cpuflags，oVirt和vCPU功能

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## cpuflags，oVirt和vCPU功能 ##

2017年7月31日

### 介绍 ###

oVirt生态系统中有一个新的钩子：cpuflags。cpuflags挂钩是一个很小但很方便的功能，它允许对vCPU特性进行微调。更具体地说，oVirt用户和管理员现在可以选择向来宾操作系统公开哪些CPU标志。

### libvirt和CPU模型 ###

在深入研究钩子功能之前，了解libvirt CPU模型和功能是很重要的。如果您已经受过这一主题的教育，请随时跳过本章。

创建libvirt域时，它只是qemu命令行的XML表示形式，我们通常选择一个CPU模型。Libvirt CPU模型只是功能集-在CPUID指令中找到的CPU标志。有趣的是，CPUID实际上是x86\_64特定的，并且在各种CPU功能上提供了大量的数据。其他体系结构（例如POWER8）不提供此类详细信息。因此，本文主要关注x86\_64。那么我们能找到关于CPU的什么信息？为了避免遍历所有CPUID叶子，libvirt为`/usr/share/libvirt/cpu_map.xml`文件中的常用功能提供了EAX和EDX索引。

<code>$ cat /usr/share/libvirt/cpu_map.xml
 <cpus>
 <arch name='x86'>
 
 <vendor name='Intel' string='GenuineIntel'/>
 <vendor name='AMD' string='AuthenticAMD'/>
 
 
 <feature name='fpu'>
 <cpuid eax_in='0x01' edx='0x00000001'/>
 </feature>
 <feature name='vme'>
 <cpuid eax_in='0x01' edx='0x00000002'/>
 </feature>
 <feature name='de'>
 <cpuid eax_in='0x01' edx='0x00000004'/>
 </feature>
 <feature name='pse'>
 <cpuid eax_in='0x01' edx='0x00000008'/>
 </feature>
 <feature name='tsc'>
 <cpuid eax_in='0x01' edx='0x00000010'/>
 </feature>
 <feature name='msr'>
 <cpuid eax_in='0x01' edx='0x00000020'/>
 </feature>
 ...
 </code>

通过遵循以下片段来请求libvirt XML中的特定功能，可以验证主机的（物理）CPUID EAX / EDX叶子是否包含所需的值，并指示QEMU将其包含在来宾的CPUID中。

这使我们对基本vCPU功能构建块有了一个概述。进一步讲，有一种称为CPU模型的东西。重要的是要了解这是什么：CPU模型只是一组功能。指定`skylake-client`CPU型号并不能使vCPU成为神奇的处理器。以某种方式减少幻想：此类语句确保vCPU支持Skylake定义功能：

<code>3dnowprefetch, abm, adx, aes, apic, arat, avx, avx2, bmi1, bmi2, clflush, cmov,
 cx16, cx8, de, erms, f16c, fma, fpu, fsgsbase, fxsr, hle, invpcid, lahf_lm, lm,
 mca, mce, mmx, movbe, mpx, msr, mtrr, nx, pae, pat, pcid, pclmuldq, pge, pni,
 popcnt, pse, pse36, rdrand, rdseed, rdtscp, rtm, sep, smap, smep, sse, sse2,
 sse4.1, sse4.2, ssse3, syscall, tsc, tsc-deadline, vme, x2apic, xgetbv1, xsave,
 xsavec, xsaveopt
 </code>

其他CPU模型以类似的方式工作，通常会公开更高模型功能的子集。

#### 主机模型，主机直通 ####

特殊的CPU模型-主机模型和主机直通允许进行非常特定的vCPU设置。首先，主机模型尝试匹配物理CPU支持的所有功能。第二个选项走得更远，尝试将主机CPU的每个细节（不仅是功能）复制到vCPU。不幸的是，事实并非如此。某些标志（例如invtsc）带有特殊处理，在这些特殊情况下将被忽略。这就是oVirt `cpuflags`钩子变得重要的地方。

### cpuflags挂钩 ###

挂钩RPM称为vdsm-hook-cpuflags。为了配置应要求或避免使用的功能，`cpuflags`使用了名为的自定义属性。该属性使用特定的语法：

1.  \+功能包括功能
2.  \-功能排除功能
3.  大写GROUP包含一组功能
4.  功能和组用逗号（`,`）分隔

为了更好地理解，请考虑以下示例：

<code>cpuflags='+svm,+invpcid,SAP,-ssse3'
 </code>

在这种情况下，我们

1.  包括svm，invpcid功能
2.  包括SAP功能组，这是一个特殊的组
3.  排除ssse3标志

这些组只是为了方便而命名的功能集。该挂钩会自动删除包含或排除重复的功能，但是如果指定了冲突的选择或无效的组，它将阻止创建VM。冲突的选择大致如下：`+flag,-flag`。在这种情况下，挂钩无法确定是否应提供该功能，并且避免了猜测。同样，不允许使用未定义的组或不带+/-运算符的小写功能名称，这将导致VM无法启动。

另外，该挂钩必须安装在要利用它的虚拟化主机上，并且必须将ovirt-engine配置为支持自定义属性：

<code>$ engine-config -s UserDefinedVMProperties='hugepages=^.*$;mdev_uuid=^.*$;cpuflags=^.*$'
 Please select a version:
 1. 3.6
 2. 4.0
 3. 4.1
 4. 4.2
 4
 </code>

这是新增功能，可以对vCPU功能进行精细调整，以在便利性和性能之间进行权衡。