palacios/include/palacios/vmx_lowlevel.h

   1 /*
   2  * This file is part of the Palacios Virtual Machine Monitor developed
   3  * by the V3VEE Project with funding from the United States National
   4  * Science Foundation and the Department of Energy.
   5  *
   6  * The V3VEE Project is a joint project between Northwestern University
   7  * and the University of New Mexico.  You can find out more at
   8  * http://www.v3vee.org
   9  *
  10  * Copyright (c) 2008, Jack Lange <jarusl@cs.northwestern.edu>
  11  * Copyright (c) 2008, The V3VEE Project <http://www.v3vee.org>
  12  * All rights reserved.
  13  *
  14  * Author: Jack Lange <jarusl@cs.northwestern.edu>
  15  *
  16  * This is free software.  You are permitted to use,
  17  * redistribute, and modify it as specified in the file "V3VEE_LICENSE".
  18  */
  19
  20 #ifndef __VMX_LOWLEVEL_H__
  21 #define __VMX_LOWLEVEL_H__
  22
  23 #ifdef __V3VEE__
  24
  25
  26 #define VMX_SUCCESS         0
  27 #define VMX_FAIL_INVALID    1
  28 #define VMX_FAIL_VALID      2
  29
  30 // vmfail macro
  31 #define CHECK_VMXFAIL(ret_valid, ret_invalid)   \
  32     if (ret_valid) {                            \
  33         return VMX_FAIL_VALID;                  \
  34     } else if (ret_invalid) {                   \
  35         return VMX_FAIL_INVALID;                \
  36     }
  37
  38 /* Opcode definitions for all the VM instructions */
  39
  40 #define VMCLEAR_OPCODE  ".byte 0x66,0xf,0xc7;" /* reg=/6 */
  41 #define VMRESUME_OPCODE ".byte 0x0f,0x01,0xc3;"
  42 #define VMPTRLD_OPCODE  ".byte 0x0f,0xc7;" /* reg=/6 */
  43 #define VMPTRST_OPCODE  ".byte 0x0f,0xc7;" /* reg=/7 */
  44 #define VMREAD_OPCODE   ".byte 0x0f,0x78;"
  45 #define VMWRITE_OPCODE  ".byte 0x0f,0x79;"
  46 #define VMXOFF_OPCODE   ".byte 0x0f,0x01,0xc4;"
  47 #define VMXON_OPCODE    ".byte 0xf3,0x0f,0xc7;" /* reg=/6 */
  48
  49
  50 /* Mod/rm definitions for intel registers/memory */
  51 #define EAX_ECX_MODRM   ".byte 0xc1;"
  52 // %eax with /6 reg
  53 #define EAX_06_MODRM    ".byte 0x30;"
  54 // %eax with /7 reg
  55 #define EAX_07_MODRM    ".byte 0x38;"
  56
  57
  58
  59 static inline int v3_enable_vmx(addr_t vmxon_ptr) {
  60     uint64_t vmxon_ptr_64 __attribute__((aligned(8))) = (uint64_t)vmxon_ptr;
  61     uint8_t ret_invalid = 0;
  62
  63     __asm__ __volatile__ (
  64                 VMXON_OPCODE
  65                 EAX_06_MODRM
  66                 "setnaeb %0;" // fail invalid (CF=1)
  67                 : "=q"(ret_invalid)
  68                 : "a"(&vmxon_ptr_64),"0"(ret_invalid)
  69                 : "memory");
  70
  71     if (ret_invalid) {
  72         return VMX_FAIL_INVALID;
  73     } else {
  74         return VMX_SUCCESS;
  75     }
  76 }
  77
  78 static inline int vmcs_clear(addr_t vmcs_ptr) {
  79     uint64_t vmcs_ptr_64 __attribute__ ((aligned(8))) = (uint64_t)vmcs_ptr;
  80     uint8_t ret_valid = 0;
  81     uint8_t ret_invalid = 0;
  82
  83     __asm__ __volatile__ (
  84             VMCLEAR_OPCODE
  85             EAX_06_MODRM
  86             "seteb %0;" // fail valid (ZF=1)
  87             "setnaeb %1;" // fail invalid (CF=1)
  88             : "=q"(ret_valid), "=q"(ret_invalid)
  89             : "a"(&vmcs_ptr_64), "0"(ret_valid), "1"(ret_invalid)
  90             : "memory");
  91
  92     CHECK_VMXFAIL(ret_valid, ret_invalid);
  93
  94     return VMX_SUCCESS;
  95 }
  96
  97 static inline int vmcs_load(addr_t vmcs_ptr) {
  98     uint64_t vmcs_ptr_64 = (uint64_t)vmcs_ptr;
  99     uint8_t ret_valid = 0;
 100     uint8_t ret_invalid = 0;
 101
 102     __asm__ __volatile__ (
 103                 VMPTRLD_OPCODE
 104                 EAX_06_MODRM
 105                 "seteb %0;" // fail valid (ZF=1)
 106                 "setnaeb %1;"  // fail invalid (CF=1)
 107                 : "=q"(ret_valid), "=q"(ret_invalid)
 108                 : "a"(&vmcs_ptr_64), "0"(ret_valid), "1"(ret_invalid)
 109                 : "memory");
 110
 111     CHECK_VMXFAIL(ret_valid, ret_invalid);
 112
 113     return VMX_SUCCESS;
 114 }
 115
 116 static inline int vmcs_store(addr_t vmcs_ptr) {
 117     uint64_t vmcs_ptr_64 = (uint64_t)vmcs_ptr;
 118
 119     __asm__ __volatile__ (
 120                VMPTRST_OPCODE
 121                EAX_07_MODRM
 122                :
 123                : "a"(&vmcs_ptr_64)
 124                : "memory");
 125
 126     return VMX_SUCCESS;
 127 }
 128
 129 static inline int vmcs_read(vmcs_field_t vmcs_field, void * dst, int len) {
 130     uint64_t val = 0;
 131     uint8_t ret_valid = 0;
 132     uint8_t ret_invalid = 0;
 133
 134     __asm__ __volatile__ (
 135                 VMREAD_OPCODE
 136                 EAX_ECX_MODRM
 137                 "seteb %0;" // fail valid
 138                 "setnaeb %1;" // fail invalid
 139                 : "=q"(ret_valid), "=q"(ret_invalid), "=c"(val) // Use ECX
 140                 : "a" (vmcs_field), "0"(ret_valid), "1"(ret_invalid)
 141                 : "memory"
 142                 );
 143
 144     CHECK_VMXFAIL(ret_valid, ret_invalid);
 145
 146     switch(len)
 147     {
 148         case 2:
 149             *((uint16_t*)dst) = (uint16_t)val;
 150             break;
 151         case 4:
 152             *((uint32_t*)dst) = (uint32_t)val;
 153             break;
 154         case 8:
 155             *((uint64_t*)dst) = (uint64_t)val;
 156             break;
 157     }
 158
 159
 160     return VMX_SUCCESS;
 161 }
 162
 163 static inline int vmcs_write(vmcs_field_t vmcs_field, addr_t value) {
 164     uint8_t ret_valid = 0;
 165     uint8_t ret_invalid = 0;
 166
 167     __asm__ __volatile__ (
 168                 VMWRITE_OPCODE
 169                 EAX_ECX_MODRM
 170                 "seteb %0;" // fail valid (ZF=1)
 171                 "setnaeb %1;" // fail invalid (CF=1)
 172                 : "=q" (ret_valid), "=q" (ret_invalid)
 173                 : "a" (vmcs_field), "c"(value), "0"(ret_valid), "1"(ret_invalid)
 174                 : "memory");
 175
 176     CHECK_VMXFAIL(ret_valid, ret_invalid);
 177
 178     return VMX_SUCCESS;
 179 }
 180
 181 static inline int vmx_off() {
 182     uint8_t ret_valid = 0;
 183     uint8_t ret_invalid = 0;
 184
 185     __asm__ __volatile__ (
 186                 VMXOFF_OPCODE
 187                 "seteb %0;"
 188                 "setnaeb %1;"
 189                 : "=q"(ret_valid), "=q"(ret_invalid)
 190                 : "0"(ret_valid), "1"(ret_invalid)
 191                 : "memory");
 192
 193     CHECK_VMXFAIL(ret_valid, ret_invalid);
 194
 195     return VMX_SUCCESS;
 196 }
 197
 198 #endif
 199
 200 #endif