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arm64内存虚拟化相关的基础知识

arm64内存虚拟化

10 安全虚拟化虚拟化由Armv7-A引入。在那个时候，hypervisor mode等于AArch32上EL2，只在非安全状态有效。当Armv8.4-A引入时，EL2上的安全状态的支持被当可选的特性增加。当处理器支持安全EL2时，处理器需要使用SCR_EL3.EEL2位来使能。设置这个位将使项进入EL2，并使能在安全状态下的虚拟化特性的使用。在安全虚拟化有效前，EL3通常被用来控制软件和平台firmware之间安全状态的切换。这是因为我们想最小化...

9 Nested虚拟化理论上，hypervisor可以运行在虚拟机上。这个概念可称为Nested虚拟化。我们把第一个hypervisor称为host hypervisor，在虚拟机中的hypervisor称为guest hypervisor。在Armv8.3-A之前，通过将guest hypervisor运行在EL0可将guest hypervisor运行在虚拟机上，这需要明显大量的软件模拟，既难以实现又可能导致性能差。随着本特性在Armv8....

8. VHE下图呈现了一个简化的软件栈和异常级别：你可以看到一个独立的hypervisor是如何映射到ARM异常级别。hypervisor运行在EL2而虚拟机运行在EL0/1。这种情况在托管hypervisor上存在问题，如下图所示：通常，内核运行在EL1，但虚拟控制在EL2。这意味着大多数host OS运行在EL1，通过EL2的stub代码来访问虚拟化控制。这种安排效率低下，因为它可能涉及增加的上下文切换。内核需要处理...

7. 通用定时器的虚拟化ARM架构包括通用定时器，它是每个处理器里一组标准有用的定时器。通用定时器包含一组与通用系统计数器相比较的比较器。当该值等于或小于系统计算器时，比较器产生一个中断。在下图中，我们可以看到系统中的通用定时器，它包含比较器和计数器模块。上图描述了一个hypervisor管理两个虚拟CPU（vCPU）的系统：note: 在这个例子中，我们忽略了执行hypervisor在vCPU之间进行上下文切换的过度。在4ms的物理时...

6. 虚拟化异常在系统中中断被硬件用于发送事件给软件。比如，GPU可能发送中断通知它完成了渲染帧。使用虚拟化的系统更复杂。一些中断可能由hypervisor自己处理。其他中断可能来自分配了虚拟机的设备，并且需要由虚拟机中的软件来处理。中断目标的虚拟机也可能在中断被接受时没有运行。这意味着你需要机制来支持hypervisor来处理EL2中的一些中断的处理。同时也需要机制在虚拟机中将一些中断发给某些虚拟机或某些VCPU。为了使能这些...

4. Stage2转换4.1 什么是stage2转换Stage2转换允许一个hypervisor控制虚拟机中内存视图。特别的，它允许hypervisor控制一个虚拟机可以访问哪个内存映射的系统资源，这些资源呈现在虚拟机中的地址空间的哪里。控制内存访问的能力对隔离和基础服务很重要。可以使用stage2转换来保证虚拟机可以看到分配给它的资源，而不是分配给其他虚拟机或hypervisor的资源。对于内存地址转换，stage2转换是转换的第二阶段。为了...

1. Overview本指导描述ARMv8-A AArch64的虚拟化支持。所覆盖的内容包括stage2转换，虚拟化异常和trapping。本文档包括一些基本的虚拟化理论作为introduction，并给出hypervisor使用这些特性的例子。它不包括一些特定hypervisor的操作，或试图解释从零开始如何写自己的hypervisor。这两项都不在本指导范围内。在知道的结尾，你可以检查相关知识。你将学习到两种类型的hypervisor，以及它们...