4.2 内核中断设计

Hypervisor的内核中断设计涉及以下4个方面。

1）中断管理器：Hypervisor必须能管理和分发中断，以确保所有虚拟机都能及时响应中断。

2）中断虚拟化：由于虚拟机是在Hypervisor上运行的，因此Hypervisor必须能够虚拟化中断，以使虚拟机能够感知和响应中断。这涉及将来自物理硬件的中断转换为虚拟中断，并将该虚拟中断投递给相应的虚拟机。

3）中断控制：Hypervisor还必须能够控制虚拟机中断的分发和处理，以确保虚拟机的资源和时间得到充分利用。这涉及分区客户系统中的任务优先级调度和中断屏蔽等技术，以确保高优先级任务能够及时响应中断。

4）中断处理程序：在收到中断后，Hypervisor必须能够调用适当的中断处理程序来处理中断。这涉及虚拟化硬件设备、更新虚拟机状态等操作，以确保虚拟机能正确响应中断。

PRTOS使用的是基于QEMU或者VMware搭建的X86硬件平台。单核硬件平台使用的是两片级联的i8259A PIC，如图4-2所示。

多核硬件平台采用的是APIC中断控制器。与传统的PIC不同，APIC能够提供更多的中断处理功能，具体如下。

1）更高的中断处理能力：APIC支持更多的中断输入，最多可以支持255个中断请求。

2）更快的中断响应速度：APIC能够快速识别和响应中断请求，从而减少处理器延迟。

3）更好的中断管理：APIC可以动态地分配和管理中断请求，从而避免中断冲突和竞争。

APIC通常由多个子设备组成，包括LAPIC和I/O APIC。LAPIC位于处理器上，用于管理处理器内部的中断请求；I/O APIC则位于系统总线上，用于管理外部设备（如网卡、磁盘控制器等）的中断请求，如图4-3所示。

PRTOS中的中断驱动是一种软件组件，它负责PRTOS内核和物理硬件平台之间的中断传递。当外部设备发出中断请求时，PRTOS会拦截这个请求，并根据PRTOS配置向量，来决定中断请求的处理方式。PRTOS内核中断向量表IDT（Interrupt Descriptor Table，中断描述符表）的初始化请参考3.1.2小节，这里不再赘述。