割り込み――実割り込み処理【後編】：仮想マシンモニタ Xen 3.0解読室（1/3 ページ）

[高橋浩和（VA Linux Systems Japan），ITmedia]

仮想マシンモニタ Xen 3.0解読室：

割り込み――実割り込み処理【後編】

前回に引き続いて「割り込み」について解説していきます。ソフトウェア割り込み処理の解説や、少し趣を変えて、アセンブラのコードをのぞいてみることにします。

実装

　では、Xen 3.0.2における割り込みハンドラの入り口の処理を見てみましょう（リスト1：右アイコンのリンク先）。正常シーケンスにおける主な処理は、

1. 割り込み要因から、参照するirq_descテーブルのエントリを求める（A1、A2）
2. ゲストOSへ転送すべき割り込みの場合、仮想割り込みに変換して転送する（A5）
3. Xenが受け取る割り込みの場合、登録されたハンドラを呼び出す（A13）

のようになります。また、リソースに対する排他的アクセスを実現するため、次のように割り込みコントローラーやスピンロックを制御しています。

• エラーチェック

　割り込みハンドラ実行中は、割り込みハンドラ実行中であることを宣言します*（A11、A15）。

• 割り込みの制御

　割り込みハンドラは、割り込みを許可して呼び出します（A12、A14）。これによって、ハンドラ実行中でも新たな割り込みを受け付け可能になります。

• 割り込みコントローラーの制御（割り込みの受け付け）

　割り込みコントローラーに割り込みを受け付けたことを通知（A4）。これによって、割り込みコントローラーは次の割り込みを発生させても良いことを知ります。

• 割り込みコントローラーの制御（割り込み処理の終了）

　割り込みコントローラーに割り込み処理が終了したことを通知（A17）。これによって、割り込みコントローラーは同一種類の割り込みを発生させても良いことを知ります。

• SMP対応（irq_descテーブルエントリのロック）

　irq_descテーブルの参照中に、ほかのCPUから参照中のエントリを変更されてしまわないよう、ロックして保護します（A3、A12、A17、A18）。

• SMP対応（同一要因による割り込みの同時発生を抑止）

　SMP環境では、異なるCPUにおいて、同一要因の割り込みが同時に発生する可能性があります。そのためXenでは、同一要因の割り込みを複数CPUで同時に実行しないよう、同一要因の割り込みに対する処理は直列化しています。この処理は各ハンドラ内でも実行可能ですが、共通部で実行する方が容易なためです（図1）。

図1　同一要因の割り込みの制御

　割り込みハンドラ実行中は、IRQ_INPROGRESSフラグを立てますが（A8、A16）、もしすでにIRQ_INPROGRESSフラグが立っている場合は、ほかのCPUで実行中ということなので、ハンドラを実行せずに終了します（A7）。またこの場合、ほかのCPUに同種の割り込みが発生したことを、現在ハンドラを実行中のCPUに通知するため、IRQ_PENDINGフラグを立てておきます（A6）。

　ハンドラを実行しているCPUは、IRQ_PENDINGフラグが立っている間（A9、A10）、処理対象が残っているとし、ハンドラを呼び出し続けます（表1）。

関数名	説明
do_IRQ()	外部デバイスからの割り込みを受け付け、割り込み要因に対応する割り込みハンドラを呼び出す
__do_IRQ_guest()	割り込みを仮想割り込みに変換し、ドメインに転送する
setup_irq()	割り込みに対応する割り込みハンドラを登録する
free_irq()	割り込みハンドラ登録を解除する

表1　ハードウェア割り込みハンドラ制御関数

このページで出てきた専門用語

割り込みハンドラ実行中であることを宣言します

現在は、割り込みハンドラから行えない処理を行っているか否かのエラーチェック程度にしか利用していない。