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