2.1.2　vCPU

硬件虚拟化采用vCPU（virtual CPU，虚拟处理器）描述符来描述虚拟CPU。vCPU本质是一个结构体，以Intel VT-x为例，vCPU一般可以划分为两部分：一是VMCS结构（Virtual Machine Control Structure，虚拟机控制结构），其中存储的是由硬件使用和更新的内容，这主要是虚拟寄存器；二是VMCS没有保存而由VMM使用和更新的内容，主要是VCMS以外的部分。vCPU的结构如图2-4所示。

图2-4　Intel VT-x的vCPU结构

在具体实现中，VMM创建客户机时，首先要为客户机创建vCPU，然后再由VMM来调度运行。整个客户机的运行实际上可以看作VMM调度不同的vCPU运行。vCPU的基本操作如下：

（1）vCPU的创建：创建vCPU实际上是创建vCPU描述符。由于vCPU描述符是一个结构体，因此创建vCPU描述符就是分配相应大小的内存。vCPU描述符在创建之后，需要进一步初始化才能使用。

（2）vCPU的运行：vCPU创建并初始化好之后，就会被调度程序调度运行，调度程序会根据一定的策略算法来选择vCPU运行。

（3）vCPU的退出：和进程一样，vCPU作为调度单位不可能永远运行，总会因为各种原因退出，例如执行了特权指令、发生了物理中断等，这种退出在VT-x中表现为发生VM-Exit。对vCPU退出的处理是VMM进行CPU虚拟化的核心，例如模拟各种特权指令。

（4）vCPU的再运行：指VMM在处理完vCPU的退出后，会负责将vCPU投入再运行。