palacios/src/geekos/svm.c

   1 #include <geekos/svm.h>
   2 #include <geekos/vmm.h>
   3
   4 #include <geekos/vmcb.h>
   5 #include <geekos/vmm_mem.h>
   6 #include <geekos/vmm_paging.h>
   7
   8
   9 extern struct vmm_os_hooks * os_hooks;
  10
  11 extern uint_t cpuid_ecx(uint_t op);
  12 extern uint_t cpuid_edx(uint_t op);
  13 extern void Get_MSR(uint_t MSR, uint_t * high_byte, uint_t * low_byte);
  14 extern void Set_MSR(uint_t MSR, uint_t high_byte, uint_t low_byte);
  15 extern uint_t launch_svm(vmcb_t * vmcb_addr);
  16 extern uint_t Get_CR3();
  17
  18 extern void GetGDTR(void * gdt);
  19 extern void GetIDTR(void * idt);
  20
  21
  22 /* Checks machine SVM capability */
  23 /* Implemented from: AMD Arch Manual 3, sect 15.4 */
  24 int is_svm_capable() {
  25   uint_t ret =  cpuid_ecx(CPUID_FEATURE_IDS);
  26   uint_t vm_cr_low = 0, vm_cr_high = 0;
  27
  28
  29   if ((ret & CPUID_FEATURE_IDS_ecx_svm_avail) == 0) {
  30     PrintDebug("SVM Not Available\n");
  31     return 0;
  32   }
  33
  34   Get_MSR(SVM_VM_CR_MSR, &vm_cr_high, &vm_cr_low);
  35
  36   if ((vm_cr_low & SVM_VM_CR_MSR_svmdis) == 0) {
  37     return 1;
  38   }
  39
  40   ret = cpuid_edx(CPUID_SVM_REV_AND_FEATURE_IDS);
  41
  42
  43   if ((ret & CPUID_SVM_REV_AND_FEATURE_IDS_edx_np) == 0) {
  44     PrintDebug("Nested Paging not supported\n");
  45   }
  46
  47   if ((ret & CPUID_SVM_REV_AND_FEATURE_IDS_edx_svml) == 0) {
  48     PrintDebug("SVM BIOS Disabled, not unlockable\n");
  49   } else {
  50     PrintDebug("SVM is locked with a key\n");
  51   }
  52
  53   return 0;
  54 }
  55
  56
  57
  58 void Init_SVM(struct vmm_ctrl_ops * vmm_ops) {
  59   reg_ex_t msr;
  60   void * host_state;
  61
  62
  63   // Enable SVM on the CPU
  64   Get_MSR(EFER_MSR, &(msr.e_reg.high), &(msr.e_reg.low));
  65   msr.e_reg.low |= EFER_MSR_svm_enable;
  66   Set_MSR(EFER_MSR, 0, msr.e_reg.low);
  67
  68   PrintDebug("SVM Enabled\n");
  69
  70
  71   // Setup the host state save area
  72   host_state = os_hooks->allocate_pages(1);
  73
  74   msr.e_reg.high = 0;
  75   msr.e_reg.low = (uint_t)host_state;
  76
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  78   PrintDebug("Host State being saved at %x\n", (uint_t)host_state);
  79   Set_MSR(SVM_VM_HSAVE_PA_MSR, msr.e_reg.high, msr.e_reg.low);
  80
  81
  82
  83   // Setup the SVM specific vmm operations
  84   vmm_ops->init_guest = &init_svm_guest;
  85   vmm_ops->start_guest = &start_svm_guest;
  86
  87
  88   return;
  89 }
  90
  91
  92 int init_svm_guest(struct guest_info *info) {
  93
  94   PrintDebug("Allocating VMCB\n");
  95   info->vmm_data = (void*)Allocate_VMCB();
  96
  97
  98   PrintDebug("Generating Guest nested page tables\n");
  99   print_mem_list(&(info->mem_list));
 100   print_mem_layout(&(info->mem_layout));
 101   info->page_tables = generate_guest_page_tables_64(&(info->mem_layout), &(info->mem_list));
 102   //PrintDebugPageTables(info->page_tables);
 103
 104
 105
 106   PrintDebug("Initializing VMCB (addr=%x)\n", info->vmm_data);
 107   Init_VMCB((vmcb_t*)(info->vmm_data), *info);
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 109
 110
 111
 112   return 0;
 113 }
 114
 115
 116 // can we start a kernel thread here...
 117 int start_svm_guest(struct guest_info *info) {
 118   vmcb_ctrl_t * guest_ctrl = 0;
 119
 120   ulong_t exit_code = 0;
 121
 122   PrintDebug("Launching SVM VM (vmcb=%x)\n", info->vmm_data);
 123   // PrintDebugVMCB((vmcb_t*)(info->vmm_data));
 124
 125
 126   launch_svm((vmcb_t*)(info->vmm_data));
 127
 128   guest_ctrl = GET_VMCB_CTRL_AREA((vmcb_t*)(info->vmm_data));
 129
 130
 131   PrintDebug("SVM Returned: (Exit Code=%x) (VMCB=%x)\n",&(guest_ctrl->exit_code), info->vmm_data);
 132
 133
 134   exit_code = guest_ctrl->exit_code;
 135
 136   PrintDebug("SVM Returned: Exit Code: %x\n",exit_code);
 137
 138   return 0;
 139 }
 140
 141
 142
 143 /**
 144  *  We handle the svm exits here
 145  *  This function should probably be moved to another file to keep things managable....
 146  */
 147 int handle_svm_exit(struct VMM_GPRs guest_gprs) {
 148
 149   return 0;
 150 }
 151
 152
 153 vmcb_t * Allocate_VMCB() {
 154   vmcb_t * vmcb_page = (vmcb_t*)os_hooks->allocate_pages(1);
 155
 156
 157   memset(vmcb_page, 0, 4096);
 158
 159   return vmcb_page;
 160 }
 161
 162
 163
 164 void Init_VMCB(vmcb_t *vmcb, guest_info_t vm_info) {
 165   vmcb_ctrl_t * ctrl_area = GET_VMCB_CTRL_AREA(vmcb);
 166   vmcb_saved_state_t * guest_state = GET_VMCB_SAVE_STATE_AREA(vmcb);
 167   uint_t i = 0;
 168
 169
 170   guest_state->rsp = vm_info.rsp;
 171   guest_state->rip = vm_info.rip;
 172
 173
 174   /* I pretty much just gutted this from TVMM */
 175   /* Note: That means its probably wrong */
 176
 177   // set the segment registers to mirror ours
 178   guest_state->cs.selector = 0;
 179   guest_state->cs.attrib.fields.type = 0xa; // Code segment+read
 180   guest_state->cs.attrib.fields.S = 1;
 181   guest_state->cs.attrib.fields.P = 1;
 182   guest_state->cs.attrib.fields.db = 1;
 183   guest_state->cs.limit = 0xffffffff;
 184   guest_state->cs.base = 0;
 185
 186   struct vmcb_selector *segregs [] = {&(guest_state->ss), &(guest_state->ds), &(guest_state->es), &(guest_state->fs), &(guest_state->gs), NULL};
 187   for ( i = 0; segregs[i] != NULL; i++) {
 188     struct vmcb_selector * seg = segregs[i];
 189
 190     seg->selector = 0;
 191     seg->attrib.fields.type = 0x2; // Data Segment+read/write
 192     seg->attrib.fields.S = 1;
 193     seg->attrib.fields.P = 1;
 194     seg->attrib.fields.db = 1;
 195     seg->limit = 0xffffffff;
 196     seg->base = 0;
 197   }
 198
 199   /* ** */
 200
 201
 202   guest_state->efer |= EFER_MSR_svm_enable;
 203   guest_state->rflags = 0x00000002; // The reserved bit is always 1
 204   ctrl_area->svm_instrs.instrs.VMRUN = 1;
 205   guest_state->cr0 = 0x00000001;    // PE
 206   ctrl_area->guest_ASID = 1;
 207
 208
 209   //  guest_state->cpl = 3;
 210
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 213
 214
 215   // Setup exits
 216
 217
 218   ctrl_area->exceptions.ex_names.de = 1;
 219   ctrl_area->exceptions.ex_names.df = 1;
 220   ctrl_area->exceptions.ex_names.pf = 1;
 221   ctrl_area->exceptions.ex_names.ts = 1;
 222   ctrl_area->exceptions.ex_names.ss = 1;
 223   ctrl_area->exceptions.ex_names.ac = 1;
 224   ctrl_area->exceptions.ex_names.mc = 1;
 225   ctrl_area->exceptions.ex_names.gp = 1;
 226   ctrl_area->exceptions.ex_names.ud = 1;
 227   ctrl_area->exceptions.ex_names.np = 1;
 228   ctrl_area->exceptions.ex_names.of = 1;
 229   ctrl_area->exceptions.ex_names.nmi = 1;
 230
 231
 232
 233   // ctrl_area->instrs.instrs.IOIO_PROT = 1;
 234   ctrl_area->IOPM_BASE_PA = (uint_t)os_hooks->allocate_pages(3);
 235
 236   {
 237     reg_ex_t tmp_reg;
 238     tmp_reg.r_reg = ctrl_area->IOPM_BASE_PA;
 239     memset((void*)(tmp_reg.e_reg.low), 0xffffffff, PAGE_SIZE * 2);
 240   }
 241
 242   ctrl_area->instrs.instrs.INTR = 1;
 243
 244   /*
 245   {
 246     reg_ex_t gdt;
 247     reg_ex_t idt;
 248
 249     GetGDTR(&(gdt.r_reg));
 250     PrintDebug("GDT: hi: %x, lo: %x\n", gdt.e_reg.high, gdt.e_reg.low);
 251
 252     GetIDTR(&(idt.r_reg));
 253
 254   }
 255   */
 256
 257   // also determine if CPU supports nested paging
 258     if (vm_info.page_tables) {
 259   //  if (0) {
 260     // Flush the TLB on entries/exits
 261     ctrl_area->TLB_CONTROL = 1;
 262
 263     // Enable Nested Paging
 264     ctrl_area->NP_ENABLE = 1;
 265
 266     PrintDebug("NP_Enable at 0x%x\n", &(ctrl_area->NP_ENABLE));
 267
 268         // Set the Nested Page Table pointer
 269     ctrl_area->N_CR3 |= ((addr_t)vm_info.page_tables & 0xfffff000);
 270
 271
 272     //   ctrl_area->N_CR3 = Get_CR3();
 273     // guest_state->cr3 |= (Get_CR3() & 0xfffff000);
 274
 275     guest_state->g_pat = 0x7040600070406ULL;
 276
 277     PrintDebug("Set Nested CR3: lo: 0x%x  hi: 0x%x\n", (uint_t)*(&(ctrl_area->N_CR3)), (uint_t)*((unsigned char *)&(ctrl_area->N_CR3) + 4));
 278     PrintDebug("Set Guest CR3: lo: 0x%x  hi: 0x%x\n", (uint_t)*(&(guest_state->cr3)), (uint_t)*((unsigned char *)&(guest_state->cr3) + 4));
 279     // Enable Paging
 280     //    guest_state->cr0 |= 0x80000000;
 281   }
 282
 283
 284 }
 285
 286