vt-d 基本操作流程

操作步骤

1检查主板是否支持vt-d

检查主板是否能够支持vt-d虚拟化技术
1.1通过cpuid

1.2判断cr0 cr4

1.3 msr 3ah地址读取bit 0

1.4 分配一个4k的物理地址给vmxon参数开启vmx。vmx前32位地址需要写入版本号不然报错

vmcs virtual machine control structures

在vmlaunch之前需要配置guest的信息。每一个guest都需要分配4k的空间。

2 vmxon && Vmx_VmClear

Vmx_VmxOn(g_VMXCPU.pVMXONRegion_PA.LowPart, g_VMXCPU.pVMXONRegion_PA.HighPart);
调用指令vmxon 分配一个4k的真实物理地址给vmxon运行空间

Vmx_VmClear(g_VMXCPU.pVMCSRegion_PA.LowPart, g_VMXCPU.pVMCSRegion_PA.HighPart);
vmclear 清空运行域空间初始化version.

Vmx_VmPtrld(g_VMXCPU.pVMCSRegion_PA.LowPart, g_VMXCPU.pVMCSRegion_PA.HighPart);

调用vmptrld相当于装载过程
列出汇编：

Vmx_VmPtrld Proc LowPart:dword,HighPart:dwordpush HighPartpush LowPartvmptrld qword ptr [esp]add esp,8ret
Vmx_VmPtrld endp

3 配置vmcs

guest state ares
Vmx_VmWrite(GUEST_RSP, ((ULONG)g_VMXCPU.pStack) + 0x1000); //Guest 临时栈
Vmx_VmWrite(GUEST_RIP, (ULONG)GuestEntry); // 客户机的入口点

Vmx_VmWrite(VMCS_LINK_POINTER, 0xffffffff);
Vmx_VmWrite(VMCS_LINK_POINTER_HIGH, 0xffffffff);
host state ares
Vmx_VmWrite(HOST_RSP, ((ULONG)g_VMXCPU.pStack) + 0x2000); //Host 临时栈
Vmx_VmWrite(HOST_RIP, (ULONG)VMMEntryPoint); //这里定义我们的VMM处理程序入口
虚拟机运行控制域
Vmx_VmWrite(PIN_BASED_VM_EXEC_CONTROL, VmxAdjustControls(0, MSR_IA32_VMX_PINBASED_CTLS));
Vmx_VmWrite(CPU_BASED_VM_EXEC_CONTROL, VmxAdjustControls(0, MSR_IA32_VMX_PROCBASED_CTLS));
VMEntry运行控制域
Vmx_VmWrite(VM_ENTRY_CONTROLS, VmxAdjustControls(0, MSR_IA32_VMX_ENTRY_CTLS));
VMexit运行控制域
Vmx_VmWrite(VM_EXIT_CONTROLS, VmxAdjustControls(0, MSR_IA32_VMX_EXIT_

4

Vmx_VmLaunch();

对应的汇编指令方便理解

.686p
.model flat, stdcall
option casemap:none.data.codeAsm_CPUID  Proc    uses ebx esi edi fn:dword, ret_eax:dword, ret_ebx:dword, ret_ecx:dword, ret_edx:dwordmov    eax, fncpuidmov esi, ret_eaxmov dword ptr [esi], eaxmov esi, ret_ebxmov dword ptr [esi], ebxmov esi, ret_ecxmov dword ptr [esi], ecxmov esi, ret_edxmov dword ptr [esi], edxret
Asm_CPUID   EndpAsm_ReadMsr     Proc    Index:dwordmov  ecx,Indexrdmsrret
Asm_ReadMsr     EndpAsm_WriteMsr    Proc    Index:dword,LowPart,HighPartmov ecx, Indexmov   eax, LowPartmov edx, HighPartwrmsrret
Asm_WriteMsr    EndpAsm_Invd Procinvdret
Asm_Invd EndpAsm_GetCs PROCmov      eax, csret
Asm_GetCs ENDPAsm_GetDs PROCmov     eax, dsret
Asm_GetDs ENDPAsm_GetEs PROCmov     eax, esret
Asm_GetEs ENDPAsm_GetSs PROCmov     eax, ssret
Asm_GetSs ENDPAsm_GetFs PROCmov     eax, fsret
Asm_GetFs ENDPAsm_GetGs PROCmov     eax, gsret
Asm_GetGs ENDPAsm_GetCr0        Procmov     eax, cr0ret
Asm_GetCr0      EndpAsm_GetCr3      Procmov     eax, cr3ret
Asm_GetCr3      EndpAsm_GetCr4      Procmov     eax, cr4ret
Asm_GetCr4      EndpAsm_SetCr0      Proc    NewCr0:dwordmov     eax, NewCr0mov  cr0, eaxret
Asm_SetCr0      EndpAsm_SetCr2      Proc    NewCr2:dwordmov     eax, NewCr2mov  cr2, eaxret
Asm_SetCr2      EndpAsm_SetCr3      Proc    NewCr3:dwordmov     eax, NewCr3mov  cr3, eaxret
Asm_SetCr3      EndpAsm_SetCr4      Proc    NewCr4:dwordmov     eax,NewCr4mov   cr4, eaxret
Asm_SetCr4      EndpAsm_GetDr0 PROCmov      eax, dr0ret
Asm_GetDr0 ENDPAsm_GetDr1 PROCmov       eax, dr1ret
Asm_GetDr1 ENDPAsm_GetDr2 PROCmov       eax, dr2ret
Asm_GetDr2 ENDPAsm_GetDr3 PROCmov       eax, dr3ret
Asm_GetDr3 ENDPAsm_GetDr6 PROCmov       eax, dr6ret
Asm_GetDr6 ENDPAsm_GetDr7 PROCmov       eax, dr7ret
Asm_GetDr7 ENDPAsm_SetDr0 PROCmov       dr0, ecxret
Asm_SetDr0 ENDPAsm_SetDr1 PROCmov       dr1, ecxret
Asm_SetDr1 ENDPAsm_SetDr2 PROCmov       dr2, ecxret
Asm_SetDr2 ENDPAsm_SetDr3 PROCmov       dr3, ecxret
Asm_SetDr3 ENDPAsm_SetDr6 PROC nNewDr6:DWORDmov eax,nNewDr6mov      dr6, eaxret
Asm_SetDr6 ENDPAsm_SetDr7 PROC  nNewDr7:DWORDmov eax,nNewDr7mov     dr7, eaxret
Asm_SetDr7 ENDPAsm_GetEflags PROCpushfdpop      eaxret
Asm_GetEflags ENDPAsm_GetIdtBase PROCLOCAL  idtr[10]:BYTEsidt   idtrmov     eax, dword PTR idtr[2]ret
Asm_GetIdtBase ENDPAsm_GetIdtLimit PROCLOCAL    idtr[10]:BYTEsidt   idtrmov     ax, WORD PTR idtr[0]ret
Asm_GetIdtLimit ENDPAsm_GetGdtBase PROCLOCAL    gdtr[10]:BYTEsgdt   gdtrmov     eax, dword PTR gdtr[2]ret
Asm_GetGdtBase ENDPAsm_GetGdtLimit PROCLOCAL    gdtr[10]:BYTEsgdt   gdtrmov     ax, WORD PTR gdtr[0]ret
Asm_GetGdtLimit ENDPAsm_GetLdtr PROCsldt    eaxret
Asm_GetLdtr ENDPAsm_GetTr PROCstr   eaxret
Asm_GetTr ENDPVmx_VmxOn Proc LowPart:dword,HighPart:dwordpush HighPartpush LowPartVmxon qword ptr [esp]add esp,8ret
Vmx_VmxOn EndpVmx_VmxOff ProcVmxoffret
Vmx_VmxOff EndpVmx_VmPtrld Proc LowPart:dword,HighPart:dwordpush HighPartpush LowPartvmptrld qword ptr [esp]add esp,8ret
Vmx_VmPtrld endpVmx_VmClear Proc LowPart:dword,HighPart:dwordpush HighPartpush LowPartvmclear qword ptr [esp]add esp,8ret
Vmx_VmClear endpVmx_VmRead Proc uses ecx Field:dwordmov eax,Fieldvmread ecx,eaxmov eax,ecxret
Vmx_VmRead endpVmx_VmWrite Proc uses ecx Field:dword,Value:dwordmov eax,Fieldmov ecx,Valuevmwrite eax,ecxret
Vmx_VmWrite endpVmx_VmCall Procvmcallret
Vmx_VmCall endpVmx_VmLaunch Procvmlaunchret
Vmx_VmLaunch endpVmx_VmResume Procvmresumeret
Vmx_VmResume endpEND

非常感谢原作者分享：https://www.bilibili.com/video/BV1q4411P7LK?p=4&spm_id_from=pageDriver

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