虚拟机中的时统卡功能和性能调优

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1 介绍

  时统卡作为时统终端之一，可以输出准确的 UTC(Coordinated Universal Time)时间，作为授时功能模块广泛应用于航天、航海等领域中。PCI-Express（PCI-E）由于其点对点的串行设计以及双通道高带宽的传输模式，具有较高数据的传输速率，因此时统卡一般使用 PCI-E 接口接入计算机，称之为 PCI-E 时统卡。而随着虚拟化技术和云计算的飞速发展，越来越多的应用运行于云计算的虚拟机中，目前对于虚拟机中授时一般采用宿主机(host)上插入 PCI-E 时统卡进行授时，再通过网络对虚拟机进行授时的方法，不能直接在多台虚拟机中获得时统卡中断脉冲信号进行精度校准，具有较大的延迟。
  本文旨在提供一种优化方案，解决时统卡在虚拟机中进行精度校准带来的延迟。

2 测试环境

2.1 宿主机环境

  机器类型：FT-2000+/64 服务器

  操作系统：centos7.6

  内核版本：4.19.105

  时统卡：pcie 时统卡

2.2 虚拟机环境

  操作系统：centos7.6

  内核版本：4.19.105

2.3 适配要求

  时统卡为非标设备，需要特殊配置才可以支持，因此需确保三个条件：

  1、首先必须确保在 BIOS 中使能 smmu。

  2、内核需打上飞腾补丁，即内核中使能 smmu。

  3、设备树文件（uboot）或 acpi 描述文件（UEFI）支持。

这3步做完才能在虚拟机中识别时统卡。此外，中断捕获异常是因为，arm平台对于INTx类型的中断没有做虚拟化的硬件支持，所以在arm平台的虚拟机中只能使用msi类型的中断。

3 系统参数调优

3.1 宿主机参数

  1）cpu隔离，isolated_cores表示需要隔离的cpu

isolcpus=${isolated_cores}

rcu_nocbs=${isolated_cores}

rcu_nocb_poll

nohz=on

nohz_full=${isolated_cores}

nmi_watchdog=0

quiet