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: 1.29 $
   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
  35 #include <geekos/gdt.h>
  36
  37
  38 #include <geekos/vmm_stubs.h>
  39
  40
  41 #define SPEAKER_PORT 0x61
  42
  43
  44 void Buzz(unsigned delay, unsigned num)
  45 {
  46   volatile int x;
  47   int i,j;
  48   unsigned char init;
  49
  50   init=In_Byte(SPEAKER_PORT);
  51
  52   for (i=0;i<num;i++) {
  53     Out_Byte(SPEAKER_PORT, init|0x2);
  54     for (j=0;j<delay;j++) {
  55       x+=j;
  56     }
  57     Out_Byte(SPEAKER_PORT, init);
  58     for (j=0;j<delay;j++) {
  59       x+=j;
  60     }
  61   }
  62 }
  63
  64 inline void MyOut_Byte(ushort_t port, uchar_t value)
  65 {
  66     __asm__ __volatile__ (
  67         "outb %b0, %w1"
  68         :
  69         : "a" (value), "Nd" (port)
  70     );
  71 }
  72
  73 /*
  74  * Read a byte from an I/O port.
  75  */
  76 inline uchar_t MyIn_Byte(ushort_t port)
  77 {
  78     uchar_t value;
  79
  80     __asm__ __volatile__ (
  81         "inb %w1, %b0"
  82         : "=a" (value)
  83         : "Nd" (port)
  84     );
  85
  86     return value;
  87 }
  88
  89
  90
  91 int IO_Read(ushort_t port, void * dst, uint_t length, uint_t io_width) {
  92   uchar_t * iter = dst;
  93   uint_t i;
  94
  95   for (i = 0; i < length; i++) {
  96     *iter = MyIn_Byte(port);
  97     iter++;
  98   }
  99
 100   return 0;
 101 }
 102
 103
 104
 105 int IO_Write(ushort_t port, void * src, uint_t length, uint_t io_width) {
 106   uchar_t * iter = src;
 107   uint_t i;
 108
 109
 110   for (i = 0; i < length; i++) {
 111     MyOut_Byte(port, *iter);
 112     iter++;
 113   }
 114
 115   return 0;
 116 }
 117
 118
 119
 120 int IO_Write_to_Serial(ushort_t port, void * src, uint_t length, uint_t io_width) {
 121   SerialPrint("Output from Guest on port %d (0x%x) Length=%d\n", port, port, length);
 122   SerialMemDump(src, length);
 123   return length;
 124 }
 125
 126
 127 void BuzzVM()
 128 {
 129   int x;
 130   int j;
 131   unsigned char init;
 132
 133 #if 0
 134   __asm__ __volatile__ (
 135     "popf"
 136     );
 137
 138 #endif
 139
 140   PrintBoth("Starting To Buzz\n");
 141
 142   init=MyIn_Byte(SPEAKER_PORT);
 143
 144   while (1) {
 145     MyOut_Byte(SPEAKER_PORT, init|0x2);
 146     for (j=0;j<1000000;j++) {
 147       x+=j;
 148     }
 149     MyOut_Byte(SPEAKER_PORT, init);
 150     for (j=0;j<1000000;j++) {
 151       x+=j;
 152     }
 153   }
 154 }
 155
 156
 157
 158
 159
 160
 161
 162
 163 void Buzzer(ulong_t arg) {
 164   ulong_t *doIBuzz = (ulong_t*)arg;
 165   while (1) {
 166     // Quick and dirty hack to save my hearing...
 167     // I'm not too worried about timing, so I'll deal with concurrency later...
 168     if (*doIBuzz == 1) {
 169       Buzz(1000000, 10);
 170     }
 171   }
 172
 173 }
 174
 175
 176
 177
 178
 179 void Keyboard_Listener(ulong_t arg) {
 180   ulong_t * doIBuzz = (ulong_t*)arg;
 181   Keycode key_press;
 182
 183   Print("Press F4 to turn on/off the speaker\n");
 184
 185   while ((key_press = Wait_For_Key())) {
 186     if (key_press == KEY_F4) {
 187       Print("\nToggling Speaker Port\n");
 188       SerialPrintLevel(100,"\nToggling Speaker Port\n");
 189       *doIBuzz = (*doIBuzz + 1) % 2;
 190     } else if (key_press == KEY_F5) {
 191       Print("\nMachine Restart\n");
 192       SerialPrintLevel(100,"\nMachine Restart\n");
 193       machine_real_restart();
 194     }
 195   }
 196   return;
 197 }
 198
 199
 200
 201 extern char BSS_START, BSS_END;
 202
 203 extern char end;
 204
 205
 206 /* This is an ugly hack to get at the VM  memory */
 207 ulong_t vm_range_start;
 208 ulong_t vm_range_end;
 209 ulong_t guest_kernel_start;
 210 ulong_t guest_kernel_end;
 211 /* ** */
 212
 213
 214 int AllocateAndMapPagesForRange(uint_t start, uint_t length, pte_t template_pte)
 215 {
 216   uint_t address;
 217
 218   for (address=start;address<start+length;address+=PAGE_SIZE) {
 219     void *page;
 220     pte_t pte = template_pte;
 221
 222     page=Alloc_Page();
 223     KASSERT(page);
 224
 225     pte.pageBaseAddr=PAGE_ALLIGNED_ADDR(page);
 226
 227     KASSERT(MapPage((void*)address,&pte,1));
 228   }
 229
 230   return 0;
 231 }
 232
 233
 234
 235 /*
 236  * Kernel C code entry point.
 237  * Initializes kernel subsystems, mounts filesystems,
 238  * and spawns init process.
 239  */
 240 void Main(struct Boot_Info* bootInfo)
 241 {
 242   struct Kernel_Thread * key_thread;
 243   struct Kernel_Thread * spkr_thread;
 244
 245   ulong_t doIBuzz = 0;
 246
 247   Init_BSS();
 248   Init_Screen();
 249
 250
 251   Init_Serial();
 252   Init_Mem(bootInfo);
 253   Init_CRC32();
 254   Init_TSS();
 255   Init_Interrupts();
 256   Init_Scheduler();
 257   Init_Traps();
 258   Init_Timer();
 259   Init_Keyboard();
 260   Init_VM(bootInfo);
 261   Init_Paging();
 262
 263   //  Init_IDE();
 264
 265   // Print("Done; stalling\n");
 266
 267
 268
 269 #if 1
 270   SerialPrint("Dumping VM kernel Code (first 128 bytes @ 0x%x)\n", 0x100000);
 271   SerialMemDump((unsigned char *)0x100000, 256);
 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 0
 279   SerialPrint("Dumping BIOS code f0000-fffff\n\n");
 280   SerialMemDump((unsigned char *)0xf0000, 65536);
 281   /*
 282     SerialPrint("Dumping kernel Code (first 512 bytes @ 0x%x)\n",KERNEL_START);
 283     SerialMemDump((unsigned char *)VM_KERNEL_START, 512);
 284   */
 285 #endif
 286
 287 #if 1
 288   SerialPrintLevel(1000,"Launching Noisemaker and keyboard listener threads\n");
 289   key_thread = Start_Kernel_Thread(Keyboard_Listener, (ulong_t)&doIBuzz, PRIORITY_NORMAL, false);
 290   spkr_thread = Start_Kernel_Thread(Buzzer, (ulong_t)&doIBuzz, PRIORITY_NORMAL, false);
 291
 292 #endif
 293
 294   {
 295     struct vmm_os_hooks os_hooks;
 296     struct vmm_ctrl_ops vmm_ops;
 297     struct guest_info vm_info;
 298     addr_t rsp;
 299     addr_t rip;
 300
 301     memset(&os_hooks, 0, sizeof(struct vmm_os_hooks));
 302     memset(&vmm_ops, 0, sizeof(struct vmm_ctrl_ops));
 303     memset(&vm_info, 0, sizeof(struct guest_info));
 304
 305     os_hooks.print_debug = &PrintBoth;
 306     os_hooks.print_info = &Print;
 307     os_hooks.print_trace = &SerialPrint;
 308     os_hooks.allocate_pages = &Allocate_VMM_Pages;
 309     os_hooks.free_page = &Free_VMM_Page;
 310     os_hooks.malloc = &VMM_Malloc;
 311     os_hooks.free = &VMM_Free;
 312     os_hooks.vaddr_to_paddr = &Identity;
 313     os_hooks.paddr_to_vaddr = &Identity;
 314
 315
 316     //   DumpGDT();
 317     Init_VMM(&os_hooks, &vmm_ops);
 318
 319     init_shadow_map(&(vm_info.mem_map));
 320     init_shadow_page_state(&(vm_info.shdw_pg_state));
 321     vm_info.page_mode = SHADOW_PAGING;
 322
 323     vm_info.cpu_mode = REAL;
 324
 325     init_vmm_io_map(&(vm_info.io_map));
 326
 327
 328     if (0) {
 329
 330       //    add_shared_mem_range(&(vm_info.mem_layout), 0, 0x800000, 0x10000);
 331       //    add_shared_mem_range(&(vm_info.mem_layout), 0, 0x1000000, 0);
 332
 333       rip = (ulong_t)(void*)&BuzzVM;
 334       //  rip -= 0x10000;
 335       //    rip = (addr_t)(void*)&exit_test;
 336       //  rip -= 0x2000;
 337       vm_info.rip = rip;
 338       rsp = (addr_t)Alloc_Page();
 339
 340       vm_info.vm_regs.rsp = (rsp +4092 );// - 0x2000;
 341
 342
 343     } else {
 344       //add_shared_mem_range(&(vm_info.mem_layout), 0x0, 0x1000, 0x100000);
 345       //      add_shared_mem_range(&(vm_info.mem_layout), 0x0, 0x100000, 0x0);
 346
 347       shadow_region_t *ent = Malloc(sizeof(shadow_region_t));;
 348       init_shadow_region_physical(ent,0,0x100000,GUEST_REGION_PHYSICAL_MEMORY,
 349                                   0x100000, HOST_REGION_PHYSICAL_MEMORY);
 350       add_shadow_region(&(vm_info.mem_map),ent);
 351
 352       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x61, &IO_Read, &IO_Write);
 353       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x05, &IO_Read, &IO_Write_to_Serial);
 354
 355       /*
 356       vm_info.cr0 = 0;
 357       vm_info.cs.base=0xf000;
 358       vm_info.cs.limit=0xffff;
 359       */
 360       //vm_info.rip = 0xfff0;
 361
 362       vm_info.rip = 0;
 363       vm_info.vm_regs.rsp = 0x0;
 364     }
 365
 366     PrintBoth("Initializing Guest (eip=0x%.8x) (esp=0x%.8x)\n", (uint_t)vm_info.rip,(uint_t)vm_info.vm_regs.rsp);
 367     (vmm_ops).init_guest(&vm_info);
 368     PrintBoth("Starting Guest\n");
 369     (vmm_ops).start_guest(&vm_info);
 370   }
 371
 372
 373
 374
 375
 376   TODO("Write a Virtual Machine Monitor");
 377
 378
 379   Exit(0);
 380 }