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: 1.30 $
   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
 120 int IO_Write_to_Serial(ushort_t port, void * src, uint_t length) {
 121   PrintBoth("Output from Guest on port %d (0x%x) Length=%d\n", port, port, length);
 122   switch (length) {
 123
 124   case 1:
 125     PrintBoth(">0x%.2x\n", *(char*)src);
 126     break;
 127   case 2:
 128     PrintBoth(">0x%.4x\n", *(ushort_t*)src);
 129     break;
 130   case 4:
 131     PrintBoth(">0x%.8x\n", *(uint_t*)src);
 132     break;
 133   default:
 134     break;
 135   }
 136
 137   //  SerialMemDump(src, length);
 138   return length;
 139 }
 140
 141
 142 void BuzzVM()
 143 {
 144   int x;
 145   int j;
 146   unsigned char init;
 147
 148 #if 0
 149   __asm__ __volatile__ (
 150     "popf"
 151     );
 152
 153 #endif
 154
 155   PrintBoth("Starting To Buzz\n");
 156
 157   init=MyIn_Byte(SPEAKER_PORT);
 158
 159   while (1) {
 160     MyOut_Byte(SPEAKER_PORT, init|0x2);
 161     for (j=0;j<1000000;j++) {
 162       x+=j;
 163     }
 164     MyOut_Byte(SPEAKER_PORT, init);
 165     for (j=0;j<1000000;j++) {
 166       x+=j;
 167     }
 168   }
 169 }
 170
 171
 172
 173
 174
 175
 176
 177
 178 void Buzzer(ulong_t arg) {
 179   ulong_t *doIBuzz = (ulong_t*)arg;
 180   while (1) {
 181     // Quick and dirty hack to save my hearing...
 182     // I'm not too worried about timing, so I'll deal with concurrency later...
 183     if (*doIBuzz == 1) {
 184       Buzz(1000000, 10);
 185     }
 186   }
 187
 188 }
 189
 190
 191
 192
 193
 194 void Keyboard_Listener(ulong_t arg) {
 195   ulong_t * doIBuzz = (ulong_t*)arg;
 196   Keycode key_press;
 197
 198   Print("Press F4 to turn on/off the speaker\n");
 199
 200   while ((key_press = Wait_For_Key())) {
 201     if (key_press == KEY_F4) {
 202       Print("\nToggling Speaker Port\n");
 203       SerialPrintLevel(100,"\nToggling Speaker Port\n");
 204       *doIBuzz = (*doIBuzz + 1) % 2;
 205     } else if (key_press == KEY_F5) {
 206       Print("\nMachine Restart\n");
 207       SerialPrintLevel(100,"\nMachine Restart\n");
 208       machine_real_restart();
 209     }
 210   }
 211   return;
 212 }
 213
 214
 215
 216 extern char BSS_START, BSS_END;
 217
 218 extern char end;
 219
 220
 221 /* This is an ugly hack to get at the VM  memory */
 222 ulong_t vm_range_start;
 223 ulong_t vm_range_end;
 224 ulong_t guest_kernel_start;
 225 ulong_t guest_kernel_end;
 226 /* ** */
 227
 228
 229 int AllocateAndMapPagesForRange(uint_t start, uint_t length, pte_t template_pte)
 230 {
 231   uint_t address;
 232
 233   for (address=start;address<start+length;address+=PAGE_SIZE) {
 234     void *page;
 235     pte_t pte = template_pte;
 236
 237     page=Alloc_Page();
 238     KASSERT(page);
 239
 240     pte.pageBaseAddr=PAGE_ALLIGNED_ADDR(page);
 241
 242     KASSERT(MapPage((void*)address,&pte,1));
 243   }
 244
 245   return 0;
 246 }
 247
 248
 249
 250 /*
 251  * Kernel C code entry point.
 252  * Initializes kernel subsystems, mounts filesystems,
 253  * and spawns init process.
 254  */
 255 void Main(struct Boot_Info* bootInfo)
 256 {
 257   struct Kernel_Thread * key_thread;
 258   struct Kernel_Thread * spkr_thread;
 259
 260   ulong_t doIBuzz = 0;
 261
 262   Init_BSS();
 263   Init_Screen();
 264
 265
 266   Init_Serial();
 267   Init_Mem(bootInfo);
 268   Init_CRC32();
 269   Init_TSS();
 270   Init_Interrupts();
 271   Init_Scheduler();
 272   Init_Traps();
 273   Init_Timer();
 274   Init_Keyboard();
 275   Init_VM(bootInfo);
 276   Init_Paging();
 277
 278   //  Init_IDE();
 279
 280   // Print("Done; stalling\n");
 281
 282
 283
 284 #if 1
 285   SerialPrint("Dumping VM kernel Code (first 128 bytes @ 0x%x)\n", 0x100000);
 286   SerialMemDump((unsigned char *)0x100000, 256);
 287   /*
 288     SerialPrint("Dumping kernel Code (first 512 bytes @ 0x%x)\n",KERNEL_START);
 289     SerialMemDump((unsigned char *)VM_KERNEL_START, 512);
 290   */
 291 #endif
 292
 293 #if 0
 294   SerialPrint("Dumping BIOS code f0000-fffff\n\n");
 295   SerialMemDump((unsigned char *)0xf0000, 65536);
 296   /*
 297     SerialPrint("Dumping kernel Code (first 512 bytes @ 0x%x)\n",KERNEL_START);
 298     SerialMemDump((unsigned char *)VM_KERNEL_START, 512);
 299   */
 300 #endif
 301
 302 #if 1
 303   SerialPrintLevel(1000,"Launching Noisemaker and keyboard listener threads\n");
 304   key_thread = Start_Kernel_Thread(Keyboard_Listener, (ulong_t)&doIBuzz, PRIORITY_NORMAL, false);
 305   spkr_thread = Start_Kernel_Thread(Buzzer, (ulong_t)&doIBuzz, PRIORITY_NORMAL, false);
 306
 307 #endif
 308
 309   {
 310     struct vmm_os_hooks os_hooks;
 311     struct vmm_ctrl_ops vmm_ops;
 312     struct guest_info vm_info;
 313     addr_t rsp;
 314     addr_t rip;
 315
 316     memset(&os_hooks, 0, sizeof(struct vmm_os_hooks));
 317     memset(&vmm_ops, 0, sizeof(struct vmm_ctrl_ops));
 318     memset(&vm_info, 0, sizeof(struct guest_info));
 319
 320     os_hooks.print_debug = &PrintBoth;
 321     os_hooks.print_info = &Print;
 322     os_hooks.print_trace = &SerialPrint;
 323     os_hooks.allocate_pages = &Allocate_VMM_Pages;
 324     os_hooks.free_page = &Free_VMM_Page;
 325     os_hooks.malloc = &VMM_Malloc;
 326     os_hooks.free = &VMM_Free;
 327     os_hooks.vaddr_to_paddr = &Identity;
 328     os_hooks.paddr_to_vaddr = &Identity;
 329
 330
 331     //   DumpGDT();
 332     Init_VMM(&os_hooks, &vmm_ops);
 333
 334     init_shadow_map(&(vm_info.mem_map));
 335     init_shadow_page_state(&(vm_info.shdw_pg_state));
 336     vm_info.page_mode = SHADOW_PAGING;
 337
 338     vm_info.cpu_mode = REAL;
 339
 340     init_vmm_io_map(&(vm_info.io_map));
 341
 342
 343     if (0) {
 344
 345       //    add_shared_mem_range(&(vm_info.mem_layout), 0, 0x800000, 0x10000);
 346       //    add_shared_mem_range(&(vm_info.mem_layout), 0, 0x1000000, 0);
 347
 348       rip = (ulong_t)(void*)&BuzzVM;
 349       //  rip -= 0x10000;
 350       //    rip = (addr_t)(void*)&exit_test;
 351       //  rip -= 0x2000;
 352       vm_info.rip = rip;
 353       rsp = (addr_t)Alloc_Page();
 354
 355       vm_info.vm_regs.rsp = (rsp +4092 );// - 0x2000;
 356
 357
 358     } else {
 359       //add_shared_mem_range(&(vm_info.mem_layout), 0x0, 0x1000, 0x100000);
 360       //      add_shared_mem_range(&(vm_info.mem_layout), 0x0, 0x100000, 0x0);
 361
 362       shadow_region_t *ent = Malloc(sizeof(shadow_region_t));;
 363       init_shadow_region_physical(ent,0,0x100000,GUEST_REGION_PHYSICAL_MEMORY,
 364                                   0x100000, HOST_REGION_PHYSICAL_MEMORY);
 365       add_shadow_region(&(vm_info.mem_map),ent);
 366
 367       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x61, &IO_Read, &IO_Write);
 368       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x05, &IO_Read, &IO_Write_to_Serial);
 369
 370       /*
 371       vm_info.cr0 = 0;
 372       vm_info.cs.base=0xf000;
 373       vm_info.cs.limit=0xffff;
 374       */
 375       //vm_info.rip = 0xfff0;
 376
 377       vm_info.rip = 0;
 378       vm_info.vm_regs.rsp = 0x0;
 379     }
 380
 381     PrintBoth("Initializing Guest (eip=0x%.8x) (esp=0x%.8x)\n", (uint_t)vm_info.rip,(uint_t)vm_info.vm_regs.rsp);
 382     (vmm_ops).init_guest(&vm_info);
 383     PrintBoth("Starting Guest\n");
 384     (vmm_ops).start_guest(&vm_info);
 385   }
 386
 387
 388
 389
 390
 391   TODO("Write a Virtual Machine Monitor");
 392
 393
 394   Exit(0);
 395 }