ring0是指CPU的運(yùn)行級別，ring0是最高級別，ring1次之，ring2更次之……
拿Linux+x86來說，
操作系統(tǒng)（內(nèi)核）的代碼運(yùn)行在最高運(yùn)行級別ring0上，可以使用特權(quán)指令，控制中斷、修改頁表、訪問設(shè)備等等。
應(yīng)用程序的代碼運(yùn)行在最低運(yùn)行級別上ring3上，不能做受控操作。如果要做，比如要訪問磁盤，寫文件，那就要通過執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用（函數(shù)），執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用的時候，CPU的運(yùn)行級別會發(fā)生從ring3到ring0的切換，并跳轉(zhuǎn)到系統(tǒng)調(diào)用對應(yīng)的內(nèi)核代碼位置執(zhí)行，這樣內(nèi)核就為你完成了設(shè)備訪問，完成之后再從ring0返回ring3。這個過程也稱作用戶態(tài)和內(nèi)核態(tài)的切換。

那么，虛擬化在這里就遇到了一個難題，因?yàn)樗拗鞑僮飨到y(tǒng)是工作在ring0的，客戶操作系統(tǒng)就不能也在ring0了，但是它不知道這一點(diǎn)，以前執(zhí)行什么指令，現(xiàn)在還是執(zhí)行什么指令，那肯定不行啊，沒權(quán)限啊，玩不轉(zhuǎn)啊。所以這時候虛擬機(jī)管理程序（VMM）就要避免這件事情發(fā)生。
（VMM在ring0上，一般以驅(qū)動程序的形式體現(xiàn)，驅(qū)動程序都是工作在ring0上，否則驅(qū)動不了設(shè)備）
一般是這樣做，客戶操作系統(tǒng)執(zhí)行特權(quán)指令時，會觸發(fā)異常（CPU機(jī)制，沒權(quán)限的指令，觸發(fā)異常），然后VMM捕獲這個異常，在異常里面做翻譯，模擬，最后返回到客戶操作系統(tǒng)內(nèi)，客戶操作系統(tǒng)認(rèn)為自己的特權(quán)指令工作正常，繼續(xù)運(yùn)行。但是這個性能損耗，就非常的大，你想想原來，簡單的一條指令，執(zhí)行完，了事，現(xiàn)在卻要通過復(fù)雜的異常處理過程。

這時候半虛擬化就來了，半虛擬化的思想就是，讓客戶操作系統(tǒng)知道自己是在虛擬機(jī)上跑的，工作在非ring0狀態(tài)，那么它原先在物理機(jī)上執(zhí)行的一些特權(quán)指令，就會修改成其他方式，這種方式是可以和VMM約定好的，這就相當(dāng)于，我通過修改代碼把操作系統(tǒng)移植到一種新的架構(gòu)上來，就是定制化。所以像XEN這種半虛擬化技術(shù)，客戶機(jī)操作系統(tǒng)都是有一個專門的定制內(nèi)核版本，和x86、mips、arm這些內(nèi)核版本等價。這樣以來，就不會有捕獲異常、翻譯、模擬的過程了，性能損耗非常低。這就是XEN這種半虛擬化架構(gòu)的優(yōu)勢。這也是為什么XEN只支持虛擬化Linux，無法虛擬化windows原因，微軟不改代碼啊。

可以后來，CPU廠商，開始支持虛擬化了，情況有發(fā)生變化，拿X86 CPU來說，引入了Intel-VT 技術(shù)，支持Intel-VT 的CPU，有VMX root operation 和 VMX non-root operation兩種模式，兩種模式都支持Ring 0 ~ Ring 3 這 4 個運(yùn)行級別。這下好了，VMM可以運(yùn)行在VMX root operation模式下，客戶OS運(yùn)行在VMX non-root operation模式下。也就說，硬件這層做了些區(qū)分，這樣全虛擬化下，有些靠“捕獲異常-翻譯-模擬”的實(shí)現(xiàn)就不需要了。而且CPU廠商，支持虛擬化的力度越來越大，靠硬件輔助的全虛擬化技術(shù)的性能逐漸逼近半虛擬化，再加上全虛擬化不需要修改客戶操作系統(tǒng)這一優(yōu)勢，全虛擬化技術(shù)應(yīng)該是未來的發(fā)展趨勢。

XEN是最典型的半虛擬化，不過現(xiàn)在XEN也支持硬件輔助的全虛擬化，大趨勢，拗不過啊。。。
KVM、VMARE這些一直都是全虛擬化。

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/xuliangwei/p/10420932.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的全虚拟化和半虚拟化的区别 cpu的ring0~ring3又是什么概念?的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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