Как изменить набор инструкций ЦП, который VirtualBox эмулирует для гостевой ОС, например, отключить набор инструкций SSE4.2?

Чего я хочу добиться, так это отключить набор инструкций SSE4.2 для ЦП, который VirtualBox эмулировал для моей гостевой ОС Linux для целей отладки, даже если реальный ЦП поддерживает набор инструкций SSE4.2, на котором основан VirtualBox. Я сослался на страницу руководства VirtualBox, там есть несколько команд, которые могут быть связаны с этой проблемой:

VBoxManage setextradata "VM name" VBoxInternal/CPUM/SSE4.2 0

Приведенная выше команда не сработала.

VBoxManage list hostcpuids

Приведенную выше команду можно использовать для dumps the CPUID parameters for the host CPUs. This can be used for a more fine grained analyis of the host's virtualization capabilities. вывода:

Host CPUIDs:

Leaf no.  EAX      EBX      ECX      EDX
00000000  00000016 756e6547 6c65746e 49656e69
00000001  000906e9 02100800 7ffafbff bfebfbff
00000002  76036301 00f0b6ff 00000000 00c30000
00000003  00000000 00000000 00000000 00000000
00000004  1c004121 01c0003f 0000003f 00000000
00000005  00000040 00000040 00000003 00142120
00000006  000027f7 00000002 00000001 00000000
00000007  00000000 029c6fbf 00000000 00000000
00000008  00000000 00000000 00000000 00000000
00000009  00000000 00000000 00000000 00000000
0000000a  07300804 00000000 00000000 00000603
0000000b  00000001 00000001 00000100 00000004
0000000c  00000000 00000000 00000000 00000000
0000000d  0000001f 00000440 00000440 00000000
0000000e  00000000 00000000 00000000 00000000
0000000f  00000000 00000000 00000000 00000000
00000010  00000000 00000000 00000000 00000000
00000011  00000000 00000000 00000000 00000000
00000012  00000000 00000000 00000000 00000000
00000013  00000000 00000000 00000000 00000000
00000014  00000001 0000000f 00000007 00000000
00000015  00000002 0000011c 00000000 00000000
00000016  00000d48 00000ed8 00000064 00000000
00000017  00000d48 00000ed8 00000064 00000000
80000000  80000008 00000000 00000000 00000000
80000001  00000000 00000000 00000121 2c100800
80000002  65746e49 2952286c 726f4320 4d542865
80000003  35692029 3035372d 50432030 20402055
80000004  30342e33 007a4847 00000000 00000000
80000005  00000000 00000000 00000000 00000000
80000006  00000000 00000000 01006040 00000000
80000007  00000000 00000000 00000000 00000100
80000008  00003027 00000000 00000000 00000000
80000009  00000d48 00000ed8 00000064 00000000

Я знаю, что вывод может быть тесно связан с инструкцией CPUID X86, но я все еще не могу понять что эти Leaf no. EAX EBX ECX EDX строк измеряют. Какая связь между этими строками и выводом инструкции CPUID? Я думаю, что только зная взаимосвязь между этими строками и выводом инструкции CPUID, мы можем правильно использовать следующую команду:

VBoxManage modifyvm --cpuid <leaf> <eax> <ebx> <ecx> <edx>

Приведенная выше команда — единственный известный мне способ достижения моей цели. Итак, какова связь между выводом VBoxManage list hostcpuids, содержимым, за которым следует Leaf no. EAX EBX ECX EDX, и выводом инструкции CPUID? Как отключить набор инструкций SSE4.2 для ЦП, который VirtualBox эмулировал для моей гостевой ОС Linux, даже если реальный ЦП поддерживает набор инструкций SSE4.2, на котором основан VirtualBox? Достигнет ли VBoxManage modifyvm --cpuid <leaf> <eax> <ebx> <ecx> <edx> моей цели? И если у вас есть другой способ добиться этого, пожалуйста, скажите мне.


virtualbox x86 sse sse4 cpuid
person cong    schedule 10.09.2018    source источник
comment
Я был бы очень удивлен, если бы можно было отключить SSE4 на программном уровне. См. также это и эти обсуждения. С AVX можно включить/отключить поддержку ОС, но не поддержку процессора. Обратите внимание, что SSE4 не требует специальной поддержки ОС, кроме стандартной поддержки SSE. Также обратите внимание, что процессор выполняет инструкции процессора, то есть инструкции не эмулируются виртуальным боксом.   -  person wim    schedule 10.09.2018
comment
Возможно, вы сможете привлечь больше внимания к своему вопросу, добавив теги x86 и/или simd.   -  person wim    schedule 10.09.2018
comment
@wim: [sse] — это базовый/общий тег для x86 SIMD, которому люди склонны следовать, если они не следуют sse*.   -  person Peter Cordes    schedule 11.09.2018
comment
@wim: должна быть возможность изменить поведение CPUID, чтобы он не сообщал SSE4.2 как доступный (поскольку сам CPUID может инициировать выход виртуальной машины), поэтому вы можете протестировать не-SSE4. 2 кейс для диспетчеризации во время выполнения. Но, как вы говорите, это не поможет вам проверить, не выполняет ли ваше программное обеспечение какие-либо инструкции SSE4.2 после обнаружения их недоступности. Для этого вам понадобится BOCHS или qemu для эмуляции вместо аппаратной виртуализации. Или PIN-код Intel.   -  person Peter Cordes    schedule 11.09.2018
comment
@PeterCordes: все в порядке, выполняет ли мое приложение инструкции SSE4.2 или нет. Я просто хочу, чтобы VirtualBox эмулировал ЦП без SSE4.2 для целей отладки. Точнее, я просто хочу создать ситуацию, когда приложение выполняет инструкции SSE4.2 на эмулированном процессоре VirtualBox, который не поддерживает инструкции SSE4.2.   -  person cong    schedule 11.09.2018
comment
И вы хотите, чтобы инструкции SSE4.2 вызывали исключение #UD (недопустимая инструкция)? Как мы с \@wim сказали, с аппаратной виртуализацией этого не произойдет. Нет бита, который вы можете установить с помощью виртуализации HW, который вызывает ошибку инструкций SSE4.2, не вызывая при этом ошибки всех инструкций SSE1/2/3. Вам нужен эмулируемый процессор, такой как BOCHS/qemu/Intel-Pin. Я думаю, что с VBox все, что вы можете сделать, это изменить то, что сообщает CPUID. Итак, это процессор, который по-прежнему поддерживает SSE4.2, но никому об этом не говорит.   -  person Peter Cordes    schedule 11.09.2018
comment
@PeterCordes: Да, я хочу вызвать исключение недопустимой инструкции. И, может быть, можно отключить все SSE1/2/3/4. Вы знаете, как этого добиться?   -  person cong    schedule 11.09.2018
comment
Самый простой способ — BOCHS, qemu или Intel PIN, как я уже говорил. Чтобы полностью отключить SSE, попробуйте просто загрузиться с установленным CPUID, чтобы не указывать даже SSE1, поэтому ОС не будет включать биты в CR0 и CR4, которые делают инструкции SSE безошибочными. Как включить SSE для моего автономного загрузочного кода?. (Но это, вероятно, влияет только на инструкции, которые читают/записывают регистры XMM, возможно, не prefetch или popcnt. Обратите внимание, что popcnt имеет свой собственный бит функции, отличный от SSE4.2.) Поэтому вам нужно написать несколько тестовых программ для проверки.   -  person Peter Cordes    schedule 11.09.2018
comment
@PeterCordes Интересно. Я не знал, что существует так много инструментов для эмуляции процессора.   -  person wim    schedule 11.09.2018
comment
@PeterCordes, для достижения моей цели отладки я должен сделать это с моим VirtualBox, что означает, что я хочу создать VirtualBox без поддержки SSE4.2 или всего SSE1/2/3/4 для запуска приложения, которое выполняет SSE4. 2 инструкция.   -  person cong    schedule 11.09.2018
comment
@cong: может быть невозможно сделать ошибку popcnt и crc32 внутри виртуального бокса, если вы не можете заставить его эмулировать вместо использования HW virt. Если вам просто нужны pcmpistri xmm, xmm/mem и другие векторные инструкции SSE4.2 XMM для сбоя, я думаю, что ваша единственная надежда внутри VBox - полностью отключить поддержку SSE в CPUID, поэтому ОС (вероятно) не включит биты управляющего регистра.   -  person Peter Cordes    schedule 11.09.2018
comment
@PeterCordes, Итак, вы имеете в виду, что нет способа просто вызвать ошибку crc32, не отключив все SSE1/2/3/4 ...?   -  person cong    schedule 12.09.2018
comment
Нет, я не думаю, что есть какой-либо способ вообще создать crc32 ошибку на реальном оборудовании, которое ее поддерживает (голое железо или аппаратная виртуализация). Он не использует регистры XMM, поэтому я не ожидаю, что отсутствие установки этих битов в CR0 и CR4 приведет к ошибке. Если вы хотите протестировать свое программное обеспечение на (виртуальном) x86, который дает сбой на crc32, я думаю, вам нужна программная эмуляция или что-то вроде PIN-кода Intel, который может динамически перекомпилировать, чтобы большая часть кода работала изначально, но инструкции, которые вы хотите сбой, заменяются на инструкция-ловушка. (Я думаю, что это может сделать.)   -  person Peter Cordes    schedule 12.09.2018