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: 1.24 $
   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) {
  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) {
 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 void BuzzVM()
 120 {
 121   int x;
 122   int j;
 123   unsigned char init;
 124
 125 #if 0
 126   __asm__ __volatile__ (
 127     "popf"
 128     );
 129
 130 #endif
 131
 132   PrintBoth("Starting To Buzz\n");
 133
 134   init=MyIn_Byte(SPEAKER_PORT);
 135
 136   while (1) {
 137     MyOut_Byte(SPEAKER_PORT, init|0x2);
 138     for (j=0;j<1000000;j++) {
 139       x+=j;
 140     }
 141     MyOut_Byte(SPEAKER_PORT, init);
 142     for (j=0;j<1000000;j++) {
 143       x+=j;
 144     }
 145   }
 146 }
 147
 148
 149
 150
 151
 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
 170
 171 void Keyboard_Listener(ulong_t arg) {
 172   ulong_t * doIBuzz = (ulong_t*)arg;
 173   Keycode key_press;
 174
 175   Print("Press F4 to turn on/off the speaker\n");
 176
 177   while ((key_press = Wait_For_Key())) {
 178     if (key_press == KEY_F4) {
 179       Print("\nToggling Speaker Port\n");
 180       SerialPrintLevel(100,"\nToggling Speaker Port\n");
 181       *doIBuzz = (*doIBuzz + 1) % 2;
 182     } else if (key_press == KEY_F5) {
 183       Print("\nMachine Restart\n");
 184       SerialPrintLevel(100,"\nMachine Restart\n");
 185       machine_real_restart();
 186     }
 187   }
 188   return;
 189 }
 190
 191
 192
 193 extern char BSS_START, BSS_END;
 194
 195 extern char end;
 196
 197
 198 /* This is an ugly hack to get at the VM  memory */
 199 ulong_t vm_range_start;
 200 ulong_t vm_range_end;
 201 ulong_t guest_kernel_start;
 202 ulong_t guest_kernel_end;
 203 /* ** */
 204
 205
 206 int AllocateAndMapPagesForRange(uint_t start, uint_t length, pte_t template_pte)
 207 {
 208   uint_t address;
 209
 210   for (address=start;address<start+length;address+=PAGE_SIZE) {
 211     void *page;
 212     pte_t pte = template_pte;
 213
 214     page=Alloc_Page();
 215     KASSERT(page);
 216
 217     pte.pageBaseAddr=PAGE_ALLIGNED_ADDR(page);
 218
 219     KASSERT(MapPage((void*)address,&pte,1));
 220   }
 221
 222   return 0;
 223 }
 224
 225
 226
 227 /*
 228  * Kernel C code entry point.
 229  * Initializes kernel subsystems, mounts filesystems,
 230  * and spawns init process.
 231  */
 232 void Main(struct Boot_Info* bootInfo)
 233 {
 234   struct Kernel_Thread * key_thread;
 235   struct Kernel_Thread * spkr_thread;
 236
 237   ulong_t doIBuzz = 0;
 238
 239   Init_BSS();
 240   Init_Screen();
 241
 242
 243   Init_Serial();
 244   Init_Mem(bootInfo);
 245   Init_CRC32();
 246   Init_TSS();
 247   Init_Interrupts();
 248   Init_Scheduler();
 249   Init_Traps();
 250   Init_Timer();
 251   Init_Keyboard();
 252   Init_VM(bootInfo);
 253   Init_Paging();
 254
 255   //  Init_IDE();
 256
 257   // Print("Done; stalling\n");
 258
 259
 260
 261 #if 0
 262   SerialPrint("Dumping VM kernel Code (first 128 bytes @ 0x%x)\n", 0x100000);
 263   SerialMemDump((unsigned char *)0xfe000, 4096);
 264   /*
 265     SerialPrint("Dumping kernel Code (first 512 bytes @ 0x%x)\n",KERNEL_START);
 266     SerialMemDump((unsigned char *)VM_KERNEL_START, 512);
 267   */
 268 #endif
 269
 270 #if 0
 271   SerialPrint("Dumping BIOS code f0000-fffff\n\n");
 272   SerialMemDump((unsigned char *)0xf0000, 65536);
 273   /*
 274     SerialPrint("Dumping kernel Code (first 512 bytes @ 0x%x)\n",KERNEL_START);
 275     SerialMemDump((unsigned char *)VM_KERNEL_START, 512);
 276   */
 277 #endif
 278
 279 #if 1
 280   SerialPrintLevel(1000,"Launching Noisemaker and keyboard listener threads\n");
 281   key_thread = Start_Kernel_Thread(Keyboard_Listener, (ulong_t)&doIBuzz, PRIORITY_NORMAL, false);
 282   spkr_thread = Start_Kernel_Thread(Buzzer, (ulong_t)&doIBuzz, PRIORITY_NORMAL, false);
 283
 284 #endif
 285
 286   {
 287     struct vmm_os_hooks os_hooks;
 288     struct vmm_ctrl_ops vmm_ops;
 289     guest_info_t vm_info;
 290     addr_t rsp;
 291     addr_t rip;
 292
 293     memset(&os_hooks, 0, sizeof(struct vmm_os_hooks));
 294     memset(&vmm_ops, 0, sizeof(struct vmm_ctrl_ops));
 295     memset(&vm_info, 0, sizeof(guest_info_t));
 296
 297     os_hooks.print_debug = &PrintBoth;
 298     os_hooks.print_info = &Print;
 299     os_hooks.print_trace = &SerialPrint;
 300     os_hooks.allocate_pages = &Allocate_VMM_Pages;
 301     os_hooks.free_page = &Free_VMM_Page;
 302     os_hooks.malloc = &VMM_Malloc;
 303     os_hooks.free = &VMM_Free;
 304     os_hooks.vaddr_to_paddr = &Identity;
 305     os_hooks.paddr_to_vaddr = &Identity;
 306
 307
 308     //   DumpGDT();
 309     Init_VMM(&os_hooks, &vmm_ops);
 310
 311     init_shadow_map(&(vm_info.mem_map));
 312     init_shadow_page_state(&(vm_info.shadow_page_state));
 313     vm_info.page_mode = SHADOW_PAGING;
 314
 315     vm_info.cpu_mode = REAL;
 316
 317     init_vmm_io_map(&(vm_info.io_map));
 318
 319
 320     if (0) {
 321
 322       //    add_shared_mem_range(&(vm_info.mem_layout), 0, 0x800000, 0x10000);
 323       //    add_shared_mem_range(&(vm_info.mem_layout), 0, 0x1000000, 0);
 324
 325       rip = (ulong_t)(void*)&BuzzVM;
 326       //  rip -= 0x10000;
 327       //    rip = (addr_t)(void*)&exit_test;
 328       //  rip -= 0x2000;
 329       vm_info.rip = rip;
 330       rsp = (addr_t)Alloc_Page();
 331
 332       vm_info.rsp = (rsp +4092 );// - 0x2000;
 333
 334
 335     } else {
 336       //add_shared_mem_range(&(vm_info.mem_layout), 0x0, 0x1000, 0x100000);
 337       //      add_shared_mem_range(&(vm_info.mem_layout), 0x0, 0x100000, 0x0);
 338
 339       shadow_region_t *ent = Malloc(sizeof(shadow_region_t));;
 340       init_shadow_region_physical(ent,0,0x100000,GUEST_REGION_PHYSICAL_MEMORY,
 341                                   0x100000, HOST_REGION_PHYSICAL_MEMORY);
 342       add_shadow_region(&(vm_info.mem_map),ent);
 343
 344       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x61, &IO_Read, &IO_Write);
 345       /*
 346       vm_info.cr0 = 0;
 347       vm_info.cs.base=0xf000;
 348       vm_info.cs.limit=0xffff;
 349       */
 350       vm_info.rip = 0xfff0;
 351       vm_info.rsp = 0x0;
 352     }
 353
 354     PrintBoth("Initializing Guest (eip=0x%.8x) (esp=0x%.8x)\n", (uint_t)vm_info.rip,(uint_t)vm_info.rsp);
 355     (vmm_ops).init_guest(&vm_info);
 356     PrintBoth("Starting Guest\n");
 357     (vmm_ops).start_guest(&vm_info);
 358   }
 359
 360
 361
 362
 363
 364   TODO("Write a Virtual Machine Monitor");
 365
 366
 367   Exit(0);
 368 }