48 最佳实践-性能最佳实践-Guest-Idle-Haltpoll

48.1 概述

为了保证公平性及降低功耗，当虚拟机vCPU空闲时，虚拟机将执行WFx/HLT指令退出到宿主机中，并触发上下文切换。宿主机将决定在物理CPU上调度其他进程或vCPU，或进入节能模式。但是，虚拟机和宿主机之间的切换、额外的上下文切换以及唤醒IPI中断开销较大，在频繁睡眠和唤醒的业务中该问题尤为突出。Guest-Idle-Haltpoll技术是指当虚拟机vCPU空闲时，不立刻执行WFx/HLT并发生VM-exit，而是在虚拟机内部轮询（polling）一段时间。在该时间段内，其他共享LLC的vCPU在该vCPU上的任务被唤醒不需要发送IPI中断，减少了发送和接收处理IPI的开销及虚拟机陷出（VM-exit）的开销，从而降低任务唤醒的时延。

说明： 由于vCPU在虚拟机内部执行idle-haltpoll会增加vCPU在宿主机的CPU开销，所以开启该特性建议vCPU在宿主机独占物理核。

48.2 操作指导

Guest-Idle-Haltpoll特性默认关闭，这里给出开启该特性的操作指导。

1. 使能Guest-Idle-Haltpoll特性。

   • 若宿主机处理器架构为x86，可以在宿主机的虚拟机XML中配置“hint-dedicated”使能该特性，通过虚拟机XML配置将vCPU独占物理核的状态传递给虚拟机。vCPU独占物理核的状态由宿主机保证。

     <domain type='kvm'>
      ...
      <features>
        <kvm>
          ...
          <hint-dedicated state='on'/>
        </kvm>
      </features>
       ...
     </domain>
     

     或者在虚拟机内核启动参数中配置“cpuidle_haltpoll.force=Y”强制开启，该方法不依赖宿主机配置vCPU独占物理核。

     cpuidle_haltpoll.force=Y
     

   • 若宿主机处理器架构为AArch64，只支持在虚拟机内核启动参数中配置“cpuidle_haltpoll.force=Y haltpoll.enable=Y”的方式使能该特性。

     cpuidle_haltpoll.force=Y haltpoll.enable=Y
     

2. 确认Guest-Idle-Haltpoll特性是否生效。在虚拟机中执行如下命令，若返回haltpoll，说明特性已经生效。

   # cat /sys/devices/system/cpu/cpuidle/current_driver
   

3. （可选）配置Guest-Idle-Haltpoll参数。 虚拟机的/sys/module/haltpoll/parameters/路径下提供了如下配置文件，用于调整配置参数，用户可以根据业务特点选择调整。

   • guest_halt_poll_ns: 全局参数，指vCPU空闲后polling的最大时长，默认值为200000（单位ns）。
   • guest_halt_poll_shrink: 当唤醒事件发生在全局guest_halt_poll_ns时间之后，用于收缩当前vCPU guest_halt_poll_ns的除数因子，默认值为2。
   • guest_halt_poll_grow: 当唤醒事件发生在当前vCPU guest_halt_poll_ns之后且在全局guest_halt_poll_ns之前，用于扩展当前vCPU guest_halt_poll_ns的乘数因子，默认值为2。
   • guest_halt_poll_grow_start: 当系统空闲时，每个vCPU的guest_halt_poll_ns最终会达到零。该参数用于设置当前vCPU guest_halt_poll_ns的初始值，以便vCPU polling时长的收缩和扩展。默认值为50000（单位ns）。
   • guest_halt_poll_allow_shrink: 允许每个vCPU guest_halt_poll_ns收缩的开关，默认值是Y（Y表示允许收缩，N表示禁止收缩）。

   可以使用root权限，参考如下命令修改参数值。其中 value 表示需要设置的参数值， configFile 为对应的配置文件。

   # echo value > /sys/module/haltpoll/parameters/configFile
   

   例如设置全局guest_halt_poll_ns为200000ns的命令如下：

   # echo 200000 > /sys/module/haltpoll/parameters/guest_halt_poll_ns
   

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