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标题: 汽车MCU虚拟化--对中断虚拟化的思索(2) [打印本页]

作者: 灌篮少年 时间: 2024-6-22 07:01
标题: 汽车MCU虚拟化--对中断虚拟化的思索(2)
目录
1.引入
2.TC4xx如何实现中断虚拟化
3.小结

1.引入

其实不管内核怎么变，针对中断虚拟化无非就是上面两种，要么透传给VM，要么由Hypervisor统一分发。汽车MCU虚拟化--对中断虚拟化的思索(1)-CSDN博客
那么，作为车规MCU龙头的英飞凌在TC4xx是如何思量中断虚拟化的呢？
2.TC4xx如何实现中断虚拟化

TC4xx的内核为TC1.8，支持虚拟化功能，
每个核有三套独立硬件资源HRHV、HRA、HRB，可支持最大8个VM，其中VM0运行hypervisor，VM1运行实时虚拟机，VM2-7运行其他VM，如下图所示：

图 15

HRVH – Hypervisor hardware resource（VM0）
HRA – Real time virtual machine hardware resource (VM1)
HRB – Other virtual machine hardware resource (VM2-7)

上面提到，既然每个核支持最大8个VM，那么针对中断的处置惩罚也有对应8套资源，这里我们回到开头那几个问题：

假设被分配到的VM此时还没有运行怎么办？
假设被分配到的VM此时正在处置惩罚中断怎么办？

首先来看图语言，如下：

正常时间片为2000us，VM1占用500us，VM2占用1000us，VM3占用500us；
当VM2正在运行时，此时来了一个VM1的中断，该中断可以抢占VM2的时间，以是此时Hyperviosr需要将VM2的上下文保存，并切换到VM1，让其完成ISR处置惩罚，然后恢复现场VM2继续运行；
当VM3正在运行时，此时来了一个VM2的中断，但它不可抢占VM3的时间，以是需要VM3运行完毕后切换到VM2的ISR举行处置惩罚，固然这里也挤压了VM1的时间。
TC4xx是如何实现上述功能的呢？
在他们的计划中，每个中断SRN都可以被拓展分配给1个VM；每个VM都有本身独立的中断状态控制寄存器，包括当前VM中断系统是否使能(简称VMIE)、当前VM的优先级(简称VMCP)、Pending中断优先级(简称VMPIP)；
为了实现运行VM在收到其他VM中断时可被抢占，新增了抢占阈值寄存器，简称THR，好玩的就来了。
假设当前正在运行VM1，此时来了一个VM0的中断，如果此时进来的Pending中断优先级高于VM0设置的抢占阈值，同时高于VM0的当前优先级，那么Hypervisor就需要举行上下文切换，返回到VM0处置惩罚中断，伪代码如下：

if (INT.VM_coming == current VM)
{
if ((VMPIP > VM_coming.VMCP) && (VM_coming.IE )
{
isr_routine();
}
else
{
Keep INT Pending
}
}
else (INT.vm_coming == VM0 )
{
if ((VMPIP > VM0.VMCP) && (VMPIP > VM0.THR)
{
Switch to HRHV
isr_routine();
}
else
{
Keep INT Pending
}
}

复制代码

同理，如果当前VM0、VM1、VM2同时运行，也需要实行上述步调，只是在VM2如果要抢占VM1时，需要在Hypervisor模式下首先保存VM1的上下文到HRA，然后切换到HRB，让VM2举行中断处置惩罚。
本质上，如许的机制和透传很像，只是我们可以通过Hypervisor设置每个VM的中断状态控制器寄存器、抢占阈值寄存器来实现中断实时性的控制，比方：
当我们把阈值设置为最大时，此时谁也无法举行抢占(Trap除外)，只能得到时间片走完；如果阈值设置为最小，那就是直接透传，这时候性能最优。
3.小结

上面几节内容，记录了我对于中断虚拟化的思索过程。
其着实车载范畴，特殊是座舱域，仪表和中控是肯定要跑虚拟化的，现在用的最多是QNX Hypervisor，它关于CPU虚拟化、内存虚拟化、中断虚拟化、虚拟机通信等的视线对于现在MCU上Hypervisor应该是有鉴戒意义。

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