palacios/src/geekos/vm.c

   1 #include <geekos/vmm_stubs.h>
   2 #include <palacios/vmm.h>
   3 #include <geekos/debug.h>
   4 #include <geekos/serial.h>
   5 #include <geekos/vm.h>
   6 #include <geekos/screen.h>
   7 #include <palacios/vmm_dev_mgr.h>
   8 #include <devices/nvram.h>
   9 #include <devices/timer.h>
  10
  11 #define SPEAKER_PORT 0x61
  12
  13
  14
  15
  16 inline void VM_Out_Byte(ushort_t port, uchar_t value)
  17 {
  18     __asm__ __volatile__ (
  19         "outb %b0, %w1"
  20         :
  21         : "a" (value), "Nd" (port)
  22     );
  23 }
  24
  25 /*
  26  * Read a byte from an I/O port.
  27  */
  28 inline uchar_t VM_In_Byte(ushort_t port)
  29 {
  30     uchar_t value;
  31
  32     __asm__ __volatile__ (
  33         "inb %w1, %b0"
  34         : "=a" (value)
  35         : "Nd" (port)
  36     );
  37
  38     return value;
  39 }
  40
  41
  42
  43 int IO_Read(ushort_t port, void * dst, uint_t length, void * priv_data) {
  44
  45   if (length != 1) {
  46     return 0;
  47   }
  48
  49   *(uchar_t*)dst = VM_In_Byte(port);
  50   return 1;
  51 }
  52
  53
  54
  55 int IO_Write(ushort_t port, void * src, uint_t length, void * priv_data) {
  56
  57   if (length != 1) {
  58     return 0;
  59   }
  60
  61   VM_Out_Byte(port, *(uchar_t *)src);
  62
  63   return 1;
  64 }
  65
  66
  67 int IO_Read_to_Serial(ushort_t port, void * dst, uint_t length, void * priv_data) {
  68   PrintBoth("Input from Guest on port %d (0x%x) Length=%d\n", port, port, length);
  69
  70   return 0;
  71 }
  72
  73
  74 char * bochs_debug_buf = NULL;
  75 int bochs_debug_offset = 0;
  76
  77
  78 int IO_BOCHS_debug(ushort_t port, void * src, uint_t length, void * priv_data) {
  79   if (!bochs_debug_buf) {
  80     bochs_debug_buf = (char*)Malloc(1024);
  81   }
  82
  83   bochs_debug_buf[bochs_debug_offset++] = *(char*)src;
  84
  85   if ((*(char*)src == 0xa) ||  (bochs_debug_offset == 1023)) {
  86     SerialPrint("BOCHS>%s", bochs_debug_buf);
  87     memset(bochs_debug_buf, 0, 1024);
  88     bochs_debug_offset = 0;
  89   }
  90
  91   return length;
  92 }
  93
  94
  95 int IO_Write_to_Serial(ushort_t port, void * src, uint_t length, void * priv_data) {
  96  SerialPrint("Output from Guest on port %d (0x%x) Length=%d\n", port, port, length);
  97   switch (length) {
  98
  99   case 1:
 100     SerialPrint(">0x%.2x\n", *(char*)src);
 101     break;
 102   case 2:
 103     SerialPrint(">0x%.4x\n", *(ushort_t*)src);
 104     break;
 105   case 4:
 106     SerialPrint(">0x%.8x\n", *(uint_t*)src);
 107     break;
 108   default:
 109     break;
 110   }
 111
 112   //  SerialMemDump(src, length);
 113   return length;
 114 }
 115
 116
 117
 118 void BuzzVM()
 119 {
 120   int x;
 121   int j;
 122   unsigned char init;
 123
 124 #if 0
 125   __asm__ __volatile__ (
 126     "popf"
 127     );
 128
 129 #endif
 130
 131   PrintBoth("Starting To Buzz\n");
 132
 133   init=VM_In_Byte(SPEAKER_PORT);
 134
 135   while (1) {
 136     VM_Out_Byte(SPEAKER_PORT, init|0x2);
 137     for (j=0;j<1000000;j++) {
 138       x+=j;
 139     }
 140     VM_Out_Byte(SPEAKER_PORT, init);
 141     for (j=0;j<1000000;j++) {
 142       x+=j;
 143     }
 144   }
 145 }
 146
 147
 148
 149
 150
 151
 152 int RunVMM(struct Boot_Info * bootInfo) {
 153
 154     struct vmm_os_hooks os_hooks;
 155     struct vmm_ctrl_ops vmm_ops;
 156     struct guest_info vm_info;
 157     addr_t rsp;
 158     addr_t rip;
 159
 160     memset(&os_hooks, 0, sizeof(struct vmm_os_hooks));
 161     memset(&vmm_ops, 0, sizeof(struct vmm_ctrl_ops));
 162     memset(&vm_info, 0, sizeof(struct guest_info));
 163
 164     os_hooks.print_debug = &SerialPrint;
 165     os_hooks.print_info = &Print;
 166     os_hooks.print_trace = &SerialPrint;
 167     os_hooks.allocate_pages = &Allocate_VMM_Pages;
 168     os_hooks.free_page = &Free_VMM_Page;
 169     os_hooks.malloc = &VMM_Malloc;
 170     os_hooks.free = &VMM_Free;
 171     os_hooks.vaddr_to_paddr = &Identity;
 172     os_hooks.paddr_to_vaddr = &Identity;
 173
 174
 175     //   DumpGDT();
 176     Init_VMM(&os_hooks, &vmm_ops);
 177
 178     init_shadow_map(&(vm_info.mem_map));
 179     init_shadow_page_state(&(vm_info.shdw_pg_state));
 180     vm_info.page_mode = SHADOW_PAGING;
 181
 182     vm_info.cpu_mode = REAL;
 183
 184     init_irq_map(&(vm_info.irq_map));
 185     init_vmm_io_map(&(vm_info.io_map));
 186     init_interrupt_state(&(vm_info.intr_state));
 187
 188     dev_mgr_init(&(vm_info.dev_mgr));
 189
 190     if (0) {
 191
 192       //    add_shared_mem_range(&(vm_info.mem_layout), 0, 0x800000, 0x10000);
 193       //    add_shared_mem_range(&(vm_info.mem_layout), 0, 0x1000000, 0);
 194
 195       rip = (ulong_t)(void*)&BuzzVM;
 196       //  rip -= 0x10000;
 197       //    rip = (addr_t)(void*)&exit_test;
 198       //  rip -= 0x2000;
 199       vm_info.rip = rip;
 200       rsp = (addr_t)Alloc_Page();
 201
 202       vm_info.vm_regs.rsp = (rsp +4092 );// - 0x2000;
 203
 204
 205     } else if (0) {
 206       //add_shared_mem_range(&(vm_info.mem_layout), 0x0, 0x1000, 0x100000);
 207       //      add_shared_mem_range(&(vm_info.mem_layout), 0x0, 0x100000, 0x0);
 208
 209       /*
 210         shadow_region_t *ent = Malloc(sizeof(shadow_region_t));;
 211         init_shadow_region_physical(ent,0,0x100000,GUEST_REGION_PHYSICAL_MEMORY,
 212         0x100000, HOST_REGION_PHYSICAL_MEMORY);
 213         add_shadow_region(&(vm_info.mem_map),ent);
 214       */
 215
 216       add_shadow_region_passthrough(&vm_info, 0x0, 0x100000, 0x100000);
 217
 218       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x61, &IO_Read, &IO_Write, NULL);
 219       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x05, &IO_Read, &IO_Write_to_Serial, NULL);
 220
 221       /*
 222         vm_info.cr0 = 0;
 223         vm_info.cs.base=0xf000;
 224         vm_info.cs.limit=0xffff;
 225       */
 226       //vm_info.rip = 0xfff0;
 227
 228       vm_info.rip = 0;
 229       vm_info.vm_regs.rsp = 0x0;
 230     } else {
 231       int i;
 232       void * region_start;
 233
 234
 235       PrintDebug("Guest Size: %lu\n", bootInfo->guest_size);
 236
 237       struct guest_mem_layout * layout = (struct guest_mem_layout *)0x100000;
 238
 239       if (layout->magic != MAGIC_CODE) {
 240         PrintDebug("Layout Magic Mismatch (0x%x)\n", layout->magic);
 241       }
 242
 243       PrintDebug("%d layout regions\n", layout->num_regions);
 244
 245       region_start = (void *)&(layout->regions[layout->num_regions]);
 246
 247       PrintDebug("region start = 0x%x\n", region_start);
 248
 249       for (i = 0; i < layout->num_regions; i++) {
 250         struct layout_region * reg = &(layout->regions[i]);
 251         uint_t num_pages = (reg->length / PAGE_SIZE) + ((reg->length % PAGE_SIZE) ? 1 : 0);
 252         void * guest_mem = Allocate_VMM_Pages(num_pages);
 253
 254         PrintDebug("Layout Region %d bytes\n", reg->length);
 255         memcpy(guest_mem, region_start, reg->length);
 256
 257         SerialMemDump((unsigned char *)(guest_mem), 16);
 258
 259         add_shadow_region_passthrough(&vm_info, reg->final_addr, reg->final_addr + (num_pages * PAGE_SIZE), (addr_t)guest_mem);
 260
 261         PrintDebug("Adding Shadow Region (0x%x-0x%x) -> 0x%x\n", reg->final_addr, reg->final_addr + (num_pages * PAGE_SIZE), guest_mem);
 262
 263         region_start += reg->length;
 264       }
 265
 266       add_shadow_region_passthrough(&vm_info, 0xc0000, 0xc8000, 0xc0000);
 267       add_shadow_region_passthrough(&vm_info, 0x0, 0xa0000, (addr_t)Allocate_VMM_Pages(160));
 268       add_shadow_region_passthrough(&vm_info, 0xa0000, 0xc0000, 0xa0000);
 269       if (add_shadow_region_passthrough(&vm_info, 0xc8000, 0xf0000, (addr_t)Allocate_VMM_Pages(40)) == -1) {
 270         PrintDebug("Error adding shadow region\n");
 271       }
 272
 273       print_shadow_map(&(vm_info.mem_map));
 274
 275       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x61, &IO_Read, &IO_Write, NULL);
 276       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x05, &IO_Read, &IO_Write_to_Serial, NULL);
 277
 278       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x20, &IO_Read, &IO_Write_to_Serial, NULL);
 279       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x21, &IO_Read, &IO_Write_to_Serial, NULL);
 280       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0xa0, &IO_Read, &IO_Write_to_Serial, NULL);
 281       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0xa1, &IO_Read, &IO_Write_to_Serial, NULL);
 282
 283       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x400, &IO_Read, &IO_Write_to_Serial, NULL);
 284       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x401, &IO_Read, &IO_Write_to_Serial, NULL);
 285       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x402, &IO_Read, &IO_BOCHS_debug, NULL);
 286       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x403, &IO_Read, &IO_Write_to_Serial, NULL);
 287
 288       {
 289         struct vm_device * nvram = create_nvram();
 290         //struct vm_device * timer = create_timer();
 291
 292         attach_device(&(vm_info), nvram);
 293         //attach_device(&(vm_info), timer);
 294
 295         PrintDebugDevMgr(&(vm_info.dev_mgr));
 296
 297
 298
 299       }
 300
 301
 302       vm_info.rip = 0xfff0;
 303       vm_info.vm_regs.rsp = 0x0;
 304     }
 305
 306     PrintBoth("Initializing Guest (eip=0x%.8x) (esp=0x%.8x)\n", (uint_t)vm_info.rip,(uint_t)vm_info.vm_regs.rsp);
 307     (vmm_ops).init_guest(&vm_info);
 308     PrintBoth("Starting Guest\n");
 309     //Clear_Screen();
 310     (vmm_ops).start_guest(&vm_info);
 311
 312     return 0;
 313 }