导致中断上升。我曾经使用以下代码:

ThreadCtl(_NTO_TCTL_IO, 0);
SIGEV_INTR_INIT(&event);
iID = InterruptAttachEvent(IRQ5, &event, _NTO_INTR_FLAGS_TRK_MSK);

while(true) {
    if (InterruptWait(0, NULL) == -1) {
        std::cerr << "errno: " << errno << std::endl;
    }

    length = recv(socket, buffer, bufferSize, 0); // non-blocking this time

    LogTimeAndLength(); 

    InterruptUnmask(IRQ5, iID;
} 

这会导致在开始时读取一次成功，然后在 0 次之后读取 0 字节长度。看起来，在执行 InterruptUnmask() 之后，InterruptWait() 根本没有等待，所以一定已经有一个新的中断(或相同？!)。

是否可以用网卡的中断线做类似的事情？是否还有其他可能以 819.2 Hz 的速率接收数据包？

网卡的一些信息:'pci -vvv' 输出:

Class          = Network (Ethernet)
Vendor ID      = 8086h, Intel Corporation 
Device ID      = 107ch,  82541PI Gigabit Ethernet Controller
PCI index      = 0h
Class Codes    = 020000h
Revision ID    = 5h
Bus number     = 4
Device number  = 15
Function num   = 0
Status Reg     = 230h
Command Reg    = 17h
I/O space access enabled
Memory space access enabled
Bus Master enabled
Special Cycle operations ignored
Memory Write and Invalidate enabled
Palette Snooping disabled
Parity Error Response disabled
Data/Address stepping disabled
SERR# driver disabled
Fast back-to-back transactions to different agents disabled
Header type    = 0h Single-function
BIST           = 0h Build-in-self-test not supported
Latency Timer  = 40h
Cache Line Size= 8h un-cacheable
PCI Mem Address = febc0000h 32bit length 131072 enabled
PCI Mem Address = feba0000h 32bit length 131072 enabled
PCI IO Address  = ec00h length 64 enabled
Subsystem Vendor ID = 8086h
Subsystem ID        = 1376h
PCI Expansion ROM = feb80000h length 131072 disabled
Max Lat        = 0ns
Min Gnt        = 255ns
PCI Int Pin    = INT A
Interrupt line = 5
CPU Interrupt  = 5h
Capabilities Pointer = dch
Capability ID        = 1h - Power Management
Capabilities         = c822h - 28002000h
Capability ID        = 7h - PCI-X
Capabilities         = 2h - 400000h
Device Dependent Registers:
0x040:  0000 0000 0000 0000   0000 0000 0000 0000 
...
0x0d0:  0000 0000 0000 0000   0000 0000 01e4 22c8 
0x0e0:  0020 0028 0700 0200   0000 4000 0000 0000 
0x0f0:  0500 8000 0000 0000   0000 0000 0000 0000 

和“nicinfo”输出:

wm1: 
    INTEL 82544 Gigabit (Copper) Ethernet Controller

    Physical Node ID ........................... 000E0C C5F6DD
    Current Physical Node ID ................... 000E0C C5F6DD
    Current Operation Rate ..................... 100.00 Mb/s full-duplex
    Active Interface Type ...................... MII
    Active PHY address ....................... 0
    Maximum Transmittable data Unit ............ 1500
    Maximum Receivable data Unit ............... 0
    Hardware Interrupt ......................... 0x5
    Memory Aperture ............................ 0xfebc0000 - 0xfebdffff
    Promiscuous Mode ........................... Off
    Multicast Support .......................... Enabled

感谢阅读!

Answer 1

我不太确定为什么声明 “问题是 recv() 仅在系统的每个计时器滴答时检查是否有可用的新数据包。计时器滴答通常为 1 毫秒。” 对于抢占式操作系统来说是正确的。肯定是系统配置有问题或者网络协议(protocol)栈实现有问题。

几年前，当我为 Yahoo BB Japan 做一些 IPTV STB 项目时，我遇到了 RTP 接收问题。问题不是延迟或抖动，而是我们添加一些 NDS 算法后 STB 中的整体系统性能。我们正在使用 vxWorks，vxWorks 支持以太网 Hook 接口(interface)，驱动程序每次收到以太网数据包时都会调用该接口(interface)。

我将一个 API 挂接到它，然后直接从以太网数据包中解析具有指定端口的 UDP。当然我们有一些假设没有碎片，这是由性能问题的网络设置保证的。也许您还可以查看是否可以在 QNX 以太网驱动程序中获得相同的 Hook 。至少您会发现抖动是否来自驱动程序。