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硬科技:为何x86的虚拟化这么难搞(上) (152220)

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笔者常常不小心用注音输入法打成「淫笑卡」的音效卡,没事就被写成「嘘你话」的虚拟化(Virtaulization),是一个涵盖范围甚广甚至无所不在的技术名词,从个人电脑玩家琅琅上口的硬体虚拟化,一路到程式设计师耳孰能详的应用程式介面(API, Application Programming Interface),都是虚拟化的应用范围。

先了解一下维基百科对于虚拟化的定义:

在计算机技术中,虚拟化或虚拟技术(Virtualization)是一种资源管理技术,是将电脑的各种实体资源(CPU、记忆体、磁碟空间、网路适配器等),予以抽象、转换后呈现出来并可供分割、组合为一个或多个电脑组态环境。由此,打破实体结构间的不可切割的障碍,使用户可以比原本的组态更好的方式来应用这些电脑硬体资源。这些资源的新虚拟部份是不受现有资源的架设方式,地域或物理组态所限制。一般所指的虚拟化资源包括计算能力和资料储存。


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延伸阅读:
书评-虚拟化技术的世界,远比你想像的宽广

再赢3场 红军就初霸英超

马内庆祝攻入比赛第二颗进球。 “红军”利物浦再胜3场就首夺英超冠军! 此前在英超和足总杯赛场两连败的利物浦周六重返赢球轨道,2比1逆转战胜伯恩茅斯。红军已取得27场胜利,胜场数已经超过了阿仙纳不败夺冠的那个赛季(26场)。 利物浦创造的另一个纪录是联赛主场22连胜,这个数据打破了他们自己在1972年所创造的主场21连胜的英格兰顶级联赛的主场连胜纪录。此外,在过往的55场英超主场比赛中,利物浦取得了45胜10平保持不败。 只要再赢3场,红军就将能够提前6轮赢到本赛季的英超冠军。利物浦上一次在联赛中夺冠还要追溯至1989/90赛季,那个赛季利物浦的主帅还是传奇达格利什。 此役,第9分钟,客队的威尔逊推射空门得手。利物浦射脚萨拉赫第25分钟的打门从对方后卫双腿之间穿过,贴球门左侧立柱入网。萨

但在了解虚拟化技术之前,应该要对真实世界的电脑具备完整的认知,特别是近代多工作业系统的概念以及「同时」执行多个应用程式的方式,这会让各位科科更进一步的体认到「指令集架构」作为「电脑的基础语言」和「软体硬体之间的介面」的角色。

「系统核心模式」vs.「使用者模式」

兼具管理驱动程式与系统底层的「系统核心模式(Kernel Mode)」与负责应用程式执行的「使用者模式(User Mode)」,定义出2种最基本运作权限的「双模式运作(Dual Mode)」是近代多工作业系统的基础,保护系统档案与共用资源,确保作业系统核心免于一般使用者的破坏与互相干扰,也是需要处理器提供相对应执行权限、系统管理指令、中断例外处理流程与记忆体保护机制的地方。

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当科科按下电脑的电源钮时,会发生以下的开机顺序:


处理器从唯读记忆体(Boot ROM)撷取并执行系统自我检测程式(POST,Power-On Self-Test)。 从硬体或SSD等储存媒介读取作业系统载入器(OS Loader)。 将作业系统核心(Kernel)载入到记忆体。 开始在系统核心模式(Kernel Mode)执行作业系统核心。 陆续载入装置驱动程式(Device Driver),直到可完全运行电脑的基本功能。 进入执行阶段(Runtime)后,作业系统启动使用者模式(User Mode),载入与执行应用程式。

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应用程式透过「例外、设陷、系统呼叫」要求资源

可能影响系统底层「动摇国本」的处理器指令,都应定义为只能在系统核心模式执行的「特权指令(Privileged Instruction),处理器仅允许这些指令在系统核心模式执行。

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  • 2020-05-21 00:38:33

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