palacios/src/geekos/main.c

   1 /*
   2  * GeekOS C code entry point
   3  * Copyright (c) 2001,2003,2004 David H. Hovemeyer <daveho@cs.umd.edu>
   4  * Copyright (c) 2003, Jeffrey K. Hollingsworth <hollings@cs.umd.edu>
   5  * Copyright (c) 2004, Iulian Neamtiu <neamtiu@cs.umd.edu>
   6  * $Revision: 1.2 $
   7  *
   8  * This is free software.  You are permitted to use,
   9  * redistribute, and modify it as specified in the file "COPYING".
  10  */
  11
  12 #include <geekos/bootinfo.h>
  13 #include <geekos/string.h>
  14 #include <geekos/screen.h>
  15 #include <geekos/mem.h>
  16 #include <geekos/crc32.h>
  17 #include <geekos/tss.h>
  18 #include <geekos/int.h>
  19 #include <geekos/kthread.h>
  20 #include <geekos/trap.h>
  21 #include <geekos/timer.h>
  22 #include <geekos/keyboard.h>
  23 #include <geekos/io.h>
  24 #include <geekos/serial.h>
  25 #include <geekos/reboot.h>
  26 #include <geekos/mem.h>
  27 #include <geekos/paging.h>
  28 #include <geekos/ide.h>
  29
  30 #include <geekos/vmx.h>
  31 #include <geekos/vmcs.h>
  32
  33 #include <geekos/gdt.h>
  34
  35 #include <geekos/vmm_sizes.h>
  36
  37 /*
  38   static inline unsigned int cpuid_ecx(unsigned int op)
  39   {
  40   unsigned int eax, ecx;
  41
  42   __asm__("cpuid"
  43   : "=a" (eax), "=c" (ecx)
  44   : "0" (op)
  45   : "bx", "dx" );
  46
  47   return ecx;
  48   }
  49 */
  50
  51
  52
  53 extern void Get_MSR(ulong_t msr, unsigned int *val1, unsigned int *val2);
  54 extern void Set_MSR(ulong_t msr, ulong_t val1, ulong_t val2);
  55 extern uint_t Get_EIP();
  56 extern uint_t Get_ESP();
  57 extern uint_t Get_EBP();
  58
  59
  60 int foo=42;
  61
  62 #define SPEAKER_PORT 0x61
  63
  64
  65 void Buzz(unsigned delay, unsigned num)
  66 {
  67   volatile int x;
  68   int i,j;
  69   unsigned char init;
  70
  71   init=In_Byte(SPEAKER_PORT);
  72
  73   for (i=0;i<num;i++) {
  74     Out_Byte(SPEAKER_PORT, init|0x2);
  75     for (j=0;j<delay;j++) {
  76       x+=j;
  77     }
  78     Out_Byte(SPEAKER_PORT, init);
  79     for (j=0;j<delay;j++) {
  80       x+=j;
  81     }
  82   }
  83 }
  84
  85 inline void MyOut_Byte(ushort_t port, uchar_t value)
  86 {
  87     __asm__ __volatile__ (
  88         "outb %b0, %w1"
  89         :
  90         : "a" (value), "Nd" (port)
  91     );
  92 }
  93
  94 /*
  95  * Read a byte from an I/O port.
  96  */
  97 inline uchar_t MyIn_Byte(ushort_t port)
  98 {
  99     uchar_t value;
 100
 101     __asm__ __volatile__ (
 102         "inb %w1, %b0"
 103         : "=a" (value)
 104         : "Nd" (port)
 105     );
 106
 107     return value;
 108 }
 109
 110
 111 extern void MyBuzzVM();
 112
 113 #define MYBUZZVM_START MyBuzzVM
 114 #define MYBUZZVM_LEN   0x3d
 115
 116 void BuzzVM()
 117 {
 118   int x;
 119   int j;
 120   unsigned char init;
 121
 122
 123   init=MyIn_Byte(SPEAKER_PORT);
 124
 125   while (1) {
 126     MyOut_Byte(SPEAKER_PORT, init|0x2);
 127     for (j=0;j<1000000;j++) {
 128       x+=j;
 129     }
 130     MyOut_Byte(SPEAKER_PORT, init);
 131     for (j=0;j<1000000;j++) {
 132       x+=j;
 133     }
 134   }
 135 }
 136
 137 extern void RunVM();
 138
 139 int vmRunning = 0;
 140
 141 void RunVM() {
 142   vmRunning = 1;
 143
 144   while(1);
 145 }
 146
 147
 148
 149
 150 extern uint_t VMCS_STORE();
 151 extern uint_t VMCS_READ();
 152
 153
 154
 155 void Buzzer(ulong_t arg) {
 156   ulong_t *doIBuzz = (ulong_t*)arg;
 157   while (1) {
 158     // Quick and dirty hack to save my hearing...
 159     // I'm not too worried about timing, so I'll deal with concurrency later...
 160     if (*doIBuzz == 1) {
 161       Buzz(1000000, 10);
 162     }
 163   }
 164
 165 }
 166
 167
 168
 169 void Hello(ulong_t arg)
 170 {
 171   char *b="hello ";
 172   char byte;
 173   short port=0xe9;
 174   int i;
 175   while(1){
 176     for (i=0;i<6;i++) {
 177       byte=b[i];
 178       __asm__ __volatile__ ("outb %b0, %w1" : : "a"(byte), "Nd"(port) );
 179     }
 180   }
 181 }
 182
 183 void Keyboard_Listener(ulong_t arg) {
 184   ulong_t * doIBuzz = (ulong_t*)arg;
 185   Keycode key_press;
 186
 187   Print("Press F4 to turn on/off the speaker\n");
 188
 189   while ((key_press = Wait_For_Key())) {
 190     if (key_press == KEY_F4) {
 191       Print("\nToggling Speaker Port\n");
 192       SerialPrintLevel(100,"\nToggling Speaker Port\n");
 193       *doIBuzz = (*doIBuzz + 1) % 2;
 194     } else if (key_press == KEY_F5) {
 195       Print("\nMachine Restart\n");
 196       SerialPrintLevel(100,"\nMachine Restart\n");
 197       machine_real_restart();
 198     }
 199   }
 200   return;
 201 }
 202
 203
 204
 205 extern char BSS_START, BSS_END;
 206
 207 extern char end;
 208
 209
 210 void VM_Thread(ulong_t arg)
 211 {
 212   int ret;
 213   struct VMDescriptor *vm = (struct VMDescriptor *) arg;
 214
 215   SerialPrintLevel(100,"VM_Thread: Launching VM with (entry_ip=%x, exit_eip=%x, guest_esp=%x)\n",
 216               vm->entry_ip, vm->exit_eip, vm->guest_esp);
 217
 218   SerialPrintLevel(100,"VM_Thread: You should see nothing further from me\n");
 219
 220
 221   ret = VMLaunch(vm);
 222
 223
 224   SerialPrintLevel(100,"VM_Thread: uh oh...");
 225
 226   switch (ret) {
 227   case VMX_SUCCESS:
 228     SerialPrintLevel(100,"Normal VMExit Occurred\n");
 229     break;
 230   case VMX_FAIL_INVALID:
 231     SerialPrintLevel(100,"Possibile invalid VMCS (%.8x)\n", ret);
 232     break;
 233   case VMX_FAIL_VALID:
 234     SerialPrintLevel(100,"Valid VMCS, errorcode recorded in VMCS\n");
 235     break;
 236   case VMM_ERROR:
 237     SerialPrintLevel(100,"VMM Error\n");
 238     break;
 239   default:
 240     SerialPrintLevel(100,"VMLaunch returned unknown error (%.8x)\n", ret);
 241     break;
 242   }
 243
 244   SerialPrintLevel(100,"VM_Thread: Spinning\n");
 245   while (1) {}
 246
 247 }
 248
 249
 250 int AllocateAndMapPagesForRange(uint_t start, uint_t length, pte_t template_pte)
 251 {
 252   uint_t address;
 253
 254   for (address=start;address<start+length;address+=PAGE_SIZE) {
 255     void *page;
 256     pte_t pte = template_pte;
 257
 258     page=Alloc_Page();
 259     KASSERT(page);
 260
 261     pte.pageBaseAddr=PAGE_ALLIGNED_ADDR(page);
 262
 263     KASSERT(MapPage((void*)address,&pte,1));
 264   }
 265
 266   return 0;
 267 }
 268
 269
 270
 271 /*
 272  * Kernel C code entry point.
 273  * Initializes kernel subsystems, mounts filesystems,
 274  * and spawns init process.
 275  */
 276 void Main(struct Boot_Info* bootInfo)
 277 {
 278   struct Kernel_Thread * key_thread;
 279   struct Kernel_Thread * spkr_thread;
 280   struct Kernel_Thread * vm_thread;
 281   struct VMDescriptor    vm;
 282
 283   ulong_t doIBuzz = 0;
 284
 285
 286
 287   Init_BSS();
 288   Init_Screen();
 289   InitSerial();
 290   Init_Mem(bootInfo);
 291   Init_CRC32();
 292   Init_TSS();
 293   Init_Interrupts();
 294   Init_Scheduler();
 295   Init_Traps();
 296   Init_Timer();
 297   Init_Keyboard();
 298   Init_VM(bootInfo);
 299   Init_Paging();
 300
 301   Init_IDE();
 302
 303   Print("Done; stalling\n");
 304
 305   while(1);
 306
 307
 308
 309 #if 1
 310   SerialPrint("Dumping VMXASSIST Code (first 512 bytes @ 0x%x)\n",VMXASSIST_START);
 311   SerialMemDump((unsigned char *)VMXASSIST_START, 512);
 312   SerialPrint("Dumping ROMBIOS Code (first 512 bytes @ 0x%x)\n",BIOS_START);
 313   SerialMemDump((unsigned char *)BIOS_START, 512);
 314   SerialPrint("Dumping ROMBIOS Code (Second copy) (first 512 bytes @ 0x%x)\n",BIOS2_START);
 315   SerialMemDump((unsigned char *)BIOS2_START, 512);
 316   SerialPrint("Dumping VGABIOS Code (first 512 bytes @ 0x%x)\n",VGA_BIOS_START);
 317   SerialMemDump((unsigned char *)VGA_BIOS_START, 512);
 318
 319 #endif
 320
 321
 322
 323   SerialPrint("\n\nHello, Welcome to this horrid output-only serial interface\n");
 324   SerialPrint("Eventually, this will let us control the VMM\n\n");
 325
 326   SerialPrint("\n\n===>");
 327
 328
 329   SerialPrintLevel(100,"Initializing VMX\n");
 330   PrintBoth("Initializing VMX\n");
 331   VmxOnRegion * vmxRegion = InitVMX();
 332
 333   if (vmxRegion==NULL) {
 334     PrintBoth("VMX Cannot be turned on.  Halted.\n");
 335     while (1) {}
 336   }
 337
 338
 339
 340   SerialPrintLevel(1000,"Launching Noisemaker and keyboard listener threads\n");
 341
 342   key_thread = Start_Kernel_Thread(Keyboard_Listener, (ulong_t)&doIBuzz, PRIORITY_NORMAL, false);
 343   spkr_thread = Start_Kernel_Thread(Buzzer, (ulong_t)&doIBuzz, PRIORITY_NORMAL, false);
 344
 345
 346 // Enable this to run the simple buzzer VM
 347 #if 0
 348
 349   // Put the entry around 0x10000, where the geekos kernel used to live
 350   vm.entry_ip=(uint_t)0x10000;
 351   vm.exit_eip=0;
 352   // Put the stack as the last thing in the VM partition
 353   vm.guest_esp=(uint_t)START_OF_VM+VM_SIZE-1;
 354
 355
 356   memcpy(vm.entry_ip,MYBUZZVM_START,MYBUZZVM_LEN);
 357
 358   SerialPrintLevel(1000,"VM-Launching MyBuzzVM after copy to 0x10000\n");
 359
 360   vm_thread = Start_Kernel_Thread(VM_Thread, (ulong_t)&vm,PRIORITY_NORMAL,false);
 361
 362 #else
 363
 364 #if 0
 365
 366   // write the hello VM down to where we would usually put
 367   // vmxassist, and see if it can talk to us
 368   vm.entry_ip=(uint_t)START_OF_VM+0xd000000;
 369   vm.exit_eip=0;
 370   // Put the stack as the last thing in the VM partition
 371   vm.guest_esp=(uint_t)START_OF_VM+VM_SIZE-1;
 372
 373
 374   memcpy((void*)(vm.entry_ip),Hello,200);  // 200 should be plenty
 375
 376   SerialPrintLevel(1000,"VM-Launching HelloVM after copy to 0xd000000\n");
 377
 378   vm_thread = Start_Kernel_Thread(VM_Thread, (ulong_t)&vm,PRIORITY_NORMAL,false);
 379
 380 #else
 381   // Try to launch a real VM
 382
 383   // First we will copy down VMXAssist, then we'll launch that
 384   // and see if it can handle the system bios
 385
 386   // We now map pages of physical memory into where we are going
 387   // to slap the vmxassist, bios, and vgabios code
 388   pte_t template_pte;
 389
 390   template_pte.present=1;
 391   template_pte.flags=VM_WRITE|VM_READ|VM_USER|VM_EXEC;
 392   template_pte.accessed=0;
 393   template_pte.dirty=0;
 394   template_pte.pteAttribute=0;
 395   template_pte.globalPage=0;
 396   template_pte.kernelInfo=0;
 397
 398   SerialPrintLevel(1000,"Allocating Pages for VMXASSIST, BIOS, and VGA BIOS\n");
 399
 400 #define SEGLEN (1024*64)
 401
 402   AllocateAndMapPagesForRange(START_OF_VM+0xd0000, SEGLEN, template_pte);
 403   AllocateAndMapPagesForRange(START_OF_VM+0xf0000, SEGLEN, template_pte);
 404   AllocateAndMapPagesForRange(START_OF_VM+0xc0000, SEGLEN, template_pte);
 405
 406   // Now we should be copying into actual memory
 407
 408   SerialPrintLevel(1000,"Copying VMXASSIST code from %x to %x (%d bytes)\n", VMXASSIST_START, START_OF_VM+0xd0000,VMXASSIST_LENGTH);
 409   memcpy((char*)(START_OF_VM+0xd0000),(char*)VMXASSIST_START,VMXASSIST_LENGTH);
 410   SerialPrintLevel(1000,"Copying BIOS (2nd copy) code from %x to %x (%d bytes)\n", BIOS2_START, START_OF_VM+0xf0000,BIOS_LENGTH);
 411   memcpy((char*)(START_OF_VM+0xf0000),(char*)BIOS2_START,BIOS_LENGTH);
 412   SerialPrintLevel(1000,"Copying VGA BIOS code from %x to %x (%d bytes)\n", VGA_BIOS_START, START_OF_VM+0xc0000,VGA_BIOS_LENGTH);
 413   memcpy((char *)(START_OF_VM+0xc0000),(char*)VGA_BIOS_START,VGA_BIOS_LENGTH);
 414
 415   // jump into vmxassist
 416   vm.entry_ip=(uint_t)0xd0000;
 417   vm.exit_eip=0;
 418   // Put the stack at 512K
 419   vm.guest_esp=(uint_t)START_OF_VM+1024*512;
 420
 421   SerialPrintLevel(1000,"VM-Launching to vmxassist for boot\n");
 422
 423   vm_thread = Start_Kernel_Thread(VM_Thread, (ulong_t)&vm,PRIORITY_NORMAL,false);
 424
 425
 426   SerialPrintLevel(1000,"Next: setup GDT\n");
 427
 428 #endif
 429 #endif
 430
 431
 432   TODO("Write a Virtual Machine Monitor");
 433
 434
 435   /* Now this thread is done. */
 436   Exit(0);
 437 }
 438
 439