從Intel VT-X和HAXM看CPU虛擬化
一：簡介
在虛擬化中有兩個重要的虛擬化加速技術不得不提，CPU虛擬化和記憶體虛擬化。
本文基於HAXM和intel的VT-X技術，分析cpu虛擬化的加速如何實現。
二：Intel VT-X技術介紹
VT-x是intel運用Virtualization虛擬化技術中的一個指令集，是CPU的硬體虛擬化技術，VT可以同時提升虛擬化效率和虛擬機器的安全性。
VT-x擴充套件了傳統的x86處理器架構，它引入了兩種操作模式：VMX root operation（根虛擬化操作）和VMX non-root operation（非根虛擬化操作），統稱為VMX操作模式。VMX root operation是VMM執行所處的模式, 設計給VMM/Hypervisor使用，其行為跟傳統的IA32並無特別不同，而VMX non-root operation則是客戶機執行所處的模式,在VMM控制之下的IA32/64環境。所有的模式都能支援所有的四個Privileges levels。
由此，GDT、IDT、LDT、TSS等這些指令就能正常地運行於虛擬機器內部了，而在以往，這些特權指令需要模擬執行。 而VMM也能從模擬執行特權指令當中解放出來，這樣既能解決Ring Aliasing問題（軟體執行的實際Ring與設計執行的Ring不相同帶來的問題），又能解決Ring Compression問題，從而大大地提升執行效率。Ring Compression問題的解決，也就解決了64bit客戶作業系統的執行問題。
為了建立這種兩個操作模式的架構，VT-x設計了一個Virtual-Machine Control Structure（VMCS，虛擬機器控制結構）的資料結構，包括了Guest-State Area（客戶狀態區）和Host-State Area（主機狀態區），用來儲存虛擬機器以及主機的各種狀態引數，並提供了VM entry和VM exit兩種操作在虛擬機器與VMM之間切換，使用者可以通過在VMCS的VM-execution control fields裡面指定在執行何種指令/發生何種事件的時候，VMX non-root operation環境下的虛擬機器就執行VM exit，從而讓VMM獲得控制權，因此VT-x解決了虛擬機器的隔離問題，又解決了效能問題。