This article describes the historical context, technical challenges, and main implementation techniques used by VMware Workstation to bring virtualization to the x86 architecture in 1999. Virtual machine monitors (VMMs) had been around for decades. They were traditionally designed as part of monolithic, single-vendor architectures with explicit support for virtualization. In contrast, the x86 architecture lacked virtualization support. The industry around it had disaggregated into an ecosystem, with different vendors controlling the computers, CPUs, peripherals, operating systems, and applications, none of them asking for virtualization. […]

VMware Workstation combined a hosted architecture with a VMM. The hosted architecture enabled a simple user experience and offered broad hardware compatibility. Rather than exposing I/O diversity to the virtual machines, VMware Workstation also relied on software emulation of I/O devices. The VMM combined a trap-and-emulate direct execution engine with a system-level dynamic binary translator. So it efficiently virtualizes the x86 architecture and support most commodity operating systems (Abstract, modified).

Die CPU ist das Gehirn eines PCs, das über das Motherboard mit weiteren Peripheriegeräten wie Grafikkarte, Tastatur, Speichermedien etc. verbunden ist. Damit die CPU nicht unaufgefordert und ggfs. unnötig sämtliche dieser Komponenten nach durchzuführenden Operationen abfragen muss, wurden Interrupt-Requests als Unterbrechungs-Handler implementiert. Sofern die Peripherie eine CPU-Operation benötigt, wird über einen IRQ die laufende ggfs. privilegierte Operation unterbrochen. Die anfragende Komponente erhält nun privilegierten Status, bis die Operation abgeschlossen ist. In der x86-Architektur wurden unter IRQ stets die 16 Hardware-Interrupts, also von Hardware-Bausteinen oder Hardware-Komponenten ausgelöste Unterbrechungsanforderungen verstanden. Die Zahl der Hardware-Interrupts war begrenzt, was mit dem Einzug zusätzlicher Peripheriegeräte in den 1990er Jahren (z.B. Soundkarte, CD-ROM) dazu führte, dass mehrere Komponenten sich einen IRQ teilen mussten.

Quellen:

• http://www.informatik.uni-bremen.de/agra/doc/lehrmat/wise0304/ra/kap2.5.pdf
• https://de.wikipedia.org/wiki/Interrupt
• https://www.elektronik-kompendium.de/sites/com/0610151.htm
• https://people.cs.clemson.edu/~mark/interrupts.html