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 #include <devices/nvram.h>
   9 #include <devices/timer.h>
  10 #include <devices/simple_pic.h>
  11 #include <devices/8259a.h>
  12
  13 #include <palacios/vmm_intr.h>
  14 #include <palacios/vmm_dev_mgr.h>
  15
  16 #define SPEAKER_PORT 0x61
  17
  18
  19
  20
  21 inline void VM_Out_Byte(ushort_t port, uchar_t value)
  22 {
  23     __asm__ __volatile__ (
  24         "outb %b0, %w1"
  25         :
  26         : "a" (value), "Nd" (port)
  27     );
  28 }
  29
  30 /*
  31  * Read a byte from an I/O port.
  32  */
  33 inline uchar_t VM_In_Byte(ushort_t port)
  34 {
  35     uchar_t value;
  36
  37     __asm__ __volatile__ (
  38         "inb %w1, %b0"
  39         : "=a" (value)
  40         : "Nd" (port)
  41     );
  42
  43     return value;
  44 }
  45
  46
  47
  48 int IO_Read(ushort_t port, void * dst, uint_t length, void * priv_data) {
  49
  50   if (length != 1) {
  51     return 0;
  52   }
  53
  54   *(uchar_t*)dst = VM_In_Byte(port);
  55   return 1;
  56 }
  57
  58
  59
  60 int IO_Write(ushort_t port, void * src, uint_t length, void * priv_data) {
  61
  62   if (length != 1) {
  63     return 0;
  64   }
  65
  66   VM_Out_Byte(port, *(uchar_t *)src);
  67
  68   return 1;
  69 }
  70
  71
  72 int IO_Read_to_Serial(ushort_t port, void * dst, uint_t length, void * priv_data) {
  73   PrintBoth("Input from Guest on port %d (0x%x) Length=%d\n", port, port, length);
  74
  75   return 0;
  76 }
  77
  78
  79 char * bochs_debug_buf = NULL;
  80 int bochs_debug_offset = 0;
  81
  82
  83 int IO_BOCHS_debug(ushort_t port, void * src, uint_t length, void * priv_data) {
  84   if (!bochs_debug_buf) {
  85     bochs_debug_buf = (char*)Malloc(1024);
  86   }
  87
  88   bochs_debug_buf[bochs_debug_offset++] = *(char*)src;
  89
  90   if ((*(char*)src == 0xa) ||  (bochs_debug_offset == 1023)) {
  91     SerialPrint("BOCHS>%s", bochs_debug_buf);
  92     memset(bochs_debug_buf, 0, 1024);
  93     bochs_debug_offset = 0;
  94   }
  95
  96   return length;
  97 }
  98
  99
 100 int IO_Write_to_Serial(ushort_t port, void * src, uint_t length, void * priv_data) {
 101  SerialPrint("Output from Guest on port %d (0x%x) Length=%d\n", port, port, length);
 102   switch (length) {
 103
 104   case 1:
 105     SerialPrint(">0x%.2x\n", *(char*)src);
 106     break;
 107   case 2:
 108     SerialPrint(">0x%.4x\n", *(ushort_t*)src);
 109     break;
 110   case 4:
 111     SerialPrint(">0x%.8x\n", *(uint_t*)src);
 112     break;
 113   default:
 114     break;
 115   }
 116
 117   //  SerialMemDump(src, length);
 118   return length;
 119 }
 120
 121
 122
 123 void BuzzVM()
 124 {
 125   int x;
 126   int j;
 127   unsigned char init;
 128
 129 #if 0
 130   __asm__ __volatile__ (
 131     "popf"
 132     );
 133
 134 #endif
 135
 136   PrintBoth("Starting To Buzz\n");
 137
 138   init=VM_In_Byte(SPEAKER_PORT);
 139
 140   while (1) {
 141     VM_Out_Byte(SPEAKER_PORT, init|0x2);
 142     for (j=0;j<1000000;j++) {
 143       x+=j;
 144     }
 145     VM_Out_Byte(SPEAKER_PORT, init);
 146     for (j=0;j<1000000;j++) {
 147       x+=j;
 148     }
 149   }
 150 }
 151
 152
 153
 154
 155 /* We need a configuration mechanism, so we can wrap this completely inside the VMM code,
 156  * with no pollution into the HOST OS
 157  */
 158
 159 int RunVMM(struct Boot_Info * bootInfo) {
 160
 161     struct vmm_os_hooks os_hooks;
 162     struct vmm_ctrl_ops vmm_ops;
 163     struct guest_info vm_info;
 164     addr_t rsp;
 165     addr_t rip;
 166
 167
 168
 169     memset(&os_hooks, 0, sizeof(struct vmm_os_hooks));
 170     memset(&vmm_ops, 0, sizeof(struct vmm_ctrl_ops));
 171     memset(&vm_info, 0, sizeof(struct guest_info));
 172
 173     os_hooks.print_debug = &SerialPrint;
 174     os_hooks.print_info = &Print;
 175     os_hooks.print_trace = &SerialPrint;
 176     os_hooks.allocate_pages = &Allocate_VMM_Pages;
 177     os_hooks.free_page = &Free_VMM_Page;
 178     os_hooks.malloc = &VMM_Malloc;
 179     os_hooks.free = &VMM_Free;
 180     os_hooks.vaddr_to_paddr = &Identity;
 181     os_hooks.paddr_to_vaddr = &Identity;
 182     os_hooks.hook_interrupt = &hook_irq_stub;
 183     os_hooks.ack_irq = &ack_irq;
 184
 185
 186     Init_VMM(&os_hooks, &vmm_ops);
 187
 188
 189     /* MOVE THIS TO AN INIT GUEST ROUTINE */
 190     init_shadow_map(&(vm_info.mem_map));
 191     init_shadow_page_state(&(vm_info.shdw_pg_state));
 192     vm_info.page_mode = SHADOW_PAGING;
 193
 194     vm_info.cpu_mode = REAL;
 195
 196     //init_irq_map(&(vm_info.irq_map));
 197     init_vmm_io_map(&(vm_info.io_map));
 198     init_interrupt_state(&vm_info);
 199
 200     dev_mgr_init(&(vm_info.dev_mgr));
 201     /* ** */
 202
 203     if (0) {
 204
 205       //    add_shared_mem_range(&(vm_info.mem_layout), 0, 0x800000, 0x10000);
 206       //    add_shared_mem_range(&(vm_info.mem_layout), 0, 0x1000000, 0);
 207
 208       rip = (ulong_t)(void*)&BuzzVM;
 209       //  rip -= 0x10000;
 210       //    rip = (addr_t)(void*)&exit_test;
 211       //  rip -= 0x2000;
 212       vm_info.rip = rip;
 213       rsp = (addr_t)Alloc_Page();
 214
 215       vm_info.vm_regs.rsp = (rsp +4092 );// - 0x2000;
 216
 217
 218     } else if (0) {
 219       //add_shared_mem_range(&(vm_info.mem_layout), 0x0, 0x1000, 0x100000);
 220       //      add_shared_mem_range(&(vm_info.mem_layout), 0x0, 0x100000, 0x0);
 221
 222       /*
 223         shadow_region_t *ent = Malloc(sizeof(shadow_region_t));;
 224         init_shadow_region_physical(ent,0,0x100000,GUEST_REGION_PHYSICAL_MEMORY,
 225         0x100000, HOST_REGION_PHYSICAL_MEMORY);
 226         add_shadow_region(&(vm_info.mem_map),ent);
 227       */
 228
 229       add_shadow_region_passthrough(&vm_info, 0x0, 0x100000, 0x100000);
 230
 231       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x61, &IO_Read, &IO_Write, NULL);
 232       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x05, &IO_Read, &IO_Write_to_Serial, NULL);
 233
 234       /*
 235         vm_info.cr0 = 0;
 236         vm_info.cs.base=0xf000;
 237         vm_info.cs.limit=0xffff;
 238       */
 239       //vm_info.rip = 0xfff0;
 240
 241       vm_info.rip = 0;
 242       vm_info.vm_regs.rsp = 0x0;
 243     } else {
 244       int i;
 245       void * region_start;
 246
 247
 248       PrintBoth("Guest Size: %lu\n", bootInfo->guest_size);
 249
 250       struct guest_mem_layout * layout = (struct guest_mem_layout *)0x100000;
 251
 252       if (layout->magic != MAGIC_CODE) {
 253         PrintBoth("Layout Magic Mismatch (0x%x)\n", layout->magic);
 254       }
 255
 256       PrintBoth("%d layout regions\n", layout->num_regions);
 257
 258       region_start = (void *)&(layout->regions[layout->num_regions]);
 259
 260       PrintBoth("region start = 0x%x\n", region_start);
 261
 262       for (i = 0; i < layout->num_regions; i++) {
 263         struct layout_region * reg = &(layout->regions[i]);
 264         uint_t num_pages = (reg->length / PAGE_SIZE) + ((reg->length % PAGE_SIZE) ? 1 : 0);
 265         void * guest_mem = Allocate_VMM_Pages(num_pages);
 266
 267         PrintBoth("Layout Region %d bytes\n", reg->length);
 268         memcpy(guest_mem, region_start, reg->length);
 269
 270         SerialMemDump((unsigned char *)(guest_mem), 16);
 271
 272         add_shadow_region_passthrough(&vm_info, reg->final_addr, reg->final_addr + (num_pages * PAGE_SIZE), (addr_t)guest_mem);
 273
 274         PrintBoth("Adding Shadow Region (0x%x-0x%x) -> 0x%x\n", reg->final_addr, reg->final_addr + (num_pages * PAGE_SIZE), guest_mem);
 275
 276         region_start += reg->length;
 277       }
 278
 279       //
 280       add_shadow_region_passthrough(&vm_info, 0x0, 0xa0000, (addr_t)Allocate_VMM_Pages(160));
 281       add_shadow_region_passthrough(&vm_info, 0xa0000, 0xc0000, 0xa0000);
 282
 283
 284
 285       // TEMP
 286       //add_shadow_region_passthrough(&vm_info, 0xc0000, 0xc8000, 0xc0000);
 287
 288       if (1) {
 289         add_shadow_region_passthrough(&vm_info, 0xc7000, 0xc8000, (addr_t)Allocate_VMM_Pages(1));
 290         if (add_shadow_region_passthrough(&vm_info, 0xc8000, 0xf0000, (addr_t)Allocate_VMM_Pages(40)) == -1) {
 291           PrintBoth("Error adding shadow region\n");
 292         }
 293       } else {
 294         add_shadow_region_passthrough(&vm_info, 0xc0000, 0xc8000, 0xc0000);
 295         add_shadow_region_passthrough(&vm_info, 0xc8000, 0xf0000, 0xc8000);
 296       }
 297
 298
 299       //add_shadow_region_passthrough(&vm_info, 0x100000, 0x2000000, (addr_t)Allocate_VMM_Pages(8192));
 300       add_shadow_region_passthrough(&vm_info, 0x100000, 0x1000000, (addr_t)Allocate_VMM_Pages(4096));
 301
 302
 303       print_shadow_map(&(vm_info.mem_map));
 304
 305       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x61, &IO_Read, &IO_Write, NULL);
 306       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x05, &IO_Read, &IO_Write_to_Serial, NULL);
 307
 308
 309       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x400, &IO_Read, &IO_Write_to_Serial, NULL);
 310       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x401, &IO_Read, &IO_Write_to_Serial, NULL);
 311       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x402, &IO_Read, &IO_BOCHS_debug, NULL);
 312       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x403, &IO_Read, &IO_Write_to_Serial, NULL);
 313
 314       {
 315         struct vm_device * nvram = create_nvram();
 316         //struct vm_device * timer = create_timer();
 317         struct vm_device * pic = create_pic();
 318
 319         attach_device(&(vm_info), nvram);
 320         //attach_device(&(vm_info), timer);
 321         attach_device(&(vm_info), pic);
 322
 323         PrintDebugDevMgr(&(vm_info.dev_mgr));
 324       }
 325
 326       hook_irq(&vm_info, 6);
 327       hook_irq(&vm_info, 14);
 328       hook_irq(&vm_info, 15);
 329
 330
 331       vm_info.rip = 0xfff0;
 332       vm_info.vm_regs.rsp = 0x0;
 333     }
 334
 335     PrintBoth("Initializing Guest (eip=0x%.8x) (esp=0x%.8x)\n", (uint_t)vm_info.rip,(uint_t)vm_info.vm_regs.rsp);
 336     (vmm_ops).init_guest(&vm_info);
 337     PrintBoth("Starting Guest\n");
 338     //Clear_Screen();
 339     (vmm_ops).start_guest(&vm_info);
 340
 341     return 0;
 342 }