linux_module/palacios-stubs.c

   1 #include <linux/kernel.h>
   2 #include <linux/kthread.h>
   3 #include <linux/spinlock.h>
   4 #include <linux/gfp.h>
   5 #include <linux/interrupt.h>
   6 #include <linux/linkage.h>
   7 #include <linux/sched.h>
   8 #include <linux/uaccess.h>
   9 #include <asm/irq_vectors.h>
  10 #include <asm/io.h>
  11
  12 #include <linux/init.h>
  13 #include <linux/module.h>
  14 #include <linux/kthread.h>
  15 #include <asm/uaccess.h>
  16 #include <linux/smp.h>
  17
  18 #include <palacios/vmm.h>
  19 #include <palacios/vmm_host_events.h>
  20 #include "palacios.h"
  21
  22
  23
  24
  25 #include "mm.h"
  26
  27
  28 u32 pg_allocs = 0;
  29 u32 pg_frees = 0;
  30 u32 mallocs = 0;
  31 u32 frees = 0;
  32
  33
  34 static struct v3_vm_info * irq_to_guest_map[256];
  35
  36
  37 extern unsigned int cpu_khz;
  38
  39
  40 /**
  41  * Prints a message to the console.
  42  */
  43 static void palacios_print(const char * fmt, ...) {
  44   va_list ap;
  45   va_start(ap, fmt);
  46   vprintk(fmt, ap);
  47   va_end(ap);
  48
  49   return;
  50 }
  51
  52
  53
  54 /*
  55  * Allocates a contiguous region of pages of the requested size.
  56  * Returns the physical address of the first page in the region.
  57  */
  58 static void * palacios_allocate_pages(int num_pages, unsigned int alignment) {
  59     void * pg_addr = NULL;
  60
  61     pg_addr = (void *)alloc_palacios_pgs(num_pages, alignment);
  62     pg_allocs += num_pages;
  63
  64     return pg_addr;
  65 }
  66
  67
  68 /**
  69  * Frees a page previously allocated via palacios_allocate_page().
  70  * Note that palacios_allocate_page() can allocate multiple pages with
  71  * a single call while palacios_free_page() only frees a single page.
  72  */
  73
  74 static void palacios_free_pages(void * page_paddr, int num_pages) {
  75     pg_frees += num_pages;
  76     free_palacios_pgs((uintptr_t)page_paddr, num_pages);
  77 }
  78
  79
  80 /**
  81  * Allocates 'size' bytes of kernel memory.
  82  * Returns the kernel virtual address of the memory allocated.
  83  */
  84 static void *
  85 palacios_alloc(unsigned int size) {
  86     void * addr = NULL;
  87
  88     if (irqs_disabled()) {
  89         addr = kmalloc(size, GFP_ATOMIC);
  90     } else {
  91         addr = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
  92     }
  93     mallocs++;
  94
  95
  96     return addr;
  97 }
  98
  99 /**
 100  * Frees memory that was previously allocated by palacios_alloc().
 101  */
 102 static void
 103 palacios_free(
 104         void *                  addr
 105 )
 106 {
 107     frees++;
 108     kfree(addr);
 109     return;
 110 }
 111
 112 /**
 113  * Converts a kernel virtual address to the corresponding physical address.
 114  */
 115 static void *
 116 palacios_vaddr_to_paddr(
 117         void *                  vaddr
 118 )
 119 {
 120     return (void*) __pa(vaddr);
 121
 122 }
 123
 124 /**
 125  * Converts a physical address to the corresponding kernel virtual address.
 126  */
 127 static void *
 128 palacios_paddr_to_vaddr(
 129         void *                  paddr
 130 )
 131 {
 132   return __va(paddr);
 133 }
 134
 135 /**
 136  * Runs a function on the specified CPU.
 137  */
 138
 139 // For now, do call only on local CPU
 140 static void
 141 palacios_xcall(
 142         int                     cpu_id,
 143         void                    (*fn)(void *arg),
 144         void *                  arg
 145 )
 146 {
 147
 148
 149     // We set wait to 1, but I'm not sure this is necessary
 150     smp_call_function_single(cpu_id, fn, arg, 1);
 151
 152     return;
 153 }
 154
 155 struct lnx_thread_arg {
 156     int (*fn)(void * arg);
 157     void * arg;
 158 };
 159
 160 static int lnx_thread_target(void * arg) {
 161     struct lnx_thread_arg * thread_info = (struct lnx_thread_arg *)arg;
 162     int ret = 0;
 163     /*
 164       printk("Daemonizing new Palacios thread (name=%s)\n", thread_info->name);
 165
 166       daemonize(thread_info->name);
 167       allow_signal(SIGKILL);
 168     */
 169
 170
 171     ret = thread_info->fn(thread_info->arg);
 172
 173     kfree(thread_info);
 174     // handle cleanup
 175
 176     do_exit(ret);
 177
 178     return 0; // should not get here.
 179 }
 180
 181 /**
 182  * Creates a kernel thread.
 183  */
 184 static void *
 185 palacios_start_kernel_thread(
 186         int (*fn)               (void * arg),
 187         void *                  arg,
 188         char *                  thread_name) {
 189
 190     struct lnx_thread_arg * thread_info = kmalloc(sizeof(struct lnx_thread_arg), GFP_KERNEL);
 191
 192     thread_info->fn = fn;
 193     thread_info->arg = arg;
 194
 195     return kthread_run( lnx_thread_target, thread_info, thread_name );
 196 }
 197
 198
 199 /**
 200  * Starts a kernel thread on the specified CPU.
 201  */
 202 static void *
 203 palacios_start_thread_on_cpu(int cpu_id,
 204                              int (*fn)(void * arg),
 205                              void * arg,
 206                              char * thread_name ) {
 207     struct task_struct * thread = NULL;
 208     struct lnx_thread_arg * thread_info = kmalloc(sizeof(struct lnx_thread_arg), GFP_KERNEL);
 209
 210     thread_info->fn = fn;
 211     thread_info->arg = arg;
 212
 213
 214     thread = kthread_create( lnx_thread_target, thread_info, thread_name );
 215
 216     if (IS_ERR(thread)) {
 217         printk("Palacios error creating thread: %s\n", thread_name);
 218         return NULL;
 219     }
 220
 221     set_cpus_allowed_ptr(thread, cpumask_of(cpu_id));
 222     wake_up_process(thread);
 223
 224     return thread;
 225 }
 226
 227
 228 /**
 229  * Rebind a kernel thread to the specified CPU
 230  * The thread will be running on target CPU on return
 231  * non-zero return means failure
 232  */
 233 static int
 234 palacios_move_thread_to_cpu(int new_cpu_id,
 235                             void * thread_ptr) {
 236     struct task_struct * thread = (struct task_struct *)thread_ptr;
 237
 238     printk("Moving thread (%p) to cpu %d\n", thread, new_cpu_id);
 239
 240     if (thread == NULL) {
 241         thread = current;
 242     }
 243
 244     /*
 245      * Bind to the specified CPU.  When this call returns,
 246      * the thread should be running on the target CPU.
 247      */
 248     return set_cpus_allowed_ptr(thread, cpumask_of(new_cpu_id));
 249 }
 250
 251
 252 /**
 253  * Returns the CPU ID that the caller is running on.
 254  */
 255 static unsigned int
 256 palacios_get_cpu(void)
 257 {
 258
 259     /* We want to call smp_processor_id()
 260      * But this is not safe if kernel preemption is possible
 261      * We need to ensure that the palacios threads are bound to a give cpu
 262      */
 263
 264     unsigned int cpu_id = get_cpu();
 265     put_cpu();
 266     return cpu_id;
 267 }
 268
 269 /**
 270  * Interrupts the physical CPU corresponding to the specified logical guest cpu.
 271  *
 272  * NOTE:
 273  * This is dependent on the implementation of xcall_reschedule().  Currently
 274  * xcall_reschedule does not explicitly call schedule() on the destination CPU,
 275  * but instead relies on the return to user space to handle it. Because
 276  * palacios is a kernel thread schedule will not be called, which is correct.
 277  * If it ever changes to induce side effects, we'll need to figure something
 278  * else out...
 279  */
 280
 281 #include <asm/apic.h>
 282
 283 static void
 284 palacios_interrupt_cpu(
 285         struct v3_vm_info *     vm,
 286         int                     cpu_id,
 287         int                     vector
 288 )
 289 {
 290     if (vector == 0) {
 291         smp_send_reschedule(cpu_id);
 292     } else {
 293         apic->send_IPI_mask(cpumask_of(cpu_id), vector);
 294     }
 295     return;
 296 }
 297
 298 /**
 299  * Dispatches an interrupt to Palacios for handling.
 300  */
 301 static void
 302 palacios_dispatch_interrupt( int vector, void * dev, struct pt_regs * regs ) {
 303     struct v3_interrupt intr = {
 304         .irq            = vector,
 305         .error          = regs->orig_ax,
 306         .should_ack     = 1,
 307     };
 308
 309     if (irq_to_guest_map[vector]) {
 310         v3_deliver_irq(irq_to_guest_map[vector], &intr);
 311     }
 312
 313 }
 314
 315 /**
 316  * Instructs the kernel to forward the specified IRQ to Palacios.
 317  */
 318 static int
 319 palacios_hook_interrupt(struct v3_vm_info *     vm,
 320                         unsigned int            vector ) {
 321     printk("hooking vector %d\n", vector);
 322
 323     if (irq_to_guest_map[vector]) {
 324         printk(KERN_WARNING
 325                "%s: Interrupt vector %u is already hooked.\n",
 326                __func__, vector);
 327         return -1;
 328     }
 329
 330     printk(KERN_DEBUG
 331            "%s: Hooking interrupt vector %u to vm %p.\n",
 332            __func__, vector, vm);
 333
 334     irq_to_guest_map[vector] = vm;
 335
 336     /*
 337      * NOTE: Normally PCI devices are supposed to be level sensitive,
 338      *       but we need them to be edge sensitive so that they are
 339      *       properly latched by Palacios.  Leaving them as level
 340      *       sensitive would lead to an interrupt storm.
 341      */
 342     //ioapic_set_trigger_for_vector(vector, ioapic_edge_sensitive);
 343
 344     //set_idtvec_handler(vector, palacios_dispatch_interrupt);
 345     if (vector < 32) {
 346         panic("unexpected vector for hooking\n");
 347     } else {
 348         int device_id = 0;
 349
 350         int flag = 0;
 351         int error;
 352
 353         printk("hooking vector: %d\n", vector);
 354
 355         if (vector == 32) {
 356             flag = IRQF_TIMER;
 357         } else {
 358             flag = IRQF_SHARED;
 359         }
 360
 361         error = request_irq((vector - 32),
 362                             (void *)palacios_dispatch_interrupt,
 363                             flag,
 364                             "interrupt_for_palacios",
 365                             &device_id);
 366
 367         if (error) {
 368             printk("error code for request_irq is %d\n", error);
 369             panic("request vector %d failed",vector);
 370         }
 371     }
 372
 373     return 0;
 374 }
 375
 376
 377
 378 /**
 379  * Acknowledges an interrupt.
 380  */
 381 static int
 382 palacios_ack_interrupt(
 383         int                     vector
 384 )
 385 {
 386   ack_APIC_irq();
 387   printk("Pretending to ack interrupt, vector=%d\n",vector);
 388   return 0;
 389 }
 390
 391 /**
 392  * Returns the CPU frequency in kilohertz.
 393  */
 394 static unsigned int
 395 palacios_get_cpu_khz(void)
 396 {
 397     printk("cpu_khz is %u\n",cpu_khz);
 398
 399     if (cpu_khz == 0) {
 400         printk("faking cpu_khz to 1000000\n");
 401         return 1000000;
 402     } else {
 403         return cpu_khz;
 404     }
 405   //return 1000000;
 406 }
 407
 408 /**
 409  * Yield the CPU so other host OS tasks can run.
 410  */
 411 static void
 412 palacios_yield_cpu(void)
 413 {
 414     schedule();
 415     return;
 416 }
 417
 418
 419
 420 /**
 421  * Allocates a mutex.
 422  * Returns NULL on failure.
 423  */
 424 static void *
 425 palacios_mutex_alloc(void)
 426 {
 427     spinlock_t *lock = kmalloc(sizeof(spinlock_t), GFP_KERNEL);
 428
 429     if (lock) {
 430         spin_lock_init(lock);
 431     }
 432
 433     return lock;
 434 }
 435
 436 /**
 437  * Frees a mutex.
 438  */
 439 static void
 440 palacios_mutex_free(void * mutex) {
 441     kfree(mutex);
 442 }
 443
 444 /**
 445  * Locks a mutex.
 446  */
 447 static void
 448 palacios_mutex_lock(void * mutex, int must_spin) {
 449     spin_lock((spinlock_t *)mutex);
 450 }
 451
 452 /**
 453  * Unlocks a mutex.
 454  */
 455 static void
 456 palacios_mutex_unlock(
 457         void *                  mutex
 458 )
 459 {
 460     spin_unlock((spinlock_t *)mutex);
 461 }
 462
 463 /**
 464  * Structure used by the Palacios hypervisor to interface with the host kernel.
 465  */
 466 static struct v3_os_hooks palacios_os_hooks = {
 467         .print                  = palacios_print,
 468         .allocate_pages         = palacios_allocate_pages,
 469         .free_pages             = palacios_free_pages,
 470         .malloc                 = palacios_alloc,
 471         .free                   = palacios_free,
 472         .vaddr_to_paddr         = palacios_vaddr_to_paddr,
 473         .paddr_to_vaddr         = palacios_paddr_to_vaddr,
 474         .hook_interrupt         = palacios_hook_interrupt,
 475         .ack_irq                = palacios_ack_interrupt,
 476         .get_cpu_khz            = palacios_get_cpu_khz,
 477         .start_kernel_thread    = palacios_start_kernel_thread,
 478         .yield_cpu              = palacios_yield_cpu,
 479         .mutex_alloc            = palacios_mutex_alloc,
 480         .mutex_free             = palacios_mutex_free,
 481         .mutex_lock             = palacios_mutex_lock,
 482         .mutex_unlock           = palacios_mutex_unlock,
 483         .get_cpu                = palacios_get_cpu,
 484         .interrupt_cpu          = palacios_interrupt_cpu,
 485         .call_on_cpu            = palacios_xcall,
 486         .start_thread_on_cpu    = palacios_start_thread_on_cpu,
 487         .move_thread_to_cpu = palacios_move_thread_to_cpu,
 488 };
 489
 490
 491
 492
 493 int palacios_vmm_init( void )
 494 {
 495
 496     memset(irq_to_guest_map, 0, sizeof(struct v3_vm_info *) * 256);
 497
 498     printk("palacios_init starting - calling init_v3\n");
 499
 500     Init_V3(&palacios_os_hooks, num_online_cpus());
 501
 502     return 0;
 503
 504 }
 505
 506
 507 int palacios_vmm_exit( void ) {
 508
 509     Shutdown_V3();
 510
 511     return 0;
 512 }