{
  "version": "1.1",
  "id": "guest-memory-address-translation-path",
  "title": "Guest 의 메모리 접근 한 번은 이름이 두 번 바뀌며 네 계층을 지난다",
  "question": "Guest 프로세스가 읽은 주소는 어느 계층을 차례로 지나 어떤 물리 메모리에 닿는가",
  "type": "data-flow",
  "direction": "TB",
  "audience": [
    "가상 머신에 준 RAM 이 Host RAM 에서 무엇을 뜻하는지 가르려는 사람",
    "KVM/QEMU 메모리 경로를 처음 읽는 사람"
  ],
  "summary": "Guest 구역 안에서 GVA 가 Guest TLB 와 Guest Page Table 을 지나 GPA 가 되고, VM Boundary 를 넘은 뒤 EPT 가 GPA 를 HPA 로 바꾸며, 그 HPA 가 Host RAM 의 physical page 와 그 page 가 속한 NUMA node 로 이어진다.",
  "alt": "Guest 구역 안에서 Keycloak · PostgreSQL 의 GVA 가 Guest TLB 와 Guest Page Table 을 지나 GPA 가 되고, VM Boundary 를 넘어 EPT 에서 HPA 가 된 뒤 Host RAM 구역의 Host Physical Memory 를 지나 NUMA Node 0 과 NUMA Node 1 로 갈라지는 주소 변환 경로도.",
  "long_description": "위에서 아래로 읽는다. 맨 위 Guest 구역 안에 Keycloak · PostgreSQL 이 있고 그 접근은 GVA 로 Guest TLB 에 들어간다. TLB 에 변환이 없으면 TLB Miss 로 Guest Page Table 을 조회하고 거기서 GVA 가 GPA 가 된다. 그 GPA 는 VM Boundary 를 넘어 Guest 구역 밖의 EPT 로 가고 EPT 가 GPA 를 HPA 로 바꾼다. HPA 는 Host RAM 구역의 Host Physical Memory 에 닿고, 그 physical page 는 맨 아래에서 NUMA Node 0 또는 NUMA Node 1 가운데 한쪽에 놓인다. 상자 안 작은 글씨는 그 단계가 어느 계층인지와 무엇을 무엇으로 바꾸는지를 적은 것이다. 어느 단계에서 접근이 완료되지 못할 때 무엇이 일어나는지와 QEMU 가 이 경로를 어떻게 준비하는지는 본문의 문단과 표가 맡는다.",
  "source_context": {
    "document": "docs/virtualization/final/document.md",
    "document_sha256": "181e2b3cc8a45bae81e7e8193d026937c4d586ae4495d3b2c323eb7e6abcfadd",
    "anchor": {
      "kind": "heading",
      "value": "87. 최종 기준 그림",
      "line": 4029
    }
  },
  "composition": {
    "profile": "component-flow",
    "diagram_only": true,
    "reference_ids": [
      "payment-event-flow"
    ],
    "rationale": "이 절이 세우는 것은 한 번의 메모리 접근이 한 방향으로 지나가는 경로와 그 경로가 네 계층으로 나뉜다는 것이다. sequence 는 참여자마다 생명선을 세우고 메시지에 시각 순서를 매기는데 여기서는 참여자끼리 주고받는 메시지가 아니라 주소 하나가 계층을 지나며 이름이 바뀌는 변환 사슬이라 순서를 매길 메시지가 없다. two-zone-pipeline 은 구역이 둘일 때의 문법인데 이 경로는 Guest Userspace · Guest Kernel · KVM/CPU · Host RAM 넷으로 갈리고 Guest Kernel 안쪽에도 TLB Miss 엣지가 있어 구역 안 엣지 라벨이 캔버스 위쪽에 고정된다.",
    "focus_node": "ept"
  },
  "groups": [
    {
      "id": "guest",
      "label": "Guest",
      "kind": "boundary",
      "description": "VM Boundary 안쪽. Guest Userspace 와 Guest Kernel 이 여기 있고 GVA 가 GPA 가 되는 첫 번째 변환이 여기서 끝난다.",
      "evidence": [
        {
          "start_line": 4034,
          "end_line": 4053
        }
      ],
      "assumption": false
    },
    {
      "id": "host-ram",
      "label": "Host RAM",
      "kind": "boundary",
      "description": "변환이 끝난 주소가 닿는 실제 서버 메모리.",
      "evidence": [
        {
          "start_line": 4069,
          "end_line": 4079
        }
      ],
      "assumption": false
    }
  ],
  "nodes": [
    {
      "id": "guest-process",
      "label": "Keycloak · PostgreSQL",
      "kind": "actor",
      "role": "source",
      "shape": "box",
      "group": "guest",
      "description": "Guest 안에서 메모리를 읽는 프로세스. 여기서 GVA 가 출발한다.",
      "evidence": [
        {
          "start_line": 4034,
          "end_line": 4038
        }
      ],
      "assumption": false,
      "details": [
        "Guest Userspace"
      ]
    },
    {
      "id": "guest-tlb",
      "label": "Guest TLB",
      "kind": "component",
      "role": "store",
      "shape": "box",
      "group": "guest",
      "description": "최근 변환 결과를 담아 두는 CPU 안의 캐시.",
      "evidence": [
        {
          "start_line": 4043,
          "end_line": 4045
        }
      ],
      "assumption": false,
      "details": [
        "Guest Kernel"
      ]
    },
    {
      "id": "guest-page-table",
      "label": "Guest Page Table",
      "kind": "component",
      "role": "service",
      "shape": "box",
      "group": "guest",
      "description": "GVA 를 GPA 로 바꾸는 첫 번째 변환 표.",
      "evidence": [
        {
          "start_line": 4048,
          "end_line": 4053
        }
      ],
      "assumption": false,
      "details": [
        "Guest Kernel",
        "GVA → GPA"
      ]
    },
    {
      "id": "ept",
      "label": "EPT",
      "kind": "component",
      "role": "service",
      "shape": "box",
      "emphasis": "primary",
      "description": "VM Boundary 바깥에서 GPA 를 HPA 로 바꾸는 두 번째 변환 표. KVM 과 CPU 가 맡는다.",
      "evidence": [
        {
          "start_line": 4055,
          "end_line": 4067
        }
      ],
      "assumption": false,
      "details": [
        "KVM / CPU",
        "GPA → HPA"
      ]
    },
    {
      "id": "host-physical-memory",
      "label": "Host Physical Memory",
      "kind": "store",
      "role": "store",
      "shape": "box",
      "group": "host-ram",
      "description": "HPA 가 가리키는 실제 서버 메모리.",
      "evidence": [
        {
          "start_line": 4069,
          "end_line": 4072
        }
      ],
      "assumption": false
    },
    {
      "id": "numa-node-0",
      "label": "NUMA Node 0",
      "kind": "store",
      "role": "sink",
      "shape": "box",
      "group": "host-ram",
      "description": "physical page 가 놓일 수 있는 한쪽 NUMA node.",
      "evidence": [
        {
          "start_line": 4073,
          "end_line": 4075
        }
      ],
      "assumption": false
    },
    {
      "id": "numa-node-1",
      "label": "NUMA Node 1",
      "kind": "store",
      "role": "sink",
      "shape": "box",
      "group": "host-ram",
      "description": "physical page 가 놓일 수 있는 다른 쪽 NUMA node.",
      "evidence": [
        {
          "start_line": 4073,
          "end_line": 4075
        }
      ],
      "assumption": false
    }
  ],
  "edges": [
    {
      "id": "process-to-tlb",
      "from": "guest-process",
      "to": "guest-tlb",
      "label": "GVA",
      "kind": "data",
      "style": "solid",
      "evidence": [
        {
          "start_line": 4036,
          "end_line": 4043
        }
      ],
      "assumption": false
    },
    {
      "id": "tlb-to-page-table",
      "from": "guest-tlb",
      "to": "guest-page-table",
      "label": "TLB Miss",
      "kind": "control",
      "style": "solid",
      "evidence": [
        {
          "start_line": 4043,
          "end_line": 4048
        }
      ],
      "assumption": false
    },
    {
      "id": "page-table-to-ept",
      "from": "guest-page-table",
      "to": "ept",
      "label": "VM Boundary",
      "kind": "control",
      "style": "solid",
      "evidence": [
        {
          "start_line": 4053,
          "end_line": 4062
        }
      ],
      "assumption": false
    },
    {
      "id": "ept-to-host-memory",
      "from": "ept",
      "to": "host-physical-memory",
      "label": "HPA",
      "kind": "data",
      "style": "solid",
      "evidence": [
        {
          "start_line": 4062,
          "end_line": 4071
        }
      ],
      "assumption": false
    },
    {
      "id": "host-memory-to-node-0",
      "from": "host-physical-memory",
      "to": "numa-node-0",
      "label": "Physical Page",
      "kind": "data",
      "style": "solid",
      "evidence": [
        {
          "start_line": 4071,
          "end_line": 4075
        }
      ],
      "assumption": false
    },
    {
      "id": "host-memory-to-node-1",
      "from": "host-physical-memory",
      "to": "numa-node-1",
      "label": "Physical Page",
      "kind": "data",
      "style": "solid",
      "evidence": [
        {
          "start_line": 4071,
          "end_line": 4075
        }
      ],
      "assumption": false
    }
  ],
  "legend": [],
  "metadata": {
    "rationale": "data-flow 로 고른 이유는 이 절이 답하는 물음이 「주소 하나가 어디를 지나 어디에 닿는가」이기 때문이다. LR 로 세우면 캔버스가 1889px 에 종횡비 5.37 이라 문서 폭에서 글자가 읽히지 않아 TB 로 세웠다. Guest Userspace · Guest Kernel · KVM / CPU · Host RAM 넷을 모두 group 으로 두면 group 이름이 그 경계를 넘는 엣지 라벨에 먹혀 「Guest Kerne」·「KVM / CP」로 잘렸다. 그래서 경계는 VM Boundary 를 사이에 둔 Guest 와 Host RAM 둘만 상자로 두고, 나머지 두 계층 이름은 그 자리 노드의 details 로 내렸다. SSOT 가 같은 절에 그린 관리 경로(virsh · libvirt · QEMU · KVM)와 자원 압박 경로는 다른 물음이라 이 그림에 넣지 않았다. §87 이 EPT 옆에 적어 둔 「EPT Violation 가능」과 Guest Page Table 옆의 「Guest #PF 가능」도 뺐다 — 이 기록의 본문은 정상 경로를 세우고, 세 계층의 fault 는 짝이 되는 기록이 맡는다. 마지막 Physical RAM 상자는 Host Physical Memory 와 뜻이 겹쳐 빼고 NUMA node 둘을 끝으로 두었다."
  }
}