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: 1.23 $
   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 #include <geekos/malloc.h>
  30
  31 #include <geekos/debug.h>
  32 #include <geekos/vmm.h>
  33
  34 #include <geekos/gdt.h>
  35
  36
  37 #include <geekos/vmm_stubs.h>
  38
  39
  40 #define SPEAKER_PORT 0x61
  41
  42
  43 void Buzz(unsigned delay, unsigned num)
  44 {
  45   volatile int x;
  46   int i,j;
  47   unsigned char init;
  48
  49   init=In_Byte(SPEAKER_PORT);
  50
  51   for (i=0;i<num;i++) {
  52     Out_Byte(SPEAKER_PORT, init|0x2);
  53     for (j=0;j<delay;j++) {
  54       x+=j;
  55     }
  56     Out_Byte(SPEAKER_PORT, init);
  57     for (j=0;j<delay;j++) {
  58       x+=j;
  59     }
  60   }
  61 }
  62
  63 inline void MyOut_Byte(ushort_t port, uchar_t value)
  64 {
  65     __asm__ __volatile__ (
  66         "outb %b0, %w1"
  67         :
  68         : "a" (value), "Nd" (port)
  69     );
  70 }
  71
  72 /*
  73  * Read a byte from an I/O port.
  74  */
  75 inline uchar_t MyIn_Byte(ushort_t port)
  76 {
  77     uchar_t value;
  78
  79     __asm__ __volatile__ (
  80         "inb %w1, %b0"
  81         : "=a" (value)
  82         : "Nd" (port)
  83     );
  84
  85     return value;
  86 }
  87
  88
  89
  90 int IO_Read(ushort_t port, void * dst, uint_t length) {
  91   uchar_t * iter = dst;
  92   uint_t i;
  93
  94   for (i = 0; i < length; i++) {
  95     *iter = MyIn_Byte(port);
  96     iter++;
  97   }
  98
  99   return 0;
 100 }
 101
 102
 103
 104 int IO_Write(ushort_t port, void * src, uint_t length) {
 105   uchar_t * iter = src;
 106   uint_t i;
 107
 108
 109   for (i = 0; i < length; i++) {
 110     MyOut_Byte(port, *iter);
 111     iter++;
 112   }
 113
 114   return 0;
 115 }
 116
 117
 118 void BuzzVM()
 119 {
 120   int x;
 121   int j;
 122   unsigned char init;
 123
 124 #if 0
 125   __asm__ __volatile__ (
 126     "popf"
 127     );
 128
 129 #endif
 130
 131   PrintBoth("Starting To Buzz\n");
 132
 133   init=MyIn_Byte(SPEAKER_PORT);
 134
 135   while (1) {
 136     MyOut_Byte(SPEAKER_PORT, init|0x2);
 137     for (j=0;j<1000000;j++) {
 138       x+=j;
 139     }
 140     MyOut_Byte(SPEAKER_PORT, init);
 141     for (j=0;j<1000000;j++) {
 142       x+=j;
 143     }
 144   }
 145 }
 146
 147
 148
 149
 150
 151
 152
 153
 154 void Buzzer(ulong_t arg) {
 155   ulong_t *doIBuzz = (ulong_t*)arg;
 156   while (1) {
 157     // Quick and dirty hack to save my hearing...
 158     // I'm not too worried about timing, so I'll deal with concurrency later...
 159     if (*doIBuzz == 1) {
 160       Buzz(1000000, 10);
 161     }
 162   }
 163
 164 }
 165
 166
 167
 168
 169
 170 void Keyboard_Listener(ulong_t arg) {
 171   ulong_t * doIBuzz = (ulong_t*)arg;
 172   Keycode key_press;
 173
 174   Print("Press F4 to turn on/off the speaker\n");
 175
 176   while ((key_press = Wait_For_Key())) {
 177     if (key_press == KEY_F4) {
 178       Print("\nToggling Speaker Port\n");
 179       SerialPrintLevel(100,"\nToggling Speaker Port\n");
 180       *doIBuzz = (*doIBuzz + 1) % 2;
 181     } else if (key_press == KEY_F5) {
 182       Print("\nMachine Restart\n");
 183       SerialPrintLevel(100,"\nMachine Restart\n");
 184       machine_real_restart();
 185     }
 186   }
 187   return;
 188 }
 189
 190
 191
 192 extern char BSS_START, BSS_END;
 193
 194 extern char end;
 195
 196
 197 /* This is an ugly hack to get at the VM  memory */
 198 ulong_t vm_range_start;
 199 ulong_t vm_range_end;
 200 ulong_t guest_kernel_start;
 201 ulong_t guest_kernel_end;
 202 /* ** */
 203
 204
 205 int AllocateAndMapPagesForRange(uint_t start, uint_t length, pte_t template_pte)
 206 {
 207   uint_t address;
 208
 209   for (address=start;address<start+length;address+=PAGE_SIZE) {
 210     void *page;
 211     pte_t pte = template_pte;
 212
 213     page=Alloc_Page();
 214     KASSERT(page);
 215
 216     pte.pageBaseAddr=PAGE_ALLIGNED_ADDR(page);
 217
 218     KASSERT(MapPage((void*)address,&pte,1));
 219   }
 220
 221   return 0;
 222 }
 223
 224
 225
 226 /*
 227  * Kernel C code entry point.
 228  * Initializes kernel subsystems, mounts filesystems,
 229  * and spawns init process.
 230  */
 231 void Main(struct Boot_Info* bootInfo)
 232 {
 233   struct Kernel_Thread * key_thread;
 234   struct Kernel_Thread * spkr_thread;
 235
 236   ulong_t doIBuzz = 0;
 237
 238   Init_BSS();
 239   Init_Screen();
 240
 241
 242   Init_Serial();
 243   Init_Mem(bootInfo);
 244   Init_CRC32();
 245   Init_TSS();
 246   Init_Interrupts();
 247   Init_Scheduler();
 248   Init_Traps();
 249   Init_Timer();
 250   Init_Keyboard();
 251   Init_VM(bootInfo);
 252   Init_Paging();
 253
 254   //  Init_IDE();
 255
 256   // Print("Done; stalling\n");
 257
 258
 259
 260 #if 0
 261   SerialPrint("Dumping VM kernel Code (first 128 bytes @ 0x%x)\n", 0x100000);
 262   SerialMemDump((unsigned char *)0xfe000, 4096);
 263   /*
 264     SerialPrint("Dumping kernel Code (first 512 bytes @ 0x%x)\n",KERNEL_START);
 265     SerialMemDump((unsigned char *)VM_KERNEL_START, 512);
 266   */
 267 #endif
 268
 269 #if 0
 270   SerialPrint("Dumping BIOS code f0000-fffff\n\n");
 271   SerialMemDump((unsigned char *)0xf0000, 65536);
 272   /*
 273     SerialPrint("Dumping kernel Code (first 512 bytes @ 0x%x)\n",KERNEL_START);
 274     SerialMemDump((unsigned char *)VM_KERNEL_START, 512);
 275   */
 276 #endif
 277
 278 #if 1
 279   SerialPrintLevel(1000,"Launching Noisemaker and keyboard listener threads\n");
 280   key_thread = Start_Kernel_Thread(Keyboard_Listener, (ulong_t)&doIBuzz, PRIORITY_NORMAL, false);
 281   spkr_thread = Start_Kernel_Thread(Buzzer, (ulong_t)&doIBuzz, PRIORITY_NORMAL, false);
 282
 283 #endif
 284
 285   {
 286     struct vmm_os_hooks os_hooks;
 287     struct vmm_ctrl_ops vmm_ops;
 288     guest_info_t vm_info;
 289     addr_t rsp;
 290     addr_t rip;
 291
 292     memset(&os_hooks, 0, sizeof(struct vmm_os_hooks));
 293     memset(&vmm_ops, 0, sizeof(struct vmm_ctrl_ops));
 294     memset(&vm_info, 0, sizeof(guest_info_t));
 295
 296     os_hooks.print_debug = &PrintBoth;
 297     os_hooks.print_info = &Print;
 298     os_hooks.print_trace = &SerialPrint;
 299     os_hooks.allocate_pages = &Allocate_VMM_Pages;
 300     os_hooks.free_page = &Free_VMM_Page;
 301     os_hooks.malloc = &VMM_Malloc;
 302     os_hooks.free = &VMM_Free;
 303     os_hooks.vaddr_to_paddr = &Identity;
 304     os_hooks.paddr_to_vaddr = &Identity;
 305
 306
 307     //   DumpGDT();
 308     Init_VMM(&os_hooks, &vmm_ops);
 309
 310     init_shadow_map(&(vm_info.mem_map));
 311     init_shadow_page_state(&(vm_info.shadow_page_state));
 312     vm_info.page_mode = SHADOW_PAGING;
 313
 314     vm_info.cpu_mode = REAL;
 315
 316     init_vmm_io_map(&(vm_info.io_map));
 317
 318
 319     if (0) {
 320
 321       //    add_shared_mem_range(&(vm_info.mem_layout), 0, 0x800000, 0x10000);
 322       //    add_shared_mem_range(&(vm_info.mem_layout), 0, 0x1000000, 0);
 323
 324       rip = (ulong_t)(void*)&BuzzVM;
 325       //  rip -= 0x10000;
 326       //    rip = (addr_t)(void*)&exit_test;
 327       //  rip -= 0x2000;
 328       vm_info.rip = rip;
 329       rsp = (addr_t)Alloc_Page();
 330
 331       vm_info.rsp = (rsp +4092 );// - 0x2000;
 332
 333
 334     } else {
 335       //add_shared_mem_range(&(vm_info.mem_layout), 0x0, 0x1000, 0x100000);
 336       //      add_shared_mem_range(&(vm_info.mem_layout), 0x0, 0x100000, 0x0);
 337
 338       shadow_region_t *ent = Malloc(sizeof(shadow_region_t));;
 339       init_shadow_region_physical(ent,0,0x100000,GUEST_REGION_PHYSICAL_MEMORY,
 340                                   0x100000, HOST_REGION_PHYSICAL_MEMORY);
 341       add_shadow_region(&(vm_info.mem_map),ent);
 342
 343       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x61, &IO_Read, &IO_Write);
 344       /*
 345       vm_info.cr0 = 0;
 346       vm_info.cs.base=0xf000;
 347       vm_info.cs.limit=0xffff;
 348       */
 349       vm_info.rip = 0xfff0;
 350       vm_info.rsp = 0x0;
 351     }
 352
 353     PrintBoth("Initializing Guest (eip=0x%.8x) (esp=0x%.8x)\n", (uint_t)vm_info.rip,(uint_t)vm_info.rsp);
 354     (vmm_ops).init_guest(&vm_info);
 355     PrintBoth("Starting Guest\n");
 356     (vmm_ops).start_guest(&vm_info);
 357   }
 358
 359
 360
 361
 362
 363   TODO("Write a Virtual Machine Monitor");
 364
 365
 366   Exit(0);
 367 }