我理解的windows中斷管理

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只談外部中斷的windows核心管理，異常和trap不在此文的討論之列。

1. windows中斷總貌

在windows中，物理上的中斷源被抽象為KINTERRUPT結構。一個中斷源在windows中對應一個KINTERRUPT數組，數組的長度為CPU的個數，如果是單核系統，那麼這個數組長度為1。先分析KINTERRUPT結果。

windows儲存了IDT(Interrupt Descriptor Table)，這張表是一個數組結構，數組的下標是Vector號(此Vector不是PIC/APIC的中斷號)，數組元素8位元組，該Vector中斷的入口地址儲存在此8位元組中。再分析IDT。

PCI裝置是共用中斷，windows採用KINTERRUPT鏈表的方式組織共用中斷的裝置。結合ReactOS源碼，說明中斷掛接和中斷響應的實現過程。

2. KINTERRUPT結構

用windbg可以直接查看KINTERRUPT結構。

nt!_KINTERRUPT
   +0x000 Type             : Int2B
   +0x002 Size             : Int2B
   +0x004 InterruptListEntry : _LIST_ENTRY  // LIST_ENTRY是通用雙向鏈表節點，共用中斷的鏈表
   +0x00c ServiceRoutine   : Ptr32     unsigned char   // 我們的Isr
   +0x010 ServiceContext   : Ptr32 Void  // 暫時不清楚怎麼用
   +0x014 SpinLock         : Uint4B 
   +0x018 TickCount        : Uint4B
   +0x01c ActualLock       : Ptr32 Uint4B
   +0x020 DispatchAddress  : Ptr32     void
   +0x024 Vector           : Uint4B  // IDT表的數組下標,0~FF
   +0x028 Irql             : UChar
   +0x029 SynchronizeIrql  : UChar
   +0x02a FloatingSave     : UChar
   +0x02b Connected        : UChar  // 已串連到IDT標誌
   +0x02c Number           : Char  
   +0x02d ShareVector      : UChar  // 共用中斷標誌
   +0x030 Mode             : _KINTERRUPT_MODE  // 本Isr響應中斷後,是否由OS繼續調用鏈表的next Isr
   +0x034 ServiceCount     : Uint4B
   +0x038 DispatchCount    : Uint4B
   +0x03c DispatchCode     : [106] Uint4B  // 中斷響應代碼,IDT中登記的入口地址

_LIST_ENTRY：因為核心經常用到雙向鏈表管理核心對象，windows實現了一個通用的雙向鏈表結構_LIST_ENTRY，類似Linux核心的list_header.  KINTERRUPT結構內部儲存LIST_ENTRY節點，就可以將共用中斷的KINTERRUPT鏈起來。

DispatchCode：是windows的中斷響應模板，在調用Isr之前的hook。IDT登記的入口地址其實是DispatchCode的地址，等於KINTERRUPT地址+0x3C. 圖1是windbg查看IDT的內容，例如73號Vector掛在了三個裝置，入口地址(8208ddd4) 等於鏈表頭結點KINTERRUPT地址(8208dd98)+0x3C.

                                         圖1 windbg查看IDT內容

                                圖2 windbg查看KINTERRUPT執行個體的內容

3. IDT(Interrupt Descriptor Table)中斷描述表

參見文章：IDT系列：（一）初探IDT，Interrupt Descriptor Table，中斷描述符表

4. 中斷掛接與響應

在毛德操的《Windows核心情景分析》9.6節中，深入ReactOS的源碼，剖析windows系統中斷管理的內幕。看原文，請看windows核心情景分析之中斷處理(毛德操)。