管理程序如何知道VM内发生了特权指令？

Question

我开始阅读关于VMM的内容，并且自己想知道虚拟机管理程序如何知道在VM内发生的特权指令（例如，cpuid）而不是真正的操作系统？

假设我已经执行了 cpuid ，会发生陷阱并且会发生VMEXIT，该怎么办？ 会知道指令发生在我的常规操作系统内或VM内吗？

Answer 1

首先，您使用的是错误的术语。当操作系统在虚拟机管理程序之上运行时， 操作系统将成为虚拟机（虚拟机） ， 虚拟机管理程序是VMM（=虚拟机）机器监视器） 。 VM 也可以称为“ 来宾 ”。因此：虚拟机管理程序之上的操作系统= VM =来宾（这些表达式意味着相同的事情）。

其次，从执行 VMLAUNCH 或 VMRESUME <的那一刻起，您告诉 CPU 在VM内执行 / strong>，假设您正在阅读有关英特尔VMX的信息。当由于某种原因VM导致管理程序陷阱时，我们说“ VM退出 ”并且CPU知道它不再在VM内执行。因此：

• 在 VMLAUNCH / VMRESUME 执行和 VM-exits 之间，我们位于 VM 和 CPUID将陷阱 （导致 VM退出）
• 在 VM-exits 和 VMLAUNCH / VMRESUME 执行之间，我们位于 VMM （= hypervisor）和 CPUID不会陷阱 ，因为我们已经在虚拟机管理程序中

Answer 2

特权指令在用户模式中执行时会生成异常。例外通常是未定义指令异常。 hypervisor 挂钩此异常，检查正在执行的指令，然后将控制权返回给 VM 。当主机 OS调用相同的指令时，它处于主管或提升的权限中，并且在执行指令时通常不会生成异常。通常，这些问题由 CPU 处理。

但是，如果处理器上没有指令（例如浮点仿真），则虚拟机管理程序可以模拟 VM 如果没有，则链到OS处理程序。可能甚至允许 OS 处理 OS 中 VM 和用户任务的仿真。< / p>

一般来说，这个问题对于通用CPU来说是无法回答的。这取决于在 VM 中如何模拟指令。但是，最好的情况是 hypervisor 不会模拟任何 OS 指令。仿真不仅会降低虚拟机的速度，还会影响整个 CPU ，包括主机 OS 中的用户进程。