Facoltà di Ingegneria Tesi di laurea ANALISI DELLE TECNOLOGIE ...

2.3.2 Problemi nella virtualizzazione software-only
Abbiamo visto il sistema di protezione ad anelli dei processori x86 e il fatto che la
virtualizzazione software-only implica la tecnica del “ring deprivileging”, che prevede che
tutti i guest OS siano eseguiti a un livello di privilegio maggiore di 0 (in generale al livello 1 o
al livello 3).
I problemi che s’incontrano nel virtualizzare l’hardware con tecniche solo software sono
molteplici [22]:
Ring aliasing
Il ring aliasing si riferisce al problema che sorge quando un software viene eseguito a
un livello di privilegio diverso da quello per il quale è stato scritto.
Address-space compression
Il sistema operativo si aspetta di avere accesso a tutto lo spazio indirizzabile virtuale
del processore. L’hypervisor deve riservarsi una porzione dello spazio indirizzabile del
guest; le istruzioni dell’hypervisor e le strutture dati, in questo modo, usano una
quantità sostanziale dello spazio indirizzabile del guest. In un modo alternativo,
l’hypervisor può usare uno spazio di indirizzamento diverso, ma anche in questo caso
usa una quantità, seppur minima, dello spazio virtuale indirizzabile del guest, per le
strutture di controllo che gestiscono le transizioni tra l’OS guest e l’hypervisor.
L’hypervisor, inoltre, deve evitare l’accesso del guest alla porzione dello spazio
indirizzabile che usa, altrimenti si può compromettere l’integrità dell’hypervisor (se il
guest può leggere o scrivere in quella porzione). I tentativi del guest di accedere alle
porzioni di spazio riservate devono generare transizioni verso l’hypervisor, che può
emulare o supportarle; l’espressione “address-space compression” indica appunto i
tentativi di proteggere le parti di memoria riservate e di supportare gli accessi del
guest ad esse.
Non-faulting access to privileged state
La protezione “privilege-based” evita che software senza diritti di privilegio acceda
alla CPU; nella maggior parte dei casi i tentativi di accesso si risolvono in guasti
(faults), che permettono all’hypervisor di emulare l’istruzione richiesta dal guest.
Tuttavia abbiamo visto che ci sono istruzioni che non generano faults quando sono
eseguite senza i privilegi sufficienti.
38