这里举一个小例子来说明整个地址转换的过程。假设现在 Guest 中某个进程需要访问内存,CPU 首先会访问 Guest 中的 CR3 页表来完成 GVA 到 GPA 的转换,如果 GPA 不为空,则 CPU 接着通过 EPT 页表来实现 GPA 到 HPA 的转换(实际上,CPU 会首先查看硬件 EPT TLB 或者缓存,如果没有对应的转换,才会进一步查看 EPT 页表),如果 HPA 为空呢,则 CPU 会抛出 EPT Violation 异常由 VMM 来处理。
如果 GPA 地址为空,即缺页,则 CPU 产生缺页异常,注意,这里,如果是软件实现的方式,则会产生 VM-exit,但是硬件实现方式,并不会发生 VM-exit,而是按照一般的缺页中断处理,这种情况下,也就是交给 Guest 内核的中断处理程序处理。
在中断处理程序中会产生 EXIT_REASON_EPT_VIOLATION,Guest 退出,VMM 截获到该异常后,分配物理地址并建立 GVA 到 HPA 的映射,并保存到 EPT 中,这样在下次访问的时候就可以完成从 GVA 到 HPA 的转换了。
总结内存虚拟化经历从虚拟内存,到传统软件辅助虚拟化,影子页表,再到硬件辅助虚拟化,EPT 技术的进化,效率越来越高。
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