palacios/src/palacios/vmx.c

   1 /* Eventually  we want to get rid of these */
   2
   3 #include <geekos/cpu.h>
   4 #include <geekos/io_devs.h>
   5 #include <geekos/io.h>
   6 /* ** */
   7
   8 #include <palacios/vmx.h>
   9 #include <palacios/vmcs.h>
  10 #include <palacios/vmm.h>
  11 #include <palacios/vmm_util.h>
  12 #include <palacios/vmm_string.h>
  13
  14
  15 extern void Get_MSR(unsigned int msr, uint_t * high, uint_t * low);
  16 extern void Set_MSR(unsigned int msr, uint_t high, uint_t low);
  17 extern int Enable_VMX(ullong_t regionPtr);
  18 extern int cpuid_ecx(unsigned int op);
  19 extern int Launch_VM(ullong_t vmcsPtr, uint_t eip);
  20
  21 #define NUMPORTS 65536
  22
  23
  24 #define VMXASSIST_INFO_PORT   0x0e9
  25 #define ROMBIOS_PANIC_PORT    0x400
  26 #define ROMBIOS_PANIC_PORT2   0x401
  27 #define ROMBIOS_INFO_PORT     0x402
  28 #define ROMBIOS_DEBUG_PORT    0x403
  29
  30
  31 extern struct vmm_os_hooks * os_hooks;
  32
  33
  34 static struct VM theVM;
  35
  36 static uint_t GetLinearIP(struct VM *vm)
  37 {
  38   if (vm->state==VM_VMXASSIST_V8086_BIOS || vm->state==VM_VMXASSIST_V8086) {
  39     return vm->vmcs.guestStateArea.cs.baseAddr + vm->vmcs.guestStateArea.rip;
  40   } else {
  41     return vm->vmcs.guestStateArea.rip;
  42   }
  43 }
  44
  45
  46 static void VMXPanic()
  47 {
  48   while (1) {}
  49 }
  50
  51
  52 #define MAX_CODE 512
  53 #define INSTR_OFFSET_START 17
  54 #define NOP_SEQ_LEN        10
  55 #define INSTR_OFFSET_END   (INSTR_OFFSET_START+NOP_SEQ_LEN-1)
  56 #define TEMPLATE_CODE_LEN  35
  57
  58 uint_t oldesp=0;
  59 uint_t myregs=0;
  60
  61 // simply execute the instruction that is faulting and return
  62 static int ExecFaultingInstructionInVMM(struct VM *vm)
  63 {
  64   uint_t address = GetLinearIP(vm);
  65   myregs = (uint_t)&(vm->registers);
  66
  67
  68   PrintTrace("About the execute faulting instruction!\n");
  69   PrintTrace("Instruction is:\n");
  70   PrintTraceMemDump((void*)(address),vm->vmcs.exitInfoFields.instrLength);
  71
  72
  73   PrintTrace("The template code is:\n");
  74   PrintTraceMemDump(&&template_code,TEMPLATE_CODE_LEN);
  75
  76   // clone the template code
  77   //memcpy(&&template_code,code,MAX_CODE);
  78
  79   // clean up the nop field
  80   memset(&&template_code+INSTR_OFFSET_START,*((uchar_t *)(&&template_code+0)),NOP_SEQ_LEN);
  81   // overwrite the nops with the faulting instruction
  82   memcpy(&&template_code+INSTR_OFFSET_START, (void*)(address),vm->vmcs.exitInfoFields.instrLength);
  83
  84   PrintTrace("Finished modifying the template code, which now is:\n");
  85   PrintTraceMemDump(&&template_code,TEMPLATE_CODE_LEN);
  86
  87   PrintTrace("Now entering modified template code\n");
  88
  89
  90  template_code:
  91   // Template code stores current registers,
  92   // restores registers, has a landing pad of noops
  93   // that will be modified, restores current regs, and then returns
  94   //
  95   // Note that this currently ignores cr0, cr3, cr4, dr7, rsp, rip, and rflags
  96   // it also blythly assumes it can exec the instruction in protected mode
  97   //
  98   __asm__ __volatile__ ("nop\n"               // for cloning purposes                          (1 byte)
  99                         "pusha\n"             // push our current regs onto the current stack  (1 byte)
 100                         "movl %0, %%eax\n"    // Get oldesp location                           (5 bytes)
 101                         "movl %%esp, (%%eax)\n"  // store the current stack pointer in oldesp       (2 bytes)
 102                         "movl %1, %%eax\n"    // Get regs location                             (5 bytes)
 103                         "movl (%%eax), %%esp\n"  // point esp at regs                               (2 bytes)
 104                         "popa\n"              // now we have the VM registers restored            (1 byte)
 105                         "nop\n"               // now we execute the actual instruction         (1 byte x 10)
 106                         "nop\n"               // now we execute the actual instruction
 107                         "nop\n"               // now we execute the actual instruction
 108                         "nop\n"               // now we execute the actual instruction
 109                         "nop\n"               // now we execute the actual instruction
 110                         "nop\n"               // now we execute the actual instruction
 111                         "nop\n"               // now we execute the actual instruction
 112                         "nop\n"               // now we execute the actual instruction
 113                         "nop\n"               // now we execute the actual instruction
 114                         "nop\n"               // now we execute the actual instruction
 115                         // need to copy back to the VM registers!
 116                         "movl %0, %%eax\n"     // recapture oldesp location                     (5 bytes)
 117                         "movl (%%eax), %%esp\n"   // now we'll get our esp back from oldesp       (2 bytes)
 118                         "popa\n"              // and restore our GP regs and we're done       (1 byte)
 119                         : "=m"(oldesp)
 120                         : "m"(myregs)
 121                         );
 122
 123   PrintTrace("Survived executing the faulting instruction and returning.\n");
 124
 125   vm->vmcs.guestStateArea.rip += vm->vmcs.exitInfoFields.instrLength;
 126
 127   return 0;
 128
 129 }
 130
 131
 132 int is_vmx_capable() {
 133   uint_t ret;
 134   union VMX_MSR featureMSR;
 135
 136   ret = cpuid_ecx(1);
 137   if (ret & CPUID_1_ECX_VTXFLAG) {
 138     Get_MSR(IA32_FEATURE_CONTROL_MSR, &featureMSR.regs.high, &featureMSR.regs.low);
 139
 140     PrintTrace("MSRREGlow: 0x%.8x\n", featureMSR.regs.low);
 141
 142     if ((featureMSR.regs.low & FEATURE_CONTROL_VALID) != FEATURE_CONTROL_VALID) {
 143       PrintDebug("VMX is locked -- enable in the BIOS\n");
 144       return 0;
 145     }
 146   } else {
 147     PrintDebug("VMX not supported on this cpu\n");
 148     return 0;
 149   }
 150
 151   return 1;
 152
 153 }
 154
 155
 156 VmxOnRegion * Init_VMX() {
 157   uint_t ret;
 158   VmxOnRegion * region = NULL;
 159
 160
 161   region = CreateVmxOnRegion();
 162
 163
 164   ret = Enable_VMX((ullong_t)((uint_t)region));
 165   if (ret == 0) {
 166     PrintDebug("VMX Enabled\n");
 167   } else {
 168     PrintDebug("VMX failure (ret = %d)\n", ret);
 169   }
 170
 171   theVM.vmxonregion = region;
 172
 173   return region;
 174 }
 175
 176 extern uint_t VMCS_CLEAR();
 177 extern uint_t VMCS_LOAD();
 178 extern uint_t VMCS_STORE();
 179 extern uint_t VMCS_LAUNCH();
 180 extern uint_t VMCS_RESUME();
 181 extern uint_t Init_VMCS_HostState();
 182 extern uint_t Init_VMCS_GuestState();
 183
 184 void SetCtrlBitsCorrectly(int msrno, int vmcsno)
 185 {
 186   uint_t reserved =0;
 187   union VMX_MSR msr;
 188
 189   PrintTrace("SetCtrlBitsCorrectly(%x,%x)\n", msrno, vmcsno);
 190   Get_MSR(msrno, &msr.regs.high, &msr.regs.low);
 191   PrintTrace("MSR %x = %x : %x \n", msrno, msr.regs.high, msr.regs.low);
 192   reserved = msr.regs.low;
 193   reserved &= msr.regs.high;
 194   VMCS_WRITE(vmcsno, &reserved);
 195 }
 196
 197
 198 void SetCRBitsCorrectly(int msr0no, int msr1no, int vmcsno)
 199 {
 200   uint_t reserved =0;
 201   union VMX_MSR msr0, msr1;
 202
 203   PrintTrace("SetCRBitsCorrectly(%x,%x,%x)\n",msr0no,msr1no,vmcsno);
 204   Get_MSR(msr0no, &msr0.regs.high, &msr0.regs.low);
 205   Get_MSR(msr1no, &msr1.regs.high, &msr1.regs.low);
 206   PrintTrace("MSR %x = %x, %x =  %x \n", msr0no, msr0.regs.low, msr1no, msr1.regs.low);
 207   reserved = msr0.regs.low;
 208   reserved &= msr1.regs.low;
 209   VMCS_WRITE(vmcsno, &reserved);
 210 }
 211
 212
 213 extern int Get_CR2();
 214 extern int vmRunning;
 215
 216
 217 static int PanicUnhandledVMExit(struct VM *vm)
 218 {
 219   PrintInfo("Panicking due to VMExit with reason %u\n", vm->vmcs.exitInfoFields.reason);
 220   PrintTrace("Panicking due to VMExit with reason %u\n", vm->vmcs.exitInfoFields.reason);
 221   PrintTrace_VMCS_ALL();
 222   PrintTrace_VMX_Regs(&(vm->registers));
 223   VMXPanic();
 224   return 0;
 225 }
 226
 227
 228 static int HandleVMPrintsAndPanics(struct VM *vm, uint_t port, uint_t data)
 229 {
 230   if (port==VMXASSIST_INFO_PORT &&
 231       (vm->state == VM_VMXASSIST_STARTUP ||
 232        vm->state == VM_VMXASSIST_V8086_BIOS ||
 233        vm->state == VM_VMXASSIST_V8086)) {
 234     // Communication channel from VMXAssist
 235     PrintTrace("VMXASSIST Output Port\n");
 236     PrintDebug("%c",data&0xff);
 237     return 1;
 238   }
 239
 240   if ((port==ROMBIOS_PANIC_PORT ||
 241        port==ROMBIOS_PANIC_PORT2 ||
 242        port==ROMBIOS_DEBUG_PORT ||
 243        port==ROMBIOS_INFO_PORT) &&
 244       (vm->state==VM_VMXASSIST_V8086_BIOS)) {
 245     // rombios is communicating
 246     PrintTrace("ROMBIOS Output Port\n");
 247     //    PrintDebug("%c",data&0xff);
 248     return 1;
 249   }
 250
 251   if (port==BOOT_STATE_CARD_PORT && vm->state==VM_VMXASSIST_V8086_BIOS) {
 252     // rombios is sending something to the display card
 253     PrintTrace("Hex Display: 0x%x\n",data&0xff);
 254     return 1;
 255   }
 256   return 0;
 257 }
 258
 259 static int HandleInOutExit(struct VM *vm)
 260 {
 261   uint_t address;
 262
 263   struct VMCSExitInfoFields *exitinfo = &(vm->vmcs.exitInfoFields);
 264   struct VMExitIOQual * qual = (struct VMExitIOQual *)&(vm->vmcs.exitInfoFields.qualification);
 265   struct VMXRegs *regs = &(vm->registers);
 266
 267   address=GetLinearIP(vm);
 268
 269   PrintTrace("Handling Input/Output Instruction Exit\n");
 270
 271   PrintTrace_VMX_Regs(regs);
 272
 273   PrintTrace("Qualifications=0x%x\n", exitinfo->qualification);
 274   PrintTrace("Reason=0x%x\n", exitinfo->reason);
 275   PrintTrace("IO Port: 0x%x (%d)\n", qual->port, qual->port);
 276   PrintTrace("Instruction Info=%x\n", exitinfo->instrInfo);
 277   PrintTrace("%x : %s %s %s instruction of length %d for %d bytes from/to port 0x%x\n",
 278                    address,
 279                    qual->dir == 0 ? "output" : "input",
 280                    qual->string ==0 ? "nonstring" : "STRING",
 281                    qual->REP == 0 ? "with no rep" : "WITH REP",
 282                    exitinfo->instrLength,
 283                    qual->accessSize==0 ? 1 : qual->accessSize==1 ? 2 : 4,
 284                    qual->port);
 285
 286   if ((qual->port == PIC_MASTER_CMD_ISR_PORT) ||
 287       (qual->port == PIC_MASTER_IMR_PORT)     ||
 288       (qual->port == PIC_SLAVE_CMD_ISR_PORT)  ||
 289       (qual->port == PIC_SLAVE_IMR_PORT)) {
 290     PrintTrace( "PIC Access\n");
 291   }
 292
 293
 294   if ((qual->dir == 1) && (qual->REP == 0) && (qual->string == 0)) {
 295     char byte = In_Byte(qual->port);
 296
 297     vm->vmcs.guestStateArea.rip += exitinfo->instrLength;
 298     regs->eax = (regs->eax & 0xffffff00) | byte;
 299     PrintTrace("Returning 0x%x in eax\n", (regs->eax));
 300   }
 301
 302   if (qual->dir==0 && qual->REP==0 && qual->string==0) {
 303     // See if we need to handle the outb as a signal or
 304     // print from the VM
 305     if (HandleVMPrintsAndPanics(vm,qual->port,regs->eax)) {
 306     } else {
 307       // If not, just go ahead and do the outb
 308       Out_Byte(qual->port,regs->eax);
 309       PrintTrace("Wrote 0x%x to port\n",(regs->eax));
 310     }
 311     vm->vmcs.guestStateArea.rip += exitinfo->instrLength;
 312   }
 313
 314   return 0;
 315 }
 316
 317
 318 static int HandleExternalIRQExit(struct VM *vm)
 319 {
 320   struct VMCSExitInfoFields * exitinfo = &(vm->vmcs.exitInfoFields);
 321   struct VMExitIntInfo * intInfo  = (struct VMExitIntInfo *)&(vm->vmcs.exitInfoFields.intInfo);
 322
 323   PrintTrace("External Interrupt captured\n");
 324   PrintTrace("IntInfo: %x\n", exitinfo->intInfo);
 325
 326
 327   if (!intInfo->valid) {
 328      // interrupts are off, but this interrupt is not acknoledged (still pending)
 329      // so we turn on interrupts to deliver appropriately in the
 330      // host
 331     PrintTrace("External Interrupt is invald.  Turning Interrupts back on\n");
 332     asm("sti");
 333     return 0;
 334   }
 335
 336   // At this point, interrupts are off and the interrupt has been
 337   // acknowledged.  We will now handle the interrupt ourselves
 338   // and turn interrupts  back on in the host
 339
 340   PrintTrace("type: %d\n", intInfo->type);
 341   PrintTrace("number: %d\n", intInfo->nr);
 342
 343   PrintTrace("Interrupt %d occuring now and handled by HandleExternalIRQExit\n",intInfo->nr);
 344
 345   switch (intInfo->type) {
 346   case 0:  {  // ext. IRQ
 347     // In the following, we construct an "int x" instruction
 348     // where x is the specific interrupt number that is raised
 349     // then we execute that instruciton
 350     // because we are in host context, that means it is delivered as normal
 351     // through the host IDT
 352
 353      ((char*)(&&ext_int_seq_start))[1] = intInfo->nr;
 354
 355      PrintTrace("Interrupt instruction setup done %x\n", *((ushort_t *)(&&ext_int_seq_start)));
 356
 357 ext_int_seq_start:
 358      asm("int $0");
 359   }
 360
 361     break;
 362   case 2: // NMI
 363     PrintTrace("Type: NMI\n");
 364     break;
 365   case 3: // hw exception
 366     PrintTrace("Type: HW Exception\n");
 367     break;
 368   case 4: // sw exception
 369     PrintTrace("Type: SW Exception\n");
 370     break;
 371   default:
 372     PrintTrace("Invalid Interrupt Type\n");
 373     return -1;
 374   }
 375
 376   if (intInfo->valid && intInfo->errorCode) {
 377     PrintTrace("IntError: %x\n", exitinfo->intErrorCode);
 378   }
 379
 380
 381   return 0;
 382
 383 }
 384
 385
 386
 387 void DecodeCurrentInstruction(struct VM *vm, struct Instruction *inst)
 388 {
 389   // this is a gruesome hack
 390   uint_t address = GetLinearIP(vm);
 391   uint_t length = vm->vmcs.exitInfoFields.instrLength;
 392   unsigned char *t = (unsigned char *) address;
 393
 394
 395
 396   PrintTrace("DecodeCurrentInstruction: instruction is\n");
 397   PrintTraceMemDump(t,length);
 398
 399   if (length==3 && t[0]==0x0f && t[1]==0x22 && t[2]==0xc0) {
 400     // mov from eax to cr0
 401     // usually used to signal
 402     inst->type=VM_MOV_TO_CR0;
 403     inst->address=address;
 404     inst->size=length;
 405     inst->input1=vm->registers.eax;
 406     inst->input2=vm->vmcs.guestStateArea.cr0;
 407     inst->output=vm->registers.eax;
 408     PrintTrace("MOV FROM EAX TO CR0\n");
 409   } else {
 410     inst->type=VM_UNKNOWN_INST;
 411   }
 412 }
 413
 414
 415 static void V8086ModeSegmentRegisterFixup(struct VM *vm)
 416 {
 417   vm->vmcs.guestStateArea.cs.baseAddr=vm->vmcs.guestStateArea.cs.selector<<4;
 418   vm->vmcs.guestStateArea.es.baseAddr=vm->vmcs.guestStateArea.es.selector<<4;
 419   vm->vmcs.guestStateArea.ss.baseAddr=vm->vmcs.guestStateArea.ss.selector<<4;
 420   vm->vmcs.guestStateArea.ds.baseAddr=vm->vmcs.guestStateArea.ds.selector<<4;
 421   vm->vmcs.guestStateArea.fs.baseAddr=vm->vmcs.guestStateArea.fs.selector<<4;
 422   vm->vmcs.guestStateArea.gs.baseAddr=vm->vmcs.guestStateArea.gs.selector<<4;
 423 }
 424
 425 static void SetupV8086ModeForBoot(struct VM *vm)
 426 {
 427   vm->state = VM_VMXASSIST_V8086_BIOS;
 428
 429   // Put guest into V8086 mode on return
 430   vm->vmcs.guestStateArea.rflags |= EFLAGS_VM | EFLAGS_IOPL_HI | EFLAGS_IOPL_LO ;
 431
 432   // We will start at f000:fff0 on return
 433   //
 434   // We want this to look as much as possible as a processor
 435   // reset
 436   vm->vmcs.guestStateArea.rip = 0xfff0;  // note, 16 bit rip
 437   vm->vmcs.guestStateArea.cs.selector = 0xf000;
 438   vm->vmcs.guestStateArea.cs.limit=0xffff;
 439   vm->vmcs.guestStateArea.cs.access.as_dword = 0xf3;
 440
 441   vm->vmcs.guestStateArea.ss.selector = 0x0000;
 442   vm->vmcs.guestStateArea.ss.limit=0xffff;
 443   vm->vmcs.guestStateArea.ss.access.as_dword = 0xf3;
 444
 445   vm->vmcs.guestStateArea.ds.selector = 0x0000;
 446   vm->vmcs.guestStateArea.ds.limit=0xffff;
 447   vm->vmcs.guestStateArea.ds.access.as_dword = 0xf3;
 448
 449   vm->vmcs.guestStateArea.es.selector = 0x0000;
 450   vm->vmcs.guestStateArea.es.limit=0xffff;
 451   vm->vmcs.guestStateArea.es.access.as_dword = 0xf3;
 452
 453   vm->vmcs.guestStateArea.fs.selector = 0x0000;
 454   vm->vmcs.guestStateArea.fs.limit=0xffff;
 455   vm->vmcs.guestStateArea.fs.access.as_dword = 0xf3;
 456
 457   vm->vmcs.guestStateArea.gs.selector = 0x0000;
 458   vm->vmcs.guestStateArea.gs.limit=0xffff;
 459   vm->vmcs.guestStateArea.gs.access.as_dword = 0xf3;
 460
 461   V8086ModeSegmentRegisterFixup(vm);
 462
 463   PrintTrace_VMCSData(&(vm->vmcs));
 464
 465 }
 466
 467
 468
 469 static int HandleExceptionOrNMI(struct VM *vm)
 470 {
 471   struct Instruction inst;
 472   uint_t num;
 473   uint_t type;
 474   uint_t errorvalid;
 475   uint_t error;
 476   uint_t ext=0;
 477   uint_t idt=0;
 478   uint_t ti=0;
 479   uint_t selectorindex=0;
 480
 481   PrintTrace("Exception or NMI occurred\n");
 482
 483   num=vm->vmcs.exitInfoFields.intInfo & 0xff;
 484   type=(vm->vmcs.exitInfoFields.intInfo & 0x700)>>8;
 485   errorvalid=(vm->vmcs.exitInfoFields.intInfo & 0x800)>>11;
 486   if (errorvalid) {
 487     error=vm->vmcs.exitInfoFields.intErrorCode;
 488     ext=error&0x1;
 489     idt=(error&0x2)>>1;
 490     ti=(error&0x4)>>2;
 491     selectorindex=(error>>3)&0xffff;
 492   }
 493
 494   PrintTrace("Exception %d now - handled by HandleExceptionOrNMI\n",num);
 495
 496   PrintTrace("Exception Number %u : %s\n", num, exception_names[num]);
 497   PrintTrace("Exception Type %u : %s\n", type, exception_type_names[type]);
 498   if (errorvalid) {
 499     if (ext) {
 500       PrintTrace("External\n");
 501     } else {
 502       PrintTrace("%s - Selector Index is %u\n", idt ? "IDT" : ti ? "LDT" : "GDT", selectorindex);
 503     }
 504   }
 505
 506   DecodeCurrentInstruction(vm,&inst);
 507
 508   if (inst.type==VM_MOV_TO_CR0) {
 509     PrintTrace("MOV TO CR0, oldvalue=0x%x, newvalue=0x%x\n",inst.input2, inst.input1);
 510     if ((inst.input2 & CR0_PE) && !(inst.input1 & CR0_PE) && vm->state==VM_VMXASSIST_STARTUP) {
 511       // This is VMXAssist signalling for us to turn on V8086 mode and
 512       // jump into the bios
 513       PrintTrace("VMXAssist is signaling us for switch to V8086 mode and jump to 0xf000:fff0\n");
 514       SetupV8086ModeForBoot(vm);
 515       goto leave;
 516     } else {
 517       PrintTrace("Instruction is a write to CR0, but we don't understand it so we'll just exec it\n");
 518     }
 519   }
 520
 521
 522   PrintTrace("Trying to execute the faulting instruction in VMM context now\n");
 523   ExecFaultingInstructionInVMM(vm);
 524
 525     leave:
 526   //
 527   //PanicUnhandledVMExit(vmcs,regs);
 528   //VMXPanic();
 529   return 0;
 530 }
 531
 532
 533 static struct VM *FindVM()
 534 {
 535   return &theVM;
 536 }
 537
 538
 539 int Do_VMM(struct VMXRegs regs)
 540 {
 541
 542   ullong_t vmcs_ptr = 0;
 543   uint_t vmcs_ptr_low = 0;
 544   int ret = 0;
 545   uint_t vmx_abort = 0;
 546
 547
 548
 549   PrintTrace("Vm Exit\n");
 550   ret = VMCS_STORE(&vmcs_ptr);
 551   vmcs_ptr &= 0xffffffff;
 552   vmcs_ptr_low +=  vmcs_ptr;
 553
 554
 555
 556
 557   PrintTrace("ret=%d\n", ret);
 558   PrintTrace("Revision: %x\n", *(uint_t *)(vmcs_ptr_low));
 559   vmx_abort = *(uint_t*)(((char *)vmcs_ptr_low)+4);
 560
 561   struct VM *vm = FindVM();
 562
 563   if (vmx_abort != 0) {
 564     PrintTrace("VM ABORTED w/ code: %x\n", vmx_abort);
 565     return -1;
 566   }
 567
 568   vm->registers = regs;
 569
 570   if (CopyOutVMCSData(&(vm->vmcs)) != 0) {
 571     PrintTrace("Could not copy out VMCS\n");
 572     return -1;
 573   }
 574
 575
 576   PrintTrace("Guest esp: 0x%x (%u)\n", vm->vmcs.guestStateArea.rsp, vm->vmcs.guestStateArea.rsp);
 577
 578   PrintTrace("VM Exit for reason: %d (%x)\n",
 579               vm->vmcs.exitInfoFields.reason & 0x00000fff,
 580               vm->vmcs.exitInfoFields.reason);
 581
 582   if (vm->vmcs.exitInfoFields.reason & (0x1<<29) ) {
 583     PrintTrace("VM Exit is from VMX root operation.  Panicking\n");
 584     VMXPanic();
 585   }
 586
 587   if (vm->vmcs.exitInfoFields.reason & (0x1<<31) ) {
 588     PrintTrace("VM Exit is due to a VM entry failure.  Shouldn't happen here. Panicking\n");
 589     PrintTrace_VMCSData(&(vm->vmcs));
 590     VMXPanic();
 591   }
 592
 593   switch (vm->vmcs.exitInfoFields.reason) {
 594   case VM_EXIT_REASON_INFO_EXCEPTION_OR_NMI:
 595     ret = HandleExceptionOrNMI(vm);
 596     break;
 597   case VM_EXIT_REASON_EXTERNAL_INTR:
 598     ret = HandleExternalIRQExit(vm);
 599     break;
 600   case VM_EXIT_REASON_TRIPLE_FAULT:
 601     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 602     break;
 603   case VM_EXIT_REASON_INIT_SIGNAL:
 604     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 605     break;
 606   case VM_EXIT_REASON_STARTUP_IPI:
 607     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 608     break;
 609   case VM_EXIT_REASON_IO_SMI:
 610     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 611     break;
 612   case VM_EXIT_REASON_OTHER_SMI:
 613     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 614     break;
 615   case VM_EXIT_REASON_INTR_WINDOW:
 616     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 617     break;
 618   case VM_EXIT_REASON_NMI_WINDOW:
 619     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 620     break;
 621   case VM_EXIT_REASON_TASK_SWITCH:
 622     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 623     break;
 624   case VM_EXIT_REASON_CPUID:
 625     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 626     break;
 627   case VM_EXIT_REASON_INVD:
 628     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 629     break;
 630   case VM_EXIT_REASON_INVLPG:
 631     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 632     break;
 633   case VM_EXIT_REASON_RDPMC:
 634     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 635     break;
 636   case VM_EXIT_REASON_RDTSC:
 637     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 638     break;
 639   case VM_EXIT_REASON_RSM:
 640     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 641     break;
 642   case VM_EXIT_REASON_VMCALL:
 643     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 644     break;
 645   case VM_EXIT_REASON_VMCLEAR:
 646     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 647     break;
 648   case VM_EXIT_REASON_VMLAUNCH:
 649     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 650     break;
 651   case VM_EXIT_REASON_VMPTRLD:
 652     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 653     break;
 654   case VM_EXIT_REASON_VMPTRST:
 655     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 656     break;
 657   case VM_EXIT_REASON_VMREAD:
 658     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 659     break;
 660   case VM_EXIT_REASON_VMRESUME:
 661     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 662     break;
 663   case VM_EXIT_REASON_VMWRITE:
 664     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 665     break;
 666   case VM_EXIT_REASON_VMXOFF:
 667     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 668     break;
 669   case VM_EXIT_REASON_VMXON:
 670     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 671     break;
 672   case VM_EXIT_REASON_CR_REG_ACCESSES:
 673     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 674     break;
 675   case VM_EXIT_REASON_MOV_DR:
 676     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 677     break;
 678   case VM_EXIT_REASON_IO_INSTR:
 679     ret = HandleInOutExit(vm);
 680     break;
 681   case VM_EXIT_REASON_RDMSR:
 682     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 683     break;
 684   case VM_EXIT_REASON_WRMSR:
 685     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 686     break;
 687   case VM_EXIT_REASON_ENTRY_FAIL_INVALID_GUEST_STATE:
 688     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 689     break;
 690   case VM_EXIT_REASON_ENTRY_FAIL_MSR_LOAD:
 691     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 692     break;
 693   case VM_EXIT_REASON_MWAIT:
 694     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 695     break;
 696   case VM_EXIT_REASON_MONITOR:
 697     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 698     break;
 699   case VM_EXIT_REASON_PAUSE:
 700     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 701     break;
 702   case VM_EXIT_REASON_ENTRY_FAILURE_MACHINE_CHECK:
 703     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 704     break;
 705   case VM_EXIT_REASON_TPR_BELOW_THRESHOLD:
 706     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 707     break;
 708   default:
 709     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 710     break;
 711   }
 712
 713
 714   regs = vm->registers;
 715   CopyInVMCSData(&(vm->vmcs));
 716
 717   /*
 718     {
 719     VMCS_CLEAR(vmcs_ptr);
 720     }
 721   */
 722
 723   PrintTrace("Returning from Do_VMM: %d\n", ret);
 724
 725   return ret;
 726 }
 727
 728
 729 static void ConfigureExits(struct VM *vm)
 730 {
 731   CopyOutVMCSExecCtrlFields(&(vm->vmcs.execCtrlFields));
 732
 733   vm->vmcs.execCtrlFields.pinCtrls |= 0
 734     // EXTERNAL_INTERRUPT_EXITING
 735     | NMI_EXITING;
 736   vm->vmcs.execCtrlFields.procCtrls |= 0
 737     // INTERRUPT_WINDOWS_EXIT
 738     | USE_TSC_OFFSETTING
 739     | HLT_EXITING
 740     |INVLPG_EXITING
 741     |MWAIT_EXITING
 742     |RDPMC_EXITING
 743     |RDTSC_EXITING
 744     |MOVDR_EXITING
 745     |UNCONDITION_IO_EXITING
 746     |MONITOR_EXITING
 747     |PAUSE_EXITING         ;
 748
 749   CopyInVMCSExecCtrlFields(&(vm->vmcs.execCtrlFields));
 750
 751   CopyOutVMCSExitCtrlFields(&(vm->vmcs.exitCtrlFields));
 752
 753   vm->vmcs.exitCtrlFields.exitCtrls |= ACK_IRQ_ON_EXIT;
 754
 755   CopyInVMCSExitCtrlFields(&(vm->vmcs.exitCtrlFields));
 756
 757
 758 /*   VMCS_READ(VM_EXIT_CTRLS, &flags); */
 759 /*   flags |= ACK_IRQ_ON_EXIT; */
 760 /*   VMCS_WRITE(VM_EXIT_CTRLS, &flags); */
 761 }
 762
 763
 764 extern int RunVMM();
 765 extern int SAFE_VM_LAUNCH();
 766
 767 int MyLaunch(struct VM *vm)
 768 {
 769   ullong_t vmcs = (ullong_t)((uint_t) (vm->vmcsregion));
 770   uint_t entry_eip = vm->descriptor.entry_ip;
 771   uint_t exit_eip = vm->descriptor.exit_eip;
 772   uint_t guest_esp = vm->descriptor.guest_esp;
 773   uint_t f = 0xffffffff;
 774   uint_t tmpReg = 0;
 775   int ret;
 776   int vmm_ret = 0;
 777
 778   PrintTrace("Guest ESP: 0x%x (%u)\n", guest_esp, guest_esp);
 779
 780   exit_eip=(uint_t)RunVMM;
 781
 782   PrintTrace("Clear\n");
 783   VMCS_CLEAR(vmcs);
 784   PrintTrace("Load\n");
 785   VMCS_LOAD(vmcs);
 786
 787
 788   PrintTrace("VMCS_LINK_PTR\n");
 789   VMCS_WRITE(VMCS_LINK_PTR, &f);
 790   PrintTrace("VMCS_LINK_PTR_HIGH\n");
 791   VMCS_WRITE(VMCS_LINK_PTR_HIGH, &f);
 792
 793
 794   SetCtrlBitsCorrectly(IA32_VMX_PINBASED_CTLS_MSR, PIN_VM_EXEC_CTRLS);
 795   SetCtrlBitsCorrectly(IA32_VMX_PROCBASED_CTLS_MSR, PROC_VM_EXEC_CTRLS);
 796   SetCtrlBitsCorrectly(IA32_VMX_EXIT_CTLS_MSR, VM_EXIT_CTRLS);
 797   SetCtrlBitsCorrectly(IA32_VMX_ENTRY_CTLS_MSR, VM_ENTRY_CTRLS);
 798
 799   //
 800   //
 801   //SetCtrlBitsCorrectly(IA32_something,GUEST_IA32_DEBUGCTL);
 802   //SetCtrlBitsCorrectly(IA32_something,GUEST_IA32_DEBUGCTL_HIGH);
 803
 804
 805   /* Host state */
 806   PrintTrace("Setting up host state\n");
 807   SetCRBitsCorrectly(IA32_VMX_CR0_FIXED0_MSR, IA32_VMX_CR0_FIXED1_MSR, HOST_CR0);
 808   SetCRBitsCorrectly(IA32_VMX_CR4_FIXED0_MSR, IA32_VMX_CR4_FIXED1_MSR, HOST_CR4);
 809   ret = Init_VMCS_HostState();
 810
 811   if (ret != VMX_SUCCESS) {
 812     if (ret == VMX_FAIL_VALID) {
 813       PrintTrace("Init Host state: VMCS FAILED WITH ERROR\n");
 814     } else {
 815       PrintTrace("Init Host state: Invalid VMCS\n");
 816     }
 817     return ret;
 818   }
 819
 820   //  PrintTrace("HOST_RIP: %x (%u)\n", exit_eip, exit_eip);
 821   VMCS_WRITE(HOST_RIP, &exit_eip);
 822
 823   /* Guest state */
 824   PrintTrace("Setting up guest state\n");
 825   PrintTrace("GUEST_RIP: %x (%u)\n", entry_eip, entry_eip);
 826   VMCS_WRITE(GUEST_RIP,&entry_eip);
 827
 828   SetCRBitsCorrectly(IA32_VMX_CR0_FIXED0_MSR, IA32_VMX_CR0_FIXED1_MSR, GUEST_CR0);
 829   SetCRBitsCorrectly(IA32_VMX_CR4_FIXED0_MSR, IA32_VMX_CR4_FIXED1_MSR, GUEST_CR4);
 830   ret = Init_VMCS_GuestState();
 831
 832   PrintTrace("InitGuestState returned\n");
 833   if (ret != VMX_SUCCESS) {
 834     if (ret == VMX_FAIL_VALID) {
 835       PrintTrace("Init Guest state: VMCS FAILED WITH ERROR\n");
 836     } else {
 837       PrintTrace("Init Guest state: Invalid VMCS\n");
 838     }
 839     return ret;
 840   }
 841   PrintTrace("GUEST_RSP: %x (%u)\n", guest_esp, (uint_t)guest_esp);
 842   VMCS_WRITE(GUEST_RSP,&guest_esp);
 843
 844   //  tmpReg = 0x4100;
 845   tmpReg = 0xffffffff;
 846   if (VMCS_WRITE(EXCEPTION_BITMAP,&tmpReg ) != VMX_SUCCESS) {
 847     PrintInfo("Bitmap error\n");
 848   }
 849
 850   ConfigureExits(vm);
 851
 852   PrintTrace("VMCS_LAUNCH\n");
 853
 854   vm->state=VM_VMXASSIST_STARTUP;
 855
 856   vmm_ret = SAFE_VM_LAUNCH();
 857
 858   PrintTrace("VMM error %d\n", vmm_ret);
 859
 860   return vmm_ret;
 861 }
 862
 863
 864
 865
 866 int VMLaunch(struct VMDescriptor *vm)
 867 {
 868   VMCS * vmcs = CreateVMCS();
 869   int rc;
 870
 871   ullong_t vmcs_ptr = (ullong_t)((uint_t)vmcs);
 872   uint_t top = (vmcs_ptr>>32)&0xffffffff;
 873   uint_t bottom = (vmcs_ptr)&0xffffffff;
 874
 875   theVM.vmcsregion = vmcs;
 876   theVM.descriptor = *vm;
 877
 878   PrintTrace("vmcs_ptr_top=%x vmcs_ptr_bottom=%x, eip=%x\n", top, bottom, vm->entry_ip);
 879   rc=MyLaunch(&theVM); // vmcs_ptr, vm->entry_ip, vm->exit_eip, vm->guest_esp);
 880   PrintTrace("Returned from MyLaunch();\n");
 881   return rc;
 882 }
 883
 884
 885 VmxOnRegion * CreateVmxOnRegion() {
 886   union VMX_MSR basicMSR;
 887   VmxOnRegion * region = (VmxOnRegion *)(os_hooks)->allocate_pages(1);
 888
 889   Get_MSR(IA32_VMX_BASIC_MSR, &basicMSR.regs.high, &basicMSR.regs.low);
 890   //  memcpy(region, &basicMSR.vmxBasic.revision, sizeof(uint_t));
 891
 892   *(ulong_t*)region = basicMSR.vmxBasic.revision;
 893
 894   PrintInfo("VMX revision: 0x%lu\n", *(ulong_t *)region);
 895
 896   return region;
 897 }
 898
 899 VMCS * CreateVMCS() {
 900   union VMX_MSR basicMSR;
 901   VMCS * vmcs = (VMCS *)(os_hooks)->allocate_pages(1);
 902
 903   Get_MSR(IA32_VMX_BASIC_MSR, &basicMSR.regs.high, &basicMSR.regs.low);
 904   *(ulong_t *)vmcs = basicMSR.vmxBasic.revision;
 905   *(ulong_t *)((char*)vmcs + 4) = 0;
 906
 907   PrintTrace("VMCS Region size: %u\n", basicMSR.vmxBasic.regionSize);
 908   PrintTrace("VMCS Abort: %x\n",*(uint_t *)(((char*)vmcs)+4));
 909
 910   return vmcs;
 911 }