在前几期，我们提到，计算机的外部设备需要通过两个机制与CPU进行数据的输入输出：
在数据平面，外设可以通过DMA方式直接从系统RAM读写数据，如将从外部接收到的数据写入到RAM，或从RAM直接读取需要输出到外部的数据。而在控制平面，外设可以通过中断，将数据输入和输出完成事件，以异步方式通知CPU。
Intel的处理器早在8086时代就支持了这一机制。熟悉《微机原理与接口技术》的同学可能会回忆起，Intel使用8259芯片实现可编程中断控制，用8257芯片实现可编程DMA控制。
但是，当Intel CPU演进到多核时代，出现了一个问题：
我们在前文中提到，中断实际上是会打断CPU程序的执行。在多核处理器中，可以视为具有多个CPU，那么，外部中断发生时，将打断哪个CPU程序的执行呢？
Intel为解决这一问题，引入了一个概念：APIC (Advanced Programmable Interrupt Controller)。
我们知道，在80386以后的时代，Intel将主板上各种IO控制芯片都集成在主板的ICH芯片(IO Controller Hub，俗称南桥)上，包括中断控制器8259(又被称为PIC)。对于多核处理器所配套的ICH，就需要将集成的PIC升级为APIC了。南桥上集成的APIC被称为IO APIC，而每个处理器核上还有本地的PIC，被称为Local APIC。Local APIC可以接收来自IO APIC的中断，并使得所在的CPU进入中断处理程序。
如图，IO APIC和Local APIC在程序看来，是合为一体的，当外设的中断发生时，I/O APIC会将中断送到目标的CPU上，目标CPU上的Local APIC触发真正的中断。
当系统中存在多个虚拟机的时候，VMM就需要让每个虚拟机的操作系统都可以识别到一个虚拟的APIC，并且能够让虚拟机上的外设产生的中断被送到虚拟机上的CPU内核上。最初的KVM在内核中通过软件模拟的方式为每个虚拟机模拟了这个虚拟的APIC，接管虚拟机操作系统对虚拟APIC的配置，并通过软件查表的方式将真实硬件的中断重定向到虚拟机的CPU上。这种处理的效率是可想而知的。
Intel引入了VT-d技术后，在硬件层面实现了中断虚拟化的支持。
由于我们在系统中运行了虚拟机，首先会在系统中虚拟出一个或多个虚拟机的CPU，每个CPU也会有自己的Local APIC。那么，即使系统没有超分，每个CPU都是物理的内核/超线程，在GuestOS下，对物理CPU的Local APIC寄存器进行配置，后果是会发生VM Exit，也就是会使得性能极其低下。
因此，Intel引入虚拟的APIC，首先为所有的VM中每个CPU的vAPIC实现了一套虚拟的寄存器，它叫做virtual APIC Page, GuestOS对vAPIC进行操作的时候，不会导致VM Exit。
第二，vAPIC对原来的中断投递体系做了根本的变革。
在没有硬件支持终端虚拟化时，KVM对Guest模式下的中断采取的是模拟的方式。当来自IO APIC或PCIE MSI(这个概念以后会详解)外部中断到达的时候，KVM软件会根据内部的IRQ Routing机制，找到中断投递的目标虚拟机上的目标CPU，向CPU注入中断，并让目标CPU产生一次VM_Exit和VM_Entry，让系统评估是否应当响应中断。可想而知，这大大增加了VM的性能损耗。而vAPIC可以让虚拟机的CPU在Guest模式下就评估中断，让系统运行效率大大提升了。
有了vAPIC，在物理设备透传到设备的时候，物理设备的中断也可以透传到CPU。
我们小结一下：vAPIC能够让各个虚拟机减少了不必要的vm_entry和vm_exit，也就是做到了“时间就是金钱，效率就是生命”。
同时，vAPIC还可以让中断高效的投递到目的VM的目的CPU，做到了“事事有人管，人人有事管”。
在中断实现了虚拟化后，我们离实现虚拟机的虚拟设备还差最后一步——
请看下回分解。
