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虚拟化技术原理

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发表于 2013-5-31 15:22:44 | 显示全部楼层 |阅读模式
虚拟机是对真实计算环境的抽象和模拟,VMM 需要为每个虚拟机分配一套数据结构来管理它们状态,包括虚拟处理器的全套寄存器,物理内存的使用情况,虚拟设备的状态等等。VMM 调度虚拟机时,将其部分状态恢复到主机系统中。并非所有的状态都需要恢复,例如主机 CR3 寄存器中存放的是 VMM 设置的页表物理地址,而不是 Guest OS 设置的值。主机处理器直接运行 Guest OS 的机器指令,由于 Guest OS运行在低特权级别,当访问主机系统的特权状态(如写 GDT寄存器)时,权限不足导致主机处理器产生异常,将运行权自动交还给 VMM。此外,外部中断的到来也会导致 VMM 的运行。
VMM 可能需要先将 该虚拟机的当前状态写回到状态数据结构中,分析虚拟机被挂起的原因,然后代表 Guest OS 执行相应的特权操作。最简单的情况,如Guest OS 对 CR3 寄存器的修改,只需要更新虚拟机的状态数据结构即可。一般而言,大部分情况下,VMM 需要经过复杂的流程才能完成原本简单的操作。最后 VMM 将运行权还给 Guest OS,Guest OS 从上次被中断的地方继续执行,或处理 VMM “塞”入的虚拟中断和异常。这种经典的虚拟机运行方式被称为 Trap-And-Emulate,虚拟机对于 Guest OS 完全透明,Guest OS 不需要任何修改,但是 VMM 的设计会比较复杂,系统整体性能受到明显的损害。
发表于 2013-5-31 16:09:19 | 显示全部楼层
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