kvm对EXIT_REASON_MCE_DURING_VMENTRY的处理

本文档主要关心两个问题：

kvm对EXIT_REASON_MCE_DURING_VMENTRY的处理
kvm对Guest中触发的machine-check的处理

背景

EXIT_REASON_MCE_DURING_VMENTRY

该vmexit发生在"HOST执行VMENTRY指令时发生machine-check"的条件下，vmexit_reason为41.

SDM对这种条件的描述为：

VM Entry时发生machine-check events，会有以下三种情况：

会以"machine-check发生于VM entry之前情况"处理该machine-check。

如果CR4.MCE=0,CPU的行为取决于处理器是否处于SMX operation.如果处于，会发生一个Intel TXT shutdown condition. 错误码是0xC。意思为：“不可恢复的machine-check情况。”；如果不处于，CPU会直接关闭。

如果CR.MCE=1,即使能了MC机制，会通过HOST IDT提交一次#MC exception。

该Machine-Check会在VM entry完成之后处理，

如果VM Entry之后CR.MCE=0,CPU行为取决于是否处于SMX operation. 如果处于，会发生一个Intel TXT shutdown condition. 错误码是0xC。意思为：“不可恢复的machine-check情况。”；如果不处于，CPU会直接关闭。

如果CR4.MCE=1，即，使能了MC机制，会产生一个#MC异常。如果exception bitmap的bit18，也就是#MC bit为0，那么该异常通过guest IDT提交；如果#MC bit为1，该#MC导致一个vmexit，即MC vmexit.

发生exit reason为41的vmexit.

如果MC event发生时，Vmentry已经load了任何Guest state，那么情况1就不会发生.
情况2只发生在VM entry能够load进所有 Guest state时。

如果kvm介入处理了，那么一定是发生了情况3，kvm检测到了编号为41的vmexit.

Guest中触发machine-check进而vmexit

当Guest触发machine-check且exception bitmap的bit18，也就是#MC bit为1时，该#MC导致一个vmexit，即MC vmexit.在VMCS的vmexit_interrupt_info中会存放0x80000312，vmexit_reason=0。

KVM处理方式

非Nested-Virtualization环境

在非Nested-Virtualization环境下：

KVM在Guest发生vmexit后，会检查VMEXIT_REASON，当VMEXIT_REASON=41(EXIT_REASON_MCE_DURING_VMENTRY)时，KVM会设置regs.cs=3,regs->flags.IF=1,然后直接调用Host的machine-check函数。(这期间不会检查vmexit_int_info的内容，因为这不是一个中断/异常相关的vmexit)。

当VMEXIT_REASON=0时，KVM会首先检查该vmexit是否是由Guest内的machine-check导致的，即vmexit_int_info中记录的是否为0x80000312(MC_Vector)，如果是，则设置regs.cs=3,regs->flags.IF=1,然后直接调用Host的machine-check函数。

Nested-Virtualization环境

在Nested-Virtualization环境下：

L2退出后vmexit reason为EXIT_REASON_MCE_DURING_VMENTRY

// 如果CPU运行在L2，而

vmx_handle_exit // 从L2退到L1,L1运行vmx_handle_exit，来处理来自L2的vmexit
=>nested_vmx_reflect_vmexit // L1运行nested_vmx_reflect_vmexit，将不同的vmexit分发到L0或L1
     /* L0的优先级高于L1，所以先看L0是否需要处理该exit*/
  => nested_vmx_(whether)_l0_wants_(L2)exit(or not)
    		 /* 如果L2的vmexit reason是41号，那么，L0 wants to handle this exit.*/
     => case EXIT_REASON_MCE_DURING_VMENTRY:
									return true;// 返回L0处理
     /* 如果L0不想处理，但是L1也不想处理，那么只能由L0处理*/
  => nested_vmx_(whether)_l1_wastopped at 到底L0什么时候处理这个exit_reasonnts_(L2)exit(or not)
     => case EXIT_REASON_MCE_DURING_VMENTRY:
									return true; // L1可以处理

事实上，由于nested_vmx_(whether)l0_wants(L2)exit(or not)在nested_vmx_(whether)l1_wants(L2)exit(or not)之前，所以如果遇到L2的vmexit reason = EXIT_REASON_MCE_DURING_VMENTRY(41号)，那么会直接返回L0处理，而不会再询问L1的意图。

上面所说的“直接返回L0”只是一个笼统的说法，事实上，如果L1上的nested_vmx_reflect_vmexit返回1，就会导致vmx_handle_exit返回1，进而试图重新进入L2，但还是会发生EXIT_REASON_MCE_DURING_VMENTRY，因而导致vmexit到L0，进行处理。接下来与Host中处理EXIT_REASON_MCE_DURING_VMENTRY的流程就没有区别了。

L2退出后vmexit reason为0，vmexit_initr_info为0x80000312

这种情况下，L1确认vmexit_reason==0,且vmexit_intr_info为0x80000312，就会调用Guest的machine-check handler进行处理。

总之，在nested环境下，L2发生EXIT_REASON_MCE_DURING_VMENTRY，由Host处理一次用户空间的machine-check异常。L2发生machine-check事件，由L1处理一次发生于L1用户空间的machine-check.

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本文作者：EwanHai
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