irq/nmi window （代码版本：kvm-kmod-3.10.1）

devil20 · 发表于 2015-12-24 15:00:14

　　写在前面：本系列解析将作为长期连载，旨在和大家一起交流kvm的相关技术，本人才疏学浅，如果有遗漏或错误之处，还希望各位大牛批评指正~
　　Irq/nmi window exit从字面来看，可能没有那么好理解，在这里我们将一起探讨一下。
　　Irq/nmi window的作用基本一致，本文将以irq来举例说明。
　　我们知道，guest的中断需要我们来注入，但是，guest也可能有无法接收中断的时候，就像host一样，比如执行了cli这种情况。这时我们是不能向guest注入中断的。所以在vmx/svm中，都提供了这样的功能：
　　当guest可以接受中断的时候，立刻发生exit，告诉vmm可以接受中断了，然后vmm来注入中断。
　　这就是irq/nmi window的作用所在。
　　在vmx的vmexit中，exit reason为 7的退出事件即为irq window exit，在svm中，是0x64，他们处理的基本思路是相同的。
　　下面我们将看看kvm-kmod是如何处理的，这里我们将以vmx为例。
　　首先我们先来看处理退出事件的handler：
　　Vmx.c 6378:

[EXIT_REASON_PENDING_INTERRUPT]= handle_interrupt_window

那么，处理函数就是handle_interrupt_window了。

我们再来看 5191行的handle_interrupt_window：

[cpp] view plaincopyhttp://onexin.iyunv.com/source/plugin/onexin_bigdata/https://code.csdn.net/assets/CODE_ico.png http://onexin.iyunv.com/source/plugin/onexin_bigdata/https://code.csdn.net/assets/ico_fork.svg

static int handle_interrupt_window(struct kvm_vcpu *vcpu)
{
u32 cpu_based_vm_exec_control;
/* clear pending irq */
cpu_based_vm_exec_control =vmcs_read32(CPU_BASED_VM_EXEC_CONTROL); //读取目前的cpu基础执行控制（我就按字面翻译的，各位看官理解就好~）
cpu_based_vm_exec_control &=~CPU_BASED_VIRTUAL_INTR_PENDING;//清掉VIRTUAL_INTR_PENDING位，这样就不会在guest可以接收中断的时候发生exit了。为什么要这样做呢？如果不清掉的话，一发生entry之后，如果guest还是可以接中断，就会无线循环下去：entry-可以接中断-exit-entry……
vmcs_write32(CPU_BASED_VM_EXEC_CONTROL,cpu_based_vm_exec_control);//把控制域写入vmcs。
kvm_make_request(KVM_REQ_EVENT, vcpu);//标记一下，在下次entry之前可以开始注入中断了。
++vcpu->stat.irq_window_exits; //统计一下irq_window_exit的次数
/*
* Ifthe user space waits to inject interrupts, exit as soon as
*possible
* 就像英文注释所说，如果没有启用在kmod中的虚拟中断芯片、并且qemu需要一个irqwindow、同时没有pending的中断的话，立刻返回qemu，让qemu处理。
*/
if (!irqchip_in_kernel(vcpu->kvm)&&
vcpu->run->request_interrupt_window &&
!kvm_cpu_has_interrupt(vcpu)) {
vcpu->run->exit_reason =KVM_EXIT_IRQ_WINDOW_OPEN;
return 0;
}
return 1;
}

我们说过，当处理irqwindow exit之后，我们应该立即向guest注入pending的中断，下面我们将看一下相关的流程：

X86.c 的5960行：

[cpp] view plaincopyhttp://onexin.iyunv.com/source/plugin/onexin_bigdata/https://code.csdn.net/assets/CODE_ico.png http://onexin.iyunv.com/source/plugin/onexin_bigdata/https://code.csdn.net/assets/ico_fork.svg

static int vcpu_enter_guest(structkvm_vcpu *vcpu)
{
int r;
bool req_int_win =!irqchip_in_kernel(vcpu->kvm) &&
vcpu->run->request_interrupt_window; //是否需要irqwindow？
bool req_immediate_exit = false;
…………
if (kvm_check_request(KVM_REQ_EVENT, vcpu)|| req_int_win) {
kvm_apic_accept_events(vcpu);
if (vcpu->arch.mp_state ==KVM_MP_STATE_INIT_RECEIVED) {
r = 1;
goto out; // 如果收到init信号，就去unblock对应的vcpu，让他跑起来。
}
inject_pending_event(vcpu); //注入pending的中断
/* enable NMI/IRQ window open exits ifneeded */
//如果需要irq/nmiwindow，则启用irq/nmi window的exit。注意，这里不是一定会enable成功的，如果l2guest在执行l2的guest，并且l1guest处于请求irqwindow的状态，就要将req_immediate_exit，在后面的代码中，会对vcpu所在的cpu发送IPI中断，让它退出l2guest，以便我们可以注入中断。
if (vcpu->arch.nmi_pending)
req_immediate_exit =
kvm_x86_ops->enable_nmi_window(vcpu)!= 0;
else if(kvm_cpu_has_injectable_intr(vcpu) || req_int_win)
req_immediate_exit =
kvm_x86_ops->enable_irq_window(vcpu)!= 0;
……
}