palacios/src/palacios/vm_guest.c

   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
  21
  22
  23 #include <palacios/vm_guest.h>
  24 #include <palacios/vmm_ctrl_regs.h>
  25 #include <palacios/vmm.h>
  26 #include <palacios/vmm_decoder.h>
  27 #include <palacios/vmcb.h>
  28
  29
  30 v3_cpu_mode_t v3_get_vm_cpu_mode(struct guest_info * info) {
  31     struct cr0_32 * cr0;
  32     struct efer_64 * efer;
  33     struct cr4_32 * cr4 = (struct cr4_32 *)&(info->ctrl_regs.cr4);
  34     struct v3_segment * cs = &(info->segments.cs);
  35     vmcb_saved_state_t * guest_state = GET_VMCB_SAVE_STATE_AREA((vmcb_t*)(info->vmm_data));
  36
  37     if (info->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) {
  38         cr0 = (struct cr0_32 *)&(info->shdw_pg_state.guest_cr0);
  39         efer = (struct efer_64 *)&(info->shdw_pg_state.guest_efer);
  40     } else if (info->shdw_pg_mode == NESTED_PAGING) {
  41         cr0 = (struct cr0_32 *)&(info->ctrl_regs.cr0);
  42         efer = (struct efer_64 *)&(guest_state->efer);
  43     } else {
  44         PrintError("Invalid Paging Mode...\n");
  45         V3_ASSERT(0);
  46         return -1;
  47     }
  48
  49     if (cr0->pe == 0) {
  50         return REAL;
  51     } else if ((cr4->pae == 0) && (efer->lme == 0)) {
  52         return PROTECTED;
  53     } else if (efer->lme == 0) {
  54         return PROTECTED_PAE;
  55     } else if ((efer->lme == 1) && (cs->long_mode == 1)) {
  56         return LONG;
  57     } else {
  58         // What about LONG_16_COMPAT???
  59         return LONG_32_COMPAT;
  60     }
  61 }
  62
  63 // Get address width in bytes
  64 uint_t v3_get_addr_width(struct guest_info * info) {
  65     struct cr0_32 * cr0;
  66     struct cr4_32 * cr4 = (struct cr4_32 *)&(info->ctrl_regs.cr4);
  67     struct efer_64 * efer;
  68     struct v3_segment * cs = &(info->segments.cs);
  69     vmcb_saved_state_t * guest_state = GET_VMCB_SAVE_STATE_AREA((vmcb_t*)(info->vmm_data));
  70
  71     if (info->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) {
  72         cr0 = (struct cr0_32 *)&(info->shdw_pg_state.guest_cr0);
  73         efer = (struct efer_64 *)&(info->shdw_pg_state.guest_efer);
  74     } else if (info->shdw_pg_mode == NESTED_PAGING) {
  75         cr0 = (struct cr0_32 *)&(info->ctrl_regs.cr0);
  76         efer = (struct efer_64 *)&(guest_state->efer);
  77     } else {
  78         PrintError("Invalid Paging Mode...\n");
  79         V3_ASSERT(0);
  80         return -1;
  81     }
  82
  83     if (cr0->pe == 0) {
  84         return 2;
  85     } else if ((cr4->pae == 0) && (efer->lme == 0)) {
  86         return 4;
  87     } else if (efer->lme == 0) {
  88         return 4;
  89     } else if ((efer->lme == 1) && (cs->long_mode == 1)) {
  90         return 8;
  91     } else {
  92         // What about LONG_16_COMPAT???
  93         return 4;
  94     }
  95 }
  96
  97
  98 static const uchar_t REAL_STR[] = "Real";
  99 static const uchar_t PROTECTED_STR[] = "Protected";
 100 static const uchar_t PROTECTED_PAE_STR[] = "Protected+PAE";
 101 static const uchar_t LONG_STR[] = "Long";
 102 static const uchar_t LONG_32_COMPAT_STR[] = "32bit Compat";
 103 static const uchar_t LONG_16_COMPAT_STR[] = "16bit Compat";
 104
 105 const uchar_t * v3_cpu_mode_to_str(v3_cpu_mode_t mode) {
 106     switch (mode) {
 107         case REAL:
 108             return REAL_STR;
 109         case PROTECTED:
 110             return PROTECTED_STR;
 111         case PROTECTED_PAE:
 112             return PROTECTED_PAE_STR;
 113         case LONG:
 114             return LONG_STR;
 115         case LONG_32_COMPAT:
 116             return LONG_32_COMPAT_STR;
 117         case LONG_16_COMPAT:
 118             return LONG_16_COMPAT_STR;
 119         default:
 120             return NULL;
 121     }
 122 }
 123
 124 v3_mem_mode_t v3_get_vm_mem_mode(struct guest_info * info) {
 125     struct cr0_32 * cr0;
 126
 127     if (info->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) {
 128         cr0 = (struct cr0_32 *)&(info->shdw_pg_state.guest_cr0);
 129     } else if (info->shdw_pg_mode == NESTED_PAGING) {
 130         cr0 = (struct cr0_32 *)&(info->ctrl_regs.cr0);
 131     } else {
 132         PrintError("Invalid Paging Mode...\n");
 133         V3_ASSERT(0);
 134         return -1;
 135     }
 136
 137     if (cr0->pg == 0) {
 138         return PHYSICAL_MEM;
 139     } else {
 140         return VIRTUAL_MEM;
 141     }
 142 }
 143
 144 static const uchar_t PHYS_MEM_STR[] = "Physical Memory";
 145 static const uchar_t VIRT_MEM_STR[] = "Virtual Memory";
 146
 147 const uchar_t * v3_mem_mode_to_str(v3_mem_mode_t mode) {
 148     switch (mode) {
 149         case PHYSICAL_MEM:
 150             return PHYS_MEM_STR;
 151         case VIRTUAL_MEM:
 152             return VIRT_MEM_STR;
 153         default:
 154             return NULL;
 155     }
 156 }
 157
 158
 159 void v3_print_segments(struct guest_info * info) {
 160     struct v3_segments * segs = &(info->segments);
 161     int i = 0;
 162     struct v3_segment * seg_ptr;
 163
 164     seg_ptr=(struct v3_segment *)segs;
 165
 166     char *seg_names[] = {"CS", "DS" , "ES", "FS", "GS", "SS" , "LDTR", "GDTR", "IDTR", "TR", NULL};
 167     PrintDebug("Segments\n");
 168
 169     for (i = 0; seg_names[i] != NULL; i++) {
 170
 171         PrintDebug("\t%s: Sel=%x, base=%p, limit=%x (long_mode=%d, db=%d)\n", seg_names[i], seg_ptr[i].selector,
 172                    (void *)(addr_t)seg_ptr[i].base, seg_ptr[i].limit,
 173                    seg_ptr[i].long_mode, seg_ptr[i].db);
 174
 175     }
 176
 177 }
 178
 179
 180 void v3_print_ctrl_regs(struct guest_info * info) {
 181     struct v3_ctrl_regs * regs = &(info->ctrl_regs);
 182     int i = 0;
 183     v3_reg_t * reg_ptr;
 184     char * reg_names[] = {"CR0", "CR2", "CR3", "CR4", "CR8", "FLAGS", NULL};
 185     vmcb_saved_state_t * guest_state = GET_VMCB_SAVE_STATE_AREA(info->vmm_data);
 186
 187     reg_ptr = (v3_reg_t *)regs;
 188
 189     PrintDebug("32 bit Ctrl Regs:\n");
 190
 191     for (i = 0; reg_names[i] != NULL; i++) {
 192         PrintDebug("\t%s=0x%p\n", reg_names[i], (void *)(addr_t)reg_ptr[i]);
 193     }
 194
 195     PrintDebug("\tEFER=0x%p\n", (void*)(addr_t)(guest_state->efer));
 196
 197 }
 198
 199
 200 void v3_print_guest_state(struct guest_info * info) {
 201     addr_t linear_addr = 0;
 202
 203     PrintDebug("RIP: %p\n", (void *)(addr_t)(info->rip));
 204     linear_addr = get_addr_linear(info, info->rip, &(info->segments.cs));
 205     PrintDebug("RIP Linear: %p\n", (void *)linear_addr);
 206
 207     v3_print_segments(info);
 208     v3_print_ctrl_regs(info);
 209
 210     if (info->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) {
 211         PrintDebug("Shadow Paging Guest Registers:\n");
 212         PrintDebug("\tGuest CR0=%p\n", (void *)(addr_t)(info->shdw_pg_state.guest_cr0));
 213         PrintDebug("\tGuest CR3=%p\n", (void *)(addr_t)(info->shdw_pg_state.guest_cr3));
 214         PrintDebug("\tGuest EFER=%p\n", (void *)(addr_t)(info->shdw_pg_state.guest_efer.value));
 215         // CR4
 216     }
 217     v3_print_GPRs(info);
 218 }
 219
 220
 221 #ifdef __V3_32BIT__
 222
 223 void v3_print_GPRs(struct guest_info * info) {
 224     struct v3_gprs * regs = &(info->vm_regs);
 225     int i = 0;
 226     v3_reg_t * reg_ptr;
 227     char * reg_names[] = { "RDI", "RSI", "RBP", "RSP", "RBX", "RDX", "RCX", "RAX", NULL};
 228
 229     reg_ptr= (v3_reg_t *)regs;
 230
 231     PrintDebug("32 bit GPRs:\n");
 232
 233     for (i = 0; reg_names[i] != NULL; i++) {
 234         PrintDebug("\t%s=0x%p\n", reg_names[i], (void *)(addr_t)reg_ptr[i]);
 235     }
 236 }
 237
 238 #elif __V3_64BIT__
 239
 240 void v3_print_GPRs(struct guest_info * info) {
 241     struct v3_gprs * regs = &(info->vm_regs);
 242     int i = 0;
 243     v3_reg_t * reg_ptr;
 244     char * reg_names[] = { "RDI", "RSI", "RBP", "RSP", "RBX", "RDX", "RCX", "RAX", \
 245                            "R8", "R9", "R10", "R11", "R12", "R13", "R14", "R15", NULL};
 246
 247     reg_ptr= (v3_reg_t *)regs;
 248
 249     PrintDebug("64 bit GPRs:\n");
 250
 251     for (i = 0; reg_names[i] != NULL; i++) {
 252         PrintDebug("\t%s=0x%p\n", reg_names[i], (void *)(addr_t)reg_ptr[i]);
 253     }
 254 }
 255
 256 #endif