Список инструкций по виртуализации x86

Расширения набора команд, добавленные к x86 набору команд для поддержки аппаратной виртуализации . Эти расширения предоставляют инструкции для входа и выхода из виртуализированного контекста выполнения, а также для загрузки структур управления виртуальной машиной (VMCS), которые хранят состояние гостя и хоста, а также поля, которые управляют поведением процессора внутри виртуальной машины.

AMD-V Инструкции

Инструкция	Код операции	Инструкция Описание	Используется	Добавлено в

Основные инструкции SVM (безопасная виртуальная машина) ^{[ 1 ]}
`INVLPGA rAX,ECX`^{[ а ]}	`0F 01 DF`	Недействительные сопоставления TLB для виртуальной страницы, указанной в rAX, и ASID (идентификатор адресного пространства), указанного в ECX.	ВММ	К8 ^{[ б ]}
`VMRUN rAX`^{[ а ]}	`0F 01 D8`	Запустите виртуальную машину, управляемую VMCB (блоком управления виртуальной машиной), указанным по физическому адресу в rAX.	ВММ
`VMLOAD rAX`^{[ а ]}	`0F 01 DA`	Загрузите определенное подмножество состояния процессора из VMCB, указанного физическим адресом в регистре rAX. ^{[ с ]}	Обычно ВММ ^{[ д ]}
`VMSAVE rAX`^{[ а ]}	`0F 01 DB`	Сохраните определенное подмножество состояния процессора в VMCB, указанном по физическому адресу в регистре rAX. ^{[ с ]}	Обычно ВММ ^{[ д ]}
`STGI`	`0F 01 DC`	Установите GIF (глобальный флаг прерывания).	Обычно ВММ ^{[ и ]}
`CLGI`	`0F 01 DD`	Очистить GIF.	Обычно ВММ ^{[ и ]}
`VMMCALL`	`NFx 0F 01 D9`	Вызов монитора виртуальной машины из гостя, вызвав VMEXIT.	Гость
`SKINIT EAX`	`0F 01 DE`	Защитите инициализацию и переход с помощью аттестации. Инициализирует ЦП до известного состояния, назначает область памяти размером 64 Кбайт, указанную EAX, в качестве SLB («Блок безопасного загрузчика»), отправляет копию области памяти в TPM системы для проверки с использованием цифровой подписи , затем переходит в SLB.	ВММ	Турион «Лев» , ^{[ 2 ]} Оптерон «Шанхай» , Феном II
Безопасная зашифрованная виртуализация (SEV): инструкции зашифрованного состояния (SEV-ES)
`VMGEXIT`	`F2/F3 0F 01 D9`	SEV-ES Выход в VMM. Явная связь с VMM для виртуальных машин SEV-ES. ^{[ ж ]}	Гость	Это был 1
Безопасный вложенный пейджинг (SEV-SNP): инструкции таблицы обратного отображения (RMP)
`PSMASH`	`F3 0F 01 FF`	Page Smash: расширяет запись RMP на странице размером 2 МБ в соответствующий набор смежных записей RMP на странице размером 4 КБ. Системный физический адрес страницы размером 2 МБ указан в регистре RAX.	ВММ	Это было 3
`RMPUPDATE`	`F2 0F 01 FE`	Напишите новую запись RMP. Системный физический адрес страницы, запись RMP которой изменена, указывается в регистре RAX. Регистр RCX предоставляет эффективный адрес 16-байтовой структуры данных, которая содержит новое состояние RMP.	ВММ
`PVALIDATE`	`F2 0F 01 FF`	Подтвердить или отменить проверку записи RMP гостевой страницы. Гостевой виртуальный адрес указывается в операнде регистра rAX. ^{[ а ]}	Гость
`RMPADJUST`	`F3 0F 01 FE`	Настройте разрешения RMP для гостевой страницы. Гостевой виртуальный адрес указывается в регистре RAX. Размер страницы указан в RCX[0]. Целевой VMPL (уровень привилегий виртуальной машины) и его разрешения указаны в регистре RDX.	Гость
`RMPQUERY`	`F3 0F 01 FD`	Считывает маску разрешений RMP для гостевой страницы. Гостевой виртуальный адрес указывается в регистре RAX. Целевой VMPL указан в RDX[7:0]. Разрешения RMP для указанного VMPL возвращаются в RDX[63:8] и регистре RCX.	Гость	Это было 4
`RMPREAD`	`F2 0F 01 FD`	Прочитайте запись RMP. Системный физический адрес страницы, запись RMP которой должна быть прочитана, указывается в регистре RAX. Регистр RCX предоставляет эффективный адрес 16-байтовой структуры данных, в которую будет записана запись RMP.	ВММ	( Дзен 5 )

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Для аргумента rAX в VMRUN, VMLOAD, VMSAVE, INVLPGA и PVALIDATE инструкции, выбор AX/EAX/RAX зависит от размера адреса, который можно переопределить с помощью префикса 67h.
^ Поддержка AMD-V была добавлена на этапе F AMD K8 и недоступна на более ранних стадиях.
^ Перейти обратно: ^а ^б The VMRUN инструкция загрузит только ограниченное подмножество состояний процессора - VMLOAD должен быть запущен раньше VMRUN для загрузки дополнительного состояния.
Аналогично, #VMEXIT сохранит в VMCB только ограниченное количество гостевого состояния. VMSAVE необходим для хранения дополнительного состояния.
Для простых условий перехвата, когда VMM не нужно использовать элементы состояния, обрабатываемые VMSAVE/ VMLOAD, VMM может улучшить производительность, воздерживаясь от выполнения VMSAVE/ VMLOAD перед повторным входом в виртуальную машину с помощью VMRUN.
^ На процессорах, поддерживающих виртуализацию VMLOAD/VMSAVE ( Excavator и более поздние версии), VMLOAD и VMSAVE инструкции также могут выполняться в гостевом режиме.
^ На процессорах, поддерживающих Virtual GIF ( Excavator и более поздние версии), STGI и CLGI инструкции также могут выполняться в гостевом режиме.
^ VMGEXIT выполняется как VMMCALL если не выполняется гостем SEV-ES.

Интел VT-x инструкции

Интел инструкции по виртуализации. VT-x также поддерживается некоторыми процессорами VIA и Zhaoxin.

Инструкция	Код операции	Инструкция Описание	Используется ^{[ а ]}	Добавлено в

Базовые инструкции VMX (расширения виртуальных машин)
`VMXON m64`^{[ б ]}	`F3 0F C7 /6`	Enter VMX Operation – вход в среду виртуализации, поддерживаемую аппаратным обеспечением. ^{[ с ]}	ВММ	Прескотт 2М , Иона , Центртон , Нано 3000
`VMXOFF`	`NP 0F 01 C4`	Выйти из работы VMX — останавливает аппаратно поддерживаемую среду виртуализации.
`VMPTRLD m64`^{[ б ]}	`NP 0F C7 /6`	Загрузите указатель на структуру управления виртуальной машиной (VMCS) из памяти и отметьте его действительным.
`VMPTRST m64`^{[ б ]}	`NP 0F C7 /7`	Сохраните указатель на текущую VMCS в памяти.
`VMCLEAR m64`^{[ б ]}	`66 0F C7 /6`	Сбросить данные VMCS из ЦП в область VMCS в памяти. Если указанная VMCS является текущей VMCS, то текущая VMCS помечается как недействительная.
`VMLAUNCH`	`NP 0F 01 C2`	Запустите виртуальную машину, управляемую текущей VMCS.
`VMRESUME`	`NP 0F 01 C3`	Возобновить работу виртуальной машины, управляемой текущей VMCS.
`VMREAD r/m,reg`	`NP 0F 78 /r`	Считайте указанное поле из текущей VMCS. `reg` аргумент указывает, какое поле читать – результат сохраняется в `r/m`.	Обычно ВММ ^{[ д ]}
`VMWRITE reg,r/m`	`NP 0F 79 /r`	Запись в указанное поле текущего VMCS. `reg` Аргумент указывает, какое поле следует записывать, а аргумент r/m предоставляет элемент данных для записи в поле.	Обычно ВММ ^{[ д ]}
`VMCALL`	`NP 0F 01 C1`	Вызов монитора виртуальной машины из гостя, вызвав VMEXIT.	Обычно гость ^{[ и ]}
Инструкции по расширенным таблицам страниц (EPT)
`INVEPT reg,m128`	`66 0F 38 80 /r`	Делает недействительными записи, производные от EPT, в TLB и кэшах структуры подкачки. `reg` аргумент указывает тип недействительности, аргумент памяти указывает 128-битный дескриптор. ^{[ ж ]}	ВММ	Нехалем , Центртон , ^{[ 3 ]} ЧжанЦзян
`INVVPID reg,m128`	`66 0F 38 81 /r`	Делает недействительными записи в TLB и кэшах структуры подкачки на основе VPID (идентификатор виртуального процессора). `reg` аргумент указывает тип недействительности, аргумент памяти указывает 128-битный дескриптор. ^{[ г ]}	ВММ	Нехалем , Центртон , ^{[ 3 ]} ЧжанЦзян
`VMFUNC`	`NP 0F 01 D4`	Вызов функции виртуальной машины, указанной в EAX. ^{[ ч ]}	Гость	Хасуэлл , Сильвермонт , ЛуЦзяЗуй
Расширения доверительного домена (TDX): инструкции по режиму безопасного арбитража (SEAM) ^{[ 5 ]}
`SEAMOPS`	`66 0F 01 CE`	Вызов определенных операций SEAM. Операция, которую необходимо выполнить, указана в RAX. ^{[ я ]}	ШОВ корень	( Сапфировые пороги ^{[ 6 ]}), Изумрудные пороги ^{[ 7 ]}
`SEAMRET`	`66 0F 01 CD`	Вернитесь к устаревшей корневой операции VMX из корневой операции SEAM VMX.	ШОВ корень
`SEAMCALL`	`66 0F 01 CF`	Вызов корневой операции SEAM VMX из устаревшей корневой операции VMX.	ВММ
`TDCALL`	`66 0F 01 CC`	Вызов монитора виртуальной машины из гостя TD, вызвав VMEXIT.	ТД Гость

^ Выполнение любой из инструкций VT-x VMM в гостевой виртуальной машине приведет к VMEXIT.
Если операция VMX не была введена через VMXON, то все инструкции VT-x (кроме VMXON) вызовет #UD.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Аргумент m64 для VMPTRLD, VMPTRST, VMCLEAR и VMXON представляет собой 64-битный физический адрес.
^ Аргумент m64 для VMXON — это 64-битный физический адрес «региона VMXON», который представляет собой регион размером 4 КБ, который должен быть выровнен по 4 КБ. Эта область может использоваться процессором для поддержки работы VMX в зависимости от реализации и никогда не должна быть доступна программному обеспечению до тех пор, пока процессор не прекратит работу VMX через VMXOFF инструкция.
^ Если включено «VMCS Shadowing» (доступно на Haswell и более поздних версиях), VMREAD и VMWRITE Инструкции также могут быть выполнены гостем.
^ VMCALL Инструкция также может быть выполнена VMM — это вызовет специальный выход из виртуальной машины SMM.

^ Типы аннулирования, доступные для reg аргумент INVEPT являются:

Ценить	Функция
1	Аннулирование одного контекста: аннулирование всех сопоставлений, связанных с указателем EPT в битах 63:0 дескриптора.
2	Глобальная аннулирование: аннулирование всех сопоставлений, связанных со всеми указателями EPT.

^ Типы аннулирования, доступные для reg аргумент INVVPID являются:

Ценить	Функция
0	Недопустимое сопоставление линейного адреса и VPID, указанных в дескрипторе. (В отличие от `INVLPG`, `INVVPID` завершится ошибкой при использовании с неканоническими адресами. ^{[ 4 ]})
1	Сделайте недействительными все сопоставления для VPID, указанного в дескрипторе.
2	Недействительность всех контекстов: делает недействительными все сопоставления для всех VPID, кроме VPID 0.
3	Сделайте недействительными все сопоставления для VPID, указанного в дескрипторе, за исключением глобальных преобразований.

^ Функции, доступные для VMFUNC в регистре EAX находятся:

ЕАХ	Функция
0	Переключение EPTP: переключение указателя расширенной таблицы страниц на один из 512 указателей таблиц, заранее подготовленных хостом виртуальной машины. ECX указывает, какой из 512 указателей использовать.
1-63	(Зарезервировано, вызовет VMEXIT)
≥64	Недействительно, приведет к #UD.

^ Операции, доступные для SEAMOPS в регистре RAX находятся:

РАКС	Операция
0 (ВОЗМОЖНОСТИ)	Возвращаемое растровое изображение поддерживаемых SEAMOPS уходит в RAX.
1 (ОТЧЕТ ПО ШВАМ)	Создайте структуру SEAMREPORT.

Любое неподдерживаемое значение в RAX вызовет исключение #GP(0).

Ссылки

^ AMD, Технология виртуализации AMD64 под кодовым названием «Pacifica» , публикация №. 33407, ред. 3.01, май 2005 г. Архивировано 13 июня 2011 г.
^ CPU-World, CPUID для AMD Turion 64 X2 RM-75 , 05 марта 2022 г. Архивировано 19 апреля 2023 г.
^ Intel, Семейство процессоров Intel® Atom™ S1200 для микросерверов. Техническое описание, том 1 из 2 , номер для заказа. 328194-001, декабрь 2012 г., стр. 44
^ Vulners, VMX: проблема перехвата INVLPG по неканоническому адресу , 20 января 2016 г.
^ Intel, Архитектурные расширения ЦП Trust Domain , номер заказа. 343754-002, май 2021 г.
^ SecurityWeek, Intel добавляет TDX в портфель конфиденциальных вычислений с выпуском процессоров Xeon 4-го поколения , 10 января 2023 г.
^ Intel, Какие процессоры Intel Xeon поддерживают расширения домена Intel Trust (Intel TDX)? , 11 июня 2024 г. — указывает на общую доступность TDX на рынке для процессоров Emerald Rapids, но ограниченную доступность для процессоров Sapphire Rapids. Архивировано 13 июня 2024 г.

[svm_opsiz-2] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Для аргумента rAX в VMRUN, VMLOAD, VMSAVE, INVLPGA и PVALIDATE инструкции, выбор AX/EAX/RAX зависит от размера адреса, который можно переопределить с помощью префикса 67h.

[3] Поддержка AMD-V была добавлена на этапе F AMD K8 и недоступна на более ранних стадиях.

[vmloadstore-4] Перейти обратно: ^а ^б The VMRUN инструкция загрузит только ограниченное подмножество состояний процессора - VMLOAD должен быть запущен раньше VMRUN для загрузки дополнительного состояния.
Аналогично, #VMEXIT сохранит в VMCB только ограниченное количество гостевого состояния. VMSAVE необходим для хранения дополнительного состояния.
Для простых условий перехвата, когда VMM не нужно использовать элементы состояния, обрабатываемые VMSAVE/ VMLOAD, VMM может улучшить производительность, воздерживаясь от выполнения VMSAVE/ VMLOAD перед повторным входом в виртуальную машину с помощью VMRUN.

[5] На процессорах, поддерживающих виртуализацию VMLOAD/VMSAVE ( Excavator и более поздние версии), VMLOAD и VMSAVE инструкции также могут выполняться в гостевом режиме.

[6] На процессорах, поддерживающих Virtual GIF ( Excavator и более поздние версии), STGI и CLGI инструкции также могут выполняться в гостевом режиме.

[8] VMGEXIT выполняется как VMMCALL если не выполняется гостем SEV-ES.

[9] Выполнение любой из инструкций VT-x VMM в гостевой виртуальной машине приведет к VMEXIT.
Если операция VMX не была введена через VMXON, то все инструкции VT-x (кроме VMXON) вызовет #UD.

[vmx_ptr64-10] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Аргумент m64 для VMPTRLD, VMPTRST, VMCLEAR и VMXON представляет собой 64-битный физический адрес.

[11] Аргумент m64 для VMXON — это 64-битный физический адрес «региона VMXON», который представляет собой регион размером 4 КБ, который должен быть выровнен по 4 КБ. Эта область может использоваться процессором для поддержки работы VMX в зависимости от реализации и никогда не должна быть доступна программному обеспечению до тех пор, пока процессор не прекратит работу VMX через VMXOFF инструкция.

[12] Если включено «VMCS Shadowing» (доступно на Haswell и более поздних версиях), VMREAD и VMWRITE Инструкции также могут быть выполнены гостем.

[13] VMCALL Инструкция также может быть выполнена VMM — это вызовет специальный выход из виртуальной машины SMM.

[14] Типы аннулирования, доступные для reg аргумент INVEPT являются:

Ценить Функция

1 Аннулирование одного контекста: аннулирование всех сопоставлений, связанных с указателем EPT в битах 63:0 дескриптора.

2 Глобальная аннулирование: аннулирование всех сопоставлений, связанных со всеми указателями EPT.

[17] Типы аннулирования, доступные для reg аргумент INVVPID являются:

Ценить Функция

0 Недопустимое сопоставление линейного адреса и VPID, указанных в дескрипторе.
(В отличие от INVLPG, INVVPID завершится ошибкой при использовании с неканоническими адресами. ^{[ 4 ]})

1 Сделайте недействительными все сопоставления для VPID, указанного в дескрипторе.

2 Недействительность всех контекстов: делает недействительными все сопоставления для всех VPID, кроме VPID 0.

3 Сделайте недействительными все сопоставления для VPID, указанного в дескрипторе, за исключением глобальных преобразований.

[18] Функции, доступные для VMFUNC в регистре EAX находятся:

ЕАХ Функция

0 Переключение EPTP: переключение указателя расширенной таблицы страниц на один из 512 указателей таблиц, заранее подготовленных хостом виртуальной машины.
ECX указывает, какой из 512 указателей использовать.

1-63 (Зарезервировано, вызовет VMEXIT)

≥64 Недействительно, приведет к #UD.

[20] Операции, доступные для SEAMOPS в регистре RAX находятся:

РАКС Операция

0 (ВОЗМОЖНОСТИ) Возвращаемое растровое изображение поддерживаемых SEAMOPS уходит в RAX.

1 (ОТЧЕТ ПО ШВАМ) Создайте структуру SEAMREPORT.

Любое неподдерживаемое значение в RAX вызовет исключение #GP(0).

[1] AMD, Технология виртуализации AMD64 под кодовым названием «Pacifica» , публикация №. 33407, ред. 3.01, май 2005 г. Архивировано 13 июня 2011 г.

[7] CPU-World, CPUID для AMD Turion 64 X2 RM-75 , 05 марта 2022 г. Архивировано 19 апреля 2023 г.

[15] Intel, Семейство процессоров Intel® Atom™ S1200 для микросерверов. Техническое описание, том 1 из 2 , номер для заказа. 328194-001, декабрь 2012 г., стр. 44

[16] Vulners, VMX: проблема перехвата INVLPG по неканоническому адресу , 20 января 2016 г.

[19] Intel, Архитектурные расширения ЦП Trust Domain , номер заказа. 343754-002, май 2021 г.

[21] SecurityWeek, Intel добавляет TDX в портфель конфиденциальных вычислений с выпуском процессоров Xeon 4-го поколения , 10 января 2023 г.

[22] Intel, Какие процессоры Intel Xeon поддерживают расширения домена Intel Trust (Intel TDX)? , 11 июня 2024 г. — указывает на общую доступность TDX на рынке для процессоров Emerald Rapids, но ограниченную доступность для процессоров Sapphire Rapids. Архивировано 13 июня 2024 г.

[ 1 ]

[ а ]

[ б ]

[ с ]

[ д ]

[ и ]

[ 2 ]

[ ж ]

[ а ]

[ б ]

[ с ]

[ д ]

[ и ]

[ ж ]

[ 3 ]

[ г ]

[ ч ]

[ 5 ]

[ я ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 4 ]

списки инструкций x86
Часть серии о
Основной (целый, системный, x87) SIMD (MMX, SSE, AVX, FMA, AMX) Виртуализация (VT-x, AMD-V, TDX) Криптографические (например, RDRAND, AES-NI) Снято с производства (например, 3DNow!, MPX, XOP)
v т и