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 #include <devices/simple_pic.h>
  11 #include <devices/8259a.h>
  12 #include <palacios/vmm_intr.h>
  13
  14
  15 #define SPEAKER_PORT 0x61
  16
  17
  18
  19
  20 inline void VM_Out_Byte(ushort_t port, uchar_t value)
  21 {
  22     __asm__ __volatile__ (
  23         "outb %b0, %w1"
  24         :
  25         : "a" (value), "Nd" (port)
  26     );
  27 }
  28
  29 /*
  30  * Read a byte from an I/O port.
  31  */
  32 inline uchar_t VM_In_Byte(ushort_t port)
  33 {
  34     uchar_t value;
  35
  36     __asm__ __volatile__ (
  37         "inb %w1, %b0"
  38         : "=a" (value)
  39         : "Nd" (port)
  40     );
  41
  42     return value;
  43 }
  44
  45
  46
  47 int IO_Read(ushort_t port, void * dst, uint_t length, void * priv_data) {
  48
  49   if (length != 1) {
  50     return 0;
  51   }
  52
  53   *(uchar_t*)dst = VM_In_Byte(port);
  54   return 1;
  55 }
  56
  57
  58
  59 int IO_Write(ushort_t port, void * src, uint_t length, void * priv_data) {
  60
  61   if (length != 1) {
  62     return 0;
  63   }
  64
  65   VM_Out_Byte(port, *(uchar_t *)src);
  66
  67   return 1;
  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
 165
 166     memset(&os_hooks, 0, sizeof(struct vmm_os_hooks));
 167     memset(&vmm_ops, 0, sizeof(struct vmm_ctrl_ops));
 168     memset(&vm_info, 0, sizeof(struct guest_info));
 169
 170     os_hooks.print_debug = &SerialPrint;
 171     os_hooks.print_info = &Print;
 172     os_hooks.print_trace = &SerialPrint;
 173     os_hooks.allocate_pages = &Allocate_VMM_Pages;
 174     os_hooks.free_page = &Free_VMM_Page;
 175     os_hooks.malloc = &VMM_Malloc;
 176     os_hooks.free = &VMM_Free;
 177     os_hooks.vaddr_to_paddr = &Identity;
 178     os_hooks.paddr_to_vaddr = &Identity;
 179     os_hooks.hook_interrupt = &hook_irq_stub;
 180     os_hooks.ack_irq = &ack_irq;
 181
 182     //   DumpGDT();
 183     Init_VMM(&os_hooks, &vmm_ops);
 184
 185     init_shadow_map(&(vm_info.mem_map));
 186     init_shadow_page_state(&(vm_info.shdw_pg_state));
 187     vm_info.page_mode = SHADOW_PAGING;
 188
 189     vm_info.cpu_mode = REAL;
 190
 191     //init_irq_map(&(vm_info.irq_map));
 192     init_vmm_io_map(&(vm_info.io_map));
 193     init_interrupt_state(&vm_info);
 194
 195     dev_mgr_init(&(vm_info.dev_mgr));
 196
 197     if (0) {
 198
 199       //    add_shared_mem_range(&(vm_info.mem_layout), 0, 0x800000, 0x10000);
 200       //    add_shared_mem_range(&(vm_info.mem_layout), 0, 0x1000000, 0);
 201
 202       rip = (ulong_t)(void*)&BuzzVM;
 203       //  rip -= 0x10000;
 204       //    rip = (addr_t)(void*)&exit_test;
 205       //  rip -= 0x2000;
 206       vm_info.rip = rip;
 207       rsp = (addr_t)Alloc_Page();
 208
 209       vm_info.vm_regs.rsp = (rsp +4092 );// - 0x2000;
 210
 211
 212     } else if (0) {
 213       //add_shared_mem_range(&(vm_info.mem_layout), 0x0, 0x1000, 0x100000);
 214       //      add_shared_mem_range(&(vm_info.mem_layout), 0x0, 0x100000, 0x0);
 215
 216       /*
 217         shadow_region_t *ent = Malloc(sizeof(shadow_region_t));;
 218         init_shadow_region_physical(ent,0,0x100000,GUEST_REGION_PHYSICAL_MEMORY,
 219         0x100000, HOST_REGION_PHYSICAL_MEMORY);
 220         add_shadow_region(&(vm_info.mem_map),ent);
 221       */
 222
 223       add_shadow_region_passthrough(&vm_info, 0x0, 0x100000, 0x100000);
 224
 225       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x61, &IO_Read, &IO_Write, NULL);
 226       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x05, &IO_Read, &IO_Write_to_Serial, NULL);
 227
 228       /*
 229         vm_info.cr0 = 0;
 230         vm_info.cs.base=0xf000;
 231         vm_info.cs.limit=0xffff;
 232       */
 233       //vm_info.rip = 0xfff0;
 234
 235       vm_info.rip = 0;
 236       vm_info.vm_regs.rsp = 0x0;
 237     } else {
 238       int i;
 239       void * region_start;
 240
 241
 242       PrintDebug("Guest Size: %lu\n", bootInfo->guest_size);
 243
 244       struct guest_mem_layout * layout = (struct guest_mem_layout *)0x100000;
 245
 246       if (layout->magic != MAGIC_CODE) {
 247         PrintDebug("Layout Magic Mismatch (0x%x)\n", layout->magic);
 248       }
 249
 250       PrintDebug("%d layout regions\n", layout->num_regions);
 251
 252       region_start = (void *)&(layout->regions[layout->num_regions]);
 253
 254       PrintDebug("region start = 0x%x\n", region_start);
 255
 256       for (i = 0; i < layout->num_regions; i++) {
 257         struct layout_region * reg = &(layout->regions[i]);
 258         uint_t num_pages = (reg->length / PAGE_SIZE) + ((reg->length % PAGE_SIZE) ? 1 : 0);
 259         void * guest_mem = Allocate_VMM_Pages(num_pages);
 260
 261         PrintDebug("Layout Region %d bytes\n", reg->length);
 262         memcpy(guest_mem, region_start, reg->length);
 263
 264         SerialMemDump((unsigned char *)(guest_mem), 16);
 265
 266         add_shadow_region_passthrough(&vm_info, reg->final_addr, reg->final_addr + (num_pages * PAGE_SIZE), (addr_t)guest_mem);
 267
 268         PrintDebug("Adding Shadow Region (0x%x-0x%x) -> 0x%x\n", reg->final_addr, reg->final_addr + (num_pages * PAGE_SIZE), guest_mem);
 269
 270         region_start += reg->length;
 271       }
 272
 273       //
 274       add_shadow_region_passthrough(&vm_info, 0x0, 0xa0000, (addr_t)Allocate_VMM_Pages(160));
 275       add_shadow_region_passthrough(&vm_info, 0xa0000, 0xc0000, 0xa0000);
 276
 277
 278
 279       // TEMP
 280         add_shadow_region_passthrough(&vm_info, 0xc0000, 0xc8000, 0xc0000);
 281
 282       if (1) {
 283         add_shadow_region_passthrough(&vm_info, 0xc7000, 0xc8000, (addr_t)Allocate_VMM_Pages(1));
 284         if (add_shadow_region_passthrough(&vm_info, 0xc8000, 0xf0000, (addr_t)Allocate_VMM_Pages(40)) == -1) {
 285           PrintDebug("Error adding shadow region\n");
 286         }
 287       } else {
 288         add_shadow_region_passthrough(&vm_info, 0xc0000, 0xc8000, 0xc0000);
 289         add_shadow_region_passthrough(&vm_info, 0xc8000, 0xf0000, 0xc8000);
 290       }
 291
 292
 293       add_shadow_region_passthrough(&vm_info, 0x100000, 0x2000000, (addr_t)Allocate_VMM_Pages(8192));
 294
 295
 296       print_shadow_map(&(vm_info.mem_map));
 297
 298       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x61, &IO_Read, &IO_Write, NULL);
 299       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x05, &IO_Read, &IO_Write_to_Serial, NULL);
 300
 301       /*
 302         hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x20, &IO_Read, &IO_Write_to_Serial, NULL);
 303         hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x21, &IO_Read, &IO_Write_to_Serial, NULL);
 304         hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0xa0, &IO_Read, &IO_Write_to_Serial, NULL);
 305         hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0xa1, &IO_Read, &IO_Write_to_Serial, NULL);
 306       */
 307       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x400, &IO_Read, &IO_Write_to_Serial, NULL);
 308       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x401, &IO_Read, &IO_Write_to_Serial, NULL);
 309       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x402, &IO_Read, &IO_BOCHS_debug, NULL);
 310       hook_io_port(&(vm_info.io_map), 0x403, &IO_Read, &IO_Write_to_Serial, NULL);
 311
 312       {
 313         struct vm_device * nvram = create_nvram();
 314         //struct vm_device * timer = create_timer();
 315         struct vm_device * pic = create_pic();
 316
 317         attach_device(&(vm_info), nvram);
 318         //attach_device(&(vm_info), timer);
 319         attach_device(&(vm_info), pic);
 320
 321         PrintDebugDevMgr(&(vm_info.dev_mgr));
 322       }
 323
 324       hook_irq(&vm_info, 6);
 325       hook_irq(&vm_info, 14);
 326       hook_irq(&vm_info, 15);
 327
 328       vm_info.rip = 0xfff0;
 329       vm_info.vm_regs.rsp = 0x0;
 330     }
 331
 332     PrintBoth("Initializing Guest (eip=0x%.8x) (esp=0x%.8x)\n", (uint_t)vm_info.rip,(uint_t)vm_info.vm_regs.rsp);
 333     (vmm_ops).init_guest(&vm_info);
 334     PrintBoth("Starting Guest\n");
 335     //Clear_Screen();
 336     (vmm_ops).start_guest(&vm_info);
 337
 338     return 0;
 339 }