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