Xen虚拟监视器中APIC-v提升性能讲解
APIC-v即APIC Virtualization，是指Intel CPU对虚拟中断和APIC虚拟化方面的优化，使用APIC-v可以大量减少由于APIC访问、追踪虚拟APIC状态和传送虚拟中断而产生的VM Exit的数量(这些操作都可以直接在VMX non-root模式下完成而不需要VM Exit)。Intel在IvyBridge-EP服务器CPU中引入了APIC-v特性。关于APIC-v的详细信息，可以自行参考Intel的 SDM-3C中“Chapter 29 APIC Virtualization And Virtual Interrupts”这一章。(Ivy Bridge EP 在 2013年9月release了，10月将此文公开发表)
在最新的Xen和KVM中都已经实现了对APIC-v的支持。本文主要分享一下最近在Xen中测试APIC-v特性带来的性能提升。
在IvyBridge-EP系统上，使用了Intel 82599网卡(10Gb)直接分配给Xen的HVM guest使用，使用Netperf测试网络吞吐量。(网络I/O是能体现出APIC-v好处的)。一些测试数据如下图所示：
对这里的测试做如下的解释：
1. 第一组数据是Netperf测试时使用的消息大小较大的情况(每个消息16384Bytes大小);这时，网卡吞吐量几乎都达到了极限值 9.3 Gbps左右，而在在使用APIC-v的情况下，该guest的CPU资源占用率下降了2.3%。
2. 第二组数据是消息大小较小的情况(64Bytes)，在使用APIC-v时，吞吐量增加了0.8%，同时CPU利用率降低了0.3%。
3. 第三组比较复杂，是启动了2个guest，分别分配82599网卡的一个function，而且将这两个guest的vCPU都绑定到同一个物理CPU 上，而且为了让该物理CPU能够达到满负荷运转，还使用“xenpm set-scaling-minfreq 1 1200M”和“xenpm set-scaling-maxfreq 1 1200M”命令将该物理CPU的频率降低为1200MHz(降之前最高位2700MHz)。这里的吞吐量是两个guest中的网络吞吐量之和，在使用 APIC-v的情况下，当同样一个物理CPU满负荷运行时，网络吞吐量上升了7.5%。
