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转自：http://www.kaixinwenda.com/article-luo_brian-8454002.html
中断，这个概念相信大家已经不陌生了，我也没什么资格来介绍中断，就简单的说一下。我认为它从宏观上看可以分为软件部分和硬件部分。
软件部分：
软件部分在操作系统中实现，如Linux中断的x86，每一个中断对应一个中断门，中断门中包含中断处理函数（ISR或者别的）地址，优先级等等。CPU可以通过LIDT加载这个描述符表，跳转到指定的中断门。
硬件部分：
中断硬件部分就是产生中断脉冲，传给中断控制器，然后通知CPU，CPU在执行下调指令前会去查询中断情况，如果有中断信号，就执行中断。我们在这里模拟的就是硬件部分内容。
因此中断的模拟按照我的理解可以分为两个主要部分，一个是中断源的模拟，一个是给虚拟机的VCPU响应中断。
中断源模拟：
中断源模拟我也不是很清楚，方法很多，可以直接响应Linux的驱动，也可以别的，比如时钟中断可以设置一个定时器，定时器到了就触发中断，但是键盘，鼠标，硬盘呢？这个等待高手回？欢迎大家来讨论。
虚拟机响应虚拟中断：
KVM中断虚拟化主要依赖于VT-x技术，VT-x主要提供了两种中断事件机制，分别是中断退出和中断注入。
中断退出
是指虚拟机发生中断时，主动使得客户机发生VM-exit，这样能够在主机中实现对客户机中断的注入。
中断注入
它是指将中断写入VMCS对应的中断信息位，来实现中断的注入，当中断完成后通过读取中断的返回信息来分析中断是否正确。这个也是这里要详细将的地方。
首先中断注入有个一个标志性的函数 kvm_set_irq,这个是中断注入的最开始。
中断退出和注入是个关系紧密的过程，一先一后，我们放在一起来讲解，下面来分析一下KVM-KMOD-2.6.36相关实现代码，首先从kvm_set_irq开始。
函数位置： x86/irq_comm.c/
函数参数： kvm，发生中断的客户机的结构体指针，我们知道在KVM模块中有个vmlist，链接了所有注册的虚拟机，当多次使用QEMU命令以后会产生多个虚拟机，不同虚拟机中公用一个KVM模块，通过这个kvm结构体来辨识是哪个虚拟机，当然每个虚拟机里面可以对应多个VCPU,别把这个概念弄混淆了；irq_source_id中断资源ID，对于KVM设备我们都会申请一个中断资源ID，注册KVMIO设备时申请的；irq中断请求号，这个是转化GSI之前的，比如时钟是0号，这里就是0，而不是32；level表示中断的高低电平。
int kvm_set_irq(struct kvm *kvm, int irq_source_id, u32 irq, intlevel)
{
struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,irq_set[KVM_NR_IRQCHIPS];
struct kvm_irq_routing_table *irq_rt;
......
if (irq < irq_rt->nr_rt_entries)
r = irq_set.set(&irq_set, kvm, irq_source_id, level);
if (r < 0)
continue;
ret = r + ((ret < 0) ? 0 : ret);
}
return ret;
}
安装中断路由函数主要在setup_routing_entry中。
int setup_routing_entry(struct kvm_irq_routing_table *rt, structkvm_kernel_irq_routing_entry *e, const struct kvm_irq_routing_entry*ue)
{
struct kvm_kernel_irq_routing_entry *ei;
struct hlist_node *n
… …
switch (ue->type) {
case KVM_IRQ_ROUTING_IRQCHIP:
delta = 0;
switch (ue->u.irqchip.irqchip) {
case KVM_IRQCHIP_PIC_MASTER:
e->set = kvm_set_pic_irq;
max_pin = 16;
......
case KVM_IRQCHIP_IOAPIC:
max_pin = KVM_IOAPIC_NUM_PINS;
e->set = kvm_set_ioapic_irq;
... ...
}
case KVM_IRQ_ROUTING_MSI:
e->set = kvm_set_msi;
......
}
pent = &ioapic->redirtbl[idx];
if (!pent->fields.mask) {
injected = ioapic_deliver(ioapic, idx);
if (injected && pent->fields.trig_mode ==IOAPIC_LEVEL_TRIG)
pent->fields.remote_irr = 1;
}
return injected;
}
然后来看下LAPIC如何接收中断，主要是在函数__apic_accept_irq中，这里就是将中断写入当前触发VCPU的kvm_lapic结构体中的相应位置。
位置：x86/lapic.c
static int __apic_accept_irq(struct kvm_lapic *apic, intdelivery_mode,
int vector, int level, int trig_mode)
{
int result = 0;
struct kvm_vcpu *vcpu = apic->vcpu;
switch (delivery_mode) {
case APIC_DM_LOWEST:
vcpu->arch.apic_arb_prio++;
case APIC_DM_FIXED:
......
if (trig_mode) {
apic_set_vector(vector, apic->regs + APIC_TMR);
} else
apic_clear_vector(vector, apic->regs + APIC_TMR);
result = !apic_test_and_set_irr(vector, apic);
......
kvm_vcpu_kick(vcpu);
break;
… …
}
return result;
}
对于MSI来说
就是将irq消息解析，然后构造发送给VCPU的LAPIC，后面和IOAPIC的相同。
kvm_set_msi -> kvm_irq_delivery_to_apic -> kvm_apic_set_irq-> __apic_accept_irq
这样我们就大概讲解了三种中断触发方式的实现，具体的可以参见详细代码。这里要注意，CPU主循环和中断注入是两个并行的过程，所以CPU处于任何状态都能进行设置中断，设置中断以后，就会引起中断退出（最后一点是个人意见，可能不正确，应该是要写到vmcs位）。另外来自QEMU的中断注入也是调用这个循环，所以在QEMU中的中断和CPU循环也是并行执行。
当我们设置好虚拟中断控制器以后，接着在KVM_RUN退出以后，就开始遍历这些虚拟中断控制器，如果发现中断，就将中断写入中断信息位，实现如下：
inject_pending_event在进入guest之前被调用。
位置：86/x86.c
参数：发生退出的虚拟cpu结构体
注意这里将NMI，exception的注入过程都注释掉了，同理。
static void inject_pending_event(struct kvm_vcpu *vcpu)
{
… …
if (vcpu->arch.interrupt.pending) {
kvm_x86_ops->set_irq(vcpu);
return;
}
… …
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发表于 2015-10-10 13:37:50