zhouhe VT(四) _VMCS

vmxon到vmlaunch期间

一、为每个虚拟机分配4kb大小空间

Intel手册第三卷31.6

在VMX功能MSR IA32_VMX_BASIC指定的大小的非分页内存中创建一个VMCS区域，对齐为4 kb

把前31位初始化为版本号，清除前四个字节的第31位

二、vmclear

通过提供的guest-VMCS地址来执行VMCLEAR

vmclear 通过检测EFLAG.cf位与EFLAG.ZF位来判断vmclear是否正确执行

三、VMPTRLD

通过提供的guest-VMCS地址来执行VMPTRLD

这将使用新的VMCS区域的物理地址初始化工作VMCS指针

四、VMWRITE

发出一个vmwrite序列来初始化工作的VMCS中的各个主机状态区域字段，初始化将在后续VM退出客户机时设置VMM的上下文和入口点。主机状态字段包括控制寄存器(CRO, CR3和CR4)，段寄存器(CS, SS, DS, ES, FS, GS和TR)的选择器字段，和基址字段(FS, GS, TR, GDTR和IDTR;RSP、RIP和控制快速系统调用的msr)

使用vmwrite在VMCS中设置虚拟机退出控制字段、虚拟机进入控制字段和虚拟机执行控制字段。应该注意确保各个字段的设置与VMX能力msr报告的相应控件允许的O和1设置相匹配(见附录A)。任何与能力msr报告的设置不一致的设置将导致VM条目失败。

使用VMWRITE在工作的VMCS中初始化各种来宾状态区域字段。这将在VM入口时为来宾执行设置上下文和入口点。第27章描述了客户机状态的加载和处理器对VM条目进行的检查，以保护和执行virtual-8086客户机

五、VMLAUNCH

执行vmlaunch后，通过检查EFLAG寄存器的ZF位或CF位来检测是否运行成功,

VM-instruction错误字段将会包含错误代码

六、VMCSs的概念(附)

VMCSs:virtual-machine control data structures虚拟机控制结构

Intel手册第三卷24.1

逻辑处理器在VMX操作时使用虚拟机控制数据结构(VMCSs)。它们管理进入和退出VMX非root操作(虚拟机入口和虚拟机出口)，以及VMX非root操作中的处理器行为。这个结构由新的指令VMCLEAR、VMPTRLD、VMREAD和VMWRITE操作。

每个guest对应一个这样的结构

七、VMX的root与no-root的概念(附)

处理器对虚拟化的支持是通过一种称为VMX操作的处理器操作形式提供的。VMX操作有两种:VMX根操作和VMX非根操作。通常，VMM将在VMX根操作中运行，而客户软件将在VMX非根操作中运行。

VMX根操作和VMX非根操作之间的转换称为VMX转换。VMX转换有两种。过渡到VMX非根操作称为VM条目。从VMX的非根操作过渡到VMX的根操作称为虚拟机退出。

VMX根操作中的处理器行为与VMX操作之外的处理器行为非常相似。主要的区别是一组新的指令(VMX指令)是可用的，并且可以加载到某些控制寄存器的值是有限的(参见第23.8节)。

VMX非根操作中的处理器行为受到限制和修改，以促进虚拟化。

VMX非根操作和VMX转换由一种称为虚拟机控制结构(VMCS)的数据结构控制。

通过称为VMCS指针(每个逻辑处理器一个)的处理器状态组件来管理对VMCS的访问。VMCS指针的值为该VMCS的64位地址。VMCS指针的读写使用VMPTRST和VMPTRLD指令。

VMM通过VMREAD、VMWRITE和VMCLEAR指令配置VMCS。

VMM可以为它支持的每个虚拟机使用不同的vmcs。对于具有多个逻辑处理器(虚拟处理器)的虚拟机，VMM可以为每个虚拟处理器使用不同的VMCS。

八、执行失败返回的错误号

解决错误号为7的control错误

vm control fields vm控制域:

九、vm execution control

1、Pin-Based

基于pin的虚拟机执行控制构成了一个32位的向量，该字段中所有其他的位都被保留，一些为0，一些为1。软件应该参考VMX能力MSRs ia32_vmx_pinbased_ctl和ia32_vmx_true_pinbased_ctl来确定如何设置预留位。如果预留位设置不正确，将导致后续的虚拟机表项失败

A.3.1中介绍了MSR寄存器 ia32_vmx_pinbased_ctl，它是下标为481h的控制寄存器

它的后32位决定了32位向量必须置1的位，前32位决定了32位向量必须置0的位

必须置1的位：1.2.4

2、Processor-Based

一些必须设置的位依赖于IA32_VMX_PROCBASED_CTLS msr寄存器

1,4,5,6,7,13,14,15,16,26位必须设为1

也就是说读写CR3的时候必须退出虚拟机

其他的位我们也可以自己去设置，如第23位的调试域...

再如第28位，如果我们把这一位设置为0，虚拟机里的MSR寄存器都为0，如果虚拟机想要操作MSR寄存器的话，就要被宿主机拦截

十、vm exit control

24.7.1

依赖于IA32_VMX_EXIT_CTLS寄存器

下表为483的msr寄存器

十一、vm entry control

依赖于IA32_VMX_ENTRY_CTLS寄存器，这是下标为484的msr寄存器

解决错误号为8的host错误

Host state fields 主机状态域它决定了虚拟机中断或发生异常怎样返回Host或返回Host的哪个地址

十二、HOST-STATE AREA

24.5

我们需要在虚拟机中向这些寄存器中添值

如CR0 CR3 CR4寄存器，RSP,RIP,寄存器，各种段选择子(除了LDTR)

FS,GS,TR,GDTR,IDTR段寄存器的基址

CS,ESP,EIP寄存器的值

这里需要 & 0xfff8的原因是，切换成0环段选择子

...目前用到的代码文件

主要代码:

vtsystem.c:

#include "vtsystem.h"
#include "vtasm.h"
#include "exithandler.h"
VMX_CPU g_VMXCPU;

static ULONG  VmxAdjustControls(ULONG Ctl, ULONG Msr)
{
    LARGE_INTEGER MsrValue;
    MsrValue.QuadPart = Asm_ReadMsr(Msr);
    Ctl &= MsrValue.HighPart;     /* bit == 0 in high word ==> must be zero */
    Ctl |= MsrValue.LowPart;      /* bit == 1 in low word  ==> must be one  */
    return Ctl;
}


void SetupVMCS()
{
    ULONG GdtBase, IdtBase;
    GdtBase = Asm_GetGdtBase();
    IdtBase = Asm_GetIdtBase();

    //1、Guest state fields
    //2、Host state fields
    Vmx_VmWrite(HOST_CR0, Asm_GetCr0());
    Vmx_VmWrite(HOST_CR3, Asm_GetCr3());
    Vmx_VmWrite(HOST_CR4, Asm_GetCr4());

    Vmx_VmWrite(HOST_ES_SELECTOR, Asm_GetEs() & 0xFFF8);    //调成0环的段选择子//
    Vmx_VmWrite(HOST_CS_SELECTOR, Asm_GetCs() & 0xFFF8);
    Vmx_VmWrite(HOST_DS_SELECTOR, Asm_GetDs() & 0xFFF8);
    Vmx_VmWrite(HOST_FS_SELECTOR, Asm_GetFs() & 0xFFF8);
    Vmx_VmWrite(HOST_GS_SELECTOR, Asm_GetGs() & 0xFFF8);
    Vmx_VmWrite(HOST_SS_SELECTOR, Asm_GetSs() & 0xFFF8);
    Vmx_VmWrite(HOST_TR_SELECTOR, Asm_GetTr() & 0xFFF8);

    Vmx_VmWrite(HOST_TR_BASE, 0x80042000);      //tr寄存器在5号段选择子上，直接查，为0x80042000//   直接填充为tr的基地址//

    Vmx_VmWrite(HOST_GDTR_BASE, GdtBase);
    Vmx_VmWrite(HOST_IDTR_BASE, IdtBase);

    Vmx_VmWrite(HOST_IA32_SYSENTER_CS, Asm_ReadMsr(MSR_IA32_SYSENTER_CS) & 0xFFFFFFFF);
    Vmx_VmWrite(HOST_IA32_SYSENTER_ESP, Asm_ReadMsr(MSR_IA32_SYSENTER_ESP) & 0xFFFFFFFF);
    Vmx_VmWrite(HOST_IA32_SYSENTER_EIP, Asm_ReadMsr(MSR_IA32_SYSENTER_EIP) & 0xFFFFFFFF); // KiFastCallEntry

    Vmx_VmWrite(HOST_RSP, ((ULONG)g_VMXCPU.pStack) + 0x1000);     //Host 临时栈    //为后面的中断单独分配一个栈，防止线程切换的时候影响到后续程序的执行// 栈顶
    Vmx_VmWrite(HOST_RIP, (ULONG)VMMEntryPoint);                  //这里定义我们的VMM处理程序入口

     
    //3、vm-control fields
    //  3.1、vm execution control
     Vmx_VmWrite(PIN_BASED_VM_EXEC_CONTROL, VmxAdjustControls(0, MSR_IA32_VMX_PINBASED_CTLS));
     Vmx_VmWrite(CPU_BASED_VM_EXEC_CONTROL, VmxAdjustControls(0, MSR_IA32_VMX_PROCBASED_CTLS));
    //  3.2、vm exit control
     Vmx_VmWrite(VM_EXIT_CONTROLS, VmxAdjustControls(0, MSR_IA32_VMX_EXIT_CTLS));
    //  3.3、vm entry control
    Vmx_VmWrite(VM_ENTRY_CONTROLS, VmxAdjustControls(0, MSR_IA32_VMX_ENTRY_CTLS));
}     
NTSTATUS StartVirtualTechnology()
{
    _CR4 uCr4;
    _EFLAGS uEflags;
    if(!IsVTEnabled())
    {
        return STATUS_UNSUCCESSFUL;
    }
    *((PULONG)&uCr4) = Asm_GetCr4();
    uCr4.VMXE = 1;      //第一步，开锁完成//

    Asm_SetCr4(*((PULONG)&uCr4));
    g_VMXCPU.pVMXONRegion = ExAllocatePoolWithTag(NonPagedPool,0x1000,'tlsn');//最多分配4k，还要满足4k大小对齐//那这里直接分配4k//
 
    RtlZeroMemory(g_VMXCPU.pVMXONRegion, 0x1000);
    *(PULONG)g_VMXCPU.pVMXONRegion = 1;// //

    g_VMXCPU.pVMXONRegion_PA = MmGetPhysicalAddress(g_VMXCPU.pVMXONRegion);//virtual add to phy add//
 

    Vmx_VmxOn(g_VMXCPU.pVMXONRegion_PA.LowPart,g_VMXCPU.pVMXONRegion_PA.HighPart);//第二步，开启VmxOn模式//

    *((PULONG)&uEflags) = Asm_GetEflags();  
    if(uEflags.CF != 0)
    {
        Log("Error: VMXON指令调用失败!", 0);
        ExFreePool(g_VMXCPU.pVMXONRegion);

        return STATUS_UNSUCCESSFUL;
    }
    Log("vmcon success", 0);

    //为虚拟机分配4kb//
    g_VMXCPU.pVMCSRegion = ExAllocatePoolWithTag(NonPagedPool, 0x1000, 'vmcs');//最多分配4k，还要满足4k大小对齐//那这里直接分配4k//
    RtlZeroMemory(g_VMXCPU.pVMCSRegion, 0x1000);
    *(PULONG)g_VMXCPU.pVMCSRegion = 1;//

    g_VMXCPU.pVMCSRegion_PA = MmGetPhysicalAddress(g_VMXCPU.pVMCSRegion);//virtual add to phy add//


    Vmx_VmClear(g_VMXCPU.pVMCSRegion_PA.LowPart, g_VMXCPU.pVMCSRegion_PA.HighPart); //第三步拔电源//

    //第四步，选中机器 (我们可能有很多虚拟机，我们要进行选择)//
    Vmx_VmPtrld(g_VMXCPU.pVMCSRegion_PA.LowPart, g_VMXCPU.pVMCSRegion_PA.HighPart);

    g_VMXCPU.pStack = ExAllocatePoolWithTag(NonPagedPool, 0x1000, 'stck');  //栈//
    RtlZeroMemory(g_VMXCPU.pVMCSRegion, 0x1000);

    Log("host_stack: ", g_VMXCPU.pStack);
    //第五步,设置vmcs(vmwrite)  ,装机//设置大量寄存器信息//
    SetupVMCS();  

    //第六步...
    Vmx_VmLaunch(); //执行成功，直接跳走，不再向下执行,执行失败，EFLAG的CF或ZF位置1//       VM - instruction错误字段将会包含错误代码//

    Log("ERROR: VmLaunch指令调用失败！！！！！！",Vmx_VmRead(VM_INSTRUCTION_ERROR));    //从错误字段中读取错误号// Intel第三卷 30-4中可以查看错误号//

    return STATUS_SUCCESS;
}
NTSTATUS StopVirtualTechnology()
{
    _CR4 uCr4;
    Vmx_VmxOff();       //关柜门

    *((PULONG)&uCr4) = Asm_GetCr4();
    uCr4.VMXE = 0;      //关锁//
    Asm_SetCr4(*((PULONG)&uCr4));

    ExFreePool(g_VMXCPU.pVMXONRegion);//在内核分配的内存需要我们自己手动释放//

    DbgPrint("VT Stop");
    return STATUS_SUCCESS;
}

BOOLEAN IsVTEnabled()  //判断主机能不能开启vt//
{
    ULONG       uRet_EAX, uRet_ECX, uRet_EDX, uRet_EBX;
    _CPUID_ECX  uCPUID;
    _CR0        uCr0;
    _CR4    uCr4;
    IA32_FEATURE_CONTROL_MSR msr;
    //1. CPUID
    Asm_CPUID(1, &uRet_EAX, &uRet_EBX, &uRet_ECX, &uRet_EDX);
    *((PULONG)&uCPUID) = uRet_ECX;

    if (uCPUID.VMX != 1)
    {
        Log("ERROR: 这个CPU不支持VT!",0);
        return FALSE;
    }

    // 2. MSR
    *((PULONG)&msr) = (ULONG)Asm_ReadMsr(MSR_IA32_FEATURE_CONTROL);
    if (msr.Lock!=1)
    {
        Log("ERROR:VT指令未被锁定!",0);
        return FALSE;
    }

    // 3. CR0 CR4
    *((PULONG)&uCr0) = Asm_GetCr0();
    *((PULONG)&uCr4) = Asm_GetCr4();

    if (uCr0.PE != 1 || uCr0.PG!=1 || uCr0.NE!=1)
    {
        Log("ERROR:这个CPU没有开启VT!",0);
        return FALSE;
    }

    if (uCr4.VMXE == 1)
    {
        Log("ERROR:这个CPU已经开启了VT!",0);
        Log("可能是别的驱动已经占用了VT，你必须关闭它后才能开启。",0);
        return FALSE;
    }


    Log("SUCCESS:这个CPU支持VT!",0);
    return TRUE;
}

阶段实验:

完美断下

十三、Guest state fields

上图的实验会报 0x80000012错误

1、错误号的查看

24.9.1

如我们的错误码第31位为1，说明VM进入失败

2、设置寄存器

Intel 第三卷24.4

加载寄存器信息的方法我都写到了代码中

代码如下

vtsystem.c

#include "vtsystem.h"
#include "vtasm.h"
#include "exithandler.h"
VMX_CPU g_VMXCPU;


static ULONG  VmxAdjustControls(ULONG Ctl, ULONG Msr)
{
    LARGE_INTEGER MsrValue;
    MsrValue.QuadPart = Asm_ReadMsr(Msr);
    Ctl &= MsrValue.HighPart;     /* bit == 0 in high word ==> must be zero */
    Ctl |= MsrValue.LowPart;      /* bit == 1 in low word  ==> must be one  */
    return Ctl;
}

void __declspec(naked) GuestEntry()     //guest入口//
{
    //加载段选择子与基址//
    __asm {
        mov ax, es
        mov es, ax

        mov ax, ds
        mov ds, ax

        mov ax, fs
        mov fs, ax

        mov ax, gs
        mov gs, ax

        mov ax, ss
        mov ss, ax
    }
    Vmx_VmCall();//vmcall功能就是回到host//

}


void SetupVMCS()
{
    ULONG GdtBase, IdtBase;
    GdtBase = Asm_GetGdtBase();
    IdtBase = Asm_GetIdtBase();

    //1、Guest state fields
    
    Vmx_VmWrite(GUEST_CR0, Asm_GetCr0());
    Vmx_VmWrite(GUEST_CR3, Asm_GetCr3());
    Vmx_VmWrite(GUEST_CR4, Asm_GetCr4());

    Vmx_VmWrite(GUEST_DR7, 0x400);//Dr7调试寄存器默认就是0x400//
    Vmx_VmWrite(GUEST_RFLAGS, Asm_GetEflags() & ~0x200);    //eflag寄存器关中断//cli

    Vmx_VmWrite(GUEST_ES_SELECTOR, Asm_GetEs() & 0xFFF8);   
    Vmx_VmWrite(GUEST_CS_SELECTOR, Asm_GetCs() & 0xFFF8);
    Vmx_VmWrite(GUEST_DS_SELECTOR, Asm_GetDs() & 0xFFF8);
    Vmx_VmWrite(GUEST_FS_SELECTOR, Asm_GetFs() & 0xFFF8);
    Vmx_VmWrite(GUEST_GS_SELECTOR, Asm_GetGs() & 0xFFF8);
    Vmx_VmWrite(GUEST_SS_SELECTOR, Asm_GetSs() & 0xFFF8);
    Vmx_VmWrite(GUEST_TR_SELECTOR, Asm_GetTr() & 0xFFF8);

    Vmx_VmWrite(GUEST_ES_AR_BYTES, 0x10000); //Intel手册第三卷 Table 24-2 把这些段选择子设为不可用的段选择子需要第16位置1//   
    Vmx_VmWrite(GUEST_FS_AR_BYTES, 0x10000);                               //防止CPU当作可用，而加载错误的属性//
    Vmx_VmWrite(GUEST_DS_AR_BYTES, 0x10000);                               //防止CPU当作可用，而加载错误的属性//
    Vmx_VmWrite(GUEST_SS_AR_BYTES, 0x10000);                               //防止CPU当作可用，而加载错误的属性//
    Vmx_VmWrite(GUEST_GS_AR_BYTES, 0x10000);                               //防止CPU当作可用，而加载错误的属性//
    Vmx_VmWrite(GUEST_LDTR_AR_BYTES, 0x10000);                             //防止CPU当作可用，而加载错误的属性//

    Vmx_VmWrite(GUEST_CS_AR_BYTES, 0xc09b);     //直接读的1号段描述符//
    Vmx_VmWrite(GUEST_CS_BASE, 0);
    Vmx_VmWrite(GUEST_CS_LIMIT, 0xffffffff);

    Vmx_VmWrite(GUEST_TR_AR_BYTES, 0x008b); //5号//
    Vmx_VmWrite(GUEST_TR_BASE, 0x80042000);
    Vmx_VmWrite(GUEST_TR_LIMIT, 0x20ab);


    Vmx_VmWrite(GUEST_GDTR_BASE, GdtBase);
    Vmx_VmWrite(GUEST_GDTR_LIMIT, Asm_GetGdtLimit());
    Vmx_VmWrite(GUEST_IDTR_BASE, IdtBase);
    Vmx_VmWrite(GUEST_IDTR_LIMIT, Asm_GetIdtLimit());

    //Vmx_VmWrite(GUEST_IA32_DEBUGCTL, Asm_ReadMsr(MSR_IA32_DEBUGCTL) & 0xFFFFFFFF);    
    //Vmx_VmWrite(GUEST_IA32_DEBUGCTL_HIGH, Asm_ReadMsr(MSR_IA32_DEBUGCTL) >> 32);  

    Vmx_VmWrite(GUEST_SYSENTER_CS, Asm_ReadMsr(MSR_IA32_SYSENTER_CS) & 0xFFFFFFFF);
    Vmx_VmWrite(GUEST_SYSENTER_ESP, Asm_ReadMsr(MSR_IA32_SYSENTER_ESP) & 0xFFFFFFFF);
    Vmx_VmWrite(GUEST_SYSENTER_EIP, Asm_ReadMsr(MSR_IA32_SYSENTER_EIP) & 0xFFFFFFFF); // KiFastCallEntry

    Vmx_VmWrite(GUEST_RSP, ((ULONG)g_VMXCPU.pStack) + 0x1000);     //Guest 临时栈  //上半4kb给guest使用//
    Vmx_VmWrite(GUEST_RIP, (ULONG)GuestEntry);                     // 客户机的入口点

    Vmx_VmWrite(VMCS_LINK_POINTER, 0xffffffff);                     //不使用shadow vmcs，都置成f//
    Vmx_VmWrite(VMCS_LINK_POINTER_HIGH, 0xffffffff);                //不使用shadow vmcs，都置成f//



    //2、Host state fields
    Vmx_VmWrite(HOST_CR0, Asm_GetCr0());
    Vmx_VmWrite(HOST_CR3, Asm_GetCr3());
    Vmx_VmWrite(HOST_CR4, Asm_GetCr4());

    Vmx_VmWrite(HOST_ES_SELECTOR, Asm_GetEs() & 0xFFF8);    //Intel规定后三位必须为0//
    Vmx_VmWrite(HOST_CS_SELECTOR, Asm_GetCs() & 0xFFF8);
    Vmx_VmWrite(HOST_DS_SELECTOR, Asm_GetDs() & 0xFFF8);
    Vmx_VmWrite(HOST_FS_SELECTOR, Asm_GetFs() & 0xFFF8);
    Vmx_VmWrite(HOST_GS_SELECTOR, Asm_GetGs() & 0xFFF8);
    Vmx_VmWrite(HOST_SS_SELECTOR, Asm_GetSs() & 0xFFF8);
    Vmx_VmWrite(HOST_TR_SELECTOR, Asm_GetTr() & 0xFFF8);

    Vmx_VmWrite(HOST_TR_BASE, 0x80042000);      //tr寄存器在5号段选择子上，直接查，为0x80042000//   直接填充为tr的基地址//

    Vmx_VmWrite(HOST_GDTR_BASE, GdtBase);
    Vmx_VmWrite(HOST_IDTR_BASE, IdtBase);

    Vmx_VmWrite(HOST_IA32_SYSENTER_CS, Asm_ReadMsr(MSR_IA32_SYSENTER_CS) & 0xFFFFFFFF);
    Vmx_VmWrite(HOST_IA32_SYSENTER_ESP, Asm_ReadMsr(MSR_IA32_SYSENTER_ESP) & 0xFFFFFFFF);
    Vmx_VmWrite(HOST_IA32_SYSENTER_EIP, Asm_ReadMsr(MSR_IA32_SYSENTER_EIP) & 0xFFFFFFFF); // KiFastCallEntry

    Vmx_VmWrite(HOST_RSP, ((ULONG)g_VMXCPU.pStack) + 0x2000);     //Host 临时栈    //为后面的中断单独分配一个栈，防止线程切换的时候影响到后续程序的执行// 栈顶
    Vmx_VmWrite(HOST_RIP, (ULONG)VMMEntryPoint);                  //这里定义我们的VMM处理程序入口

     
    //3、vm-control fields
    //  3.1、vm execution control
     Vmx_VmWrite(PIN_BASED_VM_EXEC_CONTROL, VmxAdjustControls(0, MSR_IA32_VMX_PINBASED_CTLS));
     Vmx_VmWrite(CPU_BASED_VM_EXEC_CONTROL, VmxAdjustControls(0, MSR_IA32_VMX_PROCBASED_CTLS));
    //  3.2、vm exit control
     Vmx_VmWrite(VM_EXIT_CONTROLS, VmxAdjustControls(0, MSR_IA32_VMX_EXIT_CTLS));
    //  3.3、vm entry control
    Vmx_VmWrite(VM_ENTRY_CONTROLS, VmxAdjustControls(0, MSR_IA32_VMX_ENTRY_CTLS));
}     
NTSTATUS StartVirtualTechnology()
{
    _CR4 uCr4;
    _EFLAGS uEflags;
    if(!IsVTEnabled())
    {
        return STATUS_UNSUCCESSFUL;
    }
    *((PULONG)&uCr4) = Asm_GetCr4();
    uCr4.VMXE = 1;      //第一步，开锁完成//

    Asm_SetCr4(*((PULONG)&uCr4));
    g_VMXCPU.pVMXONRegion = ExAllocatePoolWithTag(NonPagedPool,0x1000,'tlsn');//最多分配4k，还要满足4k大小对齐//那这里直接分配4k//
 
    RtlZeroMemory(g_VMXCPU.pVMXONRegion, 0x1000);
    *(PULONG)g_VMXCPU.pVMXONRegion = 1;// //

    g_VMXCPU.pVMXONRegion_PA = MmGetPhysicalAddress(g_VMXCPU.pVMXONRegion);//virtual add to phy add//
 

    Vmx_VmxOn(g_VMXCPU.pVMXONRegion_PA.LowPart,g_VMXCPU.pVMXONRegion_PA.HighPart);//第二步，开启VmxOn模式//

    *((PULONG)&uEflags) = Asm_GetEflags();  
    if(uEflags.CF != 0)
    {
        Log("Error: VMXON指令调用失败!", 0);
        ExFreePool(g_VMXCPU.pVMXONRegion);

        return STATUS_UNSUCCESSFUL;
    }
    Log("vmcon success", 0);

    //为虚拟机分配4kb//
    g_VMXCPU.pVMCSRegion = ExAllocatePoolWithTag(NonPagedPool, 0x1000, 'vmcs');//最多分配4k，还要满足4k大小对齐//那这里直接分配4k//
    RtlZeroMemory(g_VMXCPU.pVMCSRegion, 0x1000);
    *(PULONG)g_VMXCPU.pVMCSRegion = 1;//

    g_VMXCPU.pVMCSRegion_PA = MmGetPhysicalAddress(g_VMXCPU.pVMCSRegion);//virtual add to phy add//


    Vmx_VmClear(g_VMXCPU.pVMCSRegion_PA.LowPart, g_VMXCPU.pVMCSRegion_PA.HighPart); //第三步拔电源//

    //第四步，选中机器 (我们可能有很多虚拟机，我们要进行选择)//
    Vmx_VmPtrld(g_VMXCPU.pVMCSRegion_PA.LowPart, g_VMXCPU.pVMCSRegion_PA.HighPart);

    g_VMXCPU.pStack = ExAllocatePoolWithTag(NonPagedPool, 0x2000, 'stck');  //栈//
    RtlZeroMemory(g_VMXCPU.pVMCSRegion, 0x2000);

    Log("host_stack: ", g_VMXCPU.pStack);
    //第五步,设置vmcs(vmwrite)  ,装机//设置大量寄存器信息//
    SetupVMCS();  

    //第六步...
    Vmx_VmLaunch(); //执行成功，直接跳走，不再向下执行,执行失败，EFLAG的CF或ZF位置1//       VM - instruction错误字段将会包含错误代码//

    Log("ERROR: VmLaunch指令调用失败！！！！！！",Vmx_VmRead(VM_INSTRUCTION_ERROR));    //从错误字段中读取错误号// Intel第三卷 30-4中可以查看错误号//

    return STATUS_SUCCESS;
}
NTSTATUS StopVirtualTechnology()
{
    _CR4 uCr4;
    Vmx_VmxOff();       //关柜门

    *((PULONG)&uCr4) = Asm_GetCr4();
    uCr4.VMXE = 0;      //关锁//
    Asm_SetCr4(*((PULONG)&uCr4));

    ExFreePool(g_VMXCPU.pVMXONRegion);//在内核分配的内存需要我们自己手动释放//

    DbgPrint("VT Stop");
    return STATUS_SUCCESS;
}

BOOLEAN IsVTEnabled()  //判断主机能不能开启vt//
{
    ULONG       uRet_EAX, uRet_ECX, uRet_EDX, uRet_EBX;
    _CPUID_ECX  uCPUID;
    _CR0        uCr0;
    _CR4    uCr4;
    IA32_FEATURE_CONTROL_MSR msr;
    //1. CPUID
    Asm_CPUID(1, &uRet_EAX, &uRet_EBX, &uRet_ECX, &uRet_EDX);
    *((PULONG)&uCPUID) = uRet_ECX;

    if (uCPUID.VMX != 1)
    {
        Log("ERROR: 这个CPU不支持VT!",0);
        return FALSE;
    }

    // 2. MSR
    *((PULONG)&msr) = (ULONG)Asm_ReadMsr(MSR_IA32_FEATURE_CONTROL);
    if (msr.Lock!=1)
    {
        Log("ERROR:VT指令未被锁定!",0);
        return FALSE;
    }

    // 3. CR0 CR4
    *((PULONG)&uCr0) = Asm_GetCr0();
    *((PULONG)&uCr4) = Asm_GetCr4();

    if (uCr0.PE != 1 || uCr0.PG!=1 || uCr0.NE!=1)
    {
        Log("ERROR:这个CPU没有开启VT!",0);
        return FALSE;
    }

    if (uCr4.VMXE == 1)
    {
        Log("ERROR:这个CPU已经开启了VT!",0);
        Log("可能是别的驱动已经占用了VT，你必须关闭它后才能开启。",0);
        return FALSE;
    }


    Log("SUCCESS:这个CPU支持VT!",0);
    return TRUE;
}

实验

我们u一下guest的eip

可以发现guest还停止vmcall的位置

另外，之前报0x80000012错误通过处理Guest state fields已经解决了第31位进入VM失败的错误，现在虽然任然有错误，但已经不是进入虚拟机错误了...

十四、VMCS SHADOW的概念(附)

24.10

https://zhuanlan.zhihu.com/p/219951969

小总结

1、我们还需要为虚拟机分配最大为4kb，且4kb大小对齐的非分页内存，同时满足前四个字节为版本号

2、Wmx_VmClear

3、Vmx_VmPtrld选中机器

4、Vmx_VmLaunch装机

(1)、Guest state fields

(2)、Host state fields

(3)、vm-control fields

　 (3.1)vm execution control

　　 (3.2)vm exit control

　　 (3.3)vm entry control

参考文章

https://blog.csdn.net/lindahui2008/article/details/81834941

https://zhuanlan.zhihu.com/p/219951969

https://www.cnblogs.com/theseventhson/p/14059917.html

这三篇都是比较基础且不错的文章

__EOF__

本文作者：_TLSN
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posted @ 2022-04-15 22:51 TLSN 阅读(441) 评论(0) 编辑收藏举报

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zhouhe VT(四) _VMCS

发表于 2022-04-15 22:51阅读：441评论：0推荐：0

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zhouhe VT(四) _VMCS

一、为每个虚拟机分配4kb大小空间

二、vmclear

三、VMPTRLD

四、VMWRITE

五、VMLAUNCH

六、VMCSs的概念(附)

七、VMX的root与no-root的概念(附)

八、执行失败返回的错误号

九、vm execution control

1、Pin-Based

2、Processor-Based

十、vm exit control

十一、vm entry control

十二、HOST-STATE AREA

阶段实验:

十三、Guest state fields

1、错误号的查看

2、设置寄存器

实验

十四、VMCS SHADOW的概念(附)

小总结

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