19、云资源虚拟化：Xen 虚拟机管理程序的深入解析

云资源虚拟化：Xen 虚拟机管理程序的深入解析

1. VMX nonroot 与虚拟机操作

VMX nonroot 旨在支持虚拟机（VM）。在执行 VM 进入操作时，处理器状态会从计划运行的 VM 的客户状态加载，然后控制权从虚拟机监视器（VMM）转移到 VM。而 VM 退出操作会将处理器状态保存到正在运行的 VM 的客户状态区域，接着从主机状态区域加载处理器状态，最后将控制权转移回 VMM。需注意，所有 VM 退出操作都使用一个公共的入口点进入 VMM。

每个 VM 退出操作都会在虚拟机控制结构（VMCS）中保存退出原因以及一些相关信息，部分信息以位图形式存储。例如，异常位图指定了 32 种可能异常中导致退出的具体异常；I/O 位图为 16 位 I/O 空间中的每个端口包含一个条目。

VMCS 区域通过物理地址引用，其布局并非由架构固定，而是可由特定实现进行优化。VMCS 包含便于实现虚拟中断的控制位，如设置外部中断退出时会执行 VM 退出操作，且客户机不允许屏蔽这些中断；设置中断窗口退出时，若客户机准备好接收中断则会触发 VM 退出操作。

此外，还开发了基于 VT - d 和 VT - c 两种新虚拟化架构的处理器。VT - d 支持 I/O 内存管理单元（I/O MMU）虚拟化，包括以下功能：
- DMA 地址重映射：用于设备 DMA 传输的地址转换。
- 中断重映射：实现设备中断的隔离和 VM 路由。
- I/O 设备分配：管理员可将设备以任意配置分配给 VM。
- 可靠性特性：报告和记录可能损坏内存并影响 VM 隔离的 DMA 和中断错误。

VT - c 则支持网络虚拟化。