palacios/include/palacios/vmx_handler.h

   1 /*
   2  * This file is part of the Palacios Virtual Machine Monitor developed
   3  * by the V3VEE Project with funding from the United States National
   4  * Science Foundation and the Department of Energy.
   5  *
   6  * The V3VEE Project is a joint project between Northwestern University
   7  * and the University of New Mexico.  You can find out more at
   8  * http://www.v3vee.org
   9  *
  10  * Copyright (c) 2008, Jack Lange <jarusl@cs.northwestern.edu>
  11  * Copyright (c) 2008, The V3VEE Project <http://www.v3vee.org>
  12  * All rights reserved.
  13  *
  14  * Author: Jack Lange <jarusl@cs.northwestern.edu>
  15  *
  16  * This is free software.  You are permitted to use,
  17  * redistribute, and modify it as specified in the file "V3VEE_LICENSE".
  18  */
  19
  20 #ifndef __VMX_HANDLER_H__
  21 #define __VMX_HANDLER_H__
  22
  23 #ifdef __V3VEE__
  24
  25 #include <palacios/vm_guest.h>
  26
  27
  28 /******************************************/
  29 /* VMX Intercept Exit Codes               */
  30 /******************************************/
  31 typedef enum {
  32     VMEXIT_INFO_EXCEPTION_OR_NMI            = 0,
  33     VMEXIT_EXTERNAL_INTR                    = 1,
  34     VMEXIT_TRIPLE_FAULT                     = 2,
  35     VMEXIT_INIT_SIGNAL                      = 3,
  36     VMEXIT_STARTUP_IPI                      = 4,
  37     VMEXIT_IO_SMI                           = 5,
  38     VMEXIT_OTHER_SMI                        = 6,
  39     VMEXIT_INTR_WINDOW                      = 7,
  40     VMEXIT_NMI_WINDOW                       = 8,
  41     VMEXIT_TASK_SWITCH                      = 9,
  42     VMEXIT_CPUID                            = 10,
  43     VMEXIT_HLT                              = 12,
  44     VMEXIT_INVD                             = 13,
  45     VMEXIT_INVLPG                           = 14,
  46     VMEXIT_RDPMC                            = 15,
  47     VMEXIT_RDTSC                            = 16,
  48     VMEXIT_RSM                              = 17,
  49     VMEXIT_VMCALL                           = 18,
  50     VMEXIT_VMCLEAR                          = 19,
  51     VMEXIT_VMLAUNCH                         = 20,
  52     VMEXIT_VMPTRLD                          = 21,
  53     VMEXIT_VMPTRST                          = 22,
  54     VMEXIT_VMREAD                           = 23,
  55     VMEXIT_VMRESUME                         = 24,
  56     VMEXIT_VMWRITE                          = 25,
  57     VMEXIT_VMXOFF                           = 26,
  58     VMEXIT_VMXON                            = 27,
  59     VMEXIT_CR_REG_ACCESSES                  = 28,
  60     VMEXIT_MOV_DR                           = 29,
  61     VMEXIT_IO_INSTR                         = 30,
  62     VMEXIT_RDMSR                            = 31,
  63     VMEXIT_WRMSR                            = 32,
  64     VMEXIT_INVALID_GUEST_STATE              = 33,
  65     VMEXIT_INVALID_MSR_LOAD                 = 34,
  66     VMEXIT_MWAIT                            = 36,
  67     VMEXIT_MONITOR                          = 39,
  68     VMEXIT_PAUSE                            = 40,
  69     VMEXIT_INVALID_MACHINE_CHECK            = 41,
  70     VMEXIT_TPR_BELOW_THRESHOLD              = 43,
  71     VMEXIT_APIC                             = 44,
  72     VMEXIT_GDTR_IDTR                        = 46,
  73     VMEXIT_LDTR_TR                          = 47,
  74     VMEXIT_EPT_VIOLATION                    = 48,
  75     VMEXIT_EPT_CONFIG                       = 49,
  76     VMEXIT_INVEPT                           = 50,
  77     VMEXIT_RDTSCP                           = 51,
  78     VMEXIT_EXPIRED_PREEMPT_TIMER            = 52,
  79     VMEXIT_INVVPID                          = 53,
  80     VMEXIT_WBINVD                           = 54,
  81     VMEXIT_XSETBV                           = 55
  82 } vmx_exit_t;
  83
  84 /* VMCS Exit QUALIFICATIONs */
  85 struct vmx_exit_io_qual {
  86     union {
  87         uint32_t value;
  88         struct {
  89             uint32_t access_size : 3; // (0: 1 Byte ;; 1: 2 Bytes ;; 3: 4 Bytes)
  90             uint32_t dir        : 1; // (0: Out ;; 1: In)
  91             uint32_t string     : 1; // (0: not string ;; 1: string)
  92             uint32_t rep        : 1; // (0: not REP ;; 1: REP)
  93             uint32_t op_enc      : 1; // (0: DX ;; 1: immediate)
  94             uint32_t rsvd       : 9; // Set to 0
  95             uint32_t port       : 16; // IO Port Number
  96         } __attribute__((packed));
  97     } __attribute__((packed));
  98 } __attribute__((packed));
  99
 100 struct vmx_exit_io_instr_info {
 101     union {
 102         uint32_t value;
 103         struct {
 104             uint32_t undef1     : 7;
 105             uint32_t addr_size  : 3;
 106             uint32_t undef2     : 5;
 107             uint32_t seg_reg    : 3;
 108             uint32_t undef3     : 14;
 109         } __attribute__((packed));
 110     } __attribute__((packed));
 111 } __attribute__((packed));
 112
 113 /* Exit Interrupt Vector Info */
 114 struct vmx_exit_int_info {
 115     union {
 116         uint32_t value;
 117         struct {
 118             uint32_t vector     : 8; // IRQ number, exception vector, NMI = 2
 119             uint32_t type       : 3; // (0: ext. IRQ , 2: NMI , 3: hw exception , 6: sw exception
 120             uint32_t error_code : 1; // 1: error Code present
 121             uint32_t nmi_unblock : 1; // something to do with NMIs and IRETs (Intel 3B, sec. 23.2.2)
 122             uint32_t rsvd       : 18; // always 0
 123             uint32_t valid      : 1; // always 1 if valid
 124         } __attribute__ ((packed));
 125     } __attribute__ ((packed));
 126 } __attribute__((packed));
 127
 128 /* VMX entry interrupt format */
 129 struct vmx_entry_int_info {
 130     union {
 131         uint32_t value;
 132         struct {
 133             uint32_t vector     : 8; // IRQ/exception vector number
 134             uint32_t type       : 3; // (0: ext. IRQ, 2: NMI, 3: hw excp, 4: sw int, 5: priv. sw excp, 6: sw excp, 7: other
 135             uint32_t error_code : 1; // 1: deliver error code
 136             uint32_t rsvd       : 19;
 137             uint32_t valid      : 1; // 1: valid
 138         } __attribute__ ((packed));
 139     } __attribute__ ((packed));
 140 } __attribute__ ((packed));
 141
 142
 143
 144
 145 struct VMExitDBGQual {
 146     uint32_t B0         : 1; // Breakpoint 0 condition met
 147     uint32_t B1         : 1; // Breakpoint 1 condition met
 148     uint32_t B2         : 1; // Breakpoint 2 condition met
 149     uint32_t B3         : 1; // Breakpoint 3 condition met
 150     uint32_t rsvd       : 9; // reserved to 0
 151     uint32_t BD         : 1; // detected DBG reg access
 152     uint32_t BS         : 1; // cause either single instr or taken branch
 153 } __attribute__((packed));
 154
 155
 156  struct VMExitTSQual {
 157     uint32_t selector   : 16; // selector of destination TSS
 158     uint32_t rsvd       : 14; // reserved to 0
 159     uint32_t src        : 2; // (0: CALL ; 1: IRET ; 2: JMP ; 3: Task gate in IDT)
 160 } __attribute__((packed));
 161
 162 struct vmx_exit_cr_qual {
 163     union {
 164         uint32_t value;
 165         struct {
 166             uint32_t cr_id       : 4; // cr number (0 for CLTS and LMSW) (bit 3 always 0, on 32bit)
 167             uint32_t access_type : 2; // (0: MOV to CR ; 1: MOV from CR ; 2: CLTS ; 3: LMSW)
 168             uint32_t lmsw_op_type : 1; // (0: register ; 1: memory)
 169             uint32_t rsvd1      : 1; // reserved to 0
 170             uint32_t gpr        : 4; // (0:RAX+[CLTS/LMSW], 1:RCX, 2:RDX, 3:RBX, 4:RSP, 5:RBP, 6:RSI, 6:RDI, 8-15:64bit regs)
 171             uint32_t rsvd2      : 4; // reserved to 0
 172             uint32_t lmsw_src    : 16; // src data for lmsw
 173         } __attribute__((packed));
 174     } __attribute__((packed));
 175 } __attribute__((packed));
 176
 177 struct VMExitMovDRQual {
 178     uint32_t regID      : 3; // debug register number
 179     uint32_t rsvd1      : 1; // reserved to 0
 180     uint32_t dir        : 1; // (0: MOV to DR , 1: MOV from DR)
 181     uint32_t rsvd2      : 3; // reserved to 0
 182     uint32_t gpr        : 4; // (0:RAX, 1:RCX, 2:RDX, 3:RBX, 4:RSP, 5:RBP, 6:RSI, 6:RDI, 8-15:64bit regs)
 183 } __attribute__((packed));
 184
 185 /* End Exit Qualifications */
 186
 187 struct vmx_exit_idt_vec_info {
 188     union {
 189         uint32_t value;
 190         struct {
 191             uint32_t vector     : 8;
 192             uint32_t type       : 3;
 193             uint32_t error_code : 1;
 194             uint32_t undef      : 1;
 195             uint32_t rsvd       : 18;
 196             uint32_t valid      : 1;
 197         } __attribute__ ((packed));
 198     } __attribute__ ((packed));
 199 } __attribute__ ((packed));
 200
 201
 202
 203 struct vmx_basic_exit_info {
 204     union {
 205         uint32_t value;
 206         struct {
 207             uint16_t reason;
 208             uint16_t rsvd1         :12;
 209             uint8_t  mtf_pending   : 1;
 210             uint8_t  vmx_root_op   : 1;
 211             uint8_t  rsvd2         : 1;
 212             uint8_t  entry_error   : 1;
 213         } __attribute__((packed));
 214     } __attribute__((packed));
 215 } __attribute__((packed));
 216
 217
 218 struct vmx_exit_info {
 219     uint32_t instr_len;
 220     uint32_t instr_info;
 221
 222     uint32_t exit_reason;
 223     addr_t exit_qual;
 224
 225     uint32_t int_info;
 226     uint32_t int_err;
 227
 228     addr_t guest_linear_addr;
 229
 230     /* EPT INFO */
 231     addr_t ept_fault_addr;
 232
 233 };
 234
 235
 236
 237
 238 int v3_handle_atomic_vmx_exit(struct guest_info * info, struct vmx_exit_info * exit_info);
 239 int v3_handle_vmx_exit(struct guest_info * info, struct vmx_exit_info * exit_info);
 240 const char * v3_vmx_exit_code_to_str(vmx_exit_t exit);
 241
 242 #endif
 243
 244 #endif