lapic timer virtualization

本文将介绍kvm中lapic timer的虚拟化。为了方便，只介绍TSC-deadline模式的lapic timer。
本文参考的内核版本为v5.18。

host有自己的lapic timer，硬件实现，guest也有自己的lapic timer，kvm模拟。一个pcup上要运行很多个vcpu，每个vcpu都有自己的lapic timer，kvm要模拟很多个lapic timer，kvm用软件定时器hrtimer来模拟lapic timer，guest写tscdeadline msr，kvm把这个tsc值转换成一个软件定时器的值，启动软件定时器，硬件定时器驱动软件定时器，软件定时器超时后，假如硬件timer中断正好把vcpu exiting出来，那么设置timer interrupt pending，重新enter时把timer中断注入，如果vcpu运行在其它pcpu上，需要把vcpu kick出来，所以最好保持timer绑定的物理cpu和vcpu所运行的物理cpu始终一致，如果vcpu运行的物理cpu变化了，migrate timer到新的物理cpu，这样中断来了vcpu自动exit，不再需要kick一次。

hrtimer由physical lapic timer来驱动。

kvm_set_lapic_tscdeadline_msr
└── start_apic_timer
    └── __start_apic_timer
        └── restart_apic_timer
            └── if (!start_hv_timer(apic)) start_sw_timer(apic);

这里的hv_timer就是preemption timer，sw_timer是软件hrtimer。有preemption timer就用hv_timer，没有就用sw_timer。hv_timer的问题就是可能时间没到，vcpu由于其它原因exit出来，那么就需要kvm_lapic_switch_to_sw_timer，再次enter时kvm_lapic_switch_to_hv_timer。

start_hv_timer
├── vmx_set_hv_timer[kvm_x86_set_hv_timer]
├── ktimer->hv_timer_in_use = true;
└── hrtimer_cancel(&ktimer->timer);

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start_sw_timer
└── start_sw_tscdeadline
    └── hrtimer_start

参考资料: