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: 1.14 $
   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/debug.h>
  31 #include <geekos/vmm.h>
  32
  33 #include <geekos/gdt.h>
  34
  35 #include <geekos/vmm_sizes.h>
  36 #include <geekos/vmm_stubs.h>
  37
  38 /*
  39   static inline unsigned int cpuid_ecx(unsigned int op)
  40   {
  41   unsigned int eax, ecx;
  42
  43   __asm__("cpuid"
  44   : "=a" (eax), "=c" (ecx)
  45   : "0" (op)
  46   : "bx", "dx" );
  47
  48   return ecx;
  49   }
  50 */
  51
  52
  53
  54 extern void Get_MSR(ulong_t msr, unsigned int *val1, unsigned int *val2);
  55 extern void Set_MSR(ulong_t msr, ulong_t val1, ulong_t val2);
  56 extern uint_t Get_EIP();
  57 extern uint_t Get_ESP();
  58 extern uint_t Get_EBP();
  59
  60
  61 int foo=42;
  62
  63 #define SPEAKER_PORT 0x61
  64
  65
  66 void Buzz(unsigned delay, unsigned num)
  67 {
  68   volatile int x;
  69   int i,j;
  70   unsigned char init;
  71
  72   init=In_Byte(SPEAKER_PORT);
  73
  74   for (i=0;i<num;i++) {
  75     Out_Byte(SPEAKER_PORT, init|0x2);
  76     for (j=0;j<delay;j++) {
  77       x+=j;
  78     }
  79     Out_Byte(SPEAKER_PORT, init);
  80     for (j=0;j<delay;j++) {
  81       x+=j;
  82     }
  83   }
  84 }
  85
  86 inline void MyOut_Byte(ushort_t port, uchar_t value)
  87 {
  88     __asm__ __volatile__ (
  89         "outb %b0, %w1"
  90         :
  91         : "a" (value), "Nd" (port)
  92     );
  93 }
  94
  95 /*
  96  * Read a byte from an I/O port.
  97  */
  98 inline uchar_t MyIn_Byte(ushort_t port)
  99 {
 100     uchar_t value;
 101
 102     __asm__ __volatile__ (
 103         "inb %w1, %b0"
 104         : "=a" (value)
 105         : "Nd" (port)
 106     );
 107
 108     return value;
 109 }
 110
 111
 112 extern void MyBuzzVM();
 113
 114 #define MYBUZZVM_START MyBuzzVM
 115 #define MYBUZZVM_LEN   0x3d
 116
 117 void BuzzVM()
 118 {
 119   int x;
 120   int j;
 121   unsigned char init;
 122
 123
 124   SerialPrint("Starting To Buzz\n");
 125
 126   init=MyIn_Byte(SPEAKER_PORT);
 127
 128   while (1) {
 129     MyOut_Byte(SPEAKER_PORT, init|0x2);
 130     for (j=0;j<1000000;j++) {
 131       x+=j;
 132     }
 133     MyOut_Byte(SPEAKER_PORT, init);
 134     for (j=0;j<1000000;j++) {
 135       x+=j;
 136     }
 137   }
 138 }
 139
 140 extern void RunVM();
 141
 142 int vmRunning = 0;
 143
 144 void RunVM() {
 145   vmRunning = 1;
 146
 147   while(1);
 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 Hello(ulong_t arg)
 172 {
 173   char *b="hello ";
 174   char byte;
 175   short port=0xe9;
 176   int i;
 177   while(1){
 178     for (i=0;i<6;i++) {
 179       byte=b[i];
 180       __asm__ __volatile__ ("outb %b0, %w1" : : "a"(byte), "Nd"(port) );
 181     }
 182   }
 183 }
 184
 185 void Keyboard_Listener(ulong_t arg) {
 186   ulong_t * doIBuzz = (ulong_t*)arg;
 187   Keycode key_press;
 188
 189   Print("Press F4 to turn on/off the speaker\n");
 190
 191   while ((key_press = Wait_For_Key())) {
 192     if (key_press == KEY_F4) {
 193       Print("\nToggling Speaker Port\n");
 194       SerialPrintLevel(100,"\nToggling Speaker Port\n");
 195       *doIBuzz = (*doIBuzz + 1) % 2;
 196     } else if (key_press == KEY_F5) {
 197       Print("\nMachine Restart\n");
 198       SerialPrintLevel(100,"\nMachine Restart\n");
 199       machine_real_restart();
 200     }
 201   }
 202   return;
 203 }
 204
 205
 206
 207 extern char BSS_START, BSS_END;
 208
 209 extern char end;
 210
 211 /*
 212 void VM_Thread(ulong_t arg)
 213 {
 214   int ret;
 215   struct VMDescriptor *vm = (struct VMDescriptor *) arg;
 216
 217   SerialPrintLevel(100,"VM_Thread: Launching VM with (entry_ip=%x, exit_eip=%x, guest_esp=%x)\n",
 218               vm->entry_ip, vm->exit_eip, vm->guest_esp);
 219
 220   SerialPrintLevel(100,"VM_Thread: You should see nothing further from me\n");
 221
 222
 223   ret = VMLaunch(vm);
 224
 225
 226   SerialPrintLevel(100,"VM_Thread: uh oh...");
 227
 228   switch (ret) {
 229   case VMX_SUCCESS:
 230     SerialPrintLevel(100,"Normal VMExit Occurred\n");
 231     break;
 232   case VMX_FAIL_INVALID:
 233     SerialPrintLevel(100,"Possibile invalid VMCS (%.8x)\n", ret);
 234     break;
 235   case VMX_FAIL_VALID:
 236     SerialPrintLevel(100,"Valid VMCS, errorcode recorded in VMCS\n");
 237     break;
 238   case VMM_ERROR:
 239     SerialPrintLevel(100,"VMM Error\n");
 240     break;
 241   default:
 242     SerialPrintLevel(100,"VMLaunch returned unknown error (%.8x)\n", ret);
 243     break;
 244   }
 245
 246   SerialPrintLevel(100,"VM_Thread: Spinning\n");
 247   while (1) {}
 248
 249 }
 250 */
 251
 252
 253
 254 int AllocateAndMapPagesForRange(uint_t start, uint_t length, pte_t template_pte)
 255 {
 256   uint_t address;
 257
 258   for (address=start;address<start+length;address+=PAGE_SIZE) {
 259     void *page;
 260     pte_t pte = template_pte;
 261
 262     page=Alloc_Page();
 263     KASSERT(page);
 264
 265     pte.pageBaseAddr=PAGE_ALLIGNED_ADDR(page);
 266
 267     KASSERT(MapPage((void*)address,&pte,1));
 268   }
 269
 270   return 0;
 271 }
 272
 273
 274
 275 /*
 276  * Kernel C code entry point.
 277  * Initializes kernel subsystems, mounts filesystems,
 278  * and spawns init process.
 279  */
 280 void Main(struct Boot_Info* bootInfo)
 281 {
 282   struct Kernel_Thread * key_thread;
 283   struct Kernel_Thread * spkr_thread;
 284   // struct Kernel_Thread * vm_thread;
 285   // struct VMDescriptor    vm;
 286
 287   ulong_t doIBuzz = 0;
 288
 289   Init_BSS();
 290   Init_Screen();
 291
 292
 293   Init_Serial();
 294   Init_Mem(bootInfo);
 295   Init_CRC32();
 296   Init_TSS();
 297   Init_Interrupts();
 298   Init_Scheduler();
 299   Init_Traps();
 300   Init_Timer();
 301   Init_Keyboard();
 302   Init_VM(bootInfo);
 303   Init_Paging();
 304
 305   //  Init_IDE();
 306
 307   Print("Done; stalling\n");
 308
 309
 310
 311 #if 0
 312   SerialPrint("Dumping VM kernel Code (first 512 bytes @ 0x%x)\n",VM_KERNEL_START);
 313   SerialMemDump((unsigned char *)VM_KERNEL_START, 512);
 314   /*
 315     SerialPrint("Dumping kernel Code (first 512 bytes @ 0x%x)\n",KERNEL_START);
 316     SerialMemDump((unsigned char *)VM_KERNEL_START, 512);
 317   */
 318 #endif
 319
 320 #if 0
 321   SerialPrint("Dumping GUEST KERNEL CODE (first 512*2 bytes @ 0x100000)\n");
 322   SerialMemDump((unsigned char *)0x100000, 512*2);
 323 #endif
 324
 325
 326
 327   {
 328     struct vmm_os_hooks os_hooks;
 329     struct vmm_ctrl_ops vmm_ops;
 330     guest_info_t vm_info;
 331     memset(&os_hooks, 0, sizeof(struct vmm_os_hooks));
 332     memset(&vmm_ops, 0, sizeof(struct vmm_ctrl_ops));
 333     memset(&vm_info, 0, sizeof(guest_info_t));
 334
 335     os_hooks.print_debug = &PrintBoth;
 336     os_hooks.print_info = &Print;
 337     os_hooks.print_trace = &SerialPrint;
 338     os_hooks.Allocate_Pages = &Allocate_VMM_Pages;
 339     os_hooks.Free_Page = &Free_VMM_Page;
 340
 341     Init_VMM(&os_hooks, &vmm_ops);
 342
 343
 344
 345     vm_info.rip = (ullong_t)(void*)&BuzzVM;
 346     vm_info.rsp = (ulong_t)Alloc_Page();
 347
 348     SerialPrint("Initializing Guest\n");
 349     (vmm_ops).init_guest(&vm_info);
 350     SerialPrint("Starting Guest\n");
 351     (vmm_ops).start_guest(&vm_info);
 352
 353   }
 354
 355
 356   SerialPrintLevel(1000,"Launching Noisemaker and keyboard listener threads\n");
 357
 358   key_thread = Start_Kernel_Thread(Keyboard_Listener, (ulong_t)&doIBuzz, PRIORITY_NORMAL, false);
 359   spkr_thread = Start_Kernel_Thread(Buzzer, (ulong_t)&doIBuzz, PRIORITY_NORMAL, false);
 360
 361
 362
 363
 364
 365
 366   // Try to launch a real VM
 367
 368
 369   // We now map pages of physical memory into where we are going
 370   // to slap the vmxassist, bios, and vgabios code
 371   /*
 372   pte_t template_pte;
 373
 374   template_pte.present=1;
 375   template_pte.flags=VM_WRITE|VM_READ|VM_USER|VM_EXEC;
 376   template_pte.accessed=0;
 377   template_pte.dirty=0;
 378   template_pte.pteAttribute=0;
 379   template_pte.globalPage=0;
 380   template_pte.kernelInfo=0;
 381
 382   SerialPrintLevel(1000,"Allocating Pages for VM kernel\n");
 383
 384 #define SEGLEN (1024*64)
 385
 386   AllocateAndMapPagesForRange(START_OF_VM+0x100000, VM_KERNEL_LENGTH / 512, template_pte);
 387 */
 388   // Now we should be copying into actual memory
 389
 390   //SerialPrintLevel(1000,"Copying VM code from %x to %x (%d bytes)\n", VM_KERNEL_START, START_OF_VM+0x100000,VM_KERNEL_LENGTH);
 391   //memcpy((char*)(START_OF_VM+0x100000),(char*)VM_KERNEL_START,VM_KERNEL_LENGTH);
 392
 393   //SerialPrintLevel(1000, "VM copied\n");
 394
 395   /*
 396   // jump into vmxassist
 397   vm.entry_ip=(uint_t)0x00107fd0;
 398   vm.exit_eip=0;
 399   // Put the stack at 512K
 400   vm.guest_esp=(uint_t)4096 + 8192 - 4;
 401   *(unsigned int *)(vm.guest_esp) = 1024 * 1024;
 402   vm.guest_esp -= 4;
 403   *(unsigned int *)(vm.guest_esp) = 8;
 404   vm.guest_esp -= 4;
 405   *(unsigned int *)(vm.guest_esp) = vm.guest_esp + 4;;
 406   vm.guest_esp -= 4;
 407   *(unsigned int *)(vm.guest_esp) = vm.entry_ip;
 408   //  vm.guest_esp -= 4;
 409
 410
 411   SerialMemDump((unsigned char *)vm.entry_ip, 512);
 412   */
 413
 414   // vm_thread = Start_Kernel_Thread(VM_Thread, (ulong_t)&vm,PRIORITY_NORMAL,false);
 415
 416
 417   SerialPrintLevel(1000,"Next: setup GDT\n");
 418
 419
 420
 421   TODO("Write a Virtual Machine Monitor");
 422
 423
 424   /* Now this thread is done. */
 425   Exit(0);
 426 }