linux_module/main.c

   1 /*
   2    Palacios main control interface
   3    (c) Jack Lange, 2010
   4  */
   5
   6
   7 #include <linux/module.h>
   8 #include <linux/moduleparam.h>
   9 #include <linux/errno.h>
  10 #include <linux/percpu.h>
  11 #include <linux/fs.h>
  12 #include <linux/uaccess.h>
  13 #include <linux/device.h>
  14 #include <linux/cdev.h>
  15
  16 #include <linux/io.h>
  17
  18 #include <linux/file.h>
  19 #include <linux/spinlock.h>
  20 #include <linux/kthread.h>
  21
  22 #include <linux/proc_fs.h>
  23
  24 #include <palacios/vmm.h>
  25
  26 #include "palacios.h"
  27 #include "mm.h"
  28 #include "vm.h"
  29 #include "allow_devmem.h"
  30 #include "memcheck.h"
  31 #include "lockcheck.h"
  32
  33 #include "linux-exts.h"
  34
  35
  36 MODULE_LICENSE("GPL");
  37
  38 // Module parameter
  39 int cpu_list[NR_CPUS] = {};
  40 int cpu_list_len = 0;
  41 module_param_array(cpu_list, int, &cpu_list_len, 0644);
  42 MODULE_PARM_DESC(cpu_list, "Comma-delimited list of CPUs that Palacios will run on");
  43
  44 static int allow_devmem = 0;
  45 module_param(allow_devmem, int, 0);
  46 MODULE_PARM_DESC(allow_devmem, "Allow general user-space /dev/mem access even if kernel is strict");
  47
  48 // Palacios options parameter
  49 static char *options;
  50 module_param(options, charp, 0);
  51 MODULE_PARM_DESC(options, "Generic options to internal Palacios modules");
  52
  53
  54 int mod_allocs = 0;
  55 int mod_frees = 0;
  56
  57 static int v3_major_num = 0;
  58
  59 static struct v3_guest * guest_map[MAX_VMS] = {[0 ... MAX_VMS - 1] = 0};
  60 struct proc_dir_entry * palacios_proc_dir = NULL;
  61
  62 struct class * v3_class = NULL;
  63 static struct cdev ctrl_dev;
  64
  65 static int register_vm(struct v3_guest * guest) {
  66     int i = 0;
  67
  68     for (i = 0; i < MAX_VMS; i++) {
  69         if (guest_map[i] == NULL) {
  70             guest_map[i] = guest;
  71             return i;
  72         }
  73     }
  74
  75     return -1;
  76 }
  77
  78
  79
  80 static long v3_dev_ioctl(struct file * filp,
  81                          unsigned int ioctl, unsigned long arg) {
  82     void __user * argp = (void __user *)arg;
  83     DEBUG("V3 IOCTL %d\n", ioctl);
  84
  85
  86     switch (ioctl) {
  87         case V3_CREATE_GUEST:{
  88             int vm_minor = 0;
  89             struct v3_guest_img user_image;
  90             struct v3_guest * guest = palacios_alloc(sizeof(struct v3_guest));
  91
  92             if (IS_ERR(guest)) {
  93                 ERROR("Palacios: Error allocating Kernel guest_image\n");
  94                 return -EFAULT;
  95             }
  96
  97             memset(guest, 0, sizeof(struct v3_guest));
  98
  99             INFO("Palacios: Creating V3 Guest...\n");
 100
 101             vm_minor = register_vm(guest);
 102
 103             if (vm_minor == -1) {
 104                 ERROR("Palacios Error: Too many VMs are currently running\n");
 105                 goto out_err;
 106             }
 107
 108             guest->vm_dev = MKDEV(v3_major_num, vm_minor);
 109
 110             if (copy_from_user(&user_image, argp, sizeof(struct v3_guest_img))) {
 111                 ERROR("Palacios Error: copy from user error getting guest image...\n");
 112                 goto out_err1;
 113             }
 114
 115             guest->img_size = user_image.size;
 116
 117             DEBUG("Palacios: Allocating kernel memory for guest image (%llu bytes)\n", user_image.size);
 118             guest->img = palacios_valloc(guest->img_size);
 119
 120             if (IS_ERR(guest->img)) {
 121                 ERROR("Palacios Error: Could not allocate space for guest image\n");
 122                 goto out_err1;
 123             }
 124
 125             if (copy_from_user(guest->img, user_image.guest_data, guest->img_size)) {
 126                 ERROR("Palacios: Error loading guest data\n");
 127                 goto out_err2;
 128             }
 129
 130             strncpy(guest->name, user_image.name, 127);
 131
 132             INIT_LIST_HEAD(&(guest->exts));
 133
 134             if (create_palacios_vm(guest) == -1) {
 135                 ERROR("Palacios: Error creating guest\n");
 136                 goto out_err2;
 137             }
 138
 139             return vm_minor;
 140
 141
 142 out_err2:
 143             palacios_vfree(guest->img);
 144 out_err1:
 145             guest_map[vm_minor] = NULL;
 146 out_err:
 147             palacios_free(guest);
 148
 149             return -1;
 150
 151             break;
 152         }
 153         case V3_FREE_GUEST: {
 154             unsigned long vm_idx = arg;
 155             struct v3_guest * guest;
 156
 157             if (vm_idx > MAX_VMS) {
 158                 ERROR("Invalid VM index: %ld\n", vm_idx);
 159                 return -1;
 160             }
 161
 162             guest = guest_map[vm_idx];
 163
 164             if (!guest) {
 165                 ERROR("No VM at index %ld\n",vm_idx);
 166                 return -1;
 167             }
 168
 169             INFO("Freeing VM (%s) (%p)\n", guest->name, guest);
 170
 171             if (free_palacios_vm(guest)<0) {
 172                 ERROR("Cannot free guest at index %ld\n",vm_idx);
 173                 return -1;
 174             }
 175
 176             guest_map[vm_idx] = NULL;
 177             break;
 178         }
 179         case V3_ADD_MEMORY: {
 180             struct v3_mem_region mem;
 181
 182             memset(&mem, 0, sizeof(struct v3_mem_region));
 183
 184             if (copy_from_user(&mem, argp, sizeof(struct v3_mem_region))) {
 185                 ERROR("copy from user error getting mem_region...\n");
 186                 return -EFAULT;
 187             }
 188
 189             DEBUG("Adding %llu pages to Palacios memory\n", mem.num_pages);
 190
 191             if (add_palacios_memory(mem.base_addr, mem.num_pages) == -1) {
 192                 ERROR("Error adding memory to Palacios\n");
 193                 return -EFAULT;
 194             }
 195
 196             break;
 197         }
 198
 199         case V3_RESET_MEMORY: {
 200             if (palacios_init_mm() == -1) {
 201                 ERROR("Error resetting Palacios memory\n");
 202                 return -EFAULT;
 203             }
 204             break;
 205         }
 206
 207         default: {
 208             struct global_ctrl * ctrl = get_global_ctrl(ioctl);
 209
 210             if (ctrl) {
 211                 return ctrl->handler(ioctl, arg);
 212             }
 213
 214             WARNING("\tUnhandled global ctrl cmd: %d\n", ioctl);
 215
 216             return -EINVAL;
 217         }
 218     }
 219
 220     return 0;
 221 }
 222
 223
 224
 225 static struct file_operations v3_ctrl_fops = {
 226     .owner = THIS_MODULE,
 227     .unlocked_ioctl = v3_dev_ioctl,
 228     .compat_ioctl = v3_dev_ioctl,
 229 };
 230
 231
 232
 233 struct proc_dir_entry *palacios_get_procdir(void)
 234 {
 235     return palacios_proc_dir;
 236 }
 237
 238
 239 #define MAX_VCORES  256
 240 #define MAX_REGIONS 256
 241
 242 static int read_guests(char * buf, char ** start, off_t off, int count,
 243                        int * eof, void * data)
 244 {
 245     int len = 0;
 246     unsigned int i = 0;
 247     struct v3_vm_base_state *base=0;
 248     struct v3_vm_core_state *core=0;
 249     struct v3_vm_mem_state *mem=0;
 250
 251     base = palacios_alloc(sizeof(struct v3_vm_base_state));
 252
 253     if (!base) {
 254       ERROR("No space for base state structure\n");
 255       goto out;
 256     }
 257
 258     core = palacios_alloc(sizeof(struct v3_vm_core_state) + MAX_VCORES*sizeof(struct v3_vm_vcore_state));
 259
 260     if (!core) {
 261       ERROR("No space for core state structure\n");
 262       goto out;
 263     }
 264
 265     mem = palacios_alloc(sizeof(struct v3_vm_mem_state) + MAX_REGIONS*sizeof(struct v3_vm_mem_region));
 266
 267     if (!mem) {
 268       ERROR("No space for memory state structure\n");
 269       goto out;
 270     }
 271
 272     for(i = 0; i < MAX_VMS; i++) {
 273       if (guest_map[i] != NULL) {
 274         if (len>=count) {
 275           goto out;
 276         } else {
 277           len += snprintf(buf+len, count-len,
 278                           "%s\t/dev/v3-vm%d ",
 279                           guest_map[i]->name, i);
 280
 281           if (len>=count) {
 282             *(buf+len-1)='\n';
 283             goto out;
 284           } else {
 285             // Get extended data
 286             core->num_vcores=MAX_VCORES; // max we can handle
 287             mem->num_regions=MAX_REGIONS; // max we can handle
 288             if (v3_get_state_vm(guest_map[i]->v3_ctx, base, core, mem)) {
 289               ERROR("Cannot get VM info\n");
 290               *(buf+len-1)='\n';
 291               goto out;
 292             } else {
 293               unsigned long j;
 294
 295               len+=snprintf(buf+len, count-len,
 296                             "%s %lu regions [ ",
 297                             base->state==V3_VM_INVALID ? "INVALID" :
 298                             base->state==V3_VM_RUNNING ? "running" :
 299                             base->state==V3_VM_STOPPED ? "stopped" :
 300                             base->state==V3_VM_PAUSED ? "paused" :
 301                             base->state==V3_VM_ERROR ? "ERROR" :
 302                             base->state==V3_VM_SIMULATING ? "simulating" : "UNKNOWN",
 303                             mem->num_regions);
 304
 305               if (len>=count) {
 306                 *(buf+len-1)='\n';
 307                 goto out;
 308               }
 309
 310               for (j=0;j<mem->num_regions;j++) {
 311                   len+=snprintf(buf+len, count-len,
 312                                 "(region %lu 0x%p-0x%p) ",
 313                                 j, mem->region[j].host_paddr, mem->region[j].host_paddr+mem->region[j].size);
 314                   if (len>=count) {
 315                       *(buf+len-1)='\n';
 316                       goto out;
 317                   }
 318               }
 319
 320               len+=snprintf(buf+len, count-len,
 321                             "] %lu vcores [ ",
 322                             core->num_vcores);
 323
 324               if (len>=count) {
 325                 *(buf+len-1)='\n';
 326                 goto out;
 327               }
 328
 329               for (j=0;j<core->num_vcores;j++) {
 330                 len+=snprintf(buf+len, count-len,
 331                               "(vcore %lu %s on pcore %lu %llu exits rip=0x%p %s %s %s) ",
 332                               j,
 333                               core->vcore[j].state==V3_VCORE_INVALID ? "INVALID" :
 334                               core->vcore[j].state==V3_VCORE_RUNNING ? "running" :
 335                               core->vcore[j].state==V3_VCORE_STOPPED ? "stopped" : "UNKNOWN",
 336                               core->vcore[j].pcore,
 337                               core->vcore[j].num_exits,
 338                               core->vcore[j].last_rip,
 339                               core->vcore[j].cpu_mode==V3_VCORE_CPU_REAL ? "real" :
 340                               core->vcore[j].cpu_mode==V3_VCORE_CPU_PROTECTED ? "protected" :
 341                               core->vcore[j].cpu_mode==V3_VCORE_CPU_PROTECTED_PAE ? "protectedpae" :
 342                               core->vcore[j].cpu_mode==V3_VCORE_CPU_LONG ? "long" :
 343                               core->vcore[j].cpu_mode==V3_VCORE_CPU_LONG_32_COMPAT ? "long32" :
 344                               core->vcore[j].cpu_mode==V3_VCORE_CPU_LONG_16_COMPAT ? "long16" : "UNKNOWN",
 345                               core->vcore[j].mem_mode==V3_VCORE_MEM_MODE_PHYSICAL ? "physical" :
 346                               core->vcore[j].mem_mode==V3_VCORE_MEM_MODE_VIRTUAL ? "virtual" : "UNKNOWN",
 347                               core->vcore[j].mem_state==V3_VCORE_MEM_STATE_SHADOW ? "shadow" :
 348                               core->vcore[j].mem_state==V3_VCORE_MEM_STATE_NESTED ? "nested" : "UNKNOWN");
 349                 if (len>=count) {
 350                     *(buf+len-1)='\n';
 351                     goto out;
 352                 }
 353               }
 354
 355               len+=snprintf(buf+len, count-len,
 356                             "] ");
 357
 358               if (len>=count) {
 359                 *(buf+len-1)='\n';
 360                 goto out;
 361               }
 362
 363               *(buf+len-1)='\n';
 364
 365             }
 366           }
 367         }
 368       }
 369     }
 370
 371  out:
 372     if (mem) { palacios_free(mem); }
 373     if (core) { palacios_free(core); }
 374     if (base) { palacios_free(base); }
 375
 376     return len;
 377 }
 378
 379
 380
 381
 382
 383 static int __init v3_init(void) {
 384
 385     dev_t dev = MKDEV(0, 0); // We dynamicallly assign the major number
 386     int ret = 0;
 387
 388     LOCKCHECK_INIT();
 389     MEMCHECK_INIT();
 390
 391     palacios_init_mm();
 392
 393     if (allow_devmem) {
 394       palacios_allow_devmem();
 395     }
 396
 397     // Initialize Palacios
 398     palacios_vmm_init(options);
 399
 400
 401     // initialize extensions
 402     init_lnx_extensions();
 403
 404
 405     v3_class = class_create(THIS_MODULE, "vms");
 406     if (IS_ERR(v3_class)) {
 407         ERROR("Failed to register V3 VM device class\n");
 408         return PTR_ERR(v3_class);
 409     }
 410
 411     INFO("intializing V3 Control device\n");
 412
 413     ret = alloc_chrdev_region(&dev, 0, MAX_VMS + 1, "v3vee");
 414
 415     if (ret < 0) {
 416         ERROR("Error registering device region for V3 devices\n");
 417         goto failure2;
 418     }
 419
 420     v3_major_num = MAJOR(dev);
 421
 422     dev = MKDEV(v3_major_num, MAX_VMS + 1);
 423
 424
 425     DEBUG("Creating V3 Control device: Major %d, Minor %d\n", v3_major_num, MINOR(dev));
 426     cdev_init(&ctrl_dev, &v3_ctrl_fops);
 427     ctrl_dev.owner = THIS_MODULE;
 428     ctrl_dev.ops = &v3_ctrl_fops;
 429     cdev_add(&ctrl_dev, dev, 1);
 430
 431     device_create(v3_class, NULL, dev, NULL, "v3vee");
 432
 433     if (ret != 0) {
 434         ERROR("Error adding v3 control device\n");
 435         goto failure1;
 436     }
 437
 438     palacios_proc_dir = proc_mkdir("v3vee", NULL);
 439     if (palacios_proc_dir) {
 440         struct proc_dir_entry *entry;
 441
 442         entry = create_proc_read_entry("v3-guests", 0444, palacios_proc_dir,
 443                                        read_guests, NULL);
 444         if (entry) {
 445             INFO("/proc/v3vee/v3-guests successfully created\n");
 446         } else {
 447             ERROR("Could not create proc entry\n");
 448             goto failure1;
 449         }
 450
 451     } else {
 452         ERROR("Could not create proc entry\n");
 453         goto failure1;
 454     }
 455
 456     return 0;
 457
 458  failure1:
 459     unregister_chrdev_region(MKDEV(v3_major_num, 0), MAX_VMS + 1);
 460  failure2:
 461     class_destroy(v3_class);
 462
 463     return ret;
 464 }
 465
 466
 467 static void __exit v3_exit(void) {
 468     extern u32 pg_allocs;
 469     extern u32 pg_frees;
 470     extern u32 mallocs;
 471     extern u32 frees;
 472     extern u32 vmallocs;
 473     extern u32 vfrees;
 474     int i = 0;
 475     struct v3_guest * guest;
 476     dev_t dev;
 477
 478
 479     /* Stop and free any running VMs */
 480     for (i = 0; i < MAX_VMS; i++) {
 481         if (guest_map[i] != NULL) {
 482                 guest = (struct v3_guest *)guest_map[i];
 483
 484                 if (v3_stop_vm(guest->v3_ctx) < 0)
 485                         ERROR("Couldn't stop VM %d\n", i);
 486
 487                 free_palacios_vm(guest);
 488                 guest_map[i] = NULL;
 489         }
 490     }
 491
 492     dev = MKDEV(v3_major_num, MAX_VMS + 1);
 493
 494     INFO("Removing V3 Control device\n");
 495
 496
 497     palacios_vmm_exit();
 498
 499     DEBUG("Palacios Mallocs = %d, Frees = %d\n", mallocs, frees);
 500     DEBUG("Palacios Vmallocs = %d, Vfrees = %d\n", vmallocs, vfrees);
 501     DEBUG("Palacios Page Allocs = %d, Page Frees = %d\n", pg_allocs, pg_frees);
 502
 503     unregister_chrdev_region(MKDEV(v3_major_num, 0), MAX_VMS + 1);
 504
 505     cdev_del(&ctrl_dev);
 506
 507     device_destroy(v3_class, dev);
 508     class_destroy(v3_class);
 509
 510
 511     deinit_lnx_extensions();
 512
 513     if (allow_devmem) {
 514       palacios_restore_devmem();
 515     }
 516
 517     palacios_deinit_mm();
 518
 519     remove_proc_entry("v3-guests", palacios_proc_dir);
 520     remove_proc_entry("v3vee", NULL);
 521
 522     DEBUG("Palacios Module Mallocs = %d, Frees = %d\n", mod_allocs, mod_frees);
 523
 524     MEMCHECK_DEINIT();
 525     LOCKCHECK_DEINIT();
 526 }
 527
 528
 529
 530 module_init(v3_init);
 531 module_exit(v3_exit);
 532
 533
 534
 535 void * trace_malloc(size_t size, gfp_t flags) {
 536     void * addr = NULL;
 537
 538     mod_allocs++;
 539     addr = palacios_alloc_extended(size, flags);
 540
 541     return addr;
 542 }
 543
 544
 545 void trace_free(const void * objp) {
 546     mod_frees++;
 547     palacios_free((void*)objp);
 548 }