qemu/kvm -- guest中断注入机制

虚拟化技术之 kvm (二)- 中断虚拟化 中断虚拟化 1.X86 中断   中断从设备发送到CPU需要经过中断控制器,现代x86架构采用的中断控制器被称为APIC(Advanced Programmable Interrupt Controller)。APIC是伴随多核处理器产生的,所有的核共用一个I/O APIC,用于统一接收来自外部I/O设备的中断,而后根据软件的设定,格式化出一条包含该中断所有信息的Interrupt Message,发送给对应的CPU。   每个核有一个Local APIC,用于接收来自I/O APIC的Interrup. 阅读详情

非虚拟化的中断注入

硬件 -> apic -> lapic -> 中断管脚的入口

指令和时钟也是同步的,cpu在一个指令周期结束后,要么去执行下一条指令,要么就触发中断(会从中断向量表找到中断处理函数入口,然后跳到该函数),没有”主动轮询“某个信号的概念。有INT电平信号了,就去触发一个中断,没有电平信号,就继续取指令干活。这个判断的过程,在宏观上看,是“同时”完成的,没有先查询状态,然后要做什么的动作的过程,不要把软件编程的概念带入到电路设计中。

虚拟化下的硬件支持

可以看到上面的过程中大部分都是cpu的体系架构中实现的,操作系统只要指定好中断向量表即可,剩下的事情其实没有操作系统的事情。

所以当到虚拟化的时候,硬件也是虚拟化的时候,就不能由硬件来实现这些中断注入了;或者再增加新的寄存器,然后在cpu硬件架构这个层面就实现虚拟中断注入

interruption-information

中断注入最底层要依靠硬件实现,VMCS中VM-entry控制类字段,interruption-information是实现中断注入的基础,这个字段32bit,各字段含义如下,截图来自Intel手册vol3-24.8.3


CPU进入客户态时,中断注入区域VM-entry interruption-information的加载,是在guest state区域加载之后——跳转到guest state中RIP指向的地址之前。实际上,中断注入的本质就是在硬件上deliver中断信息到CPU,而deliver的时机必须在CPU VM-entry建立好guest上下文,但还没开始运行的时

Posted-Interrupt Descriptor

现在Intel提供了另外一种中断检查机制,通过VMC

QEMU/KVM透传设备中断实现 VFIO的msix bar空间不是向用户态透传的,而是GUEST退出到KVM/QEMU里处理的。原因也比较容易理解,就是虚机里的MSIX中断需要QEMU和KVM的复杂处理,所以必须退出到主机。 阅读详情

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