[发明专利]一种面向ARM架构虚拟化领域的中断虚拟化处理方法及系统

说明书

本发明提供了一种面向ARM架构虚拟化领域的中断虚拟化处理方法及系统，涉及ARM硬件架构的虚拟化技术领域，该方法包括：虚拟中断采集步骤：将虚拟机的中断请求送入对应的虚拟中断控制器中的寄存器；虚拟中断注入步骤：虚拟中断控制器采集到虚拟中断请求，将按照VMM排定的优先级，将虚拟中断逐一注入到对应的vCPU中。本发明能够满足嵌入式操作系统的实时性需求，具有良好的通用性，且适用于嵌入式多核系统。

技术领域

本发明涉及ARM硬件架构的虚拟化技术领域，具体地，涉及一种面向ARM架构虚拟化领域的中断虚拟化处理方法及系统。

背景技术

ARM硬件架构中对中断的处理流程为：由中断控制器GIC汇集硬中断产生的中断信号或者由指令直接给出软中断的中断信号，然后通知CPU；CPU保存当前程序的运行环境，然后调用中断服务程序来处理该中断；中断服务程序通过读取相关寄存器识别出中断类型，接着执行相应的处理；中断请求执行完毕后，将通过读写相关中断控制寄存器清除中断；最后恢复被中断程序的执行环境，继续执行被中断的程序。

为了支持在同一个嵌入式硬件平台上同时运行多个隔离的执行环境，需要在原有的架构基础上，添加一个虚拟机管理器VMM的中间层，由VMM作为系统软件直接管理所有的硬件设备，多个隔离的执行环境通过调用VMM提供的服务接口运行在VMM之上。在添加虚拟机管理器VMM之后，为了不影响应用执行环境内客户操作系统对中断响应过程，需要VMM对中断进行虚拟化处理，主要涉及虚拟中断采集与虚拟中断注入，对于中断的处理则交由虚拟机的客户操作系统进行实现。

由于嵌入式领域的独特性，将虚拟化技术应用到嵌入式领域内，通常采用基于微内核设计模式的VMM。现有的基于微内核设计模式的虚拟化方案有Xen，但是Xen为了降低设计的复杂性，将大部分硬件设备都移交给Linux根域进行管控，对于中断虚拟化的处理也需要VMM和根域共同完成，这种处理流程不仅复杂而且低效。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种面向ARM架构虚拟化领域的中断虚拟化处理方法及系统，能够满足嵌入式操作系统的实时性需求，具有良好的通用性，且适用于嵌入式多核系统。

根据本发明提供的一种面向ARM架构虚拟化领域的中断虚拟化处理方法及系统，所述方案如下：

第一方面，提供了一种面向ARM架构虚拟化领域的中断虚拟化处理方法，所述方法包括：

虚拟中断采集步骤：将虚拟机的中断请求送入对应的虚拟中断控制器中的寄存器；

虚拟中断注入步骤：虚拟中断控制器采集到虚拟中断请求，将按照VMM排定的优先级，将虚拟中断逐一注入到对应的vCPU中。

优选的，所述虚拟中断采集步骤包括：

VMM在收到中断请求后，首先将中断类型修改为HYP_IRQ，接着VMM将会把该HYP_IRQ发送给对应的虚拟机；

虚拟机在收到HYP_IRQ时，需要判断该中断是不是该虚拟机所拥有的：

若是，接着将中断发送给对应的虚拟中断控制器；

若不是，该虚拟机所拥有的中断，则不需要任何处理。

优选的，所述虚拟中断注入步骤包括：

当某个vCPU被调度到重新获得物理CPU的使用权时，就按照虚拟机内客户操作系统的中断服务处理流程进行中断处理。

优选的，所述虚拟中断注入步骤包括：

虚拟时钟设备vTimer所产生的时钟IRQ中断：

步骤2-1：虚拟机正常执行，此时虚拟时钟设备vTimer发出时钟IRQ中断；