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_posts/2024-03-15-apic-interrupt-handle.md

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+title: 浅谈 | APIC的中断处理
+date: 2024-03-15
+categories:
+  - "Intel"
+tags:
+  - "Intel"
+  - "AMD"
+  - "VT-x"
+  - "APIC"
+comments: true
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+  path: /assets/img/2024-03-15-apic-interrupt-handle/cover.jpg
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+<!-- markdownlint-disable -->
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+> 本文内容仅对于Delivery Mode为Fixed的中断消息。
+{: .prompt-tip }
+<!-- markdownlint-restore -->
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+本文将简单介绍在`xAPIC` `x2APIC` 的外部中断的接收过程，分为三个阶段，并说明各个阶段中寄存器的状态。
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+## Interrupt Acceptance
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+当一个外部中断路由到当前核心，并且当前核心是中断目标的时候，将IRR对应的Vector置位，让中断处于Pending状态，这个阶段不会受到PPR，EFLAGS.IF的影响，中断会Pending在队列中，等待Acknowledge。
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+## Interrupt Acknowledge
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+当EFLAGS.IF处于置位，中断窗口出现，并且IRR中有中断最高优先级大于PPR，则复位IRR对应的位，并且置位ISR中对应的位，然后通知CPU进行Delivery。
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+## Interrupt Delivery
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+此时原有的执行环境将被中断，CPU会根据当前IDT的IST来判断切换堆栈:
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+* 如果IST不为零，则切换到对应的IST。
+* 否则判断CS是否发生了权限等级的切换:
+  * 如果发生权限等级的切换，则切换等级对应TSS中的栈。
+  * 否则不切换栈。
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+然后去执行对应的中断处理例程，操作系统应该在处理完成后写入EOI寄存器，清除ISR，并使用IRET返回，保证中断前的原始环境可以继续正常执行。
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+## Windows Interrupt
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+在Windows的内核中，存在两个特殊的中断，APC和DPC，它们由Windows自己定义为系统软中断，通过IDA逆向可以看到对于它们对于中断的处理方式。
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+![](/assets/img/2024-03-15-apic-interrupt-handle/1.png)
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+* 将写入APC_LEVEL写入到TPR，此时保证TPR与最高优先级的ISR是相等的。
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+* 调用HalPerformEndOfInterrupt函数写入EOI，此时系统的PPR将由TPR控制。
+* 开启中断窗口，保证可以进行下一个Interrupt Acknowledge。
+* 此时如果存在比APC_LEVEL更高优先级的中断，则会中断在 `xor edx, edx` 执行前。
+* 然后系统开始调度APC，调度APC的过程中降低TPR会导致被其他中断打断。
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+## Virtualization (VT-x)
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+在虚拟化环境中，如果Guest开启了External Interrupt Exiting，则VM-Exit发生在Acceptance以后，Acknowledge以前。
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+如果同时开启Acknowledge Interrupt On Exit，则VM-Exit发生在Acknowledge以后。
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+值得注意的是，由于External Interrupt Exiting本身不会考虑EFLAGS.IF，导致在Acknowledge以后发生的VM-Exit里，EFLAGS.IF依旧有可能是复位状态，此时如果将中断直接注入给Guest，会导致VM-Entry失败。