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：
-
static int handle_interrupt_window(struct kvm_vcpu *vcpu)
-
{
-
u32 cpu_based_vm_exec_control;
-
-
-
cpu_based_vm_exec_control =vmcs_read32(CPU_BASED_VM_EXEC_CONTROL);
-
cpu_based_vm_exec_control &=~CPU_BASED_VIRTUAL_INTR_PENDING;
-
vmcs_write32(CPU_BASED_VM_EXEC_CONTROL,cpu_based_vm_exec_control);
-
-
kvm_make_request(KVM_REQ_EVENT, vcpu);
-
-
++vcpu->stat.irq_window_exits;
-
-
-
-
-
-
-
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;
-
}
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：
-
static int vcpu_enter_guest(structkvm_vcpu *vcpu)
-
{
-
int r;
-
bool req_int_win =!irqchip_in_kernel(vcpu->kvm) &&
-
vcpu->run->request_interrupt_window;
-
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;
-
}
-
-
inject_pending_event(vcpu);
-
-
-
-
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;
-
-
……
-
}
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;
……
}
下面我们再来看是如何启用irq window exit的：
Vmx.c 的4517行：
-
static int enable_irq_window(struct kvm_vcpu *vcpu)
-
{
-
u32 cpu_based_vm_exec_control;
-
-
if (is_guest_mode(vcpu) &&nested_exit_on_intr(vcpu))
-
-
-
-
-
-
-
-
return -EBUSY;
-
-
cpu_based_vm_exec_control =vmcs_read32(CPU_BASED_VM_EXEC_CONTROL);
-
cpu_based_vm_exec_control |=CPU_BASED_VIRTUAL_INTR_PENDING;
-
vmcs_write32(CPU_BASED_VM_EXEC_CONTROL,cpu_based_vm_exec_control);
-
return 0;
-
}
static int enable_irq_window(struct kvm_vcpu *vcpu)
{
u32 cpu_based_vm_exec_control;
if (is_guest_mode(vcpu) &&nested_exit_on_intr(vcpu))
/*
*We get here if vmx_interrupt_allowed() said we can't
*inject to L1 now because L2 must run. The caller will have
*to make L2 exit right after entry, so we can inject to L1
*more promptly.
* 如果l2guest要运行，我们不能立刻注入中断，必须先退出l2 guest。
*/
return -EBUSY;
cpu_based_vm_exec_control =vmcs_read32(CPU_BASED_VM_EXEC_CONTROL);
cpu_based_vm_exec_control |=CPU_BASED_VIRTUAL_INTR_PENDING;//irq window exit位置1
vmcs_write32(CPU_BASED_VM_EXEC_CONTROL,cpu_based_vm_exec_control); //写入vmcs
return 0;
}
总结：
Irq/nmiwindow的含义很形象，我们想注入中断的时候，就等待窗户的开启，一旦开启，中断就能注入了。对应于真实的硬件来说，就像中断控制器等待cpu通知它什么时候可以注入中断，一旦可以，中断就会注入。
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