1. 軽快なBHyVe
@syuu1228

2. BHyVeの現状
• 独自ローダからFreeBSDカーネルをゲス
トOSとしてロード＆ブート出来るだけ
• BIOS無いからブートローダが動かな
い！
→ディスクイメージから任意のOSを起
動出来ない！

3. BIOSコールの仕組み
int 13h ソフト割込（INT命令）
CPUが割込ベクタを読む
BIOS上のハンドラを実行
IO
ハードウェア

4. KVM上でのBIOSコール
int 13h ソフト割込（INT命令）
CPUが割込ベクタを読む
BIOS上のハンドラを実行
SeaBIOSがHWへIO
IO Trap
を実行
QEMU HW
Guest Emulation
QEMUが必要なHWエ
HyperVisor ミュレーションを実施

5. SeaBIOSをBHyVeに
載せりゃええやん
• 提案しました
• 却下されました
• GPLだからです
• ( ﾟ∀ﾟ)o彡ﾟBSDL！ ( ﾟ∀ﾟ)o彡ﾟBSDL！

6. でもBSDLでBIOSコールを
エミュレートするソフトはあるよ
• doscmdとか（FreeBSD上で動作）
• 仮想8086モードでDOSプログラムを走
らせ、BIOSコールやDOS APIなどのソフ
ト割り込みをtrap、エミュレート
• 32bit実装だし移植するならHyperVisor側
に入れた方が楽

7. BIOSコールをHyperVisorで
エミュレーションする
Guest ソフト割込（INT命令）
割り込み Trap
HyperVisor BHyVe BIOS Emulation
• ソフト割り込みをTrapしてHyperVisor側
でBIOSエミュレーションを実行すれば
よい？

8. Intel VTでソフト割り込みを
Trapすると…
• 全てのソフト割り込みがTrapされる
• 多くのOSがシステムコールにソフト割
り込みを使うが、それはゲストOSで処
理して欲しいのでTrapしたくない

9. ソフト割り込みの中から
BIOSコールだけを抽出
• CPUのモードがリアルモードか仮想8086モードになっ
た時にソフト割り込みの全Trapを有効化、プロテクト
モードになった時に無効化
→BIOSエミュレーションとCPUモードのステート管理
を行う
• この場合でも、リアルモードを用いるOSではシステム
コールでTrapがかかってしまう
• 面倒くさそう

10. ついにこの本を役立てる時
が来たか（ｺﾞｺﾞｺﾞｺﾞｺﾞｺﾞ…

11. 軽快なBIOSコール
エミュレーションの提案
ソフト割込（INT命令）
CPUが割込ベクタを読む
擬似BIOS上のハンドラを実行
擬似BIOSが
VMCALL命令を発行 VMCALL Trap
（ハイパーコール）
BHyVe BIOS
Guest Emulation
BHyVeが必要なBIOSコールエ
HyperVisor ミュレーションを実施

12. 擬似BIOS上の
ハンドラ実行イメージ
push dx /* dxを退避 */
push cx /* cxを退避 */
xor dx, dx /* dx = 0 (0番のvmcallはBIOSコール) */
mov cx, 13h /* cx = 13h (int 13hである事を通知) */
vmcall /* HyperVisorへVMExit、BIOSエミュレーション */
pop cx /* cxを復帰 */
pop dx /* dxを復帰 */
iret /* 割り込みから復帰 */

13. 軽快なBIOSコール
エミュレーションでは…
• 意図しないTrapを発生させない
• 発生させない為に努力をする必要もな
い
• シンプル

14. まとめ
• VM床ぶち抜き術はこんなところでも使えて
非常に有用な技術です
• あなたのお持ちのVT対応パソコンも早く床
をぶち抜きたくてうずうずしています、期待
に応えてあげましょう
• Google Summer of Code 2012 proposal:
http://bit.ly/bhyvebios

16. 何でBIOS無いと
ブートローダ動かんの
• GRUBの例
/*
* BIOS call "INT 0x13 Function 0x42" to read sectors from disk into memory
*
Call with
%ah = 0x42
*
%dl = drive number
*
%ds:%si = segment:offset of disk address packet
*
Return:
*
%al = 0x0 on success; err code on failure
*/
movb
$0x42, %ah
int
$0x13
↑BIOSコール（ソフトウェア割り込みにより実現）

17. BIOSコールの仕組み
③IO命令でHWへアクセス
highmem
FFFF:000F
ROM BIOS FFFF:0000
F000:0000
②割込ベクタが指してるアドレス VGAとか色々
へジャンプ！ A000:0000
lowmem
0000:0400
①割込ハンドラのアドレスを取得 割り込みベクタ
0000:0000

18. KVM上でのBIOSコール
③IO命令をKVMでtrap、
QEMUでエミュレーション
highmem
FFFF:000F
SeaBIOS FFFF:0000
F000:0000
②割込ベクタが指してるアドレス VGAとか色々
へジャンプ！ A000:0000
lowmem
0000:0400
①割込ハンドラのアドレスを取得 割り込みベクタ
0000:0000