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Intel VT-X

VT-x是intel运用Virtualization虚拟化技术中的一个指令集,是CPU的硬件虚拟化技术,VT可以同时提升虚拟化效率和虚拟机的安全性,在x86平台上的VT技术,一般称之为VT-x,而在Itanium平台上的VT技术,被称之为VT-i。

VT-x有助于提高基于软件的虚拟化解决方案的灵活性与稳定性。通过按照纯软件虚拟化的要求消除虚拟机监视器(VMM)代表客户操作系统来听取、中断与执行特定指令的需要,不仅能够有效减少 VMM 干预,还为 VMM 与客户操作系统之间的传输平台控制提供了有力的硬件支持,这样在需要 VMM干预时,将实现更加快速、可靠和安全的切换。

此外,英特尔VT-x 具备的虚拟机迁移特性还可为您的 IT 投资提供有力保护,并进一步提高故障切换、负载均衡、灾难恢复和维护的灵活性。

VT-x扩展了传统的x86处理器架构,它引入了两种操作模式:VMX root operation(根虚拟化操作)和VMX non-root operation(非根虚拟化操作),统称为VMX操作模式。VMX root operation是VMM运行所处的模式, 设计给VMM/Hypervisor使用,其行为跟传统的IA32并无特别不同,而VMX non-root operation则是客户机运行所处的模式,在VMM控制之下的IA32/64环境。所有的模式都能支持所有的四个Privileges levels。

由此,GDT、IDT、LDT、TSS等这些指令就能正常地运行于虚拟机内部了,而在以往,这些特权指令需要模拟运行。 而VMM也能从模拟运行特权指令当中解放出来,这样既能解决Ring Aliasing问题(软件运行的实际Ring与设计运行的Ring不相同带来的问题),又能解决Ring Compression问题,从而大大地提升运行效率。Ring Compression问题的解决,也就解决了64bit客户操作系统的运行问题。

为了建立这种两个操作模式的架构,VT-x设计了一个Virtual-Machine Control Structure(VMCS,虚拟机控制结构)的数据结构,包括了Guest-State Area(客户状态区)和Host-State Area(主机状态区),用来保存虚拟机以及主机的各种状态参数,并提供了VM entry和VM exit两种操作在虚拟机与VMM之间切换,用户可以通过在VMCS的VM-execution control fields里面指定在执行何种指令/发生何种事件的时候,VMX non-root operation环境下的虚拟机就执行VM exit,从而让VMM获得控制权,因此VT-x解决了虚拟机的隔离问题,又解决了性能问题。

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