palacios/src/palacios/vmm_io.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 #include <palacios/vmm_io.h>
  21 #include <palacios/vmm_string.h>
  22 #include <palacios/vmm.h>
  23 #include <palacios/vm_guest.h>
  24
  25
  26
  27 #ifndef V3_CONFIG_DEBUG_IO
  28 #undef PrintDebug
  29 #define PrintDebug(fmt, args...)
  30 #endif
  31
  32 static int free_hook(struct v3_vm_info * vm, struct v3_io_hook * hook);
  33
  34 static int default_write(struct guest_info * core, uint16_t port, void *src, uint_t length, void * priv_data);
  35 static int default_read(struct guest_info * core, uint16_t port, void * dst, uint_t length, void * priv_data);
  36
  37
  38 void v3_init_io_map(struct v3_vm_info * vm) {
  39
  40   vm->io_map.map.rb_node = NULL;
  41   vm->io_map.arch_data = NULL;
  42   vm->io_map.update_map = NULL;
  43
  44 }
  45
  46 int v3_deinit_io_map(struct v3_vm_info * vm) {
  47     struct rb_node * node = v3_rb_first(&(vm->io_map.map));
  48     struct v3_io_hook * hook = NULL;
  49     struct rb_node * tmp_node = NULL;
  50
  51     while (node) {
  52         hook = rb_entry(node, struct v3_io_hook, tree_node);
  53         tmp_node = node;
  54         node = v3_rb_next(node);
  55
  56         free_hook(vm, hook);
  57     }
  58
  59     return 0;
  60 }
  61
  62
  63
  64
  65 static inline struct v3_io_hook * __insert_io_hook(struct v3_vm_info * vm, struct v3_io_hook * hook) {
  66   struct rb_node ** p = &(vm->io_map.map.rb_node);
  67   struct rb_node * parent = NULL;
  68   struct v3_io_hook * tmp_hook = NULL;
  69
  70   while (*p) {
  71     parent = *p;
  72     tmp_hook = rb_entry(parent, struct v3_io_hook, tree_node);
  73
  74     if (hook->port < tmp_hook->port) {
  75       p = &(*p)->rb_left;
  76     } else if (hook->port > tmp_hook->port) {
  77       p = &(*p)->rb_right;
  78     } else {
  79       return tmp_hook;
  80     }
  81   }
  82
  83   rb_link_node(&(hook->tree_node), parent, p);
  84
  85   return NULL;
  86 }
  87
  88
  89 static inline struct v3_io_hook * insert_io_hook(struct v3_vm_info * vm, struct v3_io_hook * hook) {
  90   struct v3_io_hook * ret;
  91
  92   if ((ret = __insert_io_hook(vm, hook))) {
  93     return ret;
  94   }
  95
  96   v3_rb_insert_color(&(hook->tree_node), &(vm->io_map.map));
  97
  98   return NULL;
  99 }
 100
 101
 102 struct v3_io_hook * v3_get_io_hook(struct v3_vm_info * vm, uint16_t port) {
 103   struct rb_node * n = vm->io_map.map.rb_node;
 104   struct v3_io_hook * hook = NULL;
 105
 106   while (n) {
 107     hook = rb_entry(n, struct v3_io_hook, tree_node);
 108
 109     if (port < hook->port) {
 110       n = n->rb_left;
 111     } else if (port > hook->port) {
 112       n = n->rb_right;
 113     } else {
 114       return hook;
 115     }
 116   }
 117
 118   return NULL;
 119 }
 120
 121
 122
 123
 124
 125 int v3_hook_io_port(struct v3_vm_info * vm, uint16_t port,
 126                     int (*read)(struct guest_info * core, uint16_t port, void * dst, uint_t length, void * priv_data),
 127                     int (*write)(struct guest_info * core, uint16_t port, void * src, uint_t length, void * priv_data),
 128                     void * priv_data) {
 129   struct v3_io_hook * io_hook = (struct v3_io_hook *)V3_Malloc(sizeof(struct v3_io_hook));
 130
 131   io_hook->port = port;
 132
 133   if (!read) {
 134     io_hook->read = &default_read;
 135   } else {
 136     io_hook->read = read;
 137   }
 138
 139   if (!write) {
 140     io_hook->write = &default_write;
 141   } else {
 142     io_hook->write = write;
 143   }
 144
 145   io_hook->priv_data = priv_data;
 146
 147   if (insert_io_hook(vm, io_hook)) {
 148       PrintError("Could not insert IO hook for port %u (0x%x)\n", port, port);
 149       V3_Free(io_hook);
 150       return -1;
 151   }
 152
 153   if (vm->io_map.update_map) {
 154       if (vm->io_map.update_map(vm, port,
 155                                   ((read == NULL) ? 0 : 1),
 156                                   ((write == NULL) ? 0 : 1)) == -1) {
 157           PrintError("Could not update IO map for port %u (0x%x)\n", port, port);
 158           V3_Free(io_hook);
 159           return -1;
 160       }
 161   }
 162
 163   return 0;
 164 }
 165
 166
 167 static int free_hook(struct v3_vm_info * vm, struct v3_io_hook * hook) {
 168     v3_rb_erase(&(hook->tree_node), &(vm->io_map.map));
 169
 170     if (vm->io_map.update_map) {
 171         // set the arch map to default (this should be 1, 1)
 172         vm->io_map.update_map(vm, hook->port, 0, 0);
 173     }
 174
 175     V3_Free(hook);
 176
 177     return 0;
 178 }
 179
 180 int v3_unhook_io_port(struct v3_vm_info * vm, uint16_t port) {
 181     struct v3_io_hook * hook = v3_get_io_hook(vm, port);
 182
 183     if (hook == NULL) {
 184         PrintError("Could not find port to unhook %u (0x%x)\n", port, port);
 185         return -1;
 186     }
 187
 188     free_hook(vm, hook);
 189
 190     return 0;
 191 }
 192
 193
 194
 195
 196
 197
 198
 199 void v3_refresh_io_map(struct v3_vm_info * vm) {
 200     struct v3_io_map * io_map = &(vm->io_map);
 201     struct v3_io_hook * tmp = NULL;
 202
 203     if (io_map->update_map == NULL) {
 204         PrintError("Trying to refresh an io map with no backend\n");
 205         return;
 206     }
 207
 208     v3_rb_for_each_entry(tmp, &(io_map->map), tree_node) {
 209         io_map->update_map(vm, tmp->port,
 210                            ((tmp->read == NULL) ? 0 : 1),
 211                            ((tmp->write == NULL) ? 0 : 1));
 212     }
 213
 214 }
 215
 216
 217
 218 void v3_print_io_map(struct v3_vm_info * vm) {
 219     struct v3_io_map * io_map = &(vm->io_map);
 220     struct v3_io_hook * tmp_hook = NULL;
 221
 222     V3_Print("VMM IO Map\n");
 223
 224     v3_rb_for_each_entry(tmp_hook, &(io_map->map), tree_node) {
 225         V3_Print("IO Port: %hu (Read=%p) (Write=%p)\n",
 226                  tmp_hook->port,
 227                  (void *)(tmp_hook->read), (void *)(tmp_hook->write));
 228     }
 229 }
 230
 231
 232
 233 /*
 234  * Write a byte to an I/O port.
 235  */
 236 void v3_outb(uint16_t port, uint8_t value) {
 237     __asm__ __volatile__ (
 238         "outb %b0, %w1"
 239         :
 240         : "a" (value), "Nd" (port)
 241     );
 242 }
 243
 244 /*
 245  * Read a byte from an I/O port.
 246  */
 247 uint8_t v3_inb(uint16_t port) {
 248     uint8_t value;
 249
 250     __asm__ __volatile__ (
 251         "inb %w1, %b0"
 252         : "=a" (value)
 253         : "Nd" (port)
 254     );
 255
 256     return value;
 257 }
 258
 259 /*
 260  * Write a word to an I/O port.
 261  */
 262 void v3_outw(uint16_t port, uint16_t value) {
 263     __asm__ __volatile__ (
 264         "outw %w0, %w1"
 265         :
 266         : "a" (value), "Nd" (port)
 267     );
 268 }
 269
 270 /*
 271  * Read a word from an I/O port.
 272  */
 273 uint16_t v3_inw(uint16_t port) {
 274     uint16_t value;
 275
 276     __asm__ __volatile__ (
 277         "inw %w1, %w0"
 278         : "=a" (value)
 279         : "Nd" (port)
 280     );
 281
 282     return value;
 283 }
 284
 285 /*
 286  * Write a double word to an I/O port.
 287  */
 288 void v3_outdw(uint16_t port, uint_t value) {
 289     __asm__ __volatile__ (
 290         "outl %0, %1"
 291         :
 292         : "a" (value), "Nd" (port)
 293     );
 294 }
 295
 296 /*
 297  * Read a double word from an I/O port.
 298  */
 299 uint_t v3_indw(uint16_t port) {
 300     uint_t value;
 301
 302     __asm__ __volatile__ (
 303         "inl %1, %0"
 304         : "=a" (value)
 305         : "Nd" (port)
 306     );
 307
 308     return value;
 309 }
 310
 311
 312
 313
 314 /* FIX ME */
 315 static int default_write(struct guest_info * core, uint16_t port, void * src, uint_t length, void * priv_data) {
 316     if (length == 1) {
 317         v3_outb(port, *(uint8_t *)src);
 318     } else if (length == 2) {
 319         v3_outw(port, *(uint16_t *)src);
 320     } else if (length == 4) {
 321         v3_outdw(port, *(uint32_t *)src);
 322     } else {
 323         return -1;
 324     }
 325
 326     return length;
 327 }
 328
 329 static int default_read(struct guest_info * core, uint16_t port, void * dst, uint_t length, void * priv_data) {
 330     if (length == 1) {
 331         *(uint8_t *)dst = v3_inb(port);
 332     } else if (length == 2) {
 333         *(uint16_t *)dst = v3_inw(port);
 334     } else if (length == 4) {
 335         *(uint32_t *)dst = v3_indw(port);
 336     } else {
 337         return -1;
 338     }
 339
 340     return length;
 341 }