[翻译]Intel手册-VT部分 第29章 VMX SUPPORT FOR ADDRESS TRANSLATION

VMX 操作的架构包括两个支持地址转换的功能：虚拟处理器标识符 (VPID) 和扩展页表机制 (EPT)。 VPID 是一种管理线性地址转换的机制。 EPT 定义了一个地址转换层，用于增强线性地址的转换。第 29.1 节详细介绍了 VPID 的架构。第 29.3 节提供了 EPT 的详细信息。第 29.4 节解释了逻辑处理器如何缓存来自分页结构的信息、如何使用该缓存信息以及软件如何管理该缓存信息。VMX 操作的原始架构需要 VMX 转换来刷新 TLB 和分页结构缓存。这确保了为旧线性地址空间缓存的translation在转换后不会被使用。虚拟处理器标识符 (VPID) 向 VMX 操作引入了一种功能，逻辑处理器可以通过该功能缓存多个线性地址空间的信息。当使用 VPID 时，VMX 转换可能会保留缓存的信息，并且逻辑处理器会切换到不同的线性地址空间。第 29.4 节详细介绍了逻辑处理器管理为多个地址空间缓存的信息的机制。逻辑处理器可以使用 16 位 VPID 来标记某些缓存信息。本节指定如何在任何时间点确定当前 VPID：VPID 和 PCID（请参阅第 4.10.1 节）可以同时使用。完成此操作后，处理器将缓存的信息与 VPID 和 PCID 相关联。仅当当前 VPID 和 PCID 均与与缓存信息相关联的信息匹配时，才使用此类信息。虚拟机管理程序管理的线性地址转换 ( HLAT ) 是一项改变 VMX non-root operation中线性地址转换方式的功能。translation不是使用普通的分页，而是使用一种称为 HLAT 分页的修改过程。仅当“启用 HLAT”VM 执行控制为 1 时才使用 HLAT 分页。HLAT 分页仅用于分页模式 4 级分页和 5 级分页。由于HLAT寻呼是普通寻呼的修改，因此该功能的详细信息在4.5节中给出，其中描述了4级寻呼和5级寻呼的操作。扩展页表机制（EPT）是一个可用于支持物理内存虚拟化的功能。当使用 EPT 时，通常被视为物理地址（并用于访问内存）的某些地址将被视为客户物理地址。通过遍历一组 EPT 分页结构来转换guest 物理地址，以生成用于访问内存的物理地址。当“启用 EPT”VM 执行控制为 1.1 时使用 EPT。它转换 VMX non-root operation中使用的客户物理地址以及事件注入的 VM entries使用的地址。从客户物理地址到物理地址的转换由一组EPT分页结构决定。 EPT 分页结构与处理器处于 IA-32e 模式时用于转换线性地址的结构类似。第 29.3.2 节给出了 EPT 分页结构的详细信息。如果 CR0.PG = 1，则通过控制寄存器 CR3.2 引用的分页结构来转换线性地址。当“启用 EPT”VM 执行控制为 1 时，这些称为guest 分页结构。如果 CR0.PG = 0，则没有guest 分页结构。当“启用 EPT”VM 执行控制为 1 时，客户物理地址的标识取决于 CR0.PG 的值：如果 CR0.PG = 1，则线性地址到物理地址的转换需要使用 EPT 对客户物理地址进行多次转换。例如，假设 CR4.PAE = CR4.PSE = 0。32 位线性地址的转换操作如下：除了将客户物理地址转换为物理地址之外，EPT 还指定软件在访问该地址时所允许的权限。尝试不允许的访问称为 EPT 违规并导致 VM Exits。参见第 29.3.3 节。仅当这些地址用于访问内存时，处理器才使用 EPT 来转换客户物理地址。这一原则意味着以下内容：EPT 转换机制仅使用每个客户物理地址的第 47:0 位。1 它使用的页遍历长度为 4，这意味着最多访问 4 个 EPT 分页结构条目来转换客户物理地址。这 48 位由逻辑处理器划分以遍历 EPT 分页结构：4 KB 自然对齐的 EPT PML4 表位于扩展页表指针（EPTP）的位 51:12 中指定的物理地址，这是一个 VM 执行控制字段（参见第 25.6.11 节中的表 25-9） ）。 EPT PML4 表包含 512 个 64 位条目 (EPT PML4E)。使用定义如下的物理地址来选择 EPT PML4E：位 63:52 均为 0。位 51:12 来自 EPTP。位 11:3 是客户物理地址的位 47:39位 2:0 均为 0。由于 EPT PML4E 是使用客户物理地址的第 47:39 位来标识的，因此它控制对客户物理地址空间的 512 GB 区域的访问。表 29-1 给出了 EPT PML4E 的格式。4 KB 自然对齐的 EPT 页目录指针表位于 EPT PML4E 的位 51:12 中指定的物理地址。 EPT页目录指针表包括512个64位条目(EPT PDPTE)。使用定义如下的物理地址来选择 EPT PDPTE：由于 EPT PDPTE 使用guest 物理地址的位 47:30 进行标识，因此它控制对guest 物理地址空间的 1 GB 区域的访问。 EPT PDPTE 的使用取决于该条目中第 7 位的值： 笔记：N 是处理器支持的物理地址宽度。软件可以通过在 EAX 中执行 CPUID 和 80000008H 来确定处理器的物理地址宽度。物理地址宽度在 EAX 的位 7:0 中返回。表 29-2 给出了映射 1 GB 页的 EPT PDPTE 格式。 笔记： 笔记：N 是逻辑处理器支持的物理地址宽度EPT 页目录包含 512 个 64 位条目 (PDE)。使用定义如下的物理地址来选择 EPT PDE：由于 EPT PDE 是使用客户物理地址的第 47:21 位来标识的，因此它控制对客户物理地址空间的 2 MB 区域的访问。 EPT PDE 的使用取决于该条目中第 7 位的值：如果 EPT PDE 的位 7 为 1，则 EPT PDE 映射 2 MB 页。最终物理地址计算如下：表 29-4 给出了映射 2 MB 页的 EPT PDE 格式。如果 EPT PDE 的位 7 为 0，则 4 KB 自然对齐的 EPT 页表位于 EPT PDE 的位 51:12 中指定的物理地址。表 29-5 给出了引用 EPT 页表的 EPT PDE 的格式。EPT 页表包含 512 个 64 位条目 (PTE)。使用如下定义的物理地址来选择 EPT PTE： 笔记：由于 EPT PTE 是使用客户物理地址的位 47:12 来标识的，因此每个 EPT PTE 映射一个 4 KB 页面。最终物理地址计算如下：位 63:52 均为 0。位 51:12 来自 EPT PTE。位 11:0 来自原始客户物理地址。EPT PTE 的格式在表 29-6 中给出。如果位 2:0 中的任何一个为 1，则存在 EPT 分页结构条目；否则，该条目不存在。处理器忽略位 62:3，并且使用该条目既不引用另一个 EPT 分页结构条目也不产生物理地址。使用客户物理地址的引用，其转换遇到不存在的 EPT 分页结构，会导致 EPT 违规（请参阅第 29.3.3.2 节）。 （如果“EPT-violation #VE”VM 执行控制为 1，则仅当位 63 为 0 时，EPT 违规才可转换为虚拟化异常；请参

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来源: 看雪论坛
原文链接: https://bbs.kanxue.com/thread-281456.htm

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