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     char * name;
 159 };
 160
 161 static int lnx_thread_target(void * arg) {
 162     struct lnx_thread_arg * thread_info = (struct lnx_thread_arg *)arg;
 163
 164     /*
 165       printk("Daemonizing new Palacios thread (name=%s)\n", thread_info->name);
 166
 167       daemonize(thread_info->name);
 168       allow_signal(SIGKILL);
 169     */
 170
 171
 172     thread_info->fn(thread_info->arg);
 173
 174     kfree(thread_info);
 175     // handle cleanup
 176
 177     return 0;
 178 }
 179
 180 /**
 181  * Creates a kernel thread.
 182  */
 183 static void
 184 palacios_start_kernel_thread(
 185         int (*fn)               (void * arg),
 186         void *                  arg,
 187         char *                  thread_name) {
 188
 189     struct lnx_thread_arg * thread_info = kmalloc(sizeof(struct lnx_thread_arg), GFP_KERNEL);
 190
 191     thread_info->fn = fn;
 192     thread_info->arg = arg;
 193     thread_info->name = thread_name;
 194
 195     kthread_run( lnx_thread_target, thread_info, thread_name );
 196     return;
 197 }
 198
 199
 200 /**
 201  * Starts a kernel thread on the specified CPU.
 202  */
 203 static void *
 204 palacios_start_thread_on_cpu(int cpu_id,
 205                              int (*fn)(void * arg),
 206                              void * arg,
 207                              char * thread_name ) {
 208     struct task_struct * thread = NULL;
 209     struct lnx_thread_arg * thread_info = kmalloc(sizeof(struct lnx_thread_arg), GFP_KERNEL);
 210
 211     thread_info->fn = fn;
 212     thread_info->arg = arg;
 213     thread_info->name = thread_name;
 214
 215
 216     thread = kthread_create( lnx_thread_target, thread_info, thread_name );
 217
 218     if (IS_ERR(thread)) {
 219         printk("Palacios error creating thread: %s\n", thread_name);
 220         return NULL;
 221     }
 222
 223     kthread_bind(thread, cpu_id);
 224     wake_up_process(thread);
 225
 226     return thread;
 227 }
 228
 229
 230 /**
 231  * Rebind a kernel thread to the specified CPU
 232  * The thread will be running on target CPU on return
 233  * non-zero return means failure
 234  */
 235 static int
 236 palacios_move_thread_to_cpu(int new_cpu_id,
 237                             void * thread_ptr) {
 238     struct task_struct * thread = (struct task_struct *)thread_ptr;
 239
 240     printk("Moving thread (%p) to cpu %d\n", thread, new_cpu_id);
 241
 242     if (thread == NULL) {
 243         thread = current;
 244     }
 245
 246     /*
 247      * Bind to the specified CPU.  When this call returns,
 248      * the thread should be running on the target CPU.
 249      */
 250     return set_cpus_allowed_ptr(thread, cpumask_of(new_cpu_id));
 251 }
 252
 253
 254 /**
 255  * Returns the CPU ID that the caller is running on.
 256  */
 257 static unsigned int
 258 palacios_get_cpu(void)
 259 {
 260
 261     /* We want to call smp_processor_id()
 262      * But this is not safe if kernel preemption is possible
 263      * We need to ensure that the palacios threads are bound to a give cpu
 264      */
 265
 266     unsigned int cpu_id = get_cpu();
 267     put_cpu();
 268     return cpu_id;
 269 }
 270
 271 /**
 272  * Interrupts the physical CPU corresponding to the specified logical guest cpu.
 273  *
 274  * NOTE:
 275  * This is dependent on the implementation of xcall_reschedule().  Currently
 276  * xcall_reschedule does not explicitly call schedule() on the destination CPU,
 277  * but instead relies on the return to user space to handle it. Because
 278  * palacios is a kernel thread schedule will not be called, which is correct.
 279  * If it ever changes to induce side effects, we'll need to figure something
 280  * else out...
 281  */
 282
 283 #include <asm/apic.h>
 284
 285 static void
 286 palacios_interrupt_cpu(
 287         struct v3_vm_info *     vm,
 288         int                     cpu_id,
 289         int                     vector
 290 )
 291 {
 292     if (vector == 0) {
 293         smp_send_reschedule(cpu_id);
 294     } else {
 295         apic->send_IPI_mask(cpumask_of(cpu_id), vector);
 296     }
 297     return;
 298 }
 299
 300 /**
 301  * Dispatches an interrupt to Palacios for handling.
 302  */
 303 static void
 304 palacios_dispatch_interrupt( int vector, void * dev, struct pt_regs * regs ) {
 305     struct v3_interrupt intr = {
 306         .irq            = vector,
 307         .error          = regs->orig_ax,
 308         .should_ack     = 1,
 309     };
 310
 311     if (irq_to_guest_map[vector]) {
 312         v3_deliver_irq(irq_to_guest_map[vector], &intr);
 313     }
 314
 315 }
 316
 317 /**
 318  * Instructs the kernel to forward the specified IRQ to Palacios.
 319  */
 320 static int
 321 palacios_hook_interrupt(struct v3_vm_info *     vm,
 322                         unsigned int            vector ) {
 323     printk("hooking vector %d\n", vector);
 324
 325     if (irq_to_guest_map[vector]) {
 326         printk(KERN_WARNING
 327                "%s: Interrupt vector %u is already hooked.\n",
 328                __func__, vector);
 329         return -1;
 330     }
 331
 332     printk(KERN_DEBUG
 333            "%s: Hooking interrupt vector %u to vm %p.\n",
 334            __func__, vector, vm);
 335
 336     irq_to_guest_map[vector] = vm;
 337
 338     /*
 339      * NOTE: Normally PCI devices are supposed to be level sensitive,
 340      *       but we need them to be edge sensitive so that they are
 341      *       properly latched by Palacios.  Leaving them as level
 342      *       sensitive would lead to an interrupt storm.
 343      */
 344     //ioapic_set_trigger_for_vector(vector, ioapic_edge_sensitive);
 345
 346     //set_idtvec_handler(vector, palacios_dispatch_interrupt);
 347     if (vector < 32) {
 348         panic("unexpected vector for hooking\n");
 349     } else {
 350         int device_id = 0;
 351
 352         int flag = 0;
 353         int error;
 354
 355         printk("hooking vector: %d\n", vector);
 356
 357         if (vector == 32) {
 358             flag = IRQF_TIMER;
 359         } else {
 360             flag = IRQF_SHARED;
 361         }
 362
 363         error = request_irq((vector - 32),
 364                             (void *)palacios_dispatch_interrupt,
 365                             flag,
 366                             "interrupt_for_palacios",
 367                             &device_id);
 368
 369         if (error) {
 370             printk("error code for request_irq is %d\n", error);
 371             panic("request vector %d failed",vector);
 372         }
 373     }
 374
 375     return 0;
 376 }
 377
 378
 379
 380 /**
 381  * Acknowledges an interrupt.
 382  */
 383 static int
 384 palacios_ack_interrupt(
 385         int                     vector
 386 )
 387 {
 388   ack_APIC_irq();
 389   printk("Pretending to ack interrupt, vector=%d\n",vector);
 390   return 0;
 391 }
 392
 393 /**
 394  * Returns the CPU frequency in kilohertz.
 395  */
 396 static unsigned int
 397 palacios_get_cpu_khz(void)
 398 {
 399     printk("cpu_khz is %u\n",cpu_khz);
 400
 401     if (cpu_khz == 0) {
 402         printk("faking cpu_khz to 1000000\n");
 403         return 1000000;
 404     } else {
 405         return cpu_khz;
 406     }
 407   //return 1000000;
 408 }
 409
 410 /**
 411  * Yield the CPU so other host OS tasks can run.
 412  */
 413 static void
 414 palacios_yield_cpu(void)
 415 {
 416     schedule();
 417     return;
 418 }
 419
 420
 421
 422 /**
 423  * Allocates a mutex.
 424  * Returns NULL on failure.
 425  */
 426 static void *
 427 palacios_mutex_alloc(void)
 428 {
 429     spinlock_t *lock = kmalloc(sizeof(spinlock_t), GFP_KERNEL);
 430
 431     if (lock) {
 432         spin_lock_init(lock);
 433     }
 434
 435     return lock;
 436 }
 437
 438 /**
 439  * Frees a mutex.
 440  */
 441 static void
 442 palacios_mutex_free(void * mutex) {
 443     kfree(mutex);
 444 }
 445
 446 /**
 447  * Locks a mutex.
 448  */
 449 static void
 450 palacios_mutex_lock(void * mutex, int must_spin) {
 451     spin_lock((spinlock_t *)mutex);
 452 }
 453
 454 /**
 455  * Unlocks a mutex.
 456  */
 457 static void
 458 palacios_mutex_unlock(
 459         void *                  mutex
 460 )
 461 {
 462     spin_unlock((spinlock_t *)mutex);
 463 }
 464
 465 /**
 466  * Structure used by the Palacios hypervisor to interface with the host kernel.
 467  */
 468 static struct v3_os_hooks palacios_os_hooks = {
 469         .print                  = palacios_print,
 470         .allocate_pages         = palacios_allocate_pages,
 471         .free_pages             = palacios_free_pages,
 472         .malloc                 = palacios_alloc,
 473         .free                   = palacios_free,
 474         .vaddr_to_paddr         = palacios_vaddr_to_paddr,
 475         .paddr_to_vaddr         = palacios_paddr_to_vaddr,
 476         .hook_interrupt         = palacios_hook_interrupt,
 477         .ack_irq                = palacios_ack_interrupt,
 478         .get_cpu_khz            = palacios_get_cpu_khz,
 479         .start_kernel_thread    = palacios_start_kernel_thread,
 480         .yield_cpu              = palacios_yield_cpu,
 481         .mutex_alloc            = palacios_mutex_alloc,
 482         .mutex_free             = palacios_mutex_free,
 483         .mutex_lock             = palacios_mutex_lock,
 484         .mutex_unlock           = palacios_mutex_unlock,
 485         .get_cpu                = palacios_get_cpu,
 486         .interrupt_cpu          = palacios_interrupt_cpu,
 487         .call_on_cpu            = palacios_xcall,
 488         .start_thread_on_cpu    = palacios_start_thread_on_cpu,
 489         .move_thread_to_cpu = palacios_move_thread_to_cpu,
 490 };
 491
 492
 493
 494
 495 int palacios_vmm_init( void )
 496 {
 497
 498     memset(irq_to_guest_map, 0, sizeof(struct v3_vm_info *) * 256);
 499
 500     printk("palacios_init starting - calling init_v3\n");
 501
 502     Init_V3(&palacios_os_hooks, num_online_cpus());
 503
 504     return 0;
 505
 506 }
 507
 508
 509 int palacios_vmm_exit( void ) {
 510
 511     Shutdown_V3();
 512
 513     return 0;
 514 }