[发明专利]一种多核CPU上异构操作系统间中断处理方法及装置

说明书

本发明涉及虚拟化和云计算技术领域，尤其涉及一种多核CPU上异构操作系统间中断处理方法及装置，在VMM初始化阶段，客户操作系统的EPT中不映射I/O APIC的物理地址，通过客户操作系统初始化I/O APIC时触发EPT异常，进入VMM的异常处理程序，并通过虚拟APIC的写接口，修改I/O APIC的RTE，实现对RTE的修改，进而外部设备产生中断时，根据修改后的RTE，I/O APIC可以将中断消息直接投递给相应的客户操作系统的CPU，而不通过VMM进行管理投递，减少了每次中断处理过程带来的多次VM‑exit操作，减少中断处理时延，从而可以提高实时操作系统的实时性，提高I/O设备的访问效率。

技术领域

本发明涉及虚拟化和云计算技术领域，尤其涉及一种多核CPU上异构操作系统间中断处理方法及装置。

背景技术

目前针对多核中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，通常是采用多台虚拟机，对重要工作内容进行安全分区，部分虚拟化分区内运行实时操作系统，其上运行实时应用程序，部分虚拟机分区内运行非实时操作系统，其上运行非实时应用程序，其体系结构参阅图1所示。其中，中断延时是影响实时操作系统实时性的一个重要因素，因此，在运行实时操作系统和非实时操作系统的工业控制虚拟化异构操作系统环境中，高效的中断资源处理就非常重要。

现有技术中，异构操作系统间的中断处理方法为，通过虚拟机管理器(VirtualMachine Monitor，VMM)虚拟一套独立于实际硬件的虚拟硬件环境，例如，包括虚拟网卡、虚拟硬盘等，供虚拟机(Virtual Machine，VM)使用，利用VT-x技术提供中断退出和中断注入两种中断事件机制，所有的外部设备中断由VMM统一管理，当产生外部中断时VMM截获并导致运行该虚拟机的CPU产生虚拟机退出(VM-exit)操作。VMM通过修改虚拟机维护的虚拟中断控制寄存器的值在下次虚拟机进入(VM-entry)时将虚拟中断注入到该虚拟机中。当虚拟机处理完中断后又通知虚拟中断控制器中断结束(End Of Interrupt)信息，该特权操作会引起第二次VM-exit操作。

可知，现有技术中的中断处理方法，发生中断时，由VMM统一管理，每次发生中断时，都会产生两次VM-exit操作，这样，由于每次VM-exit涉及的控制流的转移都会带来巨大的上下文切换开销，从而造成中断处理效率的下降和延迟的增加。因此，也就导致从外部设备产生中断到最终的中断处理函数被触发需要经过很长一段时间，增加了中断响应时间，影响了实时操作系统的实时性。

发明内容

本发明实施例提供一种多核CPU上异构操作系统间中断处理方法及装置，以解决现有技术中的中断处理时延较长，降低了实时操作系统的实时性的问题。

本发明实施例提供的具体技术方案如下：

一种多核中央处理器CPU上异构操作系统间中断处理方法，所述方法包括：

根据输入/输出高级可编程中断控制器I/O APIC的物理地址，分别为每个虚拟机建立相应的扩展页表EPT，并通过虚拟机中的客户操作系统访问I/O APIC，触发虚拟机管理器VMM进入EPT异常处理程序，其中，所述EPT中虚拟机中的客户操作系统的逻辑地址不映射I/O APIC的物理地址；

通过所述EPT异常处理程序，查找所述发生EPT异常的地址对应的虚拟高级可编程中断控制器APIC，并通过所述对应的虚拟APIC修改I/O APIC和/或虚拟APIC的重定向表条目RTE；

若检测到外部设备中断，则基于修改后的RTE，生成中断消息，并通过所述I/OAPIC将所述中断消息发送给对应的客户操作系统的CPU。

较佳的，进一步包括：

通过所述EPT异常处理程序，至少获取发生EPT异常的地址，异常操作的I/O APIC表项索引和数据；其中，所述数据表示需要写入RTE的数据。