intel manual: EPT Translatin Mechanism

      继续接着理解并且翻译，这部分算是EPT翻译机制最核心部分了，的确有一些难理解，我看了好几遍也不敢说完全掌握所以翻译留着继续看，每次体会都不同，索性这次直接翻译过来放这了，方便自己后面再来看。如果下面哪儿有错误欢迎留言区指出，谢谢。

       EPT转换机制仅使用每个客户物理地址的Bit 47：0. 它使用4的页表遍历长度，也就是说访问最多4个EPT分页结构项去翻译一个客户机物理地址(GPA)。这48位由逻辑处理器划分以遍历EPT分页结构。

• 一个4 KB自然对齐的EPT PML4表位于扩展页表指针（EPTP）的Bit 51:12中指定的物理地址，该指针是VM执行控制字段(see Table 24-8 in Section 24.6.11)。一个EPT PML4表包括512个64位条目(EPT PML4Es)，使用如下定义的物理地址选择EPT PML4E：

        ——Bits 63:52 are all 0.

        ——Bits 51:12 are from the EPTP.

        ——Bits 11:3 are bits 47:39 of the GPA(guest-physical address).

        ——Bits 2:0 are all 0.

        因为一个EPT PML4E使用客户机物理地址的Bit 47:39来标识，所以它控制对客户机物理地址空间的512 GB的访问区域。一个EPT PML4E格式如下表1所示：

                        表1  一个引用EPT页目录指针表的EPT PML4条目(EPT PML4E)的格式                                       

• 一个4KB自然对齐的EPT分页目录指针表(PDPT)位于EPT PML4E的Bits 51:12中指定的物理地址。一个EPT 分页目录指针表包含512个64 bit的条目(EPT PDPTE)。使用如下定义的物理地址选择EPT PDPTE：

        ——Bits 63:52 are all 0.

        ——Bits 51:12 are from the EPT PML4E

        ——Bits 11:3 are bits 38:30 of the GPA.

        ——Bits 2:0 are all 0.

 

接着，因为一个EPT PDPTE使用客户机物理地址的Bit 47:39来标识，所以它控制着对客户机物理地址空间的1 GB的访问区域。使用EPT PDPTE取决于EPT PDPT entry中Bti 7的值：

• IF EPT PDPTE中Bit 7是1，则EPT PDPTE映射1GB的页。最终的物理地址计算如下:

        ——Bits 63:52 are all 0

        ——Bits 51:30 are from the EPT EPTPE

        ——Bits 29:0 are from the original GPA

        表2给出了映射1 GB页的EPT PDPTE的格式。

                       表2 一个映射1GB分页的EPT分页目录指针表条目(EPT PDPTE)的格式

• IF EPT PDPTE中Bit 7是0，一个4KB自然对齐的EPT分页目录(PDE)位于EPT PDPTE的Bits 51:12中指定的物理地址。一个EPT 分页目录包含了512个64位条目(PDEs)。使用如下定义的物理地址选择EPT PDPTE：

        ——Bits 63:52 are all 0.

        ——Bits 51:12 are from the EPT PDPTE

        ——Bits 11:3 are bits 29:21 of the GPA.

        ——Bits 2:0 are all 0.

        表3给出了引用EPT页面目录的EPT PDPTE的格式。

                 表3 一个引用EPT分页目录的EPT分页目录指针表项(EPT PDPTE)的格式

接着，因为一个EPT PDE使用客户机物理地址的Bit 47:21来标识，所以它控制着对客户机物理地址空间的2MB的访问区域。使用EPT PDE取决于EPT PD entry中Bit 7的值：

• IF EPT PDE中Bit 7是1，则EPT PDE映射2MB的页。最终的物理地址计算如下:

        ——Bits 63:52 are all 0

        ——Bits 51:21 are from the EPT EPE

        ——Bits 20:0 are from the original GPA

        表4给出了一个映射2MB页的EPT PDE的格式。

                 表4 一个映射2MB分页的EPT分页目录条目(EPT PDE)的格式

• IF EPT PDE中Bit 7是0，一个4KB自然对齐的EPT页表位于EPT PDE的Bits 51:12中指定的物理地址。一个EPT页表包含了512个64位条目(PTEs)。使用如下定义的物理地址选择EPT PTE：

        ——Bits 63:52 are all 0.

        ——Bits 51:12 are from the EPT PDE

        ——Bits 11:3 are bits 20:12 of the GPA.

        ——Bits 2:0 are all 0.

        表5给出了引用EPT页面目录的EPT PDE的格式。

                 表5 一个引用EPT页表的EPT分页目录项(EPT PDE)的格式

• 最后，因为一个EPT PTE使用客户机物理地址的Bit 47:21来标识，所以它每一个EPT PTE映射一个4KB页。最终计算的物理地址如下：

        — Bits 63:52 are all 0.

        — Bits 51:12 are from the EPT PTE.

        — Bits 11:0 are from the original guest-physical address.

        表6给出了一个EPT PTE的格式

                  表6 一个映射4KB页的EPT页表条目的格式

       

        如果Bit 2:0中任何一个为1则存在EPT分页结构条目，否则该条目不存在。处理器忽略Bits 62:3并且既不使用该条目去链接另一个EPT分页结构条目，也不使用该条目来产生物理地址。使用GPA的引用，其翻译遇到不存在的EPT分页结构会导致EPT violation(Section 28.2.3.2).(If the ”EPT-violation #VE” VM-excution control is 1, 则只有当Bit 63是0时EPT violation才可转换为虚拟化异常(Section 25.6.1)；IF the ”EPT-violation #VE” VM-excution control is 0，则忽略该位)。

注意：IF the “mode-based execute control for EPT” VM-execution control is 1, 如果bits 2:0或bit 10中任何一个为1，则存在一个EPT分页结构条目。如果bit2:0是0但bit 10是1，则该条目通常用于链接另一个EPT分页结构条目或产生物理地址。

 

        总结，上面的讨论描述了EPT分页结构如何互相链接以及逻辑处理器在翻译一个gpa时是如何便利这些结构的。此处没有涵盖所有翻译过程的细节。其他更详细的内容如下：

• 翻译过程可能导致VM exit的情况(又是在过程完成之前)在section 28.2.3中描述
• EPT翻译机制和内存类型之间的互相作用在section 28.2.6中描述

        图1给出了EPTP(extended-page-table pointer)格式和EPT分页结构条目的简介。对对EPT分页结构条目，它分别标识映射页面条目的格式，引用其他EPT分页结构条目的格式，以及不存在的分页结构条目。Bit2:0和Bit7被突出显示因为它们确定如何使用分页结构(图28-1不包含if the “mode-based execute control for EPT” VM-execution control is 1, if any of bits 2:0或bit 10中任何一个为1则存在分页结构条目的情况)。

                                                  图1 EPTP和EPT分页结构条目的格式

 

参考：

《Intel® 64 and IA-32 Architectures Software Developer’s Manual Volume 3 (3A, 3B & 3C): System Programming Guide》