feat: B7 APIC/IOAPIC接管 + NVMe写路径 + virtio_net virtqueue + PE兼容层修复 + QEMU测试套件全自动化
中断路由 (B7): - apic.drv: LAPIC enable + IOAPIC重定向表编程(MADT ISO感知) + apic_route/apic_route_legacy/apic_diag开关 - UTSM: LAPIC EOI钩子(register_apic_eoi, ABI尾部追加) + IDT 0-255全覆盖 + spurious 0xFF特判 - FUCK: apic_route=0默认PIC(零回归) / =1 IOAPIC->LAPIC接管(失败完整降级) / legacy放开IRQ1/12/11 存储: - nvme.drv: 写路径 + PRP list + 读回校验 + MSI/MSI-X中断驱动(nvme_msi开关, 回退纯轮询) - build.ps1: apic.drv纳入构建(原为预置二进制) 网络: - virtio_net: virtqueue RX/TX + netdev注册 + DHCP自测(slirp真实OFFER) PE兼容层: - pe_shim: guest->host指针转换(g_emu_mem_base + gp()) + shim fn32列补齐 - gen_pe.py: PE32+ RVA偏置修复(BUG-004) + cmd.exe生成 - desktop_app.h: da_mouse_poll先判AUX位 + da_mouse_init冲刷残留(BUG-003/008) - shell: Ctrl修饰键跟踪(BUG-001) + g_run_image扩至1MB(BUG-002) QEMU测试套件: - 9用例全自动化(Run-All.ps1): boot-regression/driver-matrix/linux-compat/pe-compat/deaicup-e2e/userapps-matrix/network-e2e/performance-baseline/x86emu32-coverage - QemuTest.ps1公共库: 串口断言/monitor sendkey/screendump/HTTP服务器/并发隔离 文档: - CLAUDE.md: APIC/IOAPIC能力 + kernel_api暴露 + IRQ后端升级状态 - LESSONS_LEARNED.md: B7 LAPIC/IOAPIC经验教训(2条) - Bug记录.txt: BUG-20260801-001~008 + BUG-20260803-009(9条) - test-cases/*.md: 全部补充自动化脚本小节 - 桌面设计.md: .lnk快捷方式 + LINUXAPP.CNF Linux应用图标 - 系统开发策划.md: NVMe/virtio_net标完成 + B2/B7标已解决 + M2进度列
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xyou
+165
-13
@@ -405,10 +405,21 @@ static void pic_remap(void) {
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outb(PIC2_DATA, 0xFF); /* mask all slave */
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}
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/* 运行时读取当前内核 CS — 必须与实际生效的 GDT 一致。
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* 注意:UTSM 运行在 Limine 提供的 GDT 下(CS=0x28),不能假设
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* OSDev 教程布局(0x08=code)。若 IDT gate selector 指向无效/非64位
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* 代码段,异常派发时加载 CS 会 #GP(selector error),异常链升级为
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* #DF -> triple fault,且全程无任何日志输出。 */
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static u16 idt_kernel_cs(void) {
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u16 cs;
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__asm__ volatile("mov %%cs, %0" : "=r"(cs));
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return cs;
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}
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static void idt_set_entry(u8 vector, void *handler, u8 ist, u8 type) {
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u64 addr = (u64)handler;
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g_idt[vector].offset_low = (u16)(addr & 0xffff);
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g_idt[vector].selector = 0x08; /* kernel code segment (from GDT) */
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g_idt[vector].selector = idt_kernel_cs();
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g_idt[vector].ist = ist;
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g_idt[vector].type_attr = type;
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g_idt[vector].offset_mid = (u16)((addr >> 16) & 0xffff);
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@@ -459,15 +470,122 @@ void idt_halt_all(void) {
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__asm__ volatile("lidt %0" :: "m"(idtr));
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}
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void idt_install_dsk_diag(void) {
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/* BUG-20260801-005: DSK 交接诊断 IDT（替代原 idt_halt_all 静默化）。
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* 原 halt_all 将 256 项全部换成静默 halt stub——防御正确，但 DSK
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* 阶段任何 CPU 异常（PF/GP/UD）被无声吞掉，零日志无法诊断
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* （实测 pe HELLO64.EXE 早期 #PF 直接表现为"卡死/三重故障"）。
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* 本函数在保留 IRQ 防御的前提下恢复异常可见性:
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* vector 0-31 -> 原 isr_stub（走 idt_handler 异常路径，打完整
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* vector/err/rip/CR2/寄存器日志后安全停机）
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* vector 32-255 -> 保持 halt stub（PIC 已全 mask 且 IF=0，IRQ 本
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* 不该到达；spurious IRQ 维持原防御行为）
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||||
* 不做 pic_remap / sti——DSK 上下文 IF=0 不变式保持不变。
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||||
* isr_stub / idt_handler 是 UTSM .text 代码，SAS-R0 下常驻内存
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* 有效（BUG-20260729-013 登记行为:halt_all 引入前 DSK 阶段异常
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||||
* 本就能送达 idt_handler）；异常路径只用 log/serial，不依赖已过期
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||||
* 的 IRQ handler 状态。 */
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for (u16 i = 0; i < 32; i++) {
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||||
idt_set_entry((u8)i, g_isr_table[i], 0, 0x8E);
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||||
}
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||||
for (u16 i = 32; i < IDT_ENTRIES; i++) {
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||||
idt_set_entry((u8)i, (void *)isr_halt_stub, 0, 0x8E);
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||||
}
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||||
idt_ptr idtr;
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||||
idtr.limit = (u16)(sizeof(g_idt) - 1);
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idtr.base = (u64)&g_idt;
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||||
__asm__ volatile("lidt %0" :: "m"(idtr));
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||||
log_info("[IDT] DSK diag IDT installed (exc 0-31 logged, IRQ halted)");
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}
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||||
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void idt_install_pe_diag(void) {
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/* 语义与 idt_install_dsk_diag 相同：BUG-20260801-005 起 DSK 交接
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* 默认装备诊断 IDT，PE 原生执行前重装一次保持幂等（防御 PE 运行
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||||
* 期间 IDT 被第三方改写的场景）。 */
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||||
idt_install_dsk_diag();
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||||
}
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/* IRQ handler table — 扩展到 256 个 vector (真机 APIC/IOAPIC/MSI 需要) */
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static irq_handler_t g_irq_handlers[256];
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||||
/* B7 阶段2: LAPIC EOI 钩子 (由 apic.drv 经 kernel_api.register_apic_eoi 注册)。
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* 指向写 LAPIC EOI 寄存器 (0xFEE000B0) 的函数; NULL = PIC 路由模式, 不调用。
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||||
* 单核 BSP 场景: 注册发生在 apic.drv init (普通上下文), 调用发生在 IRQ
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||||
* 上下文; 函数指针赋值对齐原子, 无需锁。 */
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||||
static void (*g_apic_eoi_hook)(void) = 0;
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||||
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||||
void idt_register_apic_eoi(void (*eoi_fn)(void)) {
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||||
g_apic_eoi_hook = eoi_fn;
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||||
if (eoi_fn) {
|
||||
log_info("[IDT] APIC EOI hook registered (LAPIC EOI on IRQ dispatch)");
|
||||
} else {
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||||
log_info("[IDT] APIC EOI hook cleared");
|
||||
}
|
||||
}
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||||
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||||
/* ---- 插桩: IRQ 统计计数器 ---- */
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||||
INSTR_STAT_DECL(pic_irq_total);
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||||
INSTR_STAT_DECL(apic_irq_total);
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||||
/* ---- B7 阶段3: 动态 IDT 向量分配器 (MSI/MSI-X 用) ----
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* 分配范围 0x40-0xDF (160 个向量):
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* 0x00-0x1F CPU 异常
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||||
* 0x20-0x2F PIC legacy IRQ (保留不动)
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||||
* 0x30-0x3F 保留给 IOAPIC GSI 16-31 未来扩展 (本阶段不动态分配)
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||||
* 0x40-0xDF 动态分配池 (MSI/MSI-X)
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||||
* 0xE0 APIC tick 自测预留 (阶段1 惯例)
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||||
* 0xFF LAPIC spurious vector
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||||
* 数据结构: 3 x u64 位图 (192 bit, 用后 160), __builtin_ctzll 找首个
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||||
* 零位, 分配/释放均 O(1)。热路径无锁: SAS-R0 单核 BSP, alloc/free 只在
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||||
* driver_init 主上下文调用 (MSI 编程期间对应设备尚未解除中断屏蔽,
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||||
* IRQ 上下文不可能并发分配), 位图字为对齐 u64 单写原子。
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||||
* 动态入口无需新增 stub: idt_stubs.S 已为 0-255 全部向量预生成入口,
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||||
* 分配后 irq_register(vector, handler) 直接挂上既有分发表。 */
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||||
#define IRQ_VEC_POOL_BASE 0x40
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#define IRQ_VEC_POOL_COUNT 160
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static u64 g_vec_bitmap[3];
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||||
int irq_vector_alloc(void) {
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||||
for (u32 w = 0; w < 3; w++) {
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||||
u64 free_bits = ~g_vec_bitmap[w];
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||||
if (!free_bits) continue;
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||||
u32 bit = (u32)__builtin_ctzll(free_bits);
|
||||
u32 idx = w * 64u + bit;
|
||||
if (idx >= IRQ_VEC_POOL_COUNT) break;
|
||||
g_vec_bitmap[w] |= (1ULL << bit);
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||||
int vec = IRQ_VEC_POOL_BASE + (int)idx;
|
||||
log_info("[IDT] vector alloc");
|
||||
log_hex64("[IDT] vector=", (u64)vec);
|
||||
return vec;
|
||||
}
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||||
log_warn("[IDT] vector alloc failed: pool exhausted");
|
||||
return -1;
|
||||
}
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||||
|
||||
void irq_vector_free(int vector) {
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||||
if (vector < IRQ_VEC_POOL_BASE ||
|
||||
vector >= IRQ_VEC_POOL_BASE + (int)IRQ_VEC_POOL_COUNT) {
|
||||
return; /* 越界输入幂等忽略 (静态向量不在池内) */
|
||||
}
|
||||
u32 idx = (u32)(vector - IRQ_VEC_POOL_BASE);
|
||||
g_vec_bitmap[idx / 64u] &= ~(1ULL << (idx % 64u));
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||||
log_info("[IDT] vector free");
|
||||
log_hex64("[IDT] vector=", (u64)vector);
|
||||
}
|
||||
|
||||
int irq_register(u8 vector, irq_handler_t handler) {
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||||
if ((unsigned)vector >= 256) return -1;
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||||
/* IRQ号/向量兼容 shim: 0-15 视为 ISA IRQ 号, 换算 vector=0x20+IRQ。
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||||
* 依据: vector 0-15 是 CPU 异常向量 (#DE/#DB/...), idt_handler 的 IRQ
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||||
* 分发只覆盖 32-255, 故 0-15 作为注册目标永不可达、无歧义。
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||||
* 现状调用方两命名空间并存: ps2kbd(1)/e1000(11)/mouseInit(12) 传 IRQ 号,
|
||||
* apic(0xE0)/virtio_net(0x20+n) 传向量 — 统一在此归一到向量空间。 */
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||||
if (vector < 16) {
|
||||
u8 v = (u8)(0x20u + vector);
|
||||
log_info("[IDT] irq_register: ISA IRQ number translated to vector");
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||||
log_hex64("[IDT] irq=", vector);
|
||||
log_hex64("[IDT] vector=", v);
|
||||
vector = v;
|
||||
}
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||||
g_irq_handlers[vector] = handler;
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||||
INSTR_LOG(INSTR_LOG_DEBUG, INSTR_F_UTSM_TRACE, "[IDT] IRQ handler registered");
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||||
return 0;
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||||
@@ -483,25 +601,55 @@ typedef struct {
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||||
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void idt_handler(isr_frame *frame) {
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if (frame->vector < 32) {
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||||
/* CR2: #PF 的 fault 线性地址；CR3: 当前页表基址。
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||||
* 寄存器 dump 用于定位 fault 指令的操作数来源。 */
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||||
u64 cr2, cr3;
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||||
__asm__ volatile("mov %%cr2, %0" : "=r"(cr2));
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||||
__asm__ volatile("mov %%cr3, %0" : "=r"(cr3));
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||||
INSTR_PROBE(EXCP, frame->vector, frame->error_code, frame->rip, 0);
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||||
log_error("[IDT] exception");
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||||
log_hex64("[IDT] vector=", frame->vector);
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||||
log_hex64("[IDT] err=", frame->error_code);
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||||
log_hex64("[IDT] rip=", frame->rip);
|
||||
log_hex64("[IDT] cr2=", cr2);
|
||||
log_hex64("[IDT] cr3=", cr3);
|
||||
log_hex64("[IDT] rax=", frame->rax);
|
||||
log_hex64("[IDT] rcx=", frame->rcx);
|
||||
log_hex64("[IDT] rdx=", frame->rdx);
|
||||
log_hex64("[IDT] rsi=", frame->rsi);
|
||||
log_hex64("[IDT] rdi=", frame->rdi);
|
||||
log_hex64("[IDT] r8=", frame->r8);
|
||||
log_hex64("[IDT] r9=", frame->r9);
|
||||
log_hex64("[IDT] r10=", frame->r10);
|
||||
log_hex64("[IDT] r11=", frame->r11);
|
||||
log_hex64("[IDT] cs=", frame->cs);
|
||||
log_hex64("[IDT] rflags=", frame->rflags);
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||||
for (;;) { __asm__ volatile ("cli; hlt"); }
|
||||
}
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||||
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||||
/* PIC IRQ: vectors 0x20-0x2F (32-47) */
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||||
/* PIC IRQ: vectors 0x20-0x2F (32-47)
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* B7 阶段2: 本分支同时服务两种路由来源:
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* - 8259 PIC 路由 (默认): handler 后只需 8259 EOI, 钩子为 NULL 跳过;
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* - IOAPIC->LAPIC 路由 (apic_route=1, legacy 线重定向到 0x20-0x2F):
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||||
* 中断由 LAPIC 递交, ISR 位置位, 必须写 LAPIC EOI (钩子) 清除,
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||||
* 否则同级 (vector[7:4] 相同) 中断被永久阻塞 — 每条线只投递一次。
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||||
* LAPIC EOI 先于 8259 EOI; PIC 全屏蔽时 8259 EOI 为无害 no-op
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||||
* (8259 无 in-service 位, 非特异性 EOI 不写任何状态)。 */
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||||
if (frame->vector >= 32 && frame->vector <= 47) {
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||||
INSTR_STAT_INC(pic_irq_total);
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||||
u8 irq = (u8)(frame->vector - 0x20);
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/* call registered handler */
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||||
/* call registered handler; 返回 1 = 自负 EOI 全责 (两者皆抑制) */
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||||
if (g_irq_handlers[frame->vector]) {
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||||
int suppress_eoi = g_irq_handlers[frame->vector](irq);
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||||
if (suppress_eoi) return;
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}
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||||
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||||
/* LAPIC EOI (IOAPIC 路由时必需; PIC 路由时钩子为 NULL) */
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||||
if (g_apic_eoi_hook) {
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g_apic_eoi_hook();
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}
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||||
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||||
/* send PIC EOI */
|
||||
if (frame->vector >= 0x28) {
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||||
outb(PIC2_CMD, 0x20);
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||||
@@ -511,19 +659,23 @@ void idt_handler(isr_frame *frame) {
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}
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||||
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||||
/* APIC/IOAPIC/MSI IRQ: vectors 0x30-0xFF (48-255)
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* **QEMU 无法测试但真机必需的代码路径**:
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* - APIC EOI 写入 LAPIC EOI 寄存器 (0xFEE000B0)
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* - 当前 PIC 仍激活, 不需要 APIC EOI
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* - 迁移到 IOAPIC 后需要此处补 APIC EOI */
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* handler 约定: 返回 0 -> 由钩子补 LAPIC EOI (安全网);
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* 返回 1 -> handler 已自行 LAPIC EOI, 跳过钩子。
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||||
* 钩子未注册 (纯 PIC 路由) 时本分支不做任何 EOI — 与旧版行为一致,
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||||
* 此时 handler 必须自行 LAPIC EOI (参见 apic.drv tick handler)。 */
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if (frame->vector >= 48 && frame->vector <= 255) {
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/* LAPIC spurious (SVR 低 8 位 = 0xFF): 规范上不置 ISR 位, 永不需 EOI。
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||||
* 若在此调钩子写 EOI, 会误清嵌套场景下真正 in-service 的最高位,
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||||
* 故特判直接返回 (EOI 空 ISR 虽无害, 但语义上 spurious 不该有 EOI)。 */
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||||
if (frame->vector == 0xFF) return;
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||||
INSTR_STAT_INC(apic_irq_total);
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||||
int suppress_eoi = 0;
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||||
if (g_irq_handlers[frame->vector]) {
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g_irq_handlers[frame->vector]((u8)frame->vector);
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||||
suppress_eoi = g_irq_handlers[frame->vector]((u8)frame->vector);
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||||
}
|
||||
if (!suppress_eoi && g_apic_eoi_hook) {
|
||||
g_apic_eoi_hook();
|
||||
}
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||||
/* TODO: LAPIC EOI — 写 0 到 LAPIC EOI 寄存器 (mmio offset 0xB0)
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||||
* 当从 PIC 迁移到 APIC 中断路由时, 必须在此处添加:
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* *(volatile u32 *)(hhdm_offset + lapic_phys + 0xB0) = 0;
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*/
|
||||
return;
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}
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}
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