[发明专利]一种中断请求处理装置、方法及VIRTIO网络设备

说明书

本申请公开了一种中断请求处理装置、方法及VIRTIO网络设备；该装置包括：用于接收待处理中断请求的中断请求接收模块、中断发送模块以及控制模块，控制模块用于轮询中断标志寄存器，在中断标志寄存器中有中断标志记录时或者接收到中断请求接收模块发送的已接收到待处理中断请求的通知信号时，用于判断中断时间戳寄存器中的时间值与系统时间值之间的差值是否大于或等于预设的时间阈值，若是，则将待处理中断请求发送给中断发送模块或者中断标志记录发送给中断发送模块，中断发送模块用于根据待处理中断请求或者中断标志记录生成当前中断请求，并发送所述当前中断请求。该装置可以节省带宽，提升中断抑制效果。

技术领域

本申请实施例涉及半虚拟化技术领域，尤其涉及一种中断请求处理装置、方法及VIRTIO网络设备。

背景技术

云计算虚拟化技术中，为了让多个客户机操作系统(Guest Operation System，简称Guest OS)可以独立于主机操作系统(Host Operation System，简称Host OS)运行在同一个硬件上，通常需要在该硬件上增加一个虚拟化层来实现，该虚拟化层称为虚拟机监视器(Virtual Machine Monitor，简称VMM)。机器模拟及虚拟化软件(MachineEmulator andVirtualizer，简称QEMU)作为一个VMM提供了全虚拟化环境。在全虚拟化环境中，由于所有操作都需要软件模拟，设备访问过程中，频繁的陷入和陷出带来了严重的性能问题。因此，虚拟化输入/输出设备(Virtual I/O Device，简称VIRTIO)应运而生。

VIRTIO是一个通用的半虚拟化I/O框架，VMM可以通过它模拟出一系列的虚拟化设备。VIRTIO框架主要包括以下三个部分：前端驱动(Front-end Driver)、后端设备(Back-end Device)以及虚拟化队列(Virtqueue)，前端驱动与后端设备的数据交互通过Virtqueue队列实现。按照VIRTIO规范，一个Virtqueue包含3部分(以SPLIT QUEUE模式为例，分离队列模式)：描述符表Descriptor Table，可用环表Avail Ring以及已用环表UsedRing。

VIRTIO网络设备与普通网卡类似，如果短时间接收到大量小包会触发大量中断，中断会导致系统进行上下文切换：接收到中断时，系统需要保存当前进程的上下文环境；退出中断时，系统需要恢复之前进程的上下文环境。频繁的上下文切换极大消耗CPU的处理能力。

VIRTIO规范考虑了上述中断问题，引入了一个中断抑制的手段：通过某些时间段在可用环表里面设置FLAG标志(NO_INTERRUPT)，告诉后端不要发中断，以达到降低中断数的目的。但是上述方案带来了额外的开销：每次接收数据包发中断前都需要读一次可用环表的FLAG，消耗了PCIe的带宽。另外，一次PCIe的读延时通常在1us左右，等把FLAG值读到时再决定是否发起中断时，驱动软件可能又把FLAG里面的值更新了。由此导致依赖NO_INTERRUPT这个FLAG的中断抑制功能效果不理想。由此可见，现有的处理方法既消耗了带宽，并且中断抑制功能效果不理想。

发明内容

本申请提供一种中断请求处理装置、方法及VIRTIO网络设备，可以节省带宽，提升中断抑制效果，从而降低对CPU处理能力消耗的目的。

第一方面提供一种中断请求处理装置，包括：超时时间寄存器、中断时间戳寄存器、系统时钟寄存器、中断标志寄存器、中断请求接收模块、中断发送模块以及控制模块，

所述超时时间寄存器用于保存预设的时间阈值；

所述中断时间戳寄存器用于保存所述中断发送模块发送上一中断请求的时间值；

所述系统时钟寄存器用于保存所述中断请求处理装置的系统时间；

所述中断请求接收模块用于接收待处理中断请求；

所述中断标志寄存器用于保存所述待处理中断请求的标志记录；