虚拟化概述

概念：

• 在虚拟环境里，虚拟机监控器（VMM）抢占了操作系统的位置，编程的物理机的管理者，同时向上层的软件呈现出虚拟的硬件平台，欺骗着上层的操作系统

• 虚拟机可以看做是物理机的一种高效隔离的复制。

• 敏感指令： 操作特权资源的指令，特权指令往往是敏感指令，但特权指令并不仅仅包含特权指令

• 虚拟化漏洞： 如果一个体系存在敏感指令不是特权指令，那么就称其存在虚拟化漏洞

虚拟化漏洞是可以采用一些手段来弥补或避免的如：

• 虚拟机所有指令都采用模拟方式实现
• 修改guest 的操作系统，避免非特权的敏感指令
• 二进制扫描修补替换掉非特权的敏感指令

处理器虚拟化

guest对虚拟处理器的期望：

1. 指令集合与执行效果
2. 可用的寄存器集合
3. 运行模式
4. 地址翻译
5. 保护机制
6. 中断、异常机制

指令的模拟

VMM运行在最高特权级，而guest运行在非最高特权级（但guest OS认为自己运行在最高特权级），当guest访问特权资源时，会触发异常，跳转到VMM设置好的处理函数中去（陷入VMM），通过软件方式模拟这条敏感指令。

• VMM 会通过各种手段来保证敏感指令能触发异常（不被物理CPU所直接执行），从而陷入到VMM中进行模拟

• 例如：

1. guest访问CRO寄存器
2. 处理器发现特权级别不符，抛出异常
3. VMM截获这个异常，模拟这条指令

几种陷入方式:

1. 基于处理器保护机制触发异常
2. 虚拟机主动触发异常
3. 异步中断