VT-x - horizon2038

VT-x

Mode

https://scrapbox.io/files/67754eb96af49af34f9b5c57.png

VMX Root (Host)

vmxonでVMX Root Modeへ移行

vmxoffでNon-VMX Modeへ移行

VMX Non-Root (Guest)

vmlaunch, vmresumeでVMX Non-Root Modeへ移行

VMCSに設定したExit ReasonでVMExitする

Popek and Goldberg Virtualization Requirementsに沿う (T&E)

Flow

1. 各種Flagを確認し, vmxonを実行

CPUID :

Processor Info and Feature Bits (0x0001)のVMX Bit (1 << 5)をCheck

MSR :

VMXON outside SMXを確認

MSR : IA32_FEATURE_CONTROL (0x003a)

LOCK_BIT (1 << 0)

0だった場合 : Unsupported

VMX_OUTSIDE_SMX (1 << 2)を立てる

MSRへ書き込む

CR :

vmxonが依存するCR0/CR4のBitを確認する

CR0 :

MSR : IA32_VMX_CR0_FIXED0 (0x0486)

設定が必要なBitを表す

MSR : IA32_VMX_CR0_FIXED1 (0x0487)

設定*可能*なBitを表す

0 Bit (設定不可能なもの)を設定しようとした場合, #GP (13)が発生

Example

code:pseudo.cpp

void enable_vmx_control_registers(const vmx_control_registers &crs)

{

uint32_t target_cr0 = (_read_cr0() | crs.cr0_fixed_0) & crs.cr0_fixed_1;

uint32_t target_cr4 = (_read_cr4() | crs.cr4_fixed_0) & crs.cr4_fixed_1;

_write_cr0(target_cr0);

_write_cr4(target_cr4);

}

CR4 :

MSR : IA32_VMX_CR4_FIXED0 (0x0488)

CR0と同様

MSR : IA32_VMX_CR4_FIXED1 (0x0489)

CR0と同様

vmxon

VMXON RegionをAllocate

Revision IDを設定

VMXON Regionへの*物理アドレス*を引数にvmxonを実行する

仮想アドレスではない！

Asmから呼び出す場合はPointerを渡す (というより, Pointerしか渡せない)

code:pseudo.s

_vmxon:

vmxon rdi

ret

code:pseudo.cpp

void vmxon(vmxon_region &region)

{

auto region_vaddr = std::addressof(region);

auto region_paddr = vaddr_to_paddr(region_vaddr);

_vmxon(&region_paddr);

}

2. VMCS

VMXON Region

構造

code:cpp

struct vmxon_region

{

uint32_t revision_id;

uint8_t dataPAGE_SIZE - sizeof(uint32_t);

} __attribute__((packed));

static_assert(PAGE_SIZE == sizeof(vmxon_region))

要件

The VMXON pointer must be 4-KByte aligned (bits 11:0 must be zero).

The VMXON pointer must not set any bits beyond the processor’s physical-address width.

Page-Size Alignmentされている必要がある

VMCS Region

Reference

Intel SDM