{ "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": "LR", "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": "8c4ecc64c8cea9a4450ed7131fdd9cb2048dc092b66cd969f6346ed77887c210", "anchor": { "kind": "heading", "value": "87. 최종 기준 그림", "line": 4042 } }, "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": 4047, "end_line": 4066 } ], "assumption": false }, { "id": "host-ram", "label": "Host RAM", "kind": "boundary", "description": "변환이 끝난 주소가 닿는 실제 서버 메모리.", "evidence": [ { "start_line": 4082, "end_line": 4092 } ], "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": 4047, "end_line": 4051 } ], "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": 4056, "end_line": 4058 } ], "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": 4061, "end_line": 4066 } ], "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": 4068, "end_line": 4080 } ], "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": 4082, "end_line": 4085 } ], "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": 4086, "end_line": 4088 } ], "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": 4086, "end_line": 4088 } ], "assumption": false } ], "edges": [ { "id": "process-to-tlb", "from": "guest-process", "to": "guest-tlb", "label": "GVA", "kind": "data", "style": "solid", "evidence": [ { "start_line": 4049, "end_line": 4056 } ], "assumption": false }, { "id": "tlb-to-page-table", "from": "guest-tlb", "to": "guest-page-table", "label": "TLB Miss", "kind": "control", "style": "solid", "evidence": [ { "start_line": 4056, "end_line": 4061 } ], "assumption": false }, { "id": "page-table-to-ept", "from": "guest-page-table", "to": "ept", "label": "VM Boundary", "kind": "control", "style": "solid", "evidence": [ { "start_line": 4066, "end_line": 4075 } ], "assumption": false }, { "id": "ept-to-host-memory", "from": "ept", "to": "host-physical-memory", "label": "HPA", "kind": "data", "style": "solid", "evidence": [ { "start_line": 4075, "end_line": 4084 } ], "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": 4084, "end_line": 4088 } ], "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": 4084, "end_line": 4088 } ], "assumption": false } ], "legend": [], "metadata": { "rationale": "data-flow 로 고른 이유는 이 절이 답하는 물음이 「주소 하나가 어디를 지나 어디에 닿는가」이기 때문이다. 현재 renderer에서는 LR이 Guest → EPT → Host RAM 변환 사슬과 마지막 NUMA 분기를 겹침 없이 읽게 한다. Guest Userspace · Guest Kernel · KVM / CPU · Host RAM 넷을 모두 group 으로 두면 경계 라벨이 엣지와 충돌하므로, VM Boundary 를 사이에 둔 Guest 와 Host RAM 둘만 상자로 두고 나머지 계층은 node details 로 남겼다. SSOT 의 관리 경로와 fault 경로는 다른 물음이라 이 그림에 섞지 않는다." } }