Linux套接字硬件时间戳

Question

我正在做一个研究网络同步的项目。因为我想获得最佳性能，所以我尝试将软件时间戳结果与硬件时间戳结果进行比较。

我关注了之前评论的问题：Linux kernel UDP reception timestamp，但经过几次测试后，我在尝试获取硬件接收时间戳时遇到了一些问题。

我的场景由两个设备组成，一台PC和一块Gateworks Ventana板，这两个设备都应该等待数据包在其网络中广播，并对其接收时间进行时间戳，我尝试了此代码(某些部分已被省略)：

int rc=1;
int flags;

flags   = SOF_TIMESTAMPING_RX_HARDWARE
        | SOF_TIMESTAMPING_RAW_HARDWARE;
rc = setsockopt(sock, SOL_SOCKET,SO_TIMESTAMPING, &flags, sizeof(flags));

rc = bind(sock, (struct sockaddr *) &serv_addr, sizeof(serv_addr));

struct msghdr msg;
struct iovec iov;
char pktbuf[2048];

char ctrl[CMSG_SPACE(sizeof(struct timespec))];
struct cmsghdr *cmsg = (struct cmsghdr *) &ctrl;

msg.msg_control = (char *) ctrl;
msg.msg_controllen = sizeof(ctrl);

msg.msg_name = &serv_addr;
msg.msg_namelen = sizeof(serv_addr);
msg.msg_iov = &iov;
msg.msg_iovlen = 1;
iov.iov_base = pktbuf;
iov.iov_len = sizeof(pktbuf);

//struct timeval time_kernel, time_user;
//int timediff = 0;

FILE *f = fopen("server.csv", "w");
if (f == NULL) {
    error("Error opening file!\n");
    exit(1);
}
fprintf(f, "Time\n");

struct timespec ts;
int level, type;
int i;
for (i = 0; i < 10; i++) {

    rc = recvmsg(sock, &msg, 0);


    for (cmsg = CMSG_FIRSTHDR(&msg); cmsg != NULL; cmsg = CMSG_NXTHDR(&msg, cmsg))
    {
        level = cmsg->cmsg_level;
        type  = cmsg->cmsg_type;
        if (SOL_SOCKET == level && SO_TIMESTAMPING == type) {
            //ts = (struct timespec *) CMSG_DATA(cmsg);
            memcpy(&ts, CMSG_DATA(cmsg), sizeof(ts));
            printf("HW TIMESTAMP %ld.%09ld\n", (long)ts.tv_sec, (long)ts.tv_nsec);
           }
    }

}

printf("COMPLETED\n");
fclose(f);
close(sock);
return 0;
}

在这两个设备上，我在收到数据包后得到的输出：

HW TIMESTAMP 0.000000000

另一方面，如果使用相同的代码，我的标志是：

flags   = SOF_TIMESTAMPING_RX_HARDWARE
        | SOF_TIMESTAMPING_RX_SOFTWARE
        | SOF_TIMESTAMPING_SOFTWARE;

我得到了适当的时间戳：

HW TIMESTAMP 1551721801.970270543

然而，它们似乎是软件时间戳的。处理收到数据包的硬件时间戳的正确解决方案/方法是什么？

Answer 1

首先，使用ethtool -T "your NIC"确保您的硬件支持硬件时间戳功能。

您需要显式地告诉Linux启用NIC的硬件时间戳功能。为了达到这个目的，你需要有一个ioctl()调用。

你需要做的就是用SIOCSHWTSTAMP来调用它，这是一个设备请求码，用来指示你想要处理的设备以及你想要做的事情。例如，有一个名为CDROMSTOP的代码来停止cdrom驱动器。您还需要使用ifreq结构来配置NIC。

你需要这样的东西：

struct ifreq ifconfig;
strncpy(config.ifr_name, "your NIC name", sizeof(ifconfig.ifr_name));
ioctl("your file descriptor" , SIOCSHWTSTAMP, &ifconfig);

这里有一些你可以查阅的页面：ioctl manual page，ifreq manual page，Read part 3。