CPU硬件辅助虚拟化技术硬件辅助虚拟化技术
目前主要有Intel的VT-x和AMD的AMD-V这两种技术。其核心思想都是通过引入新的指令和运行模式，使VMM和Guest OS分
别运行在不同模式(ROOT模式和非ROOT模式)下，且Guest OS运行在Ring 0下。通常情况下，Guest OS的核心指令可以直
接下达到计算机系统硬件执行，而不需要经过VMM。当Guest OS执行到特殊指令的时候，系统会切换到VMM，让VMM来处
理特殊指令。
1、Intel VT-x技术
为弥补x86处理器的虚拟化缺陷，市场的驱动催生了VT-x，Intel推出了基于x86架构的硬件辅助虚拟化技术Intel VT(Intel
Virtualization Technology)。
目前，Intel VT技术包含CPU、内存和I/O三方面的虚拟化技术。CPU硬件辅助虚拟化技术，分为对应安腾架构的VT-i(Intel
Virtualization Technology for ltanium)和对应x86架构的VT-x(Intel Virtualization Technologyfor x86)两个版本。内存硬件辅助
虚拟化技术包括EPT(Extended Page Table)技术。I/0硬件辅助虚拟化技术的代表hatelVY-d(Intel Virtualization Technology for
Directed I/0)。
IntelVT-x技术解决了早期x86架构在虚拟化方面存在的缺陷，可使未经修改的GuestOS运行在特权级0，同时减少VMM对
Guest OS的干预。Intel VT-d技术通过使VMM将特定I/O设备直接分配给特定的Guest OS，减少VMM对I/O处理的管理，不但
加速数据传输，且消除了大部分性能开销。如下图所示。CPU硬件辅助虚拟化技术简要说明流程图：
效法IBM 大型机，VT-x提供了2 个运行环境：根(Root)环境和非根(Non-root)环境。根环境专门为VMM准备，很像原来没有
VT-x 的x86，只是多了对VT-x 支持的几条指令。非根环境作为一个受限环境用来运行多个虚拟机。
如上图所示，根操作模式与非根操作模式都有相应的特权级0至特权级3。VMM运行在根模式的特权级0，GuestOS的内核运
行在非根模式的特权级0，GuestOS的应用程序运行在非根模式的特权级3。运行环境之间相互转化，从根环境到非根环境叫
VMEntry;从非根环境到根环境叫VMExit。VT-x定义了VMEntry操作，使CPU由根模式切换到非根模式，运行客户机操作系统
指令。若在非根模式执行了敏感指令或发生了中断等，会执行VMExit操作，切换回根模式运行VMM。
根模式与非根模式之问的相互转换是通过VMX操作实现的。VMM 可以通过VMXON 和VMXOFF打开或关闭VT-x。如下图所
示：
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