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