palacios/src/palacios/vmm.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/vmm.h>
  21 #include <palacios/vmm_intr.h>
  22 #include <palacios/vmm_config.h>
  23 #include <palacios/vm_guest.h>
  24 #include <palacios/vmm_instrument.h>
  25 #include <palacios/vmm_ctrl_regs.h>
  26 #include <palacios/vmm_lowlevel.h>
  27 #include <palacios/vmm_sprintf.h>
  28 #include <palacios/vmm_vnet.h>
  29
  30 #ifdef CONFIG_SVM
  31 #include <palacios/svm.h>
  32 #endif
  33 #ifdef CONFIG_VMX
  34 #include <palacios/vmx.h>
  35 #endif
  36
  37
  38 v3_cpu_arch_t v3_cpu_types[CONFIG_MAX_CPUS];
  39 struct v3_os_hooks * os_hooks = NULL;
  40
  41 int v3_dbg_enable = 0;
  42
  43
  44 static struct guest_info * allocate_guest() {
  45     void * info = V3_Malloc(sizeof(struct guest_info));
  46     memset(info, 0, sizeof(struct guest_info));
  47     return info;
  48 }
  49
  50
  51 static void init_cpu(void * arg) {
  52     uint32_t cpu_id = (uint32_t)(addr_t)arg;
  53
  54 #ifdef CONFIG_SVM
  55     if (v3_is_svm_capable()) {
  56         PrintDebug("Machine is SVM Capable\n");
  57         v3_init_svm_cpu(cpu_id);
  58
  59     } else
  60 #endif
  61 #ifdef CONFIG_VMX
  62     if (v3_is_vmx_capable()) {
  63         PrintDebug("Machine is VMX Capable\n");
  64         v3_init_vmx_cpu(cpu_id);
  65
  66     } else
  67 #endif
  68     {
  69        PrintError("CPU has no virtualization Extensions\n");
  70     }
  71 }
  72
  73
  74
  75 void Init_V3(struct v3_os_hooks * hooks, int num_cpus) {
  76     int i;
  77
  78     V3_Print("V3 Print statement to fix a Kitten page fault bug\n");
  79
  80     // Set global variables.
  81     os_hooks = hooks;
  82
  83     for (i = 0; i < CONFIG_MAX_CPUS; i++) {
  84         v3_cpu_types[i] = V3_INVALID_CPU;
  85     }
  86
  87     // Register all the possible device types
  88     v3_init_devices();
  89
  90 #ifdef INSTRUMENT_VMM
  91     v3_init_instrumentation();
  92 #endif
  93
  94     if ((hooks) && (hooks->call_on_cpu)) {
  95
  96         for (i = 0; i < num_cpus; i++) {
  97
  98             V3_Print("Initializing VMM extensions on cpu %d\n", i);
  99             hooks->call_on_cpu(i, &init_cpu, (void *)(addr_t)i);
 100         }
 101     }
 102
 103 #ifdef CONFIG_VNET
 104     v3_init_vnet();
 105 #endif
 106 }
 107
 108
 109 v3_cpu_arch_t v3_get_cpu_type(int cpu_id) {
 110     return v3_cpu_types[cpu_id];
 111 }
 112
 113
 114 struct guest_info * v3_create_vm(void * cfg) {
 115     struct guest_info * info = allocate_guest();
 116
 117     if (!info) {
 118         PrintError("Could not allocate Guest\n");
 119         return NULL;
 120     }
 121
 122     if (v3_config_guest(info, cfg) == -1) {
 123         PrintError("Could not configure guest\n");
 124         return NULL;
 125     }
 126
 127     return info;
 128 }
 129
 130
 131 int v3_start_vm(struct guest_info * info, unsigned int cpu_mask) {
 132
 133     info->cpu_id = v3_get_cpu_id();
 134
 135     V3_Print("V3 --  Starting VM\n");
 136
 137     switch (v3_cpu_types[info->cpu_id]) {
 138 #ifdef CONFIG_SVM
 139         case V3_SVM_CPU:
 140         case V3_SVM_REV3_CPU:
 141             return v3_start_svm_guest(info);
 142             break;
 143 #endif
 144 #if CONFIG_VMX
 145         case V3_VMX_CPU:
 146         case V3_VMX_EPT_CPU:
 147             return v3_start_vmx_guest(info);
 148             break;
 149 #endif
 150         default:
 151             PrintError("Attemping to enter a guest on an invalid CPU\n");
 152             return -1;
 153     }
 154
 155     return 0;
 156 }
 157
 158
 159 #ifdef __V3_32BIT__
 160
 161 v3_cpu_mode_t v3_get_host_cpu_mode() {
 162     uint32_t cr4_val;
 163     struct cr4_32 * cr4;
 164
 165     __asm__ (
 166              "movl %%cr4, %0; "
 167              : "=r"(cr4_val)
 168              );
 169
 170
 171     cr4 = (struct cr4_32 *)&(cr4_val);
 172
 173     if (cr4->pae == 1) {
 174         return PROTECTED_PAE;
 175     } else {
 176         return PROTECTED;
 177     }
 178 }
 179
 180 #elif __V3_64BIT__
 181
 182 v3_cpu_mode_t v3_get_host_cpu_mode() {
 183     return LONG;
 184 }
 185
 186 #endif
 187
 188
 189 #define V3_Yield(addr)                                  \
 190     do {                                                \
 191         extern struct v3_os_hooks * os_hooks;           \
 192         if ((os_hooks) && (os_hooks)->yield_cpu) {      \
 193             (os_hooks)->yield_cpu();                    \
 194         }                                               \
 195     } while (0)                                         \
 196
 197
 198
 199 void v3_yield_cond(struct guest_info * info) {
 200     uint64_t cur_cycle;
 201     rdtscll(cur_cycle);
 202
 203     if (cur_cycle > (info->yield_start_cycle + info->yield_cycle_period)) {
 204
 205         /*
 206           PrintDebug("Conditional Yield (cur_cyle=%p, start_cycle=%p, period=%p)\n",
 207           (void *)cur_cycle, (void *)info->yield_start_cycle, (void *)info->yield_cycle_period);
 208         */
 209         V3_Yield();
 210         rdtscll(info->yield_start_cycle);
 211     }
 212 }
 213
 214
 215 /*
 216  * unconditional cpu yield
 217  * if the yielding thread is a guest context, the guest quantum is reset on resumption
 218  * Non guest context threads should call this function with a NULL argument
 219  */
 220 void v3_yield(struct guest_info * info) {
 221     V3_Yield();
 222
 223     if (info) {
 224         rdtscll(info->yield_start_cycle);
 225     }
 226 }
 227
 228
 229
 230
 231 void v3_print_cond(const char * fmt, ...) {
 232     if (v3_dbg_enable == 1) {
 233         char buf[2048];
 234         va_list ap;
 235
 236         va_start(ap, fmt);
 237         vsnprintf(buf, 2048, fmt, ap);
 238         va_end(ap);
 239
 240         V3_Print("%s", buf);
 241     }
 242 }
 243
 244
 245
 246
 247 void v3_interrupt_cpu(struct guest_info * info, int logical_cpu) {
 248     extern struct v3_os_hooks * os_hooks;
 249
 250     if ((os_hooks) && (os_hooks)->interrupt_cpu) {
 251         (os_hooks)->interrupt_cpu(info, logical_cpu);
 252     }
 253 }
 254
 255
 256
 257 unsigned int v3_get_cpu_id() {
 258     extern struct v3_os_hooks * os_hooks;
 259     unsigned int ret = (unsigned int)-1;
 260
 261     if ((os_hooks) && (os_hooks)->get_cpu) {
 262         ret = os_hooks->get_cpu();
 263     }
 264
 265     return ret;
 266 }
 267
 268
 269
 270 int v3_vm_enter(struct guest_info * info) {
 271     switch (v3_cpu_types[info->cpu_id]) {
 272 #ifdef CONFIG_SVM
 273         case V3_SVM_CPU:
 274         case V3_SVM_REV3_CPU:
 275             return v3_svm_enter(info);
 276             break;
 277 #endif
 278 #if CONFIG_VMX
 279         case V3_VMX_CPU:
 280         case V3_VMX_EPT_CPU:
 281             return v3_vmx_enter(info);
 282             break;
 283 #endif
 284         default:
 285             PrintError("Attemping to enter a guest on an invalid CPU\n");
 286             return -1;
 287     }
 288 }