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   uchar_t * iter = dst;
  45   uint_t i;
  46
  47   for (i = 0; i < length; i++) {
  48     *iter = VM_In_Byte(port);
  49     iter++;
  50   }
  51
  52   return 0;
  53 }
  54
  55
  56
  57 int IO_Write(ushort_t port, void * src, uint_t length, void * priv_data) {
  58   uchar_t * iter = src;
  59   uint_t i;
  60
  61
  62   for (i = 0; i < length; i++) {
  63     VM_Out_Byte(port, *iter);
  64     iter++;
  65   }
  66
  67   return 0;
  68 }
  69
  70
  71 int IO_Read_to_Serial(ushort_t port, void * dst, uint_t length, void * priv_data) {
  72   PrintBoth("Input from Guest on port %d (0x%x) Length=%d\n", port, port, length);
  73
  74   return 0;
  75 }
  76
  77
  78 char * bochs_debug_buf = NULL;
  79 int bochs_debug_offset = 0;
  80
  81
  82 int IO_BOCHS_debug(ushort_t port, void * src, uint_t length, void * priv_data) {
  83   if (!bochs_debug_buf) {
  84     bochs_debug_buf = (char*)Malloc(1024);
  85   }
  86
  87   bochs_debug_buf[bochs_debug_offset++] = *(char*)src;
  88
  89   if ((*(char*)src == 0xa) ||  (bochs_debug_offset == 1023)) {
  90     SerialPrint("BOCHS>%s", bochs_debug_buf);
  91     memset(bochs_debug_buf, 0, 1024);
  92     bochs_debug_offset = 0;
  93   }
  94
  95   return length;
  96 }
  97
  98
  99 int IO_Write_to_Serial(ushort_t port, void * src, uint_t length, void * priv_data) {
 100  SerialPrint("Output from Guest on port %d (0x%x) Length=%d\n", port, port, length);
 101   switch (length) {
 102
 103   case 1:
 104     SerialPrint(">0x%.2x\n", *(char*)src);
 105     break;
 106   case 2:
 107     SerialPrint(">0x%.4x\n", *(ushort_t*)src);
 108     break;
 109   case 4:
 110     SerialPrint(">0x%.8x\n", *(uint_t*)src);
 111     break;
 112   default:
 113     break;
 114   }
 115
 116   //  SerialMemDump(src, length);
 117   return length;
 118 }
 119
 120
 121
 122 void BuzzVM()
 123 {
 124   int x;
 125   int j;
 126   unsigned char init;
 127
 128 #if 0
 129   __asm__ __volatile__ (
 130     "popf"
 131     );
 132
 133 #endif
 134
 135   PrintBoth("Starting To Buzz\n");
 136
 137   init=VM_In_Byte(SPEAKER_PORT);
 138
 139   while (1) {
 140     VM_Out_Byte(SPEAKER_PORT, init|0x2);
 141     for (j=0;j<1000000;j++) {
 142       x+=j;
 143     }
 144     VM_Out_Byte(SPEAKER_PORT, init);
 145     for (j=0;j<1000000;j++) {
 146       x+=j;
 147     }
 148   }
 149 }
 150
 151
 152
 153
 154
 155
 156 int RunVMM(struct Boot_Info * bootInfo) {
 157
 158     struct vmm_os_hooks os_hooks;
 159     struct vmm_ctrl_ops vmm_ops;
 160     struct guest_info vm_info;
 161     addr_t rsp;
 162     addr_t rip;
 163
 164     memset(&os_hooks, 0, sizeof(struct vmm_os_hooks));
 165     memset(&vmm_ops, 0, sizeof(struct vmm_ctrl_ops));
 166     memset(&vm_info, 0, sizeof(struct guest_info));
 167
 168     os_hooks.print_debug = &SerialPrint;
 169     os_hooks.print_info = &Print;
 170     os_hooks.print_trace = &SerialPrint;
 171     os_hooks.allocate_pages = &Allocate_VMM_Pages;
 172     os_hooks.free_page = &Free_VMM_Page;
 173     os_hooks.malloc = &VMM_Malloc;
 174     os_hooks.free = &VMM_Free;
 175     os_hooks.vaddr_to_paddr = &Identity;
 176     os_hooks.paddr_to_vaddr = &Identity;
 177
 178
 179     //   DumpGDT();
 180     Init_VMM(&os_hooks, &vmm_ops);
 181
 182     init_shadow_map(&(vm_info.mem_map));
 183     init_shadow_page_state(&(vm_info.shdw_pg_state));
 184     vm_info.page_mode = SHADOW_PAGING;
 185
 186     vm_info.cpu_mode = REAL;
 187
 188     init_irq_map(&(vm_info.irq_map));
 189     init_vmm_io_map(&(vm_info.io_map));
 190     init_interrupt_state(&(vm_info.intr_state));
 191
 192     dev_mgr_init(&(vm_info.dev_mgr));
 193
 194     if (0) {
 195
 196       //    add_shared_mem_range(&(vm_info.mem_layout), 0, 0x800000, 0x10000);
 197       //    add_shared_mem_range(&(vm_info.mem_layout), 0, 0x1000000, 0);
 198
 199       rip = (ulong_t)(void*)&BuzzVM;
 200       //  rip -= 0x10000;
 201       //    rip = (addr_t)(void*)&exit_test;
 202       //  rip -= 0x2000;
 203       vm_info.rip = rip;
 204       rsp = (addr_t)Alloc_Page();
 205
 206       vm_info.vm_regs.rsp = (rsp +4092 );// - 0x2000;
 207
 208
 209     } else if (0) {
 210       //add_shared_mem_range(&(vm_info.mem_layout), 0x0, 0x1000, 0x100000);
 211       //      add_shared_mem_range(&(vm_info.mem_layout), 0x0, 0x100000, 0x0);
 212
 213       /*
 214         shadow_region_t *ent = Malloc(sizeof(shadow_region_t));;
 215         init_shadow_region_physical(ent,0,0x100000,GUEST_REGION_PHYSICAL_MEMORY,
 216         0x100000, HOST_REGION_PHYSICAL_MEMORY);
 217         add_shadow_region(&(vm_info.mem_map),ent);
 218       */
 219
 220       add_shadow_region_passthrough(&vm_info, 0x0, 0x100000, 0x100000);
 221
 222       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x61, &IO_Read, &IO_Write, NULL);
 223       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x05, &IO_Read, &IO_Write_to_Serial, NULL);
 224
 225       /*
 226         vm_info.cr0 = 0;
 227         vm_info.cs.base=0xf000;
 228         vm_info.cs.limit=0xffff;
 229       */
 230       //vm_info.rip = 0xfff0;
 231
 232       vm_info.rip = 0;
 233       vm_info.vm_regs.rsp = 0x0;
 234     } else {
 235       int i;
 236       void * region_start;
 237
 238
 239       PrintDebug("Guest Size: %lu\n", bootInfo->guest_size);
 240
 241       struct guest_mem_layout * layout = (struct guest_mem_layout *)0x100000;
 242
 243       if (layout->magic != MAGIC_CODE) {
 244         PrintDebug("Layout Magic Mismatch (0x%x)\n", layout->magic);
 245       }
 246
 247       PrintDebug("%d layout regions\n", layout->num_regions);
 248
 249       region_start = (void *)&(layout->regions[layout->num_regions]);
 250
 251       PrintDebug("region start = 0x%x\n", region_start);
 252
 253       for (i = 0; i < layout->num_regions; i++) {
 254         struct layout_region * reg = &(layout->regions[i]);
 255         uint_t num_pages = (reg->length / PAGE_SIZE) + ((reg->length % PAGE_SIZE) ? 1 : 0);
 256         void * guest_mem = Allocate_VMM_Pages(num_pages);
 257
 258         PrintDebug("Layout Region %d bytes\n", reg->length);
 259         memcpy(guest_mem, region_start, reg->length);
 260
 261         SerialMemDump((unsigned char *)(guest_mem), 16);
 262
 263         add_shadow_region_passthrough(&vm_info, reg->final_addr, reg->final_addr + (num_pages * PAGE_SIZE), (addr_t)guest_mem);
 264
 265         PrintDebug("Adding Shadow Region (0x%x-0x%x) -> 0x%x\n", reg->final_addr, reg->final_addr + (num_pages * PAGE_SIZE), guest_mem);
 266
 267         region_start += reg->length;
 268       }
 269
 270       add_shadow_region_passthrough(&vm_info, 0xc0000, 0xc8000, 0xc0000);
 271       add_shadow_region_passthrough(&vm_info, 0x0, 0xa0000, (addr_t)Allocate_VMM_Pages(160));
 272       add_shadow_region_passthrough(&vm_info, 0xa0000, 0xc0000, 0xa0000);
 273       if (add_shadow_region_passthrough(&vm_info, 0xc8000, 0xf0000, (addr_t)Allocate_VMM_Pages(40)) == -1) {
 274         PrintDebug("Error adding shadow region\n");
 275       }
 276
 277       print_shadow_map(&(vm_info.mem_map));
 278
 279       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x61, &IO_Read, &IO_Write, NULL);
 280       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x05, &IO_Read, &IO_Write_to_Serial, NULL);
 281
 282       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x20, &IO_Read, &IO_Write_to_Serial, NULL);
 283       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x21, &IO_Read, &IO_Write_to_Serial, NULL);
 284       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0xa0, &IO_Read, &IO_Write_to_Serial, NULL);
 285       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0xa1, &IO_Read, &IO_Write_to_Serial, NULL);
 286
 287       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x400, &IO_Read, &IO_Write_to_Serial, NULL);
 288       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x401, &IO_Read, &IO_Write_to_Serial, NULL);
 289       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x402, &IO_Read, &IO_BOCHS_debug, NULL);
 290       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x403, &IO_Read, &IO_Write_to_Serial, NULL);
 291
 292       {
 293         struct vm_device * nvram = create_nvram();
 294         struct vm_device * timer = create_timer();
 295
 296         attach_device(&(vm_info), nvram);
 297         //attach_device(&(vm_info), timer);
 298
 299         PrintDebugDevMgr(&(vm_info.dev_mgr));
 300
 301
 302
 303       }
 304       PrintDebug("foo\n");
 305
 306
 307       vm_info.rip = 0xfff0;
 308       vm_info.vm_regs.rsp = 0x0;
 309     }
 310
 311     PrintBoth("Initializing Guest (eip=0x%.8x) (esp=0x%.8x)\n", (uint_t)vm_info.rip,(uint_t)vm_info.vm_regs.rsp);
 312     (vmm_ops).init_guest(&vm_info);
 313     PrintBoth("Starting Guest\n");
 314     //Clear_Screen();
 315     (vmm_ops).start_guest(&vm_info);
 316
 317     return 0;
 318 }