{
  "version": "1.1",
  "id": "page-fault-layers-in-a-vm",
  "title": "세 fault 는 변환 사슬의 서로 다른 단계에서 갈라져 나가 서로 다른 계층이 받는다",
  "question": "Guest Page Fault · EPT Violation · Host Page Fault 는 각각 어느 단계에서 갈라지고 누가 받는가",
  "type": "flow",
  "direction": "LR",
  "audience": [
    "VM 안의 메모리 지연을 계층별로 가르려는 사람",
    "fault 지표를 어느 쪽부터 볼지 정하려는 사람"
  ],
  "summary": "Guest Page Table 에서 갈라진 Guest Page Fault 는 Guest Kernel 이 받고, 그다음 단계인 EPT 에서 갈라진 EPT Violation 은 VM Exit 뒤 KVM 이 받으며, QEMU 의 Guest RAM Backing 에서 갈라진 Host Page Fault 는 Host Kernel 이 받는다.",
  "alt": "Guest Page Table 과 EPT, QEMU 의 Guest RAM Backing 에서 각각 fault 가 갈라져 Guest Kernel · KVM · Host Kernel 로 가는 갈래도.",
  "long_description": "위에서 아래로 읽는다. 맨 위 왼쪽에 Guest Page Table 이 있고 거기서 갈래가 둘이다. 하나는 Guest Page Fault 로 Guest Kernel 에 빠지고, 다른 하나는 GPA 를 들고 아래 EPT 로 내려간다. EPT 에서도 갈래가 나뉘어 EPT Violation 은 VM Exit 을 거쳐 KVM 으로 간다. 맨 위 오른쪽에는 QEMU 의 Guest RAM Backing 이 따로 있고 그쪽 갈래인 Host Page Fault 는 Host Kernel 로 간다. 받는 자리의 이름이 그대로 계층 이름이다 — Guest Kernel · KVM · Host Kernel. QEMU 갈래가 EPT 갈래와 선으로 이어져 있지 않은 것은 근거 문서가 둘을 잇는 문장을 두지 않았기 때문이다. 다섯 원인이 무엇인지와 두 사건을 항목별로 견주는 것은 본문의 표가 맡는다.",
  "source_context": {
    "document": "docs/virtualization/final/document.md",
    "document_sha256": "8c4ecc64c8cea9a4450ed7131fdd9cb2048dc092b66cd969f6346ed77887c210",
    "anchor": {
      "kind": "heading",
      "value": "48. Guest Page Fault와 EPT Violation 비교",
      "line": 2493
    }
  },
  "composition": {
    "profile": "component-flow",
    "diagram_only": true,
    "reference_ids": [
      "payment-event-flow"
    ],
    "rationale": "이 절이 세우는 것은 같은 변환 사슬 위에서 사건이 어느 단계에 갈라져 어느 계층으로 빠지는가다. 갈래와 그 갈래가 닿는 자리가 논지라 방향 있는 경로 문법이 맞는다. sequence 는 참여자끼리 주고받는 메시지에 시각 순서를 매기는 문법인데 여기서 갈리는 셋은 서로 다른 접근에서 따로 일어나는 사건이라 하나의 시각 순서로 세울 수 없다. two-zone-pipeline 은 구역 안쪽 엣지 라벨을 캔버스 위쪽에 고정하는데 이 그림은 Guest 구역 안과 Host 구역 안에 각각 갈래가 있어 그 라벨이 구역 점선에 얹힌다.",
    "focus_node": "ept"
  },
  "groups": [],
  "nodes": [
    {
      "id": "guest-page-table",
      "label": "Guest Page Table",
      "kind": "component",
      "role": "source",
      "shape": "box",
      "details": [
        "GVA → GPA"
      ],
      "description": "첫 번째 translation 단계. 여기서 접근을 완료할 수 없으면 Guest Page Fault 가 난다.",
      "evidence": [
        {
          "start_line": 2456,
          "end_line": 2458
        },
        {
          "start_line": 2497,
          "end_line": 2498
        }
      ],
      "assumption": false
    },
    {
      "id": "guest-kernel",
      "label": "Guest Kernel",
      "kind": "service",
      "role": "sink",
      "shape": "box",
      "description": "Guest Page Fault 를 받는 계층.",
      "evidence": [
        {
          "start_line": 2500,
          "end_line": 2500
        },
        {
          "start_line": 2506,
          "end_line": 2507
        }
      ],
      "assumption": false
    },
    {
      "id": "ept",
      "label": "EPT",
      "kind": "component",
      "role": "service",
      "shape": "box",
      "emphasis": "primary",
      "details": [
        "GPA → HPA"
      ],
      "description": "두 번째 translation 단계. Guest translation 이 성공한 뒤 여기서 막히면 EPT Violation 이 난다.",
      "evidence": [
        {
          "start_line": 2478,
          "end_line": 2482
        },
        {
          "start_line": 2497,
          "end_line": 2498
        }
      ],
      "assumption": false
    },
    {
      "id": "kvm",
      "label": "KVM",
      "kind": "service",
      "role": "sink",
      "shape": "box",
      "description": "EPT Violation 을 VM Exit 뒤에 받는 계층.",
      "evidence": [
        {
          "start_line": 2484,
          "end_line": 2486
        },
        {
          "start_line": 2500,
          "end_line": 2500
        }
      ],
      "assumption": false
    },
    {
      "id": "qemu-backing",
      "label": "QEMU · Guest RAM Backing",
      "kind": "store",
      "role": "source",
      "shape": "box",
      "details": [
        "Host Virtual Memory"
      ],
      "description": "Host 의 일반 userspace 메모리로 관리되는 자리. demand allocation 이나 reclaim, swap 때문에 여기서 fault 가 난다.",
      "evidence": [
        {
          "start_line": 2517,
          "end_line": 2517
        },
        {
          "start_line": 2527,
          "end_line": 2532
        }
      ],
      "assumption": false
    },
    {
      "id": "host-kernel",
      "label": "Host Kernel",
      "kind": "service",
      "role": "sink",
      "shape": "box",
      "description": "Host Page Fault 를 받아 필요한 Host page 를 처리하는 계층.",
      "evidence": [
        {
          "start_line": 2534,
          "end_line": 2538
        }
      ],
      "assumption": false
    }
  ],
  "edges": [
    {
      "id": "guest-fault-branch",
      "from": "guest-page-table",
      "to": "guest-kernel",
      "label": "Guest #PF",
      "kind": "event",
      "style": "solid",
      "evidence": [
        {
          "start_line": 2497,
          "end_line": 2500
        },
        {
          "start_line": 2506,
          "end_line": 2507
        }
      ],
      "assumption": false
    },
    {
      "id": "translation-continues",
      "from": "guest-page-table",
      "to": "ept",
      "label": "GPA",
      "kind": "data",
      "style": "solid",
      "evidence": [
        {
          "start_line": 2474,
          "end_line": 2480
        }
      ],
      "assumption": false
    },
    {
      "id": "ept-violation-branch",
      "from": "ept",
      "to": "kvm",
      "label": "EPT Violation · VM Exit",
      "kind": "event",
      "style": "solid",
      "evidence": [
        {
          "start_line": 2480,
          "end_line": 2486
        },
        {
          "start_line": 2500,
          "end_line": 2500
        }
      ],
      "assumption": false
    },
    {
      "id": "host-fault-branch",
      "from": "qemu-backing",
      "to": "host-kernel",
      "label": "Host #PF",
      "kind": "event",
      "style": "solid",
      "evidence": [
        {
          "start_line": 2530,
          "end_line": 2538
        }
      ],
      "assumption": false
    }
  ],
  "legend": [],
  "metadata": {
    "rationale": "flow 로 고른 이유는 이 절이 답하는 물음이 「어느 단계에서 갈라져 누구에게 가는가」이기 때문이다. 현재 renderer에서는 LR가 변환 사슬과 세 fault branch를 겹침 없이 보인다. Guest #PF 와 Host #PF 는 본문에서 설명하는 Guest Page Fault·Host Page Fault의 축약 라벨이고 의미를 줄이지 않는다. EPT Violation은 VM Exit까지 포함해 그대로 둔다. 없는 관계는 선으로 만들지 않는다."
  }
}