2.3.2 PRTOS对处理器的功能需求

什么样的处理器才能部署半虚拟化的Hypervisor呢？通常来说，满足以下6点的处理器就可以部署半虚拟化的Hypervisor。

1）处理器必须具有足够的处理能力，以满足用户的最坏执行时间（Worst-Case Execution Time，WCET）需求。

2）处理器具有控制I/O和内存资源的能力，以便Hypervisor可以接管所有硬件资源。

3）处理器具有定时器资源，以便实现分区虚拟定时服务。

4）处理器至少具有特权模式和用户模式这两种运行模式，使Hypervisor分区可以运行在用户模式下，Hypervisor内核运行在特权模式下，以便当分区执行非法指令时，处理器可以截获非法指令，并将控制权转移到运行在特权模式下的Hypervisor内核，由Hypervisor内核接管分区系统。

5）处理器提供具有原子操作的指令。原子操作指令是不可中断的指令。在单核CPU系统中，能够在一个指令中完成的操作都可以视作原子操作，因为中断只发生在指令之间；在多核CPU系统中，原子操作应确保即使多个处理器核心同时访问同一内存位置，操作也能保持一致性和正确性。这依赖于CPU的硬件实现，比如X86 CPU提供了HLOCK引脚，允许CPU在执行LOCK前缀指令时拉低HLOCK引脚的电位，直到这个指令执行完毕才放开，从而锁住了总线。这样，在同一总线的其他CPU就暂时无法通过总线访问内存了，保证了多核处理器的原子性。

6）处理器提供MMU机制（即页式内存管理机制），以便实现分区空间隔离。严格地说，CPU只要具有MPU硬件组件即可实现内存管理。

本书介绍的PRTOS选择的是满足上述条件的Intel X86处理器平台（支持Pentium架构）。之所以选择X86处理器，一方面是因为Intel所有的处理器都兼容32位X86指令集；另一方面很多优秀的虚拟平台（比如QEMU、VMware Workstation）对X86指令集的支持都非常完善，方便读者在这些平台上运行PRTOS系统，验证软件功能。