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
  21
  22
  23 #include <palacios/svm_io.h>
  24 #include <palacios/vmm_io.h>
  25 #include <palacios/vmm_ctrl_regs.h>
  26 #include <palacios/vmm_decoder.h>
  27 #include <palacios/vm_guest_mem.h>
  28
  29 #ifndef DEBUG_IO
  30 #undef PrintDebug
  31 #define PrintDebug(fmt, args...)
  32 #endif
  33
  34
  35
  36
  37
  38 // This should package up an IO request and call vmm_handle_io
  39 int v3_handle_svm_io_in(struct guest_info * info) {
  40   vmcb_ctrl_t * ctrl_area = GET_VMCB_CTRL_AREA((vmcb_t *)(info->vmm_data));
  41   //  vmcb_saved_state_t * guest_state = GET_VMCB_SAVE_STATE_AREA((vmcb_t*)(info->vmm_data));
  42   struct svm_io_info * io_info = (struct svm_io_info *)&(ctrl_area->exit_info1);
  43
  44   struct vmm_io_hook * hook = v3_get_io_hook(&(info->io_map), io_info->port);
  45   int read_size = 0;
  46
  47   if (hook == NULL) {
  48     PrintError("Hook Not present for in on port %x\n", io_info->port);
  49     // error, we should not have exited on this port
  50     return -1;
  51   }
  52
  53
  54   if (io_info->sz8) {
  55     read_size = 1;
  56   } else if (io_info->sz16) {
  57     read_size = 2;
  58   } else if (io_info->sz32) {
  59     read_size = 4;
  60   }
  61
  62   PrintDebug("IN of %d bytes on port %d (0x%x)\n", read_size, io_info->port, io_info->port);
  63
  64   if (hook->read(io_info->port, &(info->vm_regs.rax), read_size, hook->priv_data) != read_size) {
  65     // not sure how we handle errors.....
  66     PrintError("Read Failure for in on port %x\n", io_info->port);
  67     return -1;
  68   }
  69
  70   info->rip = ctrl_area->exit_info2;
  71
  72   return 0;
  73 }
  74
  75
  76
  77
  78
  79 /* We might not handle wrap around of the RDI register correctly...
  80  * In that if we do wrap around the effect will manifest in the higher bits of the register
  81  */
  82 int v3_handle_svm_io_ins(struct guest_info * info) {
  83   vmcb_ctrl_t * ctrl_area = GET_VMCB_CTRL_AREA((vmcb_t *)(info->vmm_data));
  84   vmcb_saved_state_t * guest_state = GET_VMCB_SAVE_STATE_AREA((vmcb_t*)(info->vmm_data));
  85
  86   struct svm_io_info * io_info = (struct svm_io_info *)&(ctrl_area->exit_info1);
  87
  88   struct vmm_io_hook * hook = v3_get_io_hook(&(info->io_map), io_info->port);
  89   int read_size = 0;
  90
  91   addr_t dst_addr = 0;
  92   uint_t rep_num = 1;
  93   ullong_t mask = 0;
  94
  95
  96
  97   // This is kind of hacky...
  98   // direction can equal either 1 or -1
  99   // We will multiply the final added offset by this value to go the correct direction
 100   int direction = 1;
 101   struct rflags * flags = (struct rflags *)&(guest_state->rflags);
 102   if (flags->df) {
 103     direction = -1;
 104   }
 105
 106
 107   if (hook == NULL) {
 108    PrintError("Hook Not present for ins on port %x\n", io_info->port);
 109     // error, we should not have exited on this port
 110     return -1;
 111   }
 112
 113    struct v3_segment *theseg = &(info->segments.es); // default is ES
 114
 115   addr_t inst_ptr;
 116
 117   if (guest_va_to_host_pa(info,get_addr_linear(info,info->rip,&(info->segments.cs)),&inst_ptr)==-1) {
 118     PrintError("Can't access instruction\n");
 119     return -1;
 120   }
 121
 122   while (is_prefix_byte(*((char*)inst_ptr))) {
 123     switch (*((char*)inst_ptr)) {
 124     case PREFIX_CS_OVERRIDE:
 125       theseg = &(info->segments.cs);
 126       break;
 127     case PREFIX_SS_OVERRIDE:
 128       theseg = &(info->segments.ss);
 129       break;
 130     case PREFIX_DS_OVERRIDE:
 131       theseg = &(info->segments.ds);
 132       break;
 133     case PREFIX_ES_OVERRIDE:
 134       theseg = &(info->segments.es);
 135       break;
 136     case PREFIX_FS_OVERRIDE:
 137       theseg = &(info->segments.fs);
 138       break;
 139     case PREFIX_GS_OVERRIDE:
 140       theseg = &(info->segments.gs);
 141       break;
 142     default:
 143       break;
 144     }
 145     inst_ptr++;
 146   }
 147
 148
 149   PrintDebug("INS on  port %d (0x%x)\n", io_info->port, io_info->port);
 150
 151   if (io_info->sz8) {
 152     read_size = 1;
 153   } else if (io_info->sz16) {
 154     read_size = 2;
 155   } else if (io_info->sz32) {
 156     read_size = 4;
 157   } else {
 158     PrintError("io_info Invalid Size\n");
 159     return -1;
 160   }
 161
 162
 163   if (io_info->addr16) {
 164     mask = 0xffff;
 165   } else if (io_info->addr32) {
 166     mask = 0xffffffff;
 167   } else if (io_info->addr64) {
 168     mask = 0xffffffffffffffffLL;
 169   } else {
 170     // This value should be set depending on the host register size...
 171     mask = get_gpr_mask(info);
 172
 173     PrintDebug("INS io_info invalid address size, mask=0x%x, io_info=0x%x\n",mask,*((uint_t*)(io_info)));
 174     // PrintDebug("INS Aborted... Check implementation\n");
 175     //return -1;
 176   }
 177
 178   if (io_info->rep) {
 179     //    rep_num = info->vm_regs.rcx & mask;
 180     rep_num = info->vm_regs.rcx;
 181   }
 182
 183
 184   PrintDebug("INS size=%d for %d steps\n", read_size, rep_num);
 185
 186   while (rep_num > 0) {
 187     addr_t host_addr;
 188     dst_addr = get_addr_linear(info, info->vm_regs.rdi & mask, theseg);
 189
 190     PrintDebug("Writing 0x%x\n", dst_addr);
 191
 192     if (guest_va_to_host_va(info, dst_addr, &host_addr) == -1) {
 193       // either page fault or gpf...
 194       PrintError("Could not convert Guest VA to host VA\n");
 195       return -1;
 196     }
 197
 198     if (hook->read(io_info->port, (char*)host_addr, read_size, hook->priv_data) != read_size) {
 199       // not sure how we handle errors.....
 200       PrintError("Read Failure for ins on port %x\n", io_info->port);
 201       return -1;
 202     }
 203
 204     info->vm_regs.rdi += read_size * direction;
 205
 206     if (io_info->rep)
 207       info->vm_regs.rcx--;
 208
 209     rep_num--;
 210   }
 211
 212
 213   info->rip = ctrl_area->exit_info2;
 214
 215   return 0;
 216 }
 217
 218 int v3_handle_svm_io_out(struct guest_info * info) {
 219   vmcb_ctrl_t * ctrl_area = GET_VMCB_CTRL_AREA((vmcb_t *)(info->vmm_data));
 220   //  vmcb_saved_state_t * guest_state = GET_VMCB_SAVE_STATE_AREA((vmcb_t*)(info->vmm_data));
 221   struct svm_io_info * io_info = (struct svm_io_info *)&(ctrl_area->exit_info1);
 222
 223   struct vmm_io_hook * hook = v3_get_io_hook(&(info->io_map), io_info->port);
 224   int write_size = 0;
 225
 226   if (hook == NULL) {
 227     PrintError("Hook Not present for out on port %x\n", io_info->port);
 228     // error, we should not have exited on this port
 229     return -1;
 230   }
 231
 232
 233   if (io_info->sz8) {
 234     write_size = 1;
 235   } else if (io_info->sz16) {
 236     write_size = 2;
 237   } else if (io_info->sz32) {
 238     write_size = 4;
 239   }
 240
 241   PrintDebug("OUT of %d bytes on  port %d (0x%x)\n", write_size, io_info->port, io_info->port);
 242
 243   if (hook->write(io_info->port, &(info->vm_regs.rax), write_size, hook->priv_data) != write_size) {
 244     // not sure how we handle errors.....
 245     PrintError("Write Failure for out on port %x\n", io_info->port);
 246     return -1;
 247   }
 248
 249   info->rip = ctrl_area->exit_info2;
 250
 251   return 0;
 252 }
 253
 254
 255 /* We might not handle wrap around of the RSI register correctly...
 256  * In that if we do wrap around the effect will manifest in the higher bits of the register
 257  */
 258
 259 int v3_handle_svm_io_outs(struct guest_info * info) {
 260   vmcb_ctrl_t * ctrl_area = GET_VMCB_CTRL_AREA((vmcb_t *)(info->vmm_data));
 261   vmcb_saved_state_t * guest_state = GET_VMCB_SAVE_STATE_AREA((vmcb_t*)(info->vmm_data));
 262
 263
 264   struct svm_io_info * io_info = (struct svm_io_info *)&(ctrl_area->exit_info1);
 265
 266   struct vmm_io_hook * hook = v3_get_io_hook(&(info->io_map), io_info->port);
 267   int write_size = 0;
 268
 269   addr_t dst_addr = 0;
 270   uint_t rep_num = 1;
 271   ullong_t mask = 0;
 272
 273
 274
 275   // This is kind of hacky...
 276   // direction can equal either 1 or -1
 277   // We will multiply the final added offset by this value to go the correct direction
 278   int direction = 1;
 279   struct rflags * flags = (struct rflags *)&(guest_state->rflags);
 280   if (flags->df) {
 281     direction = -1;
 282   }
 283
 284
 285   if (hook == NULL) {
 286     PrintError("Hook Not present for outs on port %x\n", io_info->port);
 287     // error, we should not have exited on this port
 288     return -1;
 289   }
 290
 291   PrintDebug("OUTS on  port %d (0x%x)\n", io_info->port, io_info->port);
 292
 293   if (io_info->sz8) {
 294     write_size = 1;
 295   } else if (io_info->sz16) {
 296     write_size = 2;
 297   } else if (io_info->sz32) {
 298     write_size = 4;
 299   }
 300
 301
 302   if (io_info->addr16) {
 303     mask = 0xffff;
 304   } else if (io_info->addr32) {
 305     mask = 0xffffffff;
 306   } else if (io_info->addr64) {
 307     mask = 0xffffffffffffffffLL;
 308   } else {
 309     // This value should be set depending on the host register size...
 310     mask = get_gpr_mask(info);
 311
 312     PrintDebug("OUTS io_info invalid address size, mask=0x%, io_info=0x%x\n",mask,*((uint_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   struct v3_segment *theseg = &(info->segments.es); // default is ES
 325
 326   addr_t inst_ptr;
 327
 328   if (guest_va_to_host_pa(info,get_addr_linear(info,info->rip,&(info->segments.cs)),&inst_ptr)==-1) {
 329     PrintError("Can't access instruction\n");
 330     return -1;
 331   }
 332
 333   while (is_prefix_byte(*((char*)inst_ptr))) {
 334     switch (*((char*)inst_ptr)) {
 335     case PREFIX_CS_OVERRIDE:
 336       theseg = &(info->segments.cs);
 337       break;
 338     case PREFIX_SS_OVERRIDE:
 339       theseg = &(info->segments.ss);
 340       break;
 341     case PREFIX_DS_OVERRIDE:
 342       theseg = &(info->segments.ds);
 343       break;
 344     case PREFIX_ES_OVERRIDE:
 345       theseg = &(info->segments.es);
 346       break;
 347     case PREFIX_FS_OVERRIDE:
 348       theseg = &(info->segments.fs);
 349       break;
 350     case PREFIX_GS_OVERRIDE:
 351       theseg = &(info->segments.gs);
 352       break;
 353     default:
 354       break;
 355     }
 356     inst_ptr++;
 357   }
 358
 359   PrintDebug("OUTS size=%d for %d steps\n", write_size, rep_num);
 360
 361   while (rep_num > 0) {
 362     addr_t host_addr;
 363
 364
 365
 366     dst_addr = get_addr_linear(info, (info->vm_regs.rsi & mask), theseg);
 367
 368     if (guest_va_to_host_va(info, dst_addr, &host_addr) == -1) {
 369       // either page fault or gpf...
 370     }
 371
 372     if (hook->write(io_info->port, (char*)host_addr, write_size, hook->priv_data) != write_size) {
 373       // not sure how we handle errors.....
 374       PrintError("Write Failure for outs on port %x\n", io_info->port);
 375       return -1;
 376     }
 377
 378     info->vm_regs.rsi += write_size * direction;
 379
 380     if (io_info->rep)
 381       info->vm_regs.rcx--;
 382
 383     rep_num--;
 384   }
 385
 386
 387   info->rip = ctrl_area->exit_info2;
 388
 389
 390   return 0;
 391 }