虚拟化CPU仿真

Question

我对虚拟机的CPU虚拟化有疑问。我无法理解动态到本机代码转换和陷阱和模拟转换之间的区别。

据我所知，在第一种情况下假设我从不同平台模拟二进制代码，如果我有一个x86 CPU，代码将转换为等效的x86指令。现在，在trap-and-emulate方法中，虚拟机从来宾操作系统接收ISA调用，并将其转换为主机操作系统的等效ISA调用。

为什么我们需要从ISA转换为ISA？假设我在Windows主机上运行Ubuntu来宾。 Ubuntu ISA调用与Windows ISA调用不同？我知道Guest无法访问主机上的System ISA，只有监视器才能这样做。但为什么需要转换到主机ISA？ ISA还取决于操作系统吗？

Answer 1

当从另一个ISA上的一个ISA运行代码时，例如在x86 CPU上运行M68K代码时，使用“即时到本机”转换（通常称为JIT编译/转换）。 它绝不是虚拟化，而是仿真。

Trap-and-emulate是一种在非特权环境中运行“特权”代码的方法（例如：将内核作为应用程序运行）。 它的工作方式是你开始执行特权代码，一旦它试图执行特权指令（例如x86中的lidt），主机操作系统就会发出一个陷阱。在该陷阱的处理程序中，您可以模拟该特定的特权指令，然后让guest虚拟机内核继续执行。 这样做的好处是，您将达到接近本机速度的CPU仿真。

然而，仅仅模拟ISA只是模拟完整系统的“小”部分。 MMU的仿真/虚拟化要正确得多，并且要快速运行。