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     return addr;
  96 }
  97
  98 /**
  99  * Frees memory that was previously allocated by palacios_alloc().
 100  */
 101 static void
 102 palacios_free(
 103         void *                  addr
 104 )
 105 {
 106     frees++;
 107     kfree(addr);
 108     return;
 109 }
 110
 111 /**
 112  * Converts a kernel virtual address to the corresponding physical address.
 113  */
 114 static void *
 115 palacios_vaddr_to_paddr(
 116         void *                  vaddr
 117 )
 118 {
 119     return (void*) __pa(vaddr);
 120
 121 }
 122
 123 /**
 124  * Converts a physical address to the corresponding kernel virtual address.
 125  */
 126 static void *
 127 palacios_paddr_to_vaddr(
 128         void *                  paddr
 129 )
 130 {
 131   return __va(paddr);
 132 }
 133
 134 /**
 135  * Runs a function on the specified CPU.
 136  */
 137
 138 // For now, do call only on local CPU
 139 static void
 140 palacios_xcall(
 141         int                     cpu_id,
 142         void                    (*fn)(void *arg),
 143         void *                  arg
 144 )
 145 {
 146
 147
 148     // We set wait to 1, but I'm not sure this is necessary
 149     smp_call_function_single(cpu_id, fn, arg, 1);
 150
 151     return;
 152 }
 153
 154 struct lnx_thread_arg {
 155     int (*fn)(void * arg);
 156     void * arg;
 157     char * name;
 158 };
 159
 160 static int lnx_thread_target(void * arg) {
 161     struct lnx_thread_arg * thread_info = (struct lnx_thread_arg *)arg;
 162
 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     thread_info->fn(thread_info->arg);
 172
 173     kfree(thread_info);
 174     // handle cleanup
 175
 176     return 0;
 177 }
 178
 179 /**
 180  * Creates a kernel thread.
 181  */
 182 static void
 183 palacios_start_kernel_thread(
 184         int (*fn)               (void * arg),
 185         void *                  arg,
 186         char *                  thread_name) {
 187
 188     struct lnx_thread_arg * thread_info = kmalloc(sizeof(struct lnx_thread_arg), GFP_KERNEL);
 189
 190     thread_info->fn = fn;
 191     thread_info->arg = arg;
 192     thread_info->name = thread_name;
 193
 194     kthread_run( lnx_thread_target, thread_info, thread_name );
 195     return;
 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     thread_info->name = thread_name;
 213
 214
 215     thread = kthread_create( lnx_thread_target, thread_info, thread_name );
 216
 217     if (IS_ERR(thread)) {
 218         printk("Palacios error creating thread: %s\n", thread_name);
 219         return NULL;
 220     }
 221
 222     kthread_bind(thread, cpu_id);
 223     wake_up_process(thread);
 224
 225     return thread;
 226 }
 227
 228 /**
 229  * Returns the CPU ID that the caller is running on.
 230  */
 231 static unsigned int
 232 palacios_get_cpu(void)
 233 {
 234
 235     /* We want to call smp_processor_id()
 236      * But this is not safe if kernel preemption is possible
 237      * We need to ensure that the palacios threads are bound to a give cpu
 238      */
 239
 240     unsigned int cpu_id = get_cpu();
 241     put_cpu();
 242     return cpu_id;
 243 }
 244
 245 /**
 246  * Interrupts the physical CPU corresponding to the specified logical guest cpu.
 247  *
 248  * NOTE:
 249  * This is dependent on the implementation of xcall_reschedule().  Currently
 250  * xcall_reschedule does not explicitly call schedule() on the destination CPU,
 251  * but instead relies on the return to user space to handle it. Because
 252  * palacios is a kernel thread schedule will not be called, which is correct.
 253  * If it ever changes to induce side effects, we'll need to figure something
 254  * else out...
 255  */
 256
 257 #include <asm/apic.h>
 258
 259 static void
 260 palacios_interrupt_cpu(
 261         struct v3_vm_info *     vm,
 262         int                     cpu_id,
 263         int                     vector
 264 )
 265 {
 266     if (vector == 0) {
 267         smp_send_reschedule(cpu_id);
 268     } else {
 269         apic->send_IPI_mask(cpumask_of(cpu_id), vector);
 270     }
 271     return;
 272 }
 273
 274 /**
 275  * Dispatches an interrupt to Palacios for handling.
 276  */
 277 static void
 278 palacios_dispatch_interrupt( int vector, void * dev, struct pt_regs * regs ) {
 279     struct v3_interrupt intr = {
 280         .irq            = vector,
 281         .error          = regs->orig_ax,
 282         .should_ack     = 1,
 283     };
 284
 285     if (irq_to_guest_map[vector]) {
 286         v3_deliver_irq(irq_to_guest_map[vector], &intr);
 287     }
 288
 289 }
 290
 291 /**
 292  * Instructs the kernel to forward the specified IRQ to Palacios.
 293  */
 294 static int
 295 palacios_hook_interrupt(struct v3_vm_info *     vm,
 296                         unsigned int            vector ) {
 297     printk("hooking vector %d\n", vector);
 298
 299     if (irq_to_guest_map[vector]) {
 300         printk(KERN_WARNING
 301                "%s: Interrupt vector %u is already hooked.\n",
 302                __func__, vector);
 303         return -1;
 304     }
 305
 306     printk(KERN_DEBUG
 307            "%s: Hooking interrupt vector %u to vm %p.\n",
 308            __func__, vector, vm);
 309
 310     irq_to_guest_map[vector] = vm;
 311
 312     /*
 313      * NOTE: Normally PCI devices are supposed to be level sensitive,
 314      *       but we need them to be edge sensitive so that they are
 315      *       properly latched by Palacios.  Leaving them as level
 316      *       sensitive would lead to an interrupt storm.
 317      */
 318     //ioapic_set_trigger_for_vector(vector, ioapic_edge_sensitive);
 319
 320     //set_idtvec_handler(vector, palacios_dispatch_interrupt);
 321     if (vector < 32) {
 322         panic("unexpected vector for hooking\n");
 323     } else {
 324         int device_id = 0;
 325
 326         int flag = 0;
 327         int error;
 328
 329         printk("hooking vector: %d\n", vector);
 330
 331         if (vector == 32) {
 332             flag = IRQF_TIMER;
 333         } else {
 334             flag = IRQF_SHARED;
 335         }
 336
 337         error = request_irq((vector - 32),
 338                             (void *)palacios_dispatch_interrupt,
 339                             flag,
 340                             "interrupt_for_palacios",
 341                             &device_id);
 342
 343         if (error) {
 344             printk("error code for request_irq is %d\n", error);
 345             panic("request vector %d failed",vector);
 346         }
 347     }
 348
 349     return 0;
 350 }
 351
 352
 353
 354 /**
 355  * Acknowledges an interrupt.
 356  */
 357 static int
 358 palacios_ack_interrupt(
 359         int                     vector
 360 )
 361 {
 362   ack_APIC_irq();
 363   printk("Pretending to ack interrupt, vector=%d\n",vector);
 364   return 0;
 365 }
 366
 367 /**
 368  * Returns the CPU frequency in kilohertz.
 369  */
 370 static unsigned int
 371 palacios_get_cpu_khz(void)
 372 {
 373     printk("cpu_khz is %u\n",cpu_khz);
 374
 375     if (cpu_khz == 0) {
 376         printk("faking cpu_khz to 1000000\n");
 377         return 1000000;
 378     } else {
 379         return cpu_khz;
 380     }
 381   //return 1000000;
 382 }
 383
 384 /**
 385  * Yield the CPU so other host OS tasks can run.
 386  */
 387 static void
 388 palacios_yield_cpu(void)
 389 {
 390     schedule();
 391     return;
 392 }
 393
 394
 395
 396 /**
 397  * Allocates a mutex.
 398  * Returns NULL on failure.
 399  */
 400 static void *
 401 palacios_mutex_alloc(void)
 402 {
 403     spinlock_t *lock = kmalloc(sizeof(spinlock_t), GFP_KERNEL);
 404
 405     if (lock) {
 406         spin_lock_init(lock);
 407     }
 408
 409     return lock;
 410 }
 411
 412 /**
 413  * Frees a mutex.
 414  */
 415 static void
 416 palacios_mutex_free(void * mutex) {
 417     kfree(mutex);
 418 }
 419
 420 /**
 421  * Locks a mutex.
 422  */
 423 static void
 424 palacios_mutex_lock(void * mutex, int must_spin) {
 425     spin_lock((spinlock_t *)mutex);
 426 }
 427
 428 /**
 429  * Unlocks a mutex.
 430  */
 431 static void
 432 palacios_mutex_unlock(
 433         void *                  mutex
 434 )
 435 {
 436     spin_unlock((spinlock_t *)mutex);
 437 }
 438
 439 /**
 440  * Structure used by the Palacios hypervisor to interface with the host kernel.
 441  */
 442 static struct v3_os_hooks palacios_os_hooks = {
 443         .print                  = palacios_print,
 444         .allocate_pages         = palacios_allocate_pages,
 445         .free_pages             = palacios_free_pages,
 446         .malloc                 = palacios_alloc,
 447         .free                   = palacios_free,
 448         .vaddr_to_paddr         = palacios_vaddr_to_paddr,
 449         .paddr_to_vaddr         = palacios_paddr_to_vaddr,
 450         .hook_interrupt         = palacios_hook_interrupt,
 451         .ack_irq                = palacios_ack_interrupt,
 452         .get_cpu_khz            = palacios_get_cpu_khz,
 453         .start_kernel_thread    = palacios_start_kernel_thread,
 454         .yield_cpu              = palacios_yield_cpu,
 455         .mutex_alloc            = palacios_mutex_alloc,
 456         .mutex_free             = palacios_mutex_free,
 457         .mutex_lock             = palacios_mutex_lock,
 458         .mutex_unlock           = palacios_mutex_unlock,
 459         .get_cpu                = palacios_get_cpu,
 460         .interrupt_cpu          = palacios_interrupt_cpu,
 461         .call_on_cpu            = palacios_xcall,
 462         .start_thread_on_cpu    = palacios_start_thread_on_cpu,
 463 };
 464
 465
 466
 467
 468 int palacios_vmm_init( void )
 469 {
 470
 471     memset(irq_to_guest_map, 0, sizeof(struct v3_vm_info *) * 256);
 472
 473     printk("palacios_init starting - calling init_v3\n");
 474
 475     Init_V3(&palacios_os_hooks, nr_cpu_ids);
 476
 477     return 0;
 478
 479 }
 480
 481
 482 int palacios_vmm_exit( void ) {
 483
 484     Shutdown_V3();
 485
 486     return 0;
 487 }