手动将 CPU 标志暴露给来宾 VM 以进行测试

Posted 2023-02-16

【中文标题】手动将 CPU 标志暴露给来宾 VM 以进行测试

【英文标题】：Manually exposing a CPU Flag to Guest VM for testing purposes

【发布时间】：2016-11-18 19:04:11

【问题描述】：

我有一个带有 Intel E5-26xx v3 处理器的 Ubuntu（在 14.04 或 16.04 上试用）KVM 主机。

我需要向来宾 VM 公开某个标志，但 QEMU/libvirt 并没有公开它，即使我在我的 VM libvirt XML 定义中使用了cpu mode='host-passthrough'。我相信这是由于此文件 /usr/share/libvirt/cpu_map.xml 中定义的内容，其中未定义我想要暴露的标志。

所以，我希望能够修改 cpu_map.xml 并手动添加 CPU 标志定义，但我不知道如何/在哪里可以获得 CPUID 函数的结果以及它们是否'重新输入ebx/ecx 等。任何指针表示赞赏。

免责声明：我没有涉足 CPU 架构，所以我在这方面的知识非常有限。

【参考方案1】：

从CPUID instruction 检索结果非常简单：

检查 EFLAGS 寄存器中的 ID 标志（第 21 位）是否设置，表示CPUID 指令的可用性 将EAX 和ECX 寄存器设置为特定值 致电CPUID 解释EAX、EBX、ECX 和EDX 寄存器的值

有 许多 网站讨论结果的解释。其中之一是LowLevel。其中许多只涵盖了可能结果的一个子集。

A thread on the specifics of CPUID in VMs 将此基础知识扩展到：

UserCPUID 是使用二进制翻译时本地运行的来宾 Ring-3 代码可见的内容。对于二进制翻译，通常只有 Ring-0（或 IOPL-3）代码需要进行二进制翻译。大多数 Ring-3 代码在本机运行（以我们称为“直接执行”的模式。）

在引入CPUID faulting 之前，当guest 在直接执行下运行时，无法拦截guest 对CPUID 指令的执行。某些 CPU 支持覆盖某些 CPUID 叶子的结果（在逐个寄存器的基础上）的有限能力，即使没有拦截 CPUID 指令。因此，userCPUID 基于hostCPUID，但可以被覆盖的寄存器具有guestCPUID 值。

【参考方案2】：

主机直通模型旨在向客户机公开每个主机 CPU 功能，但此规则有一些例外。如果 CPU 特性很新，那么 QEMU、KVM 和 libvirt 可能不知道它的存在。 KVM 默认是保守的，所以不会暴露任何它不知道的特性。在这种情况下，仅仅编辑 cpu_map.xml 并没有帮助，因为它只会告诉 libvirt - 你仍然需要 QEMU 和 KVM 来了解它，这需要更改代码。第二种情况是某些 CPU 功能不能安全地暴露给来宾，因此 KVM 会显式阻止它们。

您可以通过使用“virsh 功能”来查看 libvirt 认为主机具有什么