palacios/src/geekos/vmx.c

   1 /* Eventually  we want to get rid of these */
   2
   3 #include <geekos/cpu.h>
   4 #include <geekos/io_devs.h>
   5 /* ** */
   6
   7 #include <geekos/vmx.h>
   8 #include <geekos/vmcs.h>
   9 #include <geekos/vmm.h>
  10 #include <geekos/vmm_util.h>
  11 #include <geekos/string.h>
  12 #include <geekos/io.h>
  13
  14 extern void Get_MSR(unsigned int msr, uint_t * high, uint_t * low);
  15 extern void Set_MSR(unsigned int msr, uint_t high, uint_t low);
  16 extern int Enable_VMX(ullong_t regionPtr);
  17 extern int cpuid_ecx(unsigned int op);
  18 extern int Launch_VM(ullong_t vmcsPtr, uint_t eip);
  19
  20 #define NUMPORTS 65536
  21
  22
  23 #define VMXASSIST_INFO_PORT   0x0e9
  24 #define ROMBIOS_PANIC_PORT    0x400
  25 #define ROMBIOS_PANIC_PORT2   0x401
  26 #define ROMBIOS_INFO_PORT     0x402
  27 #define ROMBIOS_DEBUG_PORT    0x403
  28
  29
  30 extern struct vmm_os_hooks * os_hooks;
  31
  32
  33 static struct VM theVM;
  34
  35 static uint_t GetLinearIP(struct VM *vm)
  36 {
  37   if (vm->state==VM_VMXASSIST_V8086_BIOS || vm->state==VM_VMXASSIST_V8086) {
  38     return vm->vmcs.guestStateArea.cs.baseAddr + vm->vmcs.guestStateArea.rip;
  39   } else {
  40     return vm->vmcs.guestStateArea.rip;
  41   }
  42 }
  43
  44
  45 static void VMXPanic()
  46 {
  47   while (1) {}
  48 }
  49
  50
  51 #define MAX_CODE 512
  52 #define INSTR_OFFSET_START 17
  53 #define NOP_SEQ_LEN        10
  54 #define INSTR_OFFSET_END   (INSTR_OFFSET_START+NOP_SEQ_LEN-1)
  55 #define TEMPLATE_CODE_LEN  35
  56
  57 uint_t oldesp=0;
  58 uint_t myregs=0;
  59
  60 // simply execute the instruction that is faulting and return
  61 static int ExecFaultingInstructionInVMM(struct VM *vm)
  62 {
  63   uint_t address = GetLinearIP(vm);
  64   myregs = (uint_t)&(vm->registers);
  65
  66
  67   PrintTrace("About the execute faulting instruction!\n");
  68   PrintTrace("Instruction is:\n");
  69   PrintTraceMemDump((void*)(address),vm->vmcs.exitInfoFields.instrLength);
  70
  71
  72   PrintTrace("The template code is:\n");
  73   PrintTraceMemDump(&&template_code,TEMPLATE_CODE_LEN);
  74
  75   // clone the template code
  76   //memcpy(&&template_code,code,MAX_CODE);
  77
  78   // clean up the nop field
  79   memset(&&template_code+INSTR_OFFSET_START,*((uchar_t *)(&&template_code+0)),NOP_SEQ_LEN);
  80   // overwrite the nops with the faulting instruction
  81   memcpy(&&template_code+INSTR_OFFSET_START, (void*)(address),vm->vmcs.exitInfoFields.instrLength);
  82
  83   PrintTrace("Finished modifying the template code, which now is:\n");
  84   PrintTraceMemDump(&&template_code,TEMPLATE_CODE_LEN);
  85
  86   PrintTrace("Now entering modified template code\n");
  87
  88
  89  template_code:
  90   // Template code stores current registers,
  91   // restores registers, has a landing pad of noops
  92   // that will be modified, restores current regs, and then returns
  93   //
  94   // Note that this currently ignores cr0, cr3, cr4, dr7, rsp, rip, and rflags
  95   // it also blythly assumes it can exec the instruction in protected mode
  96   //
  97   __asm__ __volatile__ ("nop\n"               // for cloning purposes                          (1 byte)
  98                         "pusha\n"             // push our current regs onto the current stack  (1 byte)
  99                         "movl %0, %%eax\n"    // Get oldesp location                           (5 bytes)
 100                         "movl %%esp, (%%eax)\n"  // store the current stack pointer in oldesp       (2 bytes)
 101                         "movl %1, %%eax\n"    // Get regs location                             (5 bytes)
 102                         "movl (%%eax), %%esp\n"  // point esp at regs                               (2 bytes)
 103                         "popa\n"              // now we have the VM registers restored            (1 byte)
 104                         "nop\n"               // now we execute the actual instruction         (1 byte x 10)
 105                         "nop\n"               // now we execute the actual instruction
 106                         "nop\n"               // now we execute the actual instruction
 107                         "nop\n"               // now we execute the actual instruction
 108                         "nop\n"               // now we execute the actual instruction
 109                         "nop\n"               // now we execute the actual instruction
 110                         "nop\n"               // now we execute the actual instruction
 111                         "nop\n"               // now we execute the actual instruction
 112                         "nop\n"               // now we execute the actual instruction
 113                         "nop\n"               // now we execute the actual instruction
 114                         // need to copy back to the VM registers!
 115                         "movl %0, %%eax\n"     // recapture oldesp location                     (5 bytes)
 116                         "movl (%%eax), %%esp\n"   // now we'll get our esp back from oldesp       (2 bytes)
 117                         "popa\n"              // and restore our GP regs and we're done       (1 byte)
 118                         : "=m"(oldesp)
 119                         : "m"(myregs)
 120                         );
 121
 122   PrintTrace("Survived executing the faulting instruction and returning.\n");
 123
 124   vm->vmcs.guestStateArea.rip += vm->vmcs.exitInfoFields.instrLength;
 125
 126   return 0;
 127
 128 }
 129
 130
 131 int is_vmx_capable() {
 132   uint_t ret;
 133   union VMX_MSR featureMSR;
 134
 135   ret = cpuid_ecx(1);
 136   if (ret & CPUID_1_ECX_VTXFLAG) {
 137     Get_MSR(IA32_FEATURE_CONTROL_MSR, &featureMSR.regs.high, &featureMSR.regs.low);
 138
 139     PrintTrace("MSRREGlow: 0x%.8x\n", featureMSR.regs.low);
 140
 141     if ((featureMSR.regs.low & FEATURE_CONTROL_VALID) != FEATURE_CONTROL_VALID) {
 142       PrintDebug("VMX is locked -- enable in the BIOS\n");
 143       return 0;
 144     }
 145   } else {
 146     PrintDebug("VMX not supported on this cpu\n");
 147     return 0;
 148   }
 149
 150   return 1;
 151
 152 }
 153
 154
 155 VmxOnRegion * Init_VMX() {
 156   uint_t ret;
 157   VmxOnRegion * region = NULL;
 158
 159
 160   region = CreateVmxOnRegion();
 161
 162
 163   ret = Enable_VMX((ullong_t)((uint_t)region));
 164   if (ret == 0) {
 165     PrintDebug("VMX Enabled\n");
 166   } else {
 167     PrintDebug("VMX failure (ret = %d)\n", ret);
 168   }
 169
 170   theVM.vmxonregion = region;
 171
 172   return region;
 173 }
 174
 175 extern uint_t VMCS_CLEAR();
 176 extern uint_t VMCS_LOAD();
 177 extern uint_t VMCS_STORE();
 178 extern uint_t VMCS_LAUNCH();
 179 extern uint_t VMCS_RESUME();
 180 extern uint_t Init_VMCS_HostState();
 181 extern uint_t Init_VMCS_GuestState();
 182
 183 void SetCtrlBitsCorrectly(int msrno, int vmcsno)
 184 {
 185   uint_t reserved =0;
 186   union VMX_MSR msr;
 187
 188   PrintTrace("SetCtrlBitsCorrectly(%x,%x)\n", msrno, vmcsno);
 189   Get_MSR(msrno, &msr.regs.high, &msr.regs.low);
 190   PrintTrace("MSR %x = %x : %x \n", msrno, msr.regs.high, msr.regs.low);
 191   reserved = msr.regs.low;
 192   reserved &= msr.regs.high;
 193   VMCS_WRITE(vmcsno, &reserved);
 194 }
 195
 196
 197 void SetCRBitsCorrectly(int msr0no, int msr1no, int vmcsno)
 198 {
 199   uint_t reserved =0;
 200   union VMX_MSR msr0, msr1;
 201
 202   PrintTrace("SetCRBitsCorrectly(%x,%x,%x)\n",msr0no,msr1no,vmcsno);
 203   Get_MSR(msr0no, &msr0.regs.high, &msr0.regs.low);
 204   Get_MSR(msr1no, &msr1.regs.high, &msr1.regs.low);
 205   PrintTrace("MSR %x = %x, %x =  %x \n", msr0no, msr0.regs.low, msr1no, msr1.regs.low);
 206   reserved = msr0.regs.low;
 207   reserved &= msr1.regs.low;
 208   VMCS_WRITE(vmcsno, &reserved);
 209 }
 210
 211
 212 extern int Get_CR2();
 213 extern int vmRunning;
 214
 215
 216 static int PanicUnhandledVMExit(struct VM *vm)
 217 {
 218   PrintInfo("Panicking due to VMExit with reason %u\n", vm->vmcs.exitInfoFields.reason);
 219   PrintTrace("Panicking due to VMExit with reason %u\n", vm->vmcs.exitInfoFields.reason);
 220   PrintTrace_VMCS_ALL();
 221   PrintTrace_VMX_Regs(&(vm->registers));
 222   VMXPanic();
 223   return 0;
 224 }
 225
 226
 227 static int HandleVMPrintsAndPanics(struct VM *vm, uint_t port, uint_t data)
 228 {
 229   if (port==VMXASSIST_INFO_PORT &&
 230       (vm->state == VM_VMXASSIST_STARTUP ||
 231        vm->state == VM_VMXASSIST_V8086_BIOS ||
 232        vm->state == VM_VMXASSIST_V8086)) {
 233     // Communication channel from VMXAssist
 234     PrintTrace("VMXASSIST Output Port\n");
 235     PrintDebug("%c",data&0xff);
 236     return 1;
 237   }
 238
 239   if ((port==ROMBIOS_PANIC_PORT ||
 240        port==ROMBIOS_PANIC_PORT2 ||
 241        port==ROMBIOS_DEBUG_PORT ||
 242        port==ROMBIOS_INFO_PORT) &&
 243       (vm->state==VM_VMXASSIST_V8086_BIOS)) {
 244     // rombios is communicating
 245     PrintTrace("ROMBIOS Output Port\n");
 246     //    PrintDebug("%c",data&0xff);
 247     return 1;
 248   }
 249
 250   if (port==BOOT_STATE_CARD_PORT && vm->state==VM_VMXASSIST_V8086_BIOS) {
 251     // rombios is sending something to the display card
 252     PrintTrace("Hex Display: 0x%x\n",data&0xff);
 253     return 1;
 254   }
 255   return 0;
 256 }
 257
 258 static int HandleInOutExit(struct VM *vm)
 259 {
 260   uint_t address;
 261
 262   struct VMCSExitInfoFields *exitinfo = &(vm->vmcs.exitInfoFields);
 263   struct VMExitIOQual * qual = (struct VMExitIOQual *)&(vm->vmcs.exitInfoFields.qualification);
 264   struct VMXRegs *regs = &(vm->registers);
 265
 266   address=GetLinearIP(vm);
 267
 268   PrintTrace("Handling Input/Output Instruction Exit\n");
 269
 270   PrintTrace_VMX_Regs(regs);
 271
 272   PrintTrace("Qualifications=0x%x\n", exitinfo->qualification);
 273   PrintTrace("Reason=0x%x\n", exitinfo->reason);
 274   PrintTrace("IO Port: 0x%x (%d)\n", qual->port, qual->port);
 275   PrintTrace("Instruction Info=%x\n", exitinfo->instrInfo);
 276   PrintTrace("%x : %s %s %s instruction of length %d for %d bytes from/to port 0x%x\n",
 277                    address,
 278                    qual->dir == 0 ? "output" : "input",
 279                    qual->string ==0 ? "nonstring" : "STRING",
 280                    qual->REP == 0 ? "with no rep" : "WITH REP",
 281                    exitinfo->instrLength,
 282                    qual->accessSize==0 ? 1 : qual->accessSize==1 ? 2 : 4,
 283                    qual->port);
 284
 285   if ((qual->port == PIC_MASTER_CMD_ISR_PORT) ||
 286       (qual->port == PIC_MASTER_IMR_PORT)     ||
 287       (qual->port == PIC_SLAVE_CMD_ISR_PORT)  ||
 288       (qual->port == PIC_SLAVE_IMR_PORT)) {
 289     PrintTrace( "PIC Access\n");
 290   }
 291
 292
 293   if ((qual->dir == 1) && (qual->REP == 0) && (qual->string == 0)) {
 294     char byte = In_Byte(qual->port);
 295
 296     vm->vmcs.guestStateArea.rip += exitinfo->instrLength;
 297     regs->eax = (regs->eax & 0xffffff00) | byte;
 298     PrintTrace("Returning 0x%x in eax\n", (regs->eax));
 299   }
 300
 301   if (qual->dir==0 && qual->REP==0 && qual->string==0) {
 302     // See if we need to handle the outb as a signal or
 303     // print from the VM
 304     if (HandleVMPrintsAndPanics(vm,qual->port,regs->eax)) {
 305     } else {
 306       // If not, just go ahead and do the outb
 307       Out_Byte(qual->port,regs->eax);
 308       PrintTrace("Wrote 0x%x to port\n",(regs->eax));
 309     }
 310     vm->vmcs.guestStateArea.rip += exitinfo->instrLength;
 311   }
 312
 313   return 0;
 314 }
 315
 316
 317 static int HandleExternalIRQExit(struct VM *vm)
 318 {
 319   struct VMCSExitInfoFields * exitinfo = &(vm->vmcs.exitInfoFields);
 320   struct VMExitIntInfo * intInfo  = (struct VMExitIntInfo *)&(vm->vmcs.exitInfoFields.intInfo);
 321
 322   PrintTrace("External Interrupt captured\n");
 323   PrintTrace("IntInfo: %x\n", exitinfo->intInfo);
 324
 325
 326   if (!intInfo->valid) {
 327      // interrupts are off, but this interrupt is not acknoledged (still pending)
 328      // so we turn on interrupts to deliver appropriately in the
 329      // host
 330     PrintTrace("External Interrupt is invald.  Turning Interrupts back on\n");
 331     asm("sti");
 332     return 0;
 333   }
 334
 335   // At this point, interrupts are off and the interrupt has been
 336   // acknowledged.  We will now handle the interrupt ourselves
 337   // and turn interrupts  back on in the host
 338
 339   PrintTrace("type: %d\n", intInfo->type);
 340   PrintTrace("number: %d\n", intInfo->nr);
 341
 342   PrintTrace("Interrupt %d occuring now and handled by HandleExternalIRQExit\n",intInfo->nr);
 343
 344   switch (intInfo->type) {
 345   case 0:  {  // ext. IRQ
 346     // In the following, we construct an "int x" instruction
 347     // where x is the specific interrupt number that is raised
 348     // then we execute that instruciton
 349     // because we are in host context, that means it is delivered as normal
 350     // through the host IDT
 351
 352      ((char*)(&&ext_int_seq_start))[1] = intInfo->nr;
 353
 354      PrintTrace("Interrupt instruction setup done %x\n", *((ushort_t *)(&&ext_int_seq_start)));
 355
 356 ext_int_seq_start:
 357      asm("int $0");
 358   }
 359
 360     break;
 361   case 2: // NMI
 362     PrintTrace("Type: NMI\n");
 363     break;
 364   case 3: // hw exception
 365     PrintTrace("Type: HW Exception\n");
 366     break;
 367   case 4: // sw exception
 368     PrintTrace("Type: SW Exception\n");
 369     break;
 370   default:
 371     PrintTrace("Invalid Interrupt Type\n");
 372     return -1;
 373   }
 374
 375   if (intInfo->valid && intInfo->errorCode) {
 376     PrintTrace("IntError: %x\n", exitinfo->intErrorCode);
 377   }
 378
 379
 380   return 0;
 381
 382 }
 383
 384
 385
 386 void DecodeCurrentInstruction(struct VM *vm, struct Instruction *inst)
 387 {
 388   // this is a gruesome hack
 389   uint_t address = GetLinearIP(vm);
 390   uint_t length = vm->vmcs.exitInfoFields.instrLength;
 391   unsigned char *t = (unsigned char *) address;
 392
 393
 394
 395   PrintTrace("DecodeCurrentInstruction: instruction is\n");
 396   PrintTraceMemDump(t,length);
 397
 398   if (length==3 && t[0]==0x0f && t[1]==0x22 && t[2]==0xc0) {
 399     // mov from eax to cr0
 400     // usually used to signal
 401     inst->type=VM_MOV_TO_CR0;
 402     inst->address=address;
 403     inst->size=length;
 404     inst->input1=vm->registers.eax;
 405     inst->input2=vm->vmcs.guestStateArea.cr0;
 406     inst->output=vm->registers.eax;
 407     PrintTrace("MOV FROM EAX TO CR0\n");
 408   } else {
 409     inst->type=VM_UNKNOWN_INST;
 410   }
 411 }
 412
 413
 414 static void V8086ModeSegmentRegisterFixup(struct VM *vm)
 415 {
 416   vm->vmcs.guestStateArea.cs.baseAddr=vm->vmcs.guestStateArea.cs.selector<<4;
 417   vm->vmcs.guestStateArea.es.baseAddr=vm->vmcs.guestStateArea.es.selector<<4;
 418   vm->vmcs.guestStateArea.ss.baseAddr=vm->vmcs.guestStateArea.ss.selector<<4;
 419   vm->vmcs.guestStateArea.ds.baseAddr=vm->vmcs.guestStateArea.ds.selector<<4;
 420   vm->vmcs.guestStateArea.fs.baseAddr=vm->vmcs.guestStateArea.fs.selector<<4;
 421   vm->vmcs.guestStateArea.gs.baseAddr=vm->vmcs.guestStateArea.gs.selector<<4;
 422 }
 423
 424 static void SetupV8086ModeForBoot(struct VM *vm)
 425 {
 426   vm->state = VM_VMXASSIST_V8086_BIOS;
 427
 428   // Put guest into V8086 mode on return
 429   vm->vmcs.guestStateArea.rflags |= EFLAGS_VM | EFLAGS_IOPL_HI | EFLAGS_IOPL_LO ;
 430
 431   // We will start at f000:fff0 on return
 432   //
 433   // We want this to look as much as possible as a processor
 434   // reset
 435   vm->vmcs.guestStateArea.rip = 0xfff0;  // note, 16 bit rip
 436   vm->vmcs.guestStateArea.cs.selector = 0xf000;
 437   vm->vmcs.guestStateArea.cs.limit=0xffff;
 438   vm->vmcs.guestStateArea.cs.access.as_dword = 0xf3;
 439
 440   vm->vmcs.guestStateArea.ss.selector = 0x0000;
 441   vm->vmcs.guestStateArea.ss.limit=0xffff;
 442   vm->vmcs.guestStateArea.ss.access.as_dword = 0xf3;
 443
 444   vm->vmcs.guestStateArea.ds.selector = 0x0000;
 445   vm->vmcs.guestStateArea.ds.limit=0xffff;
 446   vm->vmcs.guestStateArea.ds.access.as_dword = 0xf3;
 447
 448   vm->vmcs.guestStateArea.es.selector = 0x0000;
 449   vm->vmcs.guestStateArea.es.limit=0xffff;
 450   vm->vmcs.guestStateArea.es.access.as_dword = 0xf3;
 451
 452   vm->vmcs.guestStateArea.fs.selector = 0x0000;
 453   vm->vmcs.guestStateArea.fs.limit=0xffff;
 454   vm->vmcs.guestStateArea.fs.access.as_dword = 0xf3;
 455
 456   vm->vmcs.guestStateArea.gs.selector = 0x0000;
 457   vm->vmcs.guestStateArea.gs.limit=0xffff;
 458   vm->vmcs.guestStateArea.gs.access.as_dword = 0xf3;
 459
 460   V8086ModeSegmentRegisterFixup(vm);
 461
 462   PrintTrace_VMCSData(&(vm->vmcs));
 463
 464 }
 465
 466
 467
 468 static int HandleExceptionOrNMI(struct VM *vm)
 469 {
 470   struct Instruction inst;
 471   uint_t num;
 472   uint_t type;
 473   uint_t errorvalid;
 474   uint_t error;
 475   uint_t ext=0;
 476   uint_t idt=0;
 477   uint_t ti=0;
 478   uint_t selectorindex=0;
 479
 480   PrintTrace("Exception or NMI occurred\n");
 481
 482   num=vm->vmcs.exitInfoFields.intInfo & 0xff;
 483   type=(vm->vmcs.exitInfoFields.intInfo & 0x700)>>8;
 484   errorvalid=(vm->vmcs.exitInfoFields.intInfo & 0x800)>>11;
 485   if (errorvalid) {
 486     error=vm->vmcs.exitInfoFields.intErrorCode;
 487     ext=error&0x1;
 488     idt=(error&0x2)>>1;
 489     ti=(error&0x4)>>2;
 490     selectorindex=(error>>3)&0xffff;
 491   }
 492
 493   PrintTrace("Exception %d now - handled by HandleExceptionOrNMI\n",num);
 494
 495   PrintTrace("Exception Number %u : %s\n", num, exception_names[num]);
 496   PrintTrace("Exception Type %u : %s\n", type, exception_type_names[type]);
 497   if (errorvalid) {
 498     if (ext) {
 499       PrintTrace("External\n");
 500     } else {
 501       PrintTrace("%s - Selector Index is %u\n", idt ? "IDT" : ti ? "LDT" : "GDT", selectorindex);
 502     }
 503   }
 504
 505   DecodeCurrentInstruction(vm,&inst);
 506
 507   if (inst.type==VM_MOV_TO_CR0) {
 508     PrintTrace("MOV TO CR0, oldvalue=0x%x, newvalue=0x%x\n",inst.input2, inst.input1);
 509     if ((inst.input2 & CR0_PE) && !(inst.input1 & CR0_PE) && vm->state==VM_VMXASSIST_STARTUP) {
 510       // This is VMXAssist signalling for us to turn on V8086 mode and
 511       // jump into the bios
 512       PrintTrace("VMXAssist is signaling us for switch to V8086 mode and jump to 0xf000:fff0\n");
 513       SetupV8086ModeForBoot(vm);
 514       goto leave;
 515     } else {
 516       PrintTrace("Instruction is a write to CR0, but we don't understand it so we'll just exec it\n");
 517     }
 518   }
 519
 520
 521   PrintTrace("Trying to execute the faulting instruction in VMM context now\n");
 522   ExecFaultingInstructionInVMM(vm);
 523
 524     leave:
 525   //
 526   //PanicUnhandledVMExit(vmcs,regs);
 527   //VMXPanic();
 528   return 0;
 529 }
 530
 531
 532 static struct VM *FindVM()
 533 {
 534   return &theVM;
 535 }
 536
 537
 538 int Do_VMM(struct VMXRegs regs)
 539 {
 540
 541   ullong_t vmcs_ptr = 0;
 542   uint_t vmcs_ptr_low = 0;
 543   int ret = 0;
 544   uint_t vmx_abort = 0;
 545
 546
 547
 548   PrintTrace("Vm Exit\n");
 549   ret = VMCS_STORE(&vmcs_ptr);
 550   vmcs_ptr &= 0xffffffff;
 551   vmcs_ptr_low +=  vmcs_ptr;
 552
 553
 554
 555
 556   PrintTrace("ret=%d\n", ret);
 557   PrintTrace("Revision: %x\n", *(uint_t *)(vmcs_ptr_low));
 558   vmx_abort = *(uint_t*)(((char *)vmcs_ptr_low)+4);
 559
 560   struct VM *vm = FindVM();
 561
 562   if (vmx_abort != 0) {
 563     PrintTrace("VM ABORTED w/ code: %x\n", vmx_abort);
 564     return -1;
 565   }
 566
 567   vm->registers = regs;
 568
 569   if (CopyOutVMCSData(&(vm->vmcs)) != 0) {
 570     PrintTrace("Could not copy out VMCS\n");
 571     return -1;
 572   }
 573
 574
 575   PrintTrace("Guest esp: 0x%x (%u)\n", vm->vmcs.guestStateArea.rsp, vm->vmcs.guestStateArea.rsp);
 576
 577   PrintTrace("VM Exit for reason: %d (%x)\n",
 578               vm->vmcs.exitInfoFields.reason & 0x00000fff,
 579               vm->vmcs.exitInfoFields.reason);
 580
 581   if (vm->vmcs.exitInfoFields.reason & (0x1<<29) ) {
 582     PrintTrace("VM Exit is from VMX root operation.  Panicking\n");
 583     VMXPanic();
 584   }
 585
 586   if (vm->vmcs.exitInfoFields.reason & (0x1<<31) ) {
 587     PrintTrace("VM Exit is due to a VM entry failure.  Shouldn't happen here. Panicking\n");
 588     PrintTrace_VMCSData(&(vm->vmcs));
 589     VMXPanic();
 590   }
 591
 592   switch (vm->vmcs.exitInfoFields.reason) {
 593   case VM_EXIT_REASON_INFO_EXCEPTION_OR_NMI:
 594     ret = HandleExceptionOrNMI(vm);
 595     break;
 596   case VM_EXIT_REASON_EXTERNAL_INTR:
 597     ret = HandleExternalIRQExit(vm);
 598     break;
 599   case VM_EXIT_REASON_TRIPLE_FAULT:
 600     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 601     break;
 602   case VM_EXIT_REASON_INIT_SIGNAL:
 603     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 604     break;
 605   case VM_EXIT_REASON_STARTUP_IPI:
 606     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 607     break;
 608   case VM_EXIT_REASON_IO_SMI:
 609     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 610     break;
 611   case VM_EXIT_REASON_OTHER_SMI:
 612     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 613     break;
 614   case VM_EXIT_REASON_INTR_WINDOW:
 615     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 616     break;
 617   case VM_EXIT_REASON_NMI_WINDOW:
 618     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 619     break;
 620   case VM_EXIT_REASON_TASK_SWITCH:
 621     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 622     break;
 623   case VM_EXIT_REASON_CPUID:
 624     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 625     break;
 626   case VM_EXIT_REASON_INVD:
 627     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 628     break;
 629   case VM_EXIT_REASON_INVLPG:
 630     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 631     break;
 632   case VM_EXIT_REASON_RDPMC:
 633     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 634     break;
 635   case VM_EXIT_REASON_RDTSC:
 636     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 637     break;
 638   case VM_EXIT_REASON_RSM:
 639     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 640     break;
 641   case VM_EXIT_REASON_VMCALL:
 642     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 643     break;
 644   case VM_EXIT_REASON_VMCLEAR:
 645     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 646     break;
 647   case VM_EXIT_REASON_VMLAUNCH:
 648     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 649     break;
 650   case VM_EXIT_REASON_VMPTRLD:
 651     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 652     break;
 653   case VM_EXIT_REASON_VMPTRST:
 654     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 655     break;
 656   case VM_EXIT_REASON_VMREAD:
 657     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 658     break;
 659   case VM_EXIT_REASON_VMRESUME:
 660     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 661     break;
 662   case VM_EXIT_REASON_VMWRITE:
 663     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 664     break;
 665   case VM_EXIT_REASON_VMXOFF:
 666     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 667     break;
 668   case VM_EXIT_REASON_VMXON:
 669     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 670     break;
 671   case VM_EXIT_REASON_CR_REG_ACCESSES:
 672     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 673     break;
 674   case VM_EXIT_REASON_MOV_DR:
 675     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 676     break;
 677   case VM_EXIT_REASON_IO_INSTR:
 678     ret = HandleInOutExit(vm);
 679     break;
 680   case VM_EXIT_REASON_RDMSR:
 681     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 682     break;
 683   case VM_EXIT_REASON_WRMSR:
 684     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 685     break;
 686   case VM_EXIT_REASON_ENTRY_FAIL_INVALID_GUEST_STATE:
 687     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 688     break;
 689   case VM_EXIT_REASON_ENTRY_FAIL_MSR_LOAD:
 690     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 691     break;
 692   case VM_EXIT_REASON_MWAIT:
 693     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 694     break;
 695   case VM_EXIT_REASON_MONITOR:
 696     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 697     break;
 698   case VM_EXIT_REASON_PAUSE:
 699     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 700     break;
 701   case VM_EXIT_REASON_ENTRY_FAILURE_MACHINE_CHECK:
 702     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 703     break;
 704   case VM_EXIT_REASON_TPR_BELOW_THRESHOLD:
 705     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 706     break;
 707   default:
 708     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 709     break;
 710   }
 711
 712
 713   regs = vm->registers;
 714   CopyInVMCSData(&(vm->vmcs));
 715
 716   /*
 717     {
 718     VMCS_CLEAR(vmcs_ptr);
 719     }
 720   */
 721
 722   PrintTrace("Returning from Do_VMM: %d\n", ret);
 723
 724   return ret;
 725 }
 726
 727
 728 static void ConfigureExits(struct VM *vm)
 729 {
 730   CopyOutVMCSExecCtrlFields(&(vm->vmcs.execCtrlFields));
 731
 732   vm->vmcs.execCtrlFields.pinCtrls |= 0
 733     // EXTERNAL_INTERRUPT_EXITING
 734     | NMI_EXITING;
 735   vm->vmcs.execCtrlFields.procCtrls |= 0
 736     // INTERRUPT_WINDOWS_EXIT
 737     | USE_TSC_OFFSETTING
 738     | HLT_EXITING
 739     |INVLPG_EXITING
 740     |MWAIT_EXITING
 741     |RDPMC_EXITING
 742     |RDTSC_EXITING
 743     |MOVDR_EXITING
 744     |UNCONDITION_IO_EXITING
 745     |MONITOR_EXITING
 746     |PAUSE_EXITING         ;
 747
 748   CopyInVMCSExecCtrlFields(&(vm->vmcs.execCtrlFields));
 749
 750   CopyOutVMCSExitCtrlFields(&(vm->vmcs.exitCtrlFields));
 751
 752   vm->vmcs.exitCtrlFields.exitCtrls |= ACK_IRQ_ON_EXIT;
 753
 754   CopyInVMCSExitCtrlFields(&(vm->vmcs.exitCtrlFields));
 755
 756
 757 /*   VMCS_READ(VM_EXIT_CTRLS, &flags); */
 758 /*   flags |= ACK_IRQ_ON_EXIT; */
 759 /*   VMCS_WRITE(VM_EXIT_CTRLS, &flags); */
 760 }
 761
 762
 763 extern int RunVMM();
 764 extern int SAFE_VM_LAUNCH();
 765
 766 int MyLaunch(struct VM *vm)
 767 {
 768   ullong_t vmcs = (ullong_t)((uint_t) (vm->vmcsregion));
 769   uint_t entry_eip = vm->descriptor.entry_ip;
 770   uint_t exit_eip = vm->descriptor.exit_eip;
 771   uint_t guest_esp = vm->descriptor.guest_esp;
 772   uint_t f = 0xffffffff;
 773   uint_t tmpReg = 0;
 774   int ret;
 775   int vmm_ret = 0;
 776
 777   PrintTrace("Guest ESP: 0x%x (%u)\n", guest_esp, guest_esp);
 778
 779   exit_eip=(uint_t)RunVMM;
 780
 781   PrintTrace("Clear\n");
 782   VMCS_CLEAR(vmcs);
 783   PrintTrace("Load\n");
 784   VMCS_LOAD(vmcs);
 785
 786
 787   PrintTrace("VMCS_LINK_PTR\n");
 788   VMCS_WRITE(VMCS_LINK_PTR, &f);
 789   PrintTrace("VMCS_LINK_PTR_HIGH\n");
 790   VMCS_WRITE(VMCS_LINK_PTR_HIGH, &f);
 791
 792
 793   SetCtrlBitsCorrectly(IA32_VMX_PINBASED_CTLS_MSR, PIN_VM_EXEC_CTRLS);
 794   SetCtrlBitsCorrectly(IA32_VMX_PROCBASED_CTLS_MSR, PROC_VM_EXEC_CTRLS);
 795   SetCtrlBitsCorrectly(IA32_VMX_EXIT_CTLS_MSR, VM_EXIT_CTRLS);
 796   SetCtrlBitsCorrectly(IA32_VMX_ENTRY_CTLS_MSR, VM_ENTRY_CTRLS);
 797
 798   //
 799   //
 800   //SetCtrlBitsCorrectly(IA32_something,GUEST_IA32_DEBUGCTL);
 801   //SetCtrlBitsCorrectly(IA32_something,GUEST_IA32_DEBUGCTL_HIGH);
 802
 803
 804   /* Host state */
 805   PrintTrace("Setting up host state\n");
 806   SetCRBitsCorrectly(IA32_VMX_CR0_FIXED0_MSR, IA32_VMX_CR0_FIXED1_MSR, HOST_CR0);
 807   SetCRBitsCorrectly(IA32_VMX_CR4_FIXED0_MSR, IA32_VMX_CR4_FIXED1_MSR, HOST_CR4);
 808   ret = Init_VMCS_HostState();
 809
 810   if (ret != VMX_SUCCESS) {
 811     if (ret == VMX_FAIL_VALID) {
 812       PrintTrace("Init Host state: VMCS FAILED WITH ERROR\n");
 813     } else {
 814       PrintTrace("Init Host state: Invalid VMCS\n");
 815     }
 816     return ret;
 817   }
 818
 819   //  PrintTrace("HOST_RIP: %x (%u)\n", exit_eip, exit_eip);
 820   VMCS_WRITE(HOST_RIP, &exit_eip);
 821
 822   /* Guest state */
 823   PrintTrace("Setting up guest state\n");
 824   PrintTrace("GUEST_RIP: %x (%u)\n", entry_eip, entry_eip);
 825   VMCS_WRITE(GUEST_RIP,&entry_eip);
 826
 827   SetCRBitsCorrectly(IA32_VMX_CR0_FIXED0_MSR, IA32_VMX_CR0_FIXED1_MSR, GUEST_CR0);
 828   SetCRBitsCorrectly(IA32_VMX_CR4_FIXED0_MSR, IA32_VMX_CR4_FIXED1_MSR, GUEST_CR4);
 829   ret = Init_VMCS_GuestState();
 830
 831   PrintTrace("InitGuestState returned\n");
 832   if (ret != VMX_SUCCESS) {
 833     if (ret == VMX_FAIL_VALID) {
 834       PrintTrace("Init Guest state: VMCS FAILED WITH ERROR\n");
 835     } else {
 836       PrintTrace("Init Guest state: Invalid VMCS\n");
 837     }
 838     return ret;
 839   }
 840   PrintTrace("GUEST_RSP: %x (%u)\n", guest_esp, (uint_t)guest_esp);
 841   VMCS_WRITE(GUEST_RSP,&guest_esp);
 842
 843   //  tmpReg = 0x4100;
 844   tmpReg = 0xffffffff;
 845   if (VMCS_WRITE(EXCEPTION_BITMAP,&tmpReg ) != VMX_SUCCESS) {
 846     PrintInfo("Bitmap error\n");
 847   }
 848
 849   ConfigureExits(vm);
 850
 851   PrintTrace("VMCS_LAUNCH\n");
 852
 853   vm->state=VM_VMXASSIST_STARTUP;
 854
 855   vmm_ret = SAFE_VM_LAUNCH();
 856
 857   PrintTrace("VMM error %d\n", vmm_ret);
 858
 859   return vmm_ret;
 860 }
 861
 862
 863
 864
 865 int VMLaunch(struct VMDescriptor *vm)
 866 {
 867   VMCS * vmcs = CreateVMCS();
 868   int rc;
 869
 870   ullong_t vmcs_ptr = (ullong_t)((uint_t)vmcs);
 871   uint_t top = (vmcs_ptr>>32)&0xffffffff;
 872   uint_t bottom = (vmcs_ptr)&0xffffffff;
 873
 874   theVM.vmcsregion = vmcs;
 875   theVM.descriptor = *vm;
 876
 877   PrintTrace("vmcs_ptr_top=%x vmcs_ptr_bottom=%x, eip=%x\n", top, bottom, vm->entry_ip);
 878   rc=MyLaunch(&theVM); // vmcs_ptr, vm->entry_ip, vm->exit_eip, vm->guest_esp);
 879   PrintTrace("Returned from MyLaunch();\n");
 880   return rc;
 881 }
 882
 883
 884 VmxOnRegion * CreateVmxOnRegion() {
 885   union VMX_MSR basicMSR;
 886   VmxOnRegion * region = (VmxOnRegion *)(os_hooks)->allocate_pages(1);
 887
 888   Get_MSR(IA32_VMX_BASIC_MSR, &basicMSR.regs.high, &basicMSR.regs.low);
 889   //  memcpy(region, &basicMSR.vmxBasic.revision, sizeof(uint_t));
 890
 891   *(ulong_t*)region = basicMSR.vmxBasic.revision;
 892
 893   PrintInfo("VMX revision: 0x%lu\n", *(ulong_t *)region);
 894
 895   return region;
 896 }
 897
 898 VMCS * CreateVMCS() {
 899   union VMX_MSR basicMSR;
 900   VMCS * vmcs = (VMCS *)(os_hooks)->allocate_pages(1);
 901
 902   Get_MSR(IA32_VMX_BASIC_MSR, &basicMSR.regs.high, &basicMSR.regs.low);
 903   *(ulong_t *)vmcs = basicMSR.vmxBasic.revision;
 904   *(ulong_t *)((char*)vmcs + 4) = 0;
 905
 906   PrintTrace("VMCS Region size: %u\n", basicMSR.vmxBasic.regionSize);
 907   PrintTrace("VMCS Abort: %x\n",*(uint_t *)(((char*)vmcs)+4));
 908
 909   return vmcs;
 910 }