palacios/src/geekos/vmx.c

   1 #include <geekos/vmx.h>
   2 #include <geekos/vmcs.h>
   3 #include <geekos/mem.h>
   4 #include <geekos/serial.h>
   5 #include <geekos/segment.h>
   6 #include <geekos/gdt.h>
   7 #include <geekos/idt.h>
   8
   9
  10 #include <geekos/cpu.h>
  11 #include <geekos/io_devs.h>
  12
  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
  31 static struct VM theVM;
  32
  33 static uint_t GetLinearIP(struct VM *vm)
  34 {
  35   if (vm->state==VM_VMXASSIST_V8086_BIOS || vm->state==VM_VMXASSIST_V8086) {
  36     return vm->vmcs.guestStateArea.cs.baseAddr + vm->vmcs.guestStateArea.rip;
  37   } else {
  38     return vm->vmcs.guestStateArea.rip;
  39   }
  40 }
  41
  42
  43 static void VMXPanic()
  44 {
  45   while (1) {}
  46 }
  47
  48
  49 #define MAX_CODE 512
  50 #define INSTR_OFFSET_START 17
  51 #define NOP_SEQ_LEN        10
  52 #define INSTR_OFFSET_END   (INSTR_OFFSET_START+NOP_SEQ_LEN-1)
  53 #define TEMPLATE_CODE_LEN  35
  54
  55 uint_t oldesp=0;
  56 uint_t myregs=0;
  57
  58 // simply execute the instruction that is faulting and return
  59 static int ExecFaultingInstructionInVMM(struct VM *vm)
  60 {
  61   uint_t address = GetLinearIP(vm);
  62   myregs = (uint_t)&(vm->registers);
  63
  64
  65   SerialPrintLevel(1000,"About the execute faulting instruction!\n");
  66   SerialPrintLevel(1000,"Instruction is:\n");
  67   SerialMemDump((void*)(address),vm->vmcs.exitInfoFields.instrLength);
  68
  69
  70   SerialPrintLevel(1000,"The template code is:\n");
  71   SerialMemDump(&&template_code,TEMPLATE_CODE_LEN);
  72
  73   // clone the template code
  74   //memcpy(&&template_code,code,MAX_CODE);
  75
  76   // clean up the nop field
  77   memset(&&template_code+INSTR_OFFSET_START,*((uchar_t *)(&&template_code+0)),NOP_SEQ_LEN);
  78   // overwrite the nops with the faulting instruction
  79   memcpy(&&template_code+INSTR_OFFSET_START, (void*)(address),vm->vmcs.exitInfoFields.instrLength);
  80
  81   SerialPrintLevel(1000,"Finished modifying the template code, which now is:\n");
  82   SerialMemDump(&&template_code,TEMPLATE_CODE_LEN);
  83
  84   SerialPrintLevel(1000,"Now entering modified template code\n");
  85
  86
  87  template_code:
  88   // Template code stores current registers,
  89   // restores registers, has a landing pad of noops
  90   // that will be modified, restores current regs, and then returns
  91   //
  92   // Note that this currently ignores cr0, cr3, cr4, dr7, rsp, rip, and rflags
  93   // it also blythly assumes it can exec the instruction in protected mode
  94   //
  95   __asm__ __volatile__ ("nop\n"               // for cloning purposes                          (1 byte)
  96                         "pusha\n"             // push our current regs onto the current stack  (1 byte)
  97                         "movl %0, %%eax\n"    // Get oldesp location                           (5 bytes)
  98                         "movl %%esp, (%%eax)\n"  // store the current stack pointer in oldesp       (2 bytes)
  99                         "movl %1, %%eax\n"    // Get regs location                             (5 bytes)
 100                         "movl (%%eax), %%esp\n"  // point esp at regs                               (2 bytes)
 101                         "popa\n"              // now we have the VM registers restored            (1 byte)
 102                         "nop\n"               // now we execute the actual instruction         (1 byte x 10)
 103                         "nop\n"               // now we execute the actual instruction
 104                         "nop\n"               // now we execute the actual instruction
 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                         // need to copy back to the VM registers!
 113                         "movl %0, %%eax\n"     // recapture oldesp location                     (5 bytes)
 114                         "movl (%%eax), %%esp\n"   // now we'll get our esp back from oldesp       (2 bytes)
 115                         "popa\n"              // and restore our GP regs and we're done       (1 byte)
 116                         : "=m"(oldesp)
 117                         : "m"(myregs)
 118                         );
 119
 120   SerialPrintLevel(1000,"Survived executing the faulting instruction and returning.\n");
 121
 122   vm->vmcs.guestStateArea.rip += vm->vmcs.exitInfoFields.instrLength;
 123
 124   return 0;
 125
 126 }
 127
 128
 129 VmxOnRegion * Init_VMX() {
 130   VmxOnRegion * region = NULL;
 131
 132   unsigned int 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     SerialPrintLevel(100,"MSRREGlow: 0x%.8x\n", featureMSR.regs.low);
 140     if ((featureMSR.regs.low & FEATURE_CONTROL_VALID) != FEATURE_CONTROL_VALID) {
 141       PrintBoth("VMX is locked -- enable in the BIOS\n");
 142       return NULL;
 143     }
 144   } else {
 145     PrintBoth("VMX not supported on this cpu\n");
 146     return NULL;
 147   }
 148
 149   region = CreateVmxOnRegion();
 150
 151
 152   ret = Enable_VMX((ullong_t)((uint_t)region));
 153   if (ret == 0) {
 154     PrintBoth("VMX Enabled\n");
 155   } else {
 156     PrintBoth("VMX failure (ret = %d)\n", ret);
 157   }
 158
 159   theVM.vmxonregion = region;
 160
 161   return region;
 162 }
 163
 164 extern uint_t VMCS_CLEAR();
 165 extern uint_t VMCS_LOAD();
 166 extern uint_t VMCS_STORE();
 167 extern uint_t VMCS_LAUNCH();
 168 extern uint_t VMCS_RESUME();
 169 extern uint_t Init_VMCS_HostState();
 170 extern uint_t Init_VMCS_GuestState();
 171
 172 void SetCtrlBitsCorrectly(int msrno, int vmcsno)
 173 {
 174   uint_t reserved =0;
 175   union VMX_MSR msr;
 176
 177   SerialPrintLevel(100,"SetCtrlBitsCorrectly(%x,%x)\n",msrno,vmcsno);
 178   Get_MSR(msrno, &msr.regs.high, &msr.regs.low);
 179   SerialPrintLevel(100,"MSR %x = %x : %x \n", msrno, msr.regs.high, msr.regs.low);
 180   reserved = msr.regs.low;
 181   reserved &= msr.regs.high;
 182   VMCS_WRITE(vmcsno, &reserved);
 183 }
 184
 185
 186 void SetCRBitsCorrectly(int msr0no, int msr1no, int vmcsno)
 187 {
 188   uint_t reserved =0;
 189   union VMX_MSR msr0, msr1;
 190
 191   SerialPrintLevel(100,"SetCRBitsCorrectly(%x,%x,%x)\n",msr0no,msr1no,vmcsno);
 192   Get_MSR(msr0no, &msr0.regs.high, &msr0.regs.low);
 193   Get_MSR(msr1no, &msr1.regs.high, &msr1.regs.low);
 194   SerialPrintLevel(100,"MSR %x = %x, %x =  %x \n", msr0no, msr0.regs.low, msr1no, msr1.regs.low);
 195   reserved = msr0.regs.low;
 196   reserved &= msr1.regs.low;
 197   VMCS_WRITE(vmcsno, &reserved);
 198 }
 199
 200
 201 extern int Get_CR2();
 202 extern int vmRunning;
 203
 204
 205 static int PanicUnhandledVMExit(struct VM *vm)
 206 {
 207   Print("Panicking due to VMExit with reason %u\n",vm->vmcs.exitInfoFields.reason);
 208   SerialPrint("Panicking due to VMExit with reason %u\n",vm->vmcs.exitInfoFields.reason);
 209   SerialPrint_VMCS_ALL();
 210   SerialPrint_VMX_Regs(&(vm->registers));
 211   VMXPanic();
 212   return 0;
 213 }
 214
 215
 216 static int HandleVMPrintsAndPanics(struct VM *vm, uint_t port, uint_t data)
 217 {
 218   if (port==VMXASSIST_INFO_PORT &&
 219       (vm->state == VM_VMXASSIST_STARTUP ||
 220        vm->state == VM_VMXASSIST_V8086_BIOS ||
 221        vm->state == VM_VMXASSIST_V8086)) {
 222     // Communication channel from VMXAssist
 223     SerialPrintLevel(1000,"VMXASSIST Output Port\n");
 224     PrintBoth("%c",data&0xff);
 225     return 1;
 226   }
 227
 228   if ((port==ROMBIOS_PANIC_PORT ||
 229        port==ROMBIOS_PANIC_PORT2 ||
 230        port==ROMBIOS_DEBUG_PORT ||
 231        port==ROMBIOS_INFO_PORT) &&
 232       (vm->state==VM_VMXASSIST_V8086_BIOS)) {
 233     // rombios is communicating
 234     SerialPrintLevel(1000,"ROMBIOS Output Port\n");
 235     //    PrintBoth("%c",data&0xff);
 236     return 1;
 237   }
 238
 239   if (port==BOOT_STATE_CARD_PORT && vm->state==VM_VMXASSIST_V8086_BIOS) {
 240     // rombios is sending something to the display card
 241     SerialPrintLevel(1000,"Hex Display: 0x%x\n",data&0xff);
 242     return 1;
 243   }
 244   return 0;
 245 }
 246
 247 static int HandleInOutExit(struct VM *vm)
 248 {
 249   uint_t address;
 250
 251   struct VMCSExitInfoFields *exitinfo = &(vm->vmcs.exitInfoFields);
 252   struct VMExitIOQual * qual = (struct VMExitIOQual *)&(vm->vmcs.exitInfoFields.qualification);
 253   struct VMXRegs *regs = &(vm->registers);
 254
 255   address=GetLinearIP(vm);
 256
 257   SerialPrintLevel(1000,"Handling Input/Output Instruction Exit\n");
 258   if (SERIAL_PRINT_DEBUG && 1000>=SERIAL_PRINT_DEBUG_LEVEL) {
 259       SerialPrint_VMX_Regs(regs);
 260   }
 261   SerialPrintLevel(1000,"Qualifications=0x%x\n",exitinfo->qualification);
 262   SerialPrintLevel(1000,"Reason=0x%x\n",exitinfo->reason);
 263   SerialPrintLevel(1000,"IO Port: 0x%x (%d)\n", qual->port, qual->port);
 264   SerialPrintLevel(1000,"Instruction Info=%x\n",exitinfo->instrInfo);
 265   SerialPrintLevel(1000,"%x : %s %s %s instruction of length %d for %d bytes from/to port 0x%x\n",
 266                    address,
 267                    qual->dir == 0 ? "output" : "input",
 268                    qual->string ==0 ? "nonstring" : "STRING",
 269                    qual->REP == 0 ? "with no rep" : "WITH REP",
 270                    exitinfo->instrLength,
 271                    qual->accessSize==0 ? 1 : qual->accessSize==1 ? 2 : 4,
 272                    qual->port);
 273
 274   if (qual->port==PIC_MASTER_CMD_ISR_PORT ||
 275       qual->port==PIC_MASTER_IMR_PORT ||
 276       qual->port==PIC_SLAVE_CMD_ISR_PORT ||
 277       qual->port==PIC_SLAVE_IMR_PORT) {
 278     SerialPrintLevel(1000, "PIC Access\n");
 279   }
 280
 281
 282   if (qual->dir==1 && qual->REP==0 && qual->string==0) {
 283     char byte = In_Byte(qual->port);
 284
 285     vm->vmcs.guestStateArea.rip += exitinfo->instrLength;
 286     regs->eax = (regs->eax & 0xffffff00) | byte;
 287     SerialPrintLevel(1000,"Returning 0x%x in eax\n",(regs->eax));
 288   }
 289
 290   if (qual->dir==0 && qual->REP==0 && qual->string==0) {
 291     // See if we need to handle the outb as a signal or
 292     // print from the VM
 293     if (HandleVMPrintsAndPanics(vm,qual->port,regs->eax)) {
 294     } else {
 295       // If not, just go ahead and do the outb
 296       Out_Byte(qual->port,regs->eax);
 297       SerialPrintLevel(1000,"Wrote 0x%x to port\n",(regs->eax));
 298     }
 299     vm->vmcs.guestStateArea.rip += exitinfo->instrLength;
 300   }
 301
 302   return 0;
 303 }
 304
 305
 306 static int HandleExternalIRQExit(struct VM *vm)
 307 {
 308   struct VMCSExitInfoFields * exitinfo = &(vm->vmcs.exitInfoFields);
 309   struct VMExitIntInfo * intInfo  = (struct VMExitIntInfo *)&(vm->vmcs.exitInfoFields.intInfo);
 310
 311   SerialPrintLevel(1000,"External Interrupt captured\n");
 312   SerialPrintLevel(100,"IntInfo: %x\n", exitinfo->intInfo);
 313
 314
 315   if (!intInfo->valid) {
 316      // interrupts are off, but this interrupt is not acknoledged (still pending)
 317      // so we turn on interrupts to deliver appropriately in the
 318      // host
 319     SerialPrintLevel(100,"External Interrupt is invald.  Turning Interrupts back on\n");
 320     asm("sti");
 321     return 0;
 322   }
 323
 324   // At this point, interrupts are off and the interrupt has been
 325   // acknowledged.  We will now handle the interrupt ourselves
 326   // and turn interrupts  back on in the host
 327
 328   SerialPrintLevel(100,"type: %d\n", intInfo->type);
 329   SerialPrintLevel(100,"number: %d\n", intInfo->nr);
 330
 331   SerialPrint("Interrupt %d occuring now and handled by HandleExternalIRQExit\n",intInfo->nr);
 332
 333   switch (intInfo->type) {
 334   case 0:  {  // ext. IRQ
 335     // In the following, we construct an "int x" instruction
 336     // where x is the specific interrupt number that is raised
 337     // then we execute that instruciton
 338     // because we are in host context, that means it is delivered as normal
 339     // through the host IDT
 340
 341      ((char*)(&&ext_int_seq_start))[1] = intInfo->nr;
 342
 343      SerialPrintLevel(100,"Interrupt instruction setup done %x\n", *((ushort_t *)(&&ext_int_seq_start)));
 344
 345 ext_int_seq_start:
 346      asm("int $0");
 347   }
 348
 349     break;
 350   case 2: // NMI
 351     SerialPrintLevel(100,"Type: NMI\n");
 352     break;
 353   case 3: // hw exception
 354     SerialPrintLevel(100,"Type: HW Exception\n");
 355     break;
 356   case 4: // sw exception
 357     SerialPrintLevel(100,"Type: SW Exception\n");
 358     break;
 359   default:
 360     SerialPrintLevel(100,"Invalid Interrupt Type\n");
 361     return -1;
 362   }
 363
 364   if (intInfo->valid && intInfo->errorCode) {
 365     SerialPrintLevel(100,"IntError: %x\n", exitinfo->intErrorCode);
 366   }
 367
 368
 369   return 0;
 370
 371 }
 372
 373
 374
 375 void DecodeCurrentInstruction(struct VM *vm, struct Instruction *inst)
 376 {
 377   // this is a gruesome hack
 378   uint_t address = GetLinearIP(vm);
 379   uint_t length = vm->vmcs.exitInfoFields.instrLength;
 380   unsigned char *t = (unsigned char *) address;
 381
 382
 383
 384   SerialPrintLevel(100,"DecodeCurrentInstruction: instruction is\n");
 385   SerialMemDump(t,length);
 386
 387   if (length==3 && t[0]==0x0f && t[1]==0x22 && t[2]==0xc0) {
 388     // mov from eax to cr0
 389     // usually used to signal
 390     inst->type=VM_MOV_TO_CR0;
 391     inst->address=address;
 392     inst->size=length;
 393     inst->input1=vm->registers.eax;
 394     inst->input2=vm->vmcs.guestStateArea.cr0;
 395     inst->output=vm->registers.eax;
 396     SerialPrintLevel(100,"MOV FROM EAX TO CR0\n");
 397   } else {
 398     inst->type=VM_UNKNOWN_INST;
 399   }
 400 }
 401
 402
 403 static void V8086ModeSegmentRegisterFixup(struct VM *vm)
 404 {
 405   vm->vmcs.guestStateArea.cs.baseAddr=vm->vmcs.guestStateArea.cs.selector<<4;
 406   vm->vmcs.guestStateArea.es.baseAddr=vm->vmcs.guestStateArea.es.selector<<4;
 407   vm->vmcs.guestStateArea.ss.baseAddr=vm->vmcs.guestStateArea.ss.selector<<4;
 408   vm->vmcs.guestStateArea.ds.baseAddr=vm->vmcs.guestStateArea.ds.selector<<4;
 409   vm->vmcs.guestStateArea.fs.baseAddr=vm->vmcs.guestStateArea.fs.selector<<4;
 410   vm->vmcs.guestStateArea.gs.baseAddr=vm->vmcs.guestStateArea.gs.selector<<4;
 411 }
 412
 413 static void SetupV8086ModeForBoot(struct VM *vm)
 414 {
 415   vm->state = VM_VMXASSIST_V8086_BIOS;
 416
 417   // Put guest into V8086 mode on return
 418   vm->vmcs.guestStateArea.rflags |= EFLAGS_VM | EFLAGS_IOPL_HI | EFLAGS_IOPL_LO ;
 419
 420   // We will start at f000:fff0 on return
 421   //
 422   // We want this to look as much as possible as a processor
 423   // reset
 424   vm->vmcs.guestStateArea.rip = 0xfff0;  // note, 16 bit rip
 425   vm->vmcs.guestStateArea.cs.selector = 0xf000;
 426   vm->vmcs.guestStateArea.cs.limit=0xffff;
 427   vm->vmcs.guestStateArea.cs.access.as_dword = 0xf3;
 428
 429   vm->vmcs.guestStateArea.ss.selector = 0x0000;
 430   vm->vmcs.guestStateArea.ss.limit=0xffff;
 431   vm->vmcs.guestStateArea.ss.access.as_dword = 0xf3;
 432
 433   vm->vmcs.guestStateArea.ds.selector = 0x0000;
 434   vm->vmcs.guestStateArea.ds.limit=0xffff;
 435   vm->vmcs.guestStateArea.ds.access.as_dword = 0xf3;
 436
 437   vm->vmcs.guestStateArea.es.selector = 0x0000;
 438   vm->vmcs.guestStateArea.es.limit=0xffff;
 439   vm->vmcs.guestStateArea.es.access.as_dword = 0xf3;
 440
 441   vm->vmcs.guestStateArea.fs.selector = 0x0000;
 442   vm->vmcs.guestStateArea.fs.limit=0xffff;
 443   vm->vmcs.guestStateArea.fs.access.as_dword = 0xf3;
 444
 445   vm->vmcs.guestStateArea.gs.selector = 0x0000;
 446   vm->vmcs.guestStateArea.gs.limit=0xffff;
 447   vm->vmcs.guestStateArea.gs.access.as_dword = 0xf3;
 448
 449   V8086ModeSegmentRegisterFixup(vm);
 450
 451   SerialPrint_VMCSData(&(vm->vmcs));
 452
 453 }
 454
 455
 456
 457 static int HandleExceptionOrNMI(struct VM *vm)
 458 {
 459   struct Instruction inst;
 460   uint_t num;
 461   uint_t type;
 462   uint_t errorvalid;
 463   uint_t error;
 464   uint_t ext=0;
 465   uint_t idt=0;
 466   uint_t ti=0;
 467   uint_t selectorindex=0;
 468
 469   SerialPrintLevel(1000,"Exception or NMI occurred\n");
 470
 471   num=vm->vmcs.exitInfoFields.intInfo & 0xff;
 472   type=(vm->vmcs.exitInfoFields.intInfo & 0x700)>>8;
 473   errorvalid=(vm->vmcs.exitInfoFields.intInfo & 0x800)>>11;
 474   if (errorvalid) {
 475     error=vm->vmcs.exitInfoFields.intErrorCode;
 476     ext=error&0x1;
 477     idt=(error&0x2)>>1;
 478     ti=(error&0x4)>>2;
 479     selectorindex=(error>>3)&0xffff;
 480   }
 481
 482   SerialPrint("Exception %d now - handled by HandleExceptionOrNMI\n",num);
 483
 484   SerialPrintLevel(1000,"Exception Number %u : %s\n", num, exception_names[num]);
 485   SerialPrintLevel(1000,"Exception Type %u : %s\n", type, exception_type_names[type]);
 486   if (errorvalid) {
 487     if (ext) {
 488       SerialPrintLevel(1000,"External\n");
 489     } else {
 490       SerialPrintLevel(1000,"%s - Selector Index is %u\n", idt ? "IDT" : ti ? "LDT" : "GDT", selectorindex);
 491     }
 492   }
 493
 494   DecodeCurrentInstruction(vm,&inst);
 495
 496   if (inst.type==VM_MOV_TO_CR0) {
 497     SerialPrintLevel(1000,"MOV TO CR0, oldvalue=0x%x, newvalue=0x%x\n",inst.input2, inst.input1);
 498     if ((inst.input2 & CR0_PE) && !(inst.input1 & CR0_PE) && vm->state==VM_VMXASSIST_STARTUP) {
 499       // This is VMXAssist signalling for us to turn on V8086 mode and
 500       // jump into the bios
 501       SerialPrintLevel(1000,"VMXAssist is signaling us for switch to V8086 mode and jump to 0xf000:fff0\n");
 502       SetupV8086ModeForBoot(vm);
 503       goto leave;
 504     } else {
 505       SerialPrintLevel(1000,"Instruction is a write to CR0, but we don't understand it so we'll just exec it\n");
 506     }
 507   }
 508
 509
 510   SerialPrintLevel(1000,"Trying to execute the faulting instruction in VMM context now\n");
 511   ExecFaultingInstructionInVMM(vm);
 512
 513     leave:
 514   //
 515   //PanicUnhandledVMExit(vmcs,regs);
 516   //VMXPanic();
 517   return 0;
 518 }
 519
 520
 521 static struct VM *FindVM()
 522 {
 523   return &theVM;
 524 }
 525
 526
 527 int Do_VMM(struct VMXRegs regs)
 528 {
 529
 530   ullong_t vmcs_ptr = 0;
 531   uint_t vmcs_ptr_low = 0;
 532   int ret = 0;
 533   uint_t vmx_abort = 0;
 534
 535
 536
 537   SerialPrintLevel(100,"Vm Exit\n");
 538   ret = VMCS_STORE(&vmcs_ptr);
 539   vmcs_ptr &= 0xffffffff;
 540   vmcs_ptr_low +=  vmcs_ptr;
 541
 542
 543
 544
 545   SerialPrintLevel(100,"ret=%d\n", ret);
 546   SerialPrintLevel(100,"Revision: %x\n", *(uint_t *)(vmcs_ptr_low));
 547   vmx_abort = *(uint_t*)(((char *)vmcs_ptr_low)+4);
 548
 549   struct VM *vm = FindVM();
 550
 551   if (vmx_abort != 0) {
 552     SerialPrintLevel(1000,"VM ABORTED w/ code: %x\n", vmx_abort);
 553     return -1;
 554   }
 555
 556   vm->registers = regs;
 557
 558   if (CopyOutVMCSData(&(vm->vmcs)) != 0) {
 559     SerialPrintLevel(1000,"Could not copy out VMCS\n");
 560     return -1;
 561   }
 562
 563
 564   SerialPrint("Guest esp: 0x%x (%u)\n", vm->vmcs.guestStateArea.rsp, vm->vmcs.guestStateArea.rsp);
 565
 566   SerialPrintLevel(100,"VM Exit for reason: %d (%x)\n",
 567               vm->vmcs.exitInfoFields.reason & 0x00000fff,
 568               vm->vmcs.exitInfoFields.reason);
 569
 570   if (vm->vmcs.exitInfoFields.reason & (0x1<<29) ) {
 571     SerialPrintLevel(1000,"VM Exit is from VMX root operation.  Panicking\n");
 572     VMXPanic();
 573   }
 574
 575   if (vm->vmcs.exitInfoFields.reason & (0x1<<31) ) {
 576     SerialPrintLevel(1000,"VM Exit is due to a VM entry failure.  Shouldn't happen here. Panicking\n");
 577     SerialPrint_VMCSData(&(vm->vmcs));
 578     VMXPanic();
 579   }
 580
 581   switch (vm->vmcs.exitInfoFields.reason) {
 582   case VM_EXIT_REASON_INFO_EXCEPTION_OR_NMI:
 583     ret = HandleExceptionOrNMI(vm);
 584     break;
 585   case VM_EXIT_REASON_EXTERNAL_INTR:
 586     ret = HandleExternalIRQExit(vm);
 587     break;
 588   case VM_EXIT_REASON_TRIPLE_FAULT:
 589     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 590     break;
 591   case VM_EXIT_REASON_INIT_SIGNAL:
 592     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 593     break;
 594   case VM_EXIT_REASON_STARTUP_IPI:
 595     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 596     break;
 597   case VM_EXIT_REASON_IO_SMI:
 598     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 599     break;
 600   case VM_EXIT_REASON_OTHER_SMI:
 601     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 602     break;
 603   case VM_EXIT_REASON_INTR_WINDOW:
 604     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 605     break;
 606   case VM_EXIT_REASON_NMI_WINDOW:
 607     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 608     break;
 609   case VM_EXIT_REASON_TASK_SWITCH:
 610     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 611     break;
 612   case VM_EXIT_REASON_CPUID:
 613     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 614     break;
 615   case VM_EXIT_REASON_INVD:
 616     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 617     break;
 618   case VM_EXIT_REASON_INVLPG:
 619     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 620     break;
 621   case VM_EXIT_REASON_RDPMC:
 622     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 623     break;
 624   case VM_EXIT_REASON_RDTSC:
 625     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 626     break;
 627   case VM_EXIT_REASON_RSM:
 628     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 629     break;
 630   case VM_EXIT_REASON_VMCALL:
 631     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 632     break;
 633   case VM_EXIT_REASON_VMCLEAR:
 634     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 635     break;
 636   case VM_EXIT_REASON_VMLAUNCH:
 637     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 638     break;
 639   case VM_EXIT_REASON_VMPTRLD:
 640     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 641     break;
 642   case VM_EXIT_REASON_VMPTRST:
 643     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 644     break;
 645   case VM_EXIT_REASON_VMREAD:
 646     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 647     break;
 648   case VM_EXIT_REASON_VMRESUME:
 649     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 650     break;
 651   case VM_EXIT_REASON_VMWRITE:
 652     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 653     break;
 654   case VM_EXIT_REASON_VMXOFF:
 655     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 656     break;
 657   case VM_EXIT_REASON_VMXON:
 658     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 659     break;
 660   case VM_EXIT_REASON_CR_REG_ACCESSES:
 661     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 662     break;
 663   case VM_EXIT_REASON_MOV_DR:
 664     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 665     break;
 666   case VM_EXIT_REASON_IO_INSTR:
 667     ret = HandleInOutExit(vm);
 668     break;
 669   case VM_EXIT_REASON_RDMSR:
 670     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 671     break;
 672   case VM_EXIT_REASON_WRMSR:
 673     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 674     break;
 675   case VM_EXIT_REASON_ENTRY_FAIL_INVALID_GUEST_STATE:
 676     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 677     break;
 678   case VM_EXIT_REASON_ENTRY_FAIL_MSR_LOAD:
 679     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 680     break;
 681   case VM_EXIT_REASON_MWAIT:
 682     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 683     break;
 684   case VM_EXIT_REASON_MONITOR:
 685     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 686     break;
 687   case VM_EXIT_REASON_PAUSE:
 688     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 689     break;
 690   case VM_EXIT_REASON_ENTRY_FAILURE_MACHINE_CHECK:
 691     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 692     break;
 693   case VM_EXIT_REASON_TPR_BELOW_THRESHOLD:
 694     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 695     break;
 696   default:
 697     ret = PanicUnhandledVMExit(vm);
 698     break;
 699   }
 700
 701
 702   regs = vm->registers;
 703   CopyInVMCSData(&(vm->vmcs));
 704
 705   /*
 706     {
 707     VMCS_CLEAR(vmcs_ptr);
 708     }
 709   */
 710
 711   SerialPrintLevel(100,"Returning from Do_VMM: %d\n", ret);
 712
 713   return ret;
 714 }
 715
 716
 717 static void ConfigureExits(struct VM *vm)
 718 {
 719   CopyOutVMCSExecCtrlFields(&(vm->vmcs.execCtrlFields));
 720
 721   vm->vmcs.execCtrlFields.pinCtrls |= 0
 722     // EXTERNAL_INTERRUPT_EXITING
 723     | NMI_EXITING;
 724   vm->vmcs.execCtrlFields.procCtrls |= 0
 725     // INTERRUPT_WINDOWS_EXIT
 726     | USE_TSC_OFFSETTING
 727     | HLT_EXITING
 728     |INVLPG_EXITING
 729     |MWAIT_EXITING
 730     |RDPMC_EXITING
 731     |RDTSC_EXITING
 732     |MOVDR_EXITING
 733     |UNCONDITION_IO_EXITING
 734     |MONITOR_EXITING
 735     |PAUSE_EXITING         ;
 736
 737   CopyInVMCSExecCtrlFields(&(vm->vmcs.execCtrlFields));
 738
 739   CopyOutVMCSExitCtrlFields(&(vm->vmcs.exitCtrlFields));
 740
 741   vm->vmcs.exitCtrlFields.exitCtrls |= ACK_IRQ_ON_EXIT;
 742
 743   CopyInVMCSExitCtrlFields(&(vm->vmcs.exitCtrlFields));
 744
 745
 746 /*   VMCS_READ(VM_EXIT_CTRLS, &flags); */
 747 /*   flags |= ACK_IRQ_ON_EXIT; */
 748 /*   VMCS_WRITE(VM_EXIT_CTRLS, &flags); */
 749 }
 750
 751
 752 extern int RunVMM();
 753 extern int SAFE_VM_LAUNCH();
 754
 755 int MyLaunch(struct VM *vm)
 756 {
 757   ullong_t vmcs = (ullong_t)((uint_t) (vm->vmcsregion));
 758   uint_t entry_eip = vm->descriptor.entry_ip;
 759   uint_t exit_eip = vm->descriptor.exit_eip;
 760   uint_t guest_esp = vm->descriptor.guest_esp;
 761   uint_t f = 0xffffffff;
 762   uint_t tmpReg = 0;
 763   int ret;
 764   int vmm_ret = 0;
 765
 766   SerialPrint("Guest ESP: 0x%x (%u)\n", guest_esp, guest_esp);
 767
 768   exit_eip=(uint_t)RunVMM;
 769
 770   SerialPrintLevel(100,"Clear\n");
 771   VMCS_CLEAR(vmcs);
 772   SerialPrintLevel(100,"Load\n");
 773   VMCS_LOAD(vmcs);
 774
 775
 776   SerialPrintLevel(100,"VMCS_LINK_PTR\n");
 777   VMCS_WRITE(VMCS_LINK_PTR, &f);
 778   SerialPrintLevel(100,"VMCS_LINK_PTR_HIGH\n");
 779   VMCS_WRITE(VMCS_LINK_PTR_HIGH, &f);
 780
 781
 782   SetCtrlBitsCorrectly(IA32_VMX_PINBASED_CTLS_MSR, PIN_VM_EXEC_CTRLS);
 783   SetCtrlBitsCorrectly(IA32_VMX_PROCBASED_CTLS_MSR, PROC_VM_EXEC_CTRLS);
 784   SetCtrlBitsCorrectly(IA32_VMX_EXIT_CTLS_MSR, VM_EXIT_CTRLS);
 785   SetCtrlBitsCorrectly(IA32_VMX_ENTRY_CTLS_MSR, VM_ENTRY_CTRLS);
 786
 787   //
 788   //
 789   //SetCtrlBitsCorrectly(IA32_something,GUEST_IA32_DEBUGCTL);
 790   //SetCtrlBitsCorrectly(IA32_something,GUEST_IA32_DEBUGCTL_HIGH);
 791
 792
 793   /* Host state */
 794   SerialPrintLevel(100,"Setting up host state\n");
 795   SetCRBitsCorrectly(IA32_VMX_CR0_FIXED0_MSR, IA32_VMX_CR0_FIXED1_MSR, HOST_CR0);
 796   SetCRBitsCorrectly(IA32_VMX_CR4_FIXED0_MSR, IA32_VMX_CR4_FIXED1_MSR, HOST_CR4);
 797   ret = Init_VMCS_HostState();
 798
 799   if (ret != VMX_SUCCESS) {
 800     if (ret == VMX_FAIL_VALID) {
 801       SerialPrintLevel(100,"Init Host state: VMCS FAILED WITH ERROR\n");
 802     } else {
 803       SerialPrintLevel(100,"Init Host state: Invalid VMCS\n");
 804     }
 805     return ret;
 806   }
 807
 808   //  SerialPrintLevel(100,"HOST_RIP: %x (%u)\n", exit_eip, exit_eip);
 809   VMCS_WRITE(HOST_RIP, &exit_eip);
 810
 811   /* Guest state */
 812   SerialPrintLevel(100,"Setting up guest state\n");
 813   SerialPrintLevel(100,"GUEST_RIP: %x (%u)\n", entry_eip, entry_eip);
 814   VMCS_WRITE(GUEST_RIP,&entry_eip);
 815
 816   SetCRBitsCorrectly(IA32_VMX_CR0_FIXED0_MSR, IA32_VMX_CR0_FIXED1_MSR, GUEST_CR0);
 817   SetCRBitsCorrectly(IA32_VMX_CR4_FIXED0_MSR, IA32_VMX_CR4_FIXED1_MSR, GUEST_CR4);
 818   ret = Init_VMCS_GuestState();
 819
 820   SerialPrintLevel(100,"InitGuestState returned\n");
 821   if (ret != VMX_SUCCESS) {
 822     if (ret == VMX_FAIL_VALID) {
 823       SerialPrintLevel(100,"Init Guest state: VMCS FAILED WITH ERROR\n");
 824     } else {
 825       SerialPrintLevel(100,"Init Guest state: Invalid VMCS\n");
 826     }
 827     return ret;
 828   }
 829   SerialPrintLevel(100,"GUEST_RSP: %x (%u)\n", guest_esp, (uint_t)guest_esp);
 830   VMCS_WRITE(GUEST_RSP,&guest_esp);
 831
 832   //  tmpReg = 0x4100;
 833   tmpReg = 0xffffffff;
 834   if (VMCS_WRITE(EXCEPTION_BITMAP,&tmpReg ) != VMX_SUCCESS) {
 835     Print("Bitmap error\n");
 836   }
 837
 838   ConfigureExits(vm);
 839
 840   SerialPrintLevel(100,"VMCS_LAUNCH\n");
 841
 842   vm->state=VM_VMXASSIST_STARTUP;
 843
 844   vmm_ret = SAFE_VM_LAUNCH();
 845
 846   SerialPrintLevel(100,"VMM error %d\n", vmm_ret);
 847
 848   return vmm_ret;
 849 }
 850
 851
 852
 853
 854 int VMLaunch(struct VMDescriptor *vm)
 855 {
 856   VMCS * vmcs = CreateVMCS();
 857   int rc;
 858
 859   ullong_t vmcs_ptr = (ullong_t)((uint_t)vmcs);
 860   uint_t top = (vmcs_ptr>>32)&0xffffffff;
 861   uint_t bottom = (vmcs_ptr)&0xffffffff;
 862
 863   theVM.vmcsregion = vmcs;
 864   theVM.descriptor = *vm;
 865
 866   SerialPrintLevel(100,"vmcs_ptr_top=%x vmcs_ptr_bottom=%x, eip=%x\n", top, bottom, vm->entry_ip);
 867   rc=MyLaunch(&theVM); // vmcs_ptr, vm->entry_ip, vm->exit_eip, vm->guest_esp);
 868   SerialPrintLevel(100,"Returned from MyLaunch();\n");
 869   return rc;
 870 }
 871
 872
 873 VmxOnRegion * CreateVmxOnRegion() {
 874   union VMX_MSR basicMSR;
 875   VmxOnRegion * region = (VmxOnRegion *)Alloc_Page();
 876
 877   Get_MSR(IA32_VMX_BASIC_MSR, &basicMSR.regs.high, &basicMSR.regs.low);
 878   //  memcpy(region, &basicMSR.vmxBasic.revision, sizeof(uint_t));
 879
 880   *(ulong_t*)region = basicMSR.vmxBasic.revision;
 881
 882   Print("VMX revision: 0x%lu\n", *(ulong_t *)region);
 883
 884   return region;
 885 }
 886
 887 VMCS * CreateVMCS() {
 888   union VMX_MSR basicMSR;
 889   VMCS * vmcs = (VMCS *)Alloc_Page();
 890
 891   Get_MSR(IA32_VMX_BASIC_MSR, &basicMSR.regs.high, &basicMSR.regs.low);
 892   *(ulong_t *)vmcs = basicMSR.vmxBasic.revision;
 893   *(ulong_t *)((char*)vmcs + 4) = 0;
 894
 895   SerialPrintLevel(100,"VMCS Region size: %u\n", basicMSR.vmxBasic.regionSize);
 896   SerialPrintLevel(100,"VMCS Abort: %x\n",*(uint_t *)(((char*)vmcs)+4));
 897
 898   return vmcs;
 899 }