palacios/src/palacios/svm_io.c

   1 /*
   2  * This file is part of the Palacios Virtual Machine Monitor developed
   3  * by the V3VEE Project with funding from the United States National
   4  * Science Foundation and the Department of Energy.
   5  *
   6  * The V3VEE Project is a joint project between Northwestern University
   7  * and the University of New Mexico.  You can find out more at
   8  * http://www.v3vee.org
   9  *
  10  * Copyright (c) 2008, Jack Lange <jarusl@cs.northwestern.edu>
  11  * Copyright (c) 2008, The V3VEE Project <http://www.v3vee.org>
  12  * All rights reserved.
  13  *
  14  * Author: Jack Lange <jarusl@cs.northwestern.edu>
  15  *
  16  * This is free software.  You are permitted to use,
  17  * redistribute, and modify it as specified in the file "V3VEE_LICENSE".
  18  */
  19
  20 #include <palacios/svm_io.h>
  21 #include <palacios/vmm_io.h>
  22 #include <palacios/vmm_ctrl_regs.h>
  23 #include <palacios/vmm_decoder.h>
  24 #include <palacios/vm_guest_mem.h>
  25
  26 #ifndef CONFIG_DEBUG_IO
  27 #undef PrintDebug
  28 #define PrintDebug(fmt, args...)
  29 #endif
  30
  31
  32 static int update_map(struct guest_info * info, uint16_t port, int hook_read, int hook_write) {
  33     uchar_t * bitmap = (uint8_t *)(info->io_map.arch_data);;
  34     int major = port / 8;
  35     int minor = port % 8;
  36
  37     if ((hook_read == 0) && (hook_write == 0)) {
  38         *(bitmap + major) &= ~(0x1 << minor);
  39     } else {
  40         *(bitmap + major) |= (0x1 << minor);
  41     }
  42
  43     return 0;
  44 }
  45
  46
  47 int v3_init_svm_io_map(struct guest_info * info) {
  48     info->io_map.update_map = update_map;
  49
  50     info->io_map.arch_data = V3_VAddr(V3_AllocPages(3));
  51     memset(info->io_map.arch_data, 0, PAGE_SIZE_4KB * 3);
  52
  53
  54     v3_refresh_io_map(info);
  55
  56     return 0;
  57 }
  58
  59
  60
  61 // This should package up an IO request and call vmm_handle_io
  62 int v3_handle_svm_io_in(struct guest_info * info, struct svm_io_info * io_info) {
  63     struct v3_io_hook * hook = v3_get_io_hook(info, io_info->port);
  64     int read_size = 0;
  65
  66     if (hook == NULL) {
  67         PrintError("Hook Not present for in on port 0x%x\n", io_info->port);
  68         // error, we should not have exited on this port
  69         return -1;
  70     }
  71
  72
  73     if (io_info->sz8) {
  74         read_size = 1;
  75     } else if (io_info->sz16) {
  76         read_size = 2;
  77     } else if (io_info->sz32) {
  78         read_size = 4;
  79     }
  80
  81     PrintDebug("IN of %d bytes on port %d (0x%x)\n", read_size, io_info->port, io_info->port);
  82
  83     if (hook->read(io_info->port, &(info->vm_regs.rax), read_size, hook->priv_data) != read_size) {
  84         // not sure how we handle errors.....
  85         PrintError("Read Failure for in on port 0x%x\n", io_info->port);
  86         return -1;
  87     }
  88
  89     return 0;
  90 }
  91
  92
  93
  94
  95
  96 /* We might not handle wrap around of the RDI register correctly...
  97  * In that if we do wrap around the effect will manifest in the higher bits of the register
  98  */
  99 int v3_handle_svm_io_ins(struct guest_info * info, struct svm_io_info * io_info) {
 100     struct v3_io_hook * hook = v3_get_io_hook(info, io_info->port);
 101     int read_size = 0;
 102     addr_t dst_addr = 0;
 103     uint_t rep_num = 1;
 104     ullong_t mask = 0;
 105     struct v3_segment * theseg = &(info->segments.es); // default is ES
 106     addr_t inst_ptr;
 107
 108
 109     // This is kind of hacky...
 110     // direction can equal either 1 or -1
 111     // We will multiply the final added offset by this value to go the correct direction
 112     int direction = 1;
 113     struct rflags * flags = (struct rflags *)&(info->ctrl_regs.rflags);
 114
 115     if (flags->df) {
 116         direction = -1;
 117     }
 118
 119
 120     if (hook == NULL) {
 121         PrintError("Hook Not present for ins on port 0x%x\n", io_info->port);
 122         // error, we should not have exited on this port
 123         return -1;
 124     }
 125
 126
 127
 128     if (guest_va_to_host_va(info, get_addr_linear(info, info->rip, &(info->segments.cs)), &inst_ptr) == -1) {
 129         PrintError("Can't access instruction\n");
 130         return -1;
 131     }
 132
 133     while (is_prefix_byte(*((char *)inst_ptr))) {
 134         switch (*((char *)inst_ptr)) {
 135             case PREFIX_CS_OVERRIDE:
 136                 theseg = &(info->segments.cs);
 137                 break;
 138             case PREFIX_SS_OVERRIDE:
 139                 theseg = &(info->segments.ss);
 140                 break;
 141             case PREFIX_DS_OVERRIDE:
 142                 theseg = &(info->segments.ds);
 143                 break;
 144             case PREFIX_ES_OVERRIDE:
 145                 theseg = &(info->segments.es);
 146                 break;
 147             case PREFIX_FS_OVERRIDE:
 148                 theseg = &(info->segments.fs);
 149                 break;
 150             case PREFIX_GS_OVERRIDE:
 151                 theseg = &(info->segments.gs);
 152                 break;
 153             default:
 154                 break;
 155         }
 156         inst_ptr++;
 157     }
 158
 159
 160     PrintDebug("INS on  port %d (0x%x)\n", io_info->port, io_info->port);
 161
 162     if (io_info->sz8) {
 163         read_size = 1;
 164     } else if (io_info->sz16) {
 165         read_size = 2;
 166     } else if (io_info->sz32) {
 167         read_size = 4;
 168     } else {
 169         PrintError("io_info Invalid Size\n");
 170         return -1;
 171     }
 172
 173
 174     if (io_info->addr16) {
 175         mask = 0xffff;
 176     } else if (io_info->addr32) {
 177         mask = 0xffffffff;
 178     } else if (io_info->addr64) {
 179         mask = 0xffffffffffffffffLL;
 180     } else {
 181         // This value should be set depending on the host register size...
 182         mask = get_gpr_mask(info);
 183
 184         PrintDebug("INS io_info invalid address size, mask=0x%p, io_info=0x%p\n",
 185                    (void *)(addr_t)mask, (void *)(addr_t)(io_info));
 186         // PrintDebug("INS Aborted... Check implementation\n");
 187         //return -1;
 188     }
 189
 190     if (io_info->rep) {
 191         rep_num = info->vm_regs.rcx & mask;
 192         //rep_num = info->vm_regs.rcx;
 193     }
 194
 195
 196     PrintDebug("INS size=%d for %d steps\n", read_size, rep_num);
 197
 198     while (rep_num > 0) {
 199         addr_t host_addr;
 200         dst_addr = get_addr_linear(info, (info->vm_regs.rdi & mask), theseg);
 201
 202         //      PrintDebug("Writing 0x%p\n", (void *)dst_addr);
 203
 204         if (guest_va_to_host_va(info, dst_addr, &host_addr) == -1) {
 205             // either page fault or gpf...
 206             PrintError("Could not convert Guest VA to host VA\n");
 207             return -1;
 208         }
 209
 210         if (hook->read(io_info->port, (char *)host_addr, read_size, hook->priv_data) != read_size) {
 211             // not sure how we handle errors.....
 212             PrintError("Read Failure for ins on port 0x%x\n", io_info->port);
 213             return -1;
 214         }
 215
 216         info->vm_regs.rdi += (read_size * direction);
 217
 218         if (io_info->rep) {
 219             info->vm_regs.rcx--;
 220         }
 221
 222         rep_num--;
 223     }
 224
 225     return 0;
 226 }
 227
 228 int v3_handle_svm_io_out(struct guest_info * info, struct svm_io_info * io_info) {
 229     struct v3_io_hook * hook = v3_get_io_hook(info, io_info->port);
 230     int write_size = 0;
 231
 232     if (hook == NULL) {
 233         PrintError("Hook Not present for out on port 0x%x\n", io_info->port);
 234         // error, we should not have exited on this port
 235         return -1;
 236     }
 237
 238
 239     if (io_info->sz8) {
 240         write_size = 1;
 241     } else if (io_info->sz16) {
 242         write_size = 2;
 243     } else if (io_info->sz32) {
 244         write_size = 4;
 245     }
 246
 247     PrintDebug("OUT of %d bytes on  port %d (0x%x)\n", write_size, io_info->port, io_info->port);
 248
 249     if (hook->write(io_info->port, &(info->vm_regs.rax), write_size, hook->priv_data) != write_size) {
 250         // not sure how we handle errors.....
 251         PrintError("Write Failure for out on port 0x%x\n", io_info->port);
 252         return -1;
 253     }
 254
 255     return 0;
 256 }
 257
 258
 259 /* We might not handle wrap around of the RSI register correctly...
 260  * In that if we do wrap around the effect will manifest in the higher bits of the register
 261  */
 262
 263 int v3_handle_svm_io_outs(struct guest_info * info,  struct svm_io_info * io_info) {
 264
 265     struct v3_io_hook * hook = v3_get_io_hook(info, io_info->port);
 266     int write_size = 0;
 267     addr_t dst_addr = 0;
 268     uint_t rep_num = 1;
 269     ullong_t mask = 0;
 270     addr_t inst_ptr;
 271     struct v3_segment * theseg = &(info->segments.es); // default is ES
 272
 273     // This is kind of hacky...
 274     // direction can equal either 1 or -1
 275     // We will multiply the final added offset by this value to go the correct direction
 276     int direction = 1;
 277     struct rflags * flags = (struct rflags *)&(info->ctrl_regs.rflags);
 278
 279     if (flags->df) {
 280         direction = -1;
 281     }
 282
 283
 284     if (hook == NULL) {
 285         PrintError("Hook Not present for outs on port 0x%x\n", io_info->port);
 286         // error, we should not have exited on this port
 287         return -1;
 288     }
 289
 290     PrintDebug("OUTS on  port %d (0x%x)\n", io_info->port, io_info->port);
 291
 292     if (io_info->sz8) {
 293         write_size = 1;
 294     } else if (io_info->sz16) {
 295         write_size = 2;
 296     } else if (io_info->sz32) {
 297         write_size = 4;
 298     }
 299
 300
 301     if (io_info->addr16) {
 302         mask = 0xffff;
 303     } else if (io_info->addr32) {
 304         mask = 0xffffffff;
 305     } else if (io_info->addr64) {
 306         mask = 0xffffffffffffffffLL;
 307     } else {
 308         // This value should be set depending on the host register size...
 309         mask = get_gpr_mask(info);
 310
 311         PrintDebug("OUTS io_info invalid address size, mask=0%p, io_info=0x%p\n",
 312                    (void *)(addr_t)mask, (void *)(addr_t)io_info);
 313         // PrintDebug("INS Aborted... Check implementation\n");
 314         //return -1;
 315         // should never happen
 316         //PrintDebug("Invalid Address length\n");
 317         //return -1;
 318     }
 319
 320     if (io_info->rep) {
 321         rep_num = info->vm_regs.rcx & mask;
 322     }
 323
 324
 325
 326
 327     if (guest_va_to_host_va(info, get_addr_linear(info, info->rip, &(info->segments.cs)), &inst_ptr) == -1) {
 328         PrintError("Can't access instruction\n");
 329         return -1;
 330     }
 331
 332     while (is_prefix_byte(*((char *)inst_ptr))) {
 333         switch (*((char *)inst_ptr)) {
 334             case PREFIX_CS_OVERRIDE:
 335                 theseg = &(info->segments.cs);
 336                 break;
 337             case PREFIX_SS_OVERRIDE:
 338                 theseg = &(info->segments.ss);
 339                 break;
 340             case PREFIX_DS_OVERRIDE:
 341                 theseg = &(info->segments.ds);
 342                 break;
 343             case PREFIX_ES_OVERRIDE:
 344                 theseg = &(info->segments.es);
 345                 break;
 346             case PREFIX_FS_OVERRIDE:
 347                 theseg = &(info->segments.fs);
 348                 break;
 349             case PREFIX_GS_OVERRIDE:
 350                 theseg = &(info->segments.gs);
 351                 break;
 352             default:
 353                 break;
 354         }
 355         inst_ptr++;
 356     }
 357
 358     PrintDebug("OUTS size=%d for %d steps\n", write_size, rep_num);
 359
 360     while (rep_num > 0) {
 361         addr_t host_addr;
 362
 363         dst_addr = get_addr_linear(info, (info->vm_regs.rsi & mask), theseg);
 364
 365         if (guest_va_to_host_va(info, dst_addr, &host_addr) == -1) {
 366             // either page fault or gpf...
 367         }
 368
 369         if (hook->write(io_info->port, (char*)host_addr, write_size, hook->priv_data) != write_size) {
 370             // not sure how we handle errors.....
 371             PrintError("Write Failure for outs on port 0x%x\n", io_info->port);
 372             return -1;
 373         }
 374
 375         info->vm_regs.rsi += write_size * direction;
 376
 377         if (io_info->rep) {
 378             info->vm_regs.rcx--;
 379         }
 380
 381         rep_num--;
 382     }
 383
 384     return 0;
 385 }