在虚拟化场景下，遇到复杂的case，可能不知道如何处理。learn from native可能是一个突破口。何为native呢？本文指的是非虚拟化场景下，该case的行为（读者需要清楚：什么operation由硬件完成，什么operation由软件完成）。

读者可能会觉得上面的话很抽象，本文将以一个例子阐述该思想。

1. Background(behavior in native)

读者需要阅读Notes about instruction boundaries。

If more than one exception or interrupt is pending at an instruction boundary, the processor services them in a predictable order. Table 6-2 shows the priority among classes of exception and interrupt sources.

The processor first services a pending exception or interrupt from the class which has the highest priority, transferring execution to the first instruction of the handler. Lower priority exceptions are discarded; lower priority interrupts are held pending. Discarded exceptions are re-generated when the interrupt handler returns execution to the point in the program or task where the exceptions and/or interrupts occurred.

SDM对于Simultaneous Exceptions and Interrupts 给出了描述。接下来将以一个具体的例子阐述相关知识点。

在native环境下，假设当前CPU会执行rdmsr指令，rdmsr指令的执行时间为5个cycle，并且rdsmr指令会产生#GP。当CPU执行rdmsr到第3个cycle时，外部设备向该CPU发送了一个Maskable Hardware Interrupt。那么，接下来的硬件行为是什么呢？

当CPU执行完rdmsr指令后，由于Maskable Hardware Interrupt的优先级高于#GP，因此CPU会丢弃#GP,优先处理Maskable Hardware Interrupt。当Maskable Hardware Interrupt处理完之后，硬件会re-generate #GP。

2. Is Simultaneous Exceptions and Interrupts?(behavior in virtualization)

假设在虚拟化场景下：

  1. 当前CPU只运行一个vCPU thread
  2. 当前CPU的LAPIC pass-thru给vCPU
  3. 在root mode下，hv会关中断
  4. 在non-root mode下，当vCPU执行rdmsr时，会发生VM Exit，hv将为vCPU注入#GP
  5. 在root下，当hv为vCPU注入#GP时，外部设备向该CPU发送了一个Maskable Hardware Interrupt

那么，读者可以尝试回答如下问题：

在guest看来，Maskable Hardware Interrupt和#GP是Simultaneous Exceptions and Interrupts吗？

实验结果如下：当进入non-root mode后，vCPU会先处理#GP，然后处理Maskable Hardware Interrupt。由此可见，在guest看来，Maskable Hardware Interrupt和#GP不是Simultaneous Exceptions and Interrupts。

为什么？此时，learn from native的方案就派上用场了。在native环境下，Maskable Hardware Interrupt和#GP pending at an instruction boundary时，硬件才会将Maskable Hardware Interrupt和#GP当作Simultaneous Exceptions and Interrupts。在我们的这个例子中，当guest执行完rdmsr指令后，根据instruction boundary，以guest的视角来看，硬件会立刻为其注入#GP，而Maskable Hardware Interrupt是在guest执行完rdmsr指令后产生的，因此，在guest看来，Maskable Hardware Interrupt和#GP不是Simultaneous Exceptions and Interrupts。

3. Rethinking

假设在虚拟化场景下：

  1. 当前CPU只运行一个vCPU thread
  2. 当前CPU的LAPIC pass-thru给vCPU
  3. 在non-root mode下，当vCPU执行rdmsr时（执行时间为5个cycle），会发生VM Exit，hv将为vCPU注入#GP
  4. 在non-root mode下，当vCPU执行rdmsr到第3个cycle时时，外部设备向该CPU发送了一个Maskable Hardware Interrupt

那么，读者可以尝试回答如下问题：

在guest看来，Maskable Hardware Interrupt和#GP是Simultaneous Exceptions and Interrupts吗？

利用learn from native的方案可知，在guest看来，Maskable Hardware Interrupt和#GP是Simultaneous Exceptions and Interrupts。

问题又来了，在虚拟化环境下，是如何保证Discarded exceptions are re-generated when the interrupt handler returns execution to the point in the program or task where the exceptions and/or interrupts occurred？

在non-root mode下，当vCPU处理完Maskable Hardware Interrupt后，RIP寄存器会保证vCPU再执行一次rdmsr指令，那么，就会发生VM Exit，hv会给vCPU 注入#GP。