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理论上，如果你可忍受一点不稳定性，或者在“0/1/3”模式中牺牲一点速度，那么应该说的很完美的。可它们在某些方面确实还存在一些缺陷，主要存在以下4点。首先是那些检验指令自己所在环的指令，另外是那些处在错误的环中却没有正确保护CPU现场的指令。最后两点是截然相反的，就是那些应引发错误却没有导致错误的指令，以及那些本不该导致错误却引发许多错误的指令。所有这些都让编写VM的天才程序员们活得不轻松。
其中第一点是显而易见的。如果你给予操作系统R1级别的特权，当它检验自己运行所处的环时，它会返回1而不是0。如果此时运行于该系统的一段程序期望自己应该处在R0环时，那么它会因为得到的是R1而导致错误。这会导致蓝屏的出现，存储器清除或另一些不理想的后果。二元码转译技术可捕捉到这种错误，并把返回值伪装成0，但这意味着需要几十上百条指令来完成这一工作，显然速度受到极大影响。
保护现场是一个潜在的更糟糕的问题，有些CPU里的东西在上下文开关程序中并不是很容易被保存的。那些隐藏的段寄存器状态就是一个很好的例子。一旦它们被载入主存，其中一部分无法被保存，导致内存常驻部分和CPU中实际值间的不同而引起意外中断。当然我们可为它们设立工作区，但这样做极为复杂且需付出很高的代价使之表现得聪明一些。
那些本该引起某些问题却没有导致这些问题的指令也是摆在我们眼前的一道难题。如果你期望一条指令应在你后面的设计的中断陷阱中造成错误，但却没有，这一点也不会让人因为没有错误而高兴。与此相反的情况也极为常见，如果不在正确的环中向CR0和CR4写入，则会产生错误，导致系统崩溃。虽然这两种错误在你不注意时可被修正，但却造成很多性能损失。
整个所涉及到的虚拟化技术就是要将操作系统放在一个它本不应该在的地方，不断地运转去尝试解决所有扑来的问题。存在许多问题，这些问题也不断的发生，所以性能损失也就没什么奇怪的了。
四、解决之道
Intel的VT技术能解决这些困扰。VT的目的是在尽可能最小化程序员痛苦的同时尽可能多的增加“virtualization holes”(虚拟化孔)。这种解决方案中，VT-X针对X86而VT-i针对Itanium，分别引入了一种新的模式针对不同的CPU。这里我们主要来看看VT-X，实际上VT-i的功能与VT-X有很多相同的地方。
这种新的模式被称为VMX，并且引入了一个虚拟化机监控器VMM运行于其中。它被设定在R0级别下，你可以认为是R-1级或者看成是在环的旁边运行。主机操作系统和所有的程序在VMX模式中运行，与此同时VMM运行在VMX根模式中。
任何一个运行在VMX模式下的操作系统，都拥有所有运行于非VT系统中的一般操作系统的功能和特性。它也处在R0级别中，与平常一样有权利处理每一件事情，而且并不知道有什么东西正在它的旁边运行。当情况得到授权，CPU进入VMX根模式，VMM就可以切换到其他一个运行在另一VMX实例的操作系统。这些切换被称做VM登录和VM退出。
VT技术所表现出来的不可思议的地方就在于它将从VMX模式到VMX根模式(或从VMX根模式到VMX模式)的登录和退出处理易于操作。一旦主机操作系统被涉及到，那它一定是独自处在自己的世界里的，你必须保存虚拟化世界的完整状态并当你返回时重新载入它。虽然在VT里还有很多事物要去处理，但它被设计为一项任务，所以客观地说它实际是一个简单而并不费力的进程。
因为每一个操作系统实例都在正确的位置运行，所以前面所提到的4个问题也就不存在了。相关联的工作区也不再需要，与此有关的系统开销没有了。这些能有效提高速度。但这些并非免费，只是付出的代价要少很多。
启动一个新的主机操作系统，你需为其留出一块4kB的存储区并将它传递给一个VMPTLRD指令。这块区域将用来存储该系统实例不被激活时的所有状态和重要Bit位。只要该操作系统实例存在，则这块区域一直有效，直到在其上运行一条VMCLEAR指令。这样就设立了一个虚拟化机实例。
如果你想要把控制权交给虚拟化机，你要么登录VMX非根模式或简单一点，运行VMX模式即可。这些提到的VM登录指令就是VMLAUNCH和VMRESUME，两者并没有太大的区别。VMRESUME指令只是简单地从刚开始已经初始化的4kB存储区里载入CPU状态，并把控制权交给主机操作系统。VMLAUNCH做的也是同样的工作，但它会启动一个虚拟化机控制构件VMCS，它包含一些设立VM的现场背后的记录，因为这需花费一些时间，所以人们尽量避免在并发登录时使用VMLAUNCH。
从这一点来看，主机操作系统开始了它的愉快之旅，尽可能地运转，毫无察觉是否有其他东西正在它的一旁运行。正如过去所计划的一样，它存在于自己的世界里，全速运行，或接近全速。唯一的问题是你如何打破这一切美好的景象而将它关闭到一边，以使得机器里的其他操作系统能真正运行。这就是VT技术所体现出来的复杂的一面——VMCS中一些特别的位映像。
这些位映像是一些32位的字段，每一个Bit位标志一个事件。如果某个事件被触发，则对应的Bit位被置位，CPU触发一条VM退出指令，并将控制权返还给运行在VMX根模式下的VMM。VMM可做任何想做的事，然后将VMRESUME指令传递给下一个操作系统，或刚离开的那个操作系统。这个被启动的操作系统同样很好地运行着，直到触发另一条VM退出指令。如此这样以每秒上千次的速度重复着。
什么能触发这些指令呢?它们可以是引脚信号、CPU、异常和页面错误这些平台事件，所有这些都会触发VM退出指令。VT技术的完美之处在于它有很强的适应性，另一个与此类似之处就是在调试程序中设置断点，你可在每个事件上都设置一个，或者一个也不设置，这都取决于你自己。
引脚信号事件要做的是当有一个内部中断或一个不可屏蔽中断发生时，则触发退出指令。而CPU事件，则是当你设置任意Bit位在某一字段，当相应的CPU状态接收到它时，则触发退出指令。虽然大多数指令需要去设置，但也有一些指令无条件地引发VM退出指令。这是在一个非常细小的层面上控制VM，允许每当你需要时登录和退出。
异常位映像也是一些32位的字段，每个Bit位标志每个32位指令地址的异常情况。如果Bit位被设定并有一个异常被抛出，它就会引发VM退出指令。如果Bit位是空的或没有异常，那么主机操作系统则继续它的快乐之旅，与平常一样。这是一种从VMX模式退出而进入VMX根模式的系统开销非常低的方法。
最后还有页面错误退出，它与异常退出十分相像，只不过它用两个32位字段来控制。这些字段内的Bit位对每一个可能出问题的页面错误代码进行映像，因此你可细心地从中挑选从哪里退出。同样，它也是基于很细小的层面，系统开销也很低。
在计算机里，VT工作在一个比传统的R0环更有特权的级别中。任何一个主机操作系统都可在没有改变的旧有架构下运行，并且不知道一个控制程序在控制它们。当遭遇到某些用户设置的触发器，控制权将被转交给运行在更高级别的VMX根模式上的VMM。因为这是一种被动触发事件，而不需被积极监视，因此系统开销降到了最低限。
VT技术使得安装和卸载那些比以往VM模式更稳定的运行环境变得简单。如果你需运行虚拟化系统，没有理由不用一个拥有Vanderpool功能的CPU去实现它，而软件虚拟化机会逐渐不被人关注。
这也许不错，但必须记得，这必须付出代价。每一次登录意味着建立4kB的存储区域，每一次退出要向这4kB存储区内写入数据。这看上去有些耗费过多，可与那些较老的方式比较，它的速度惊人地快。
总结
Intel的VT技术给人们带来了惊喜，它让我们可在硬件级别上完成计算机的虚拟化工作。目前时机成熟了，Intel将首先在其桌面CPU中引入该技术，最新的Pentium 4 6系列CPU就支持VT，这让更多的用户都能涉足到新技术的应用，大大提高了用户使用CPU的效率，编写VMM不再那么困难了。
不过我们也要清醒地认识到，现有的虚拟化技术不会马上消失，相反它们会变得更为普遍且系统开销问题也正得到改善，而大型服务器提供商们也不会在现有的技术上发生巨大的变化，毕竟目前还用得过去。加上AMD公司也发布了在其64位CPU上使用Pacifica虚拟化技术，因此VT想要取代现有的计算机虚拟化技术或得到人们的认同还需一段时间。可我们相信硬件级别的虚拟化技术毋庸置疑的是未来计算机发展的方向，有着灿烂的前途。
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