linux - x86平台的虚拟机pushf和popf会导致VMEXIT吗？

Question

我正在尝试在由 kvm 驱动的虚拟机中运行的 linux 内核中添加一些代码。但是，我发现指令 pushf 和 popf 会导致显着的性能开销，apache 最多会降低 5 倍。我确信是这 2 条指令导致了开销，因为如果我用 lahf 和 sahf 替换它们，开销就消失了。

现在我想知道为什么它们会带来如此大的退化以及如何避免它们？我在 this slide 中找到了一些线索，这表明 pushf 和 popf 将被困在管理程序中。它们真的会导致 VMEXIT 吗？exit_reason 编号是多少？最后，有没有办法配置 VMCS 让 pushf 和 popf 不会被困住？

Answer 1

在 Intel 处理器上，SDM 第 3 卷第 25 章中描述了所有可能导致 VM 退出或在客户机中具有不同行为的指令。 Pushf 和 popf 没有在该章的任何地方列出，这意味着这些指令不会导致 VM 退出，并且它们在 guest 中执行时的可观察行为与在 guest 外部执行时相同。

popf 指令不需要 VM 退出的原因(尽管问题中引用了幻灯片)是 VMCS 具有控制来覆盖通常由标志寄存器控制的行为。例如，在客户机中，IF 标志不仅仅控制中断的传递；相反，VMCS 中的标志控制是否将外部中断传递给 guest 或是否发生 VM 退出。

考虑到 popf 所做的一切，它对性能的影响并不小，我并不感到惊讶。详见软件开发者手册中对popf的描述。