palacios/include/palacios/vmx_lowlevel.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_LOWLEVEL_H__
  21 #define __VMX_LOWLEVEL_H__
  22
  23 #ifdef __V3VEE__
  24
  25 #include <palacios/vmcs.h>
  26
  27 #define VMX_SUCCESS         0
  28 #define VMX_FAIL_INVALID    1
  29 #define VMX_FAIL_VALID      2
  30
  31 // vmfail macro
  32 #define CHECK_VMXFAIL(ret_valid, ret_invalid)   \
  33     if (ret_valid) {                            \
  34         return VMX_FAIL_VALID;                  \
  35     } else if (ret_invalid) {                   \
  36         return VMX_FAIL_INVALID;                \
  37     }
  38
  39 /* Opcode definitions for all the VM instructions */
  40
  41 #define VMCLEAR_OPCODE  ".byte 0x66,0xf,0xc7;" /* reg=/6 */
  42 #define VMRESUME_OPCODE ".byte 0x0f,0x01,0xc3;"
  43 #define VMPTRLD_OPCODE  ".byte 0x0f,0xc7;" /* reg=/6 */
  44 #define VMPTRST_OPCODE  ".byte 0x0f,0xc7;" /* reg=/7 */
  45 #define VMREAD_OPCODE   ".byte 0x0f,0x78;"
  46 #define VMWRITE_OPCODE  ".byte 0x0f,0x79;"
  47 #define VMXOFF_OPCODE   ".byte 0x0f,0x01,0xc4;"
  48 #define VMXON_OPCODE    ".byte 0xf3,0x0f,0xc7;" /* reg=/6 */
  49
  50
  51 /* Mod/rm definitions for intel registers/memory */
  52 #define EAX_ECX_MODRM   ".byte 0xc1;"
  53 // %eax with /6 reg
  54 #define EAX_06_MODRM    ".byte 0x30;"
  55 // %eax with /7 reg
  56 #define EAX_07_MODRM    ".byte 0x38;"
  57
  58
  59
  60 static inline int v3_enable_vmx(addr_t vmxon_ptr) {
  61     uint64_t vmxon_ptr_64 __attribute__((aligned(8))) = (uint64_t)vmxon_ptr;
  62     uint8_t ret_invalid = 0;
  63
  64     __asm__ __volatile__ (
  65                 VMXON_OPCODE
  66                 EAX_06_MODRM
  67                 "setnaeb %0;" // fail invalid (CF=1)
  68                 : "=q"(ret_invalid)
  69                 : "a"(&vmxon_ptr_64),"0"(ret_invalid)
  70                 : "memory");
  71
  72     if (ret_invalid) {
  73         return VMX_FAIL_INVALID;
  74     } else {
  75         return VMX_SUCCESS;
  76     }
  77 }
  78
  79 static inline int vmcs_clear(addr_t vmcs_ptr) {
  80     uint64_t vmcs_ptr_64 __attribute__ ((aligned(8))) = (uint64_t)vmcs_ptr;
  81     uint8_t ret_valid = 0;
  82     uint8_t ret_invalid = 0;
  83
  84     __asm__ __volatile__ (
  85             VMCLEAR_OPCODE
  86             EAX_06_MODRM
  87             "seteb %0;" // fail valid (ZF=1)
  88             "setnaeb %1;" // fail invalid (CF=1)
  89             : "=q"(ret_valid), "=q"(ret_invalid)
  90             : "a"(&vmcs_ptr_64), "0"(ret_valid), "1"(ret_invalid)
  91             : "memory");
  92
  93     CHECK_VMXFAIL(ret_valid, ret_invalid);
  94
  95     return VMX_SUCCESS;
  96 }
  97
  98 static inline int vmcs_load(addr_t vmcs_ptr) {
  99     uint64_t vmcs_ptr_64 = (uint64_t)vmcs_ptr;
 100     uint8_t ret_valid = 0;
 101     uint8_t ret_invalid = 0;
 102
 103     __asm__ __volatile__ (
 104                 VMPTRLD_OPCODE
 105                 EAX_06_MODRM
 106                 "seteb %0;" // fail valid (ZF=1)
 107                 "setnaeb %1;"  // fail invalid (CF=1)
 108                 : "=q"(ret_valid), "=q"(ret_invalid)
 109                 : "a"(&vmcs_ptr_64), "0"(ret_valid), "1"(ret_invalid)
 110                 : "memory");
 111
 112     CHECK_VMXFAIL(ret_valid, ret_invalid);
 113
 114     return VMX_SUCCESS;
 115 }
 116
 117 static inline int vmcs_store(addr_t vmcs_ptr) {
 118     uint64_t vmcs_ptr_64 = (uint64_t)vmcs_ptr;
 119
 120     __asm__ __volatile__ (
 121                VMPTRST_OPCODE
 122                EAX_07_MODRM
 123                :
 124                : "a"(&vmcs_ptr_64)
 125                : "memory");
 126
 127     return VMX_SUCCESS;
 128 }
 129
 130 static inline int vmcs_read(vmcs_field_t vmcs_field, void * dst) {
 131     addr_t val = 0;
 132     uint8_t ret_valid = 0;
 133     uint8_t ret_invalid = 0;
 134
 135     __asm__ __volatile__ (
 136                 VMREAD_OPCODE
 137                 EAX_ECX_MODRM
 138                 "seteb %1;" // fail valid
 139                 "setnaeb %1;" // fail invalid
 140                 :  "=c"(val), "=d"(ret_valid) //, "=r"(ret_invalid) // Use ECX
 141                 : "a" (vmcs_field), "0"(0), "1"(ret_valid)
 142                 : "memory"
 143                 );
 144
 145     CHECK_VMXFAIL(ret_valid, ret_invalid);
 146
 147     switch(v3_vmcs_get_field_len(vmcs_field))
 148     {
 149         case 2:
 150             *((uint16_t*)dst) = (uint16_t)val;
 151             break;
 152         case 4:
 153             *((uint32_t*)dst) = (uint32_t)val;
 154             break;
 155         case 8:
 156             *((uint64_t*)dst) = (uint64_t)val;
 157             break;
 158         default:
 159              return -1;
 160     }
 161
 162
 163     return VMX_SUCCESS;
 164 }
 165
 166 static inline int vmcs_write(vmcs_field_t vmcs_field, addr_t value) {
 167     uint8_t ret_valid = 0;
 168     uint8_t ret_invalid = 0;
 169
 170     __asm__ __volatile__ (
 171                 VMWRITE_OPCODE
 172                 EAX_ECX_MODRM
 173                 "seteb %0;" // fail valid (ZF=1)
 174                 "setnaeb %1;" // fail invalid (CF=1)
 175                 : "=q" (ret_valid), "=q" (ret_invalid)
 176                 : "a" (vmcs_field), "c"(value)
 177                 : "memory");
 178
 179     CHECK_VMXFAIL(ret_valid, ret_invalid);
 180
 181     return VMX_SUCCESS;
 182 }
 183
 184 static inline int vmx_off() {
 185     uint8_t ret_valid = 0;
 186     uint8_t ret_invalid = 0;
 187
 188     __asm__ __volatile__ (
 189                 VMXOFF_OPCODE
 190                 "seteb %0;"
 191                 "setnaeb %1;"
 192                 : "=q"(ret_valid), "=q"(ret_invalid)
 193                 : "0"(ret_valid), "1"(ret_invalid)
 194                 : "memory");
 195
 196     CHECK_VMXFAIL(ret_valid, ret_invalid);
 197
 198     return VMX_SUCCESS;
 199 }
 200
 201 #endif
 202
 203 #endif