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
  28 #ifdef CONFIG_SVM
  29 #include <palacios/svm.h>
  30 #endif
  31 #ifdef CONFIG_VMX
  32 #include <palacios/vmx.h>
  33 #endif
  34
  35
  36 v3_cpu_arch_t v3_cpu_types[CONFIG_MAX_CPUS];
  37 struct v3_os_hooks * os_hooks = NULL;
  38
  39
  40
  41
  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
  76
  77 void Init_V3(struct v3_os_hooks * hooks, int num_cpus) {
  78     int i;
  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
 104 v3_cpu_arch_t v3_get_cpu_type(int cpu_id) {
 105     return v3_cpu_types[cpu_id];
 106 }
 107
 108
 109 struct guest_info * v3_create_vm(void * cfg) {
 110     struct guest_info * info = allocate_guest();
 111
 112     if (!info) {
 113         PrintError("Could not allocate Guest\n");
 114         return NULL;
 115     }
 116
 117     if (v3_config_guest(info, cfg) == -1) {
 118         PrintError("Could not configure guest\n");
 119         return NULL;
 120     }
 121
 122     return info;
 123 }
 124
 125 int v3_start_vm(struct guest_info * info, unsigned int cpu_mask) {
 126
 127     info->cpu_id = v3_get_cpu_id();
 128
 129     V3_Print("V3 --  Starting VM\n");
 130
 131     switch (v3_cpu_types[info->cpu_id]) {
 132 #ifdef CONFIG_SVM
 133         case V3_SVM_CPU:
 134         case V3_SVM_REV3_CPU:
 135             return v3_start_svm_guest(info);
 136             break;
 137 #endif
 138 #if CONFIG_VMX
 139         case V3_VMX_CPU:
 140         case V3_VMX_EPT_CPU:
 141             return v3_start_vmx_guest(info);
 142             break;
 143 #endif
 144         default:
 145             PrintError("Attemping to enter a guest on an invalid CPU\n");
 146             return -1;
 147     }
 148
 149
 150     return 0;
 151 }
 152
 153
 154 #ifdef __V3_32BIT__
 155
 156 v3_cpu_mode_t v3_get_host_cpu_mode() {
 157     uint32_t cr4_val;
 158     struct cr4_32 * cr4;
 159
 160     __asm__ (
 161              "movl %%cr4, %0; "
 162              : "=r"(cr4_val)
 163              );
 164
 165
 166     cr4 = (struct cr4_32 *)&(cr4_val);
 167
 168     if (cr4->pae == 1) {
 169         return PROTECTED_PAE;
 170     } else {
 171         return PROTECTED;
 172     }
 173 }
 174
 175 #elif __V3_64BIT__
 176
 177 v3_cpu_mode_t v3_get_host_cpu_mode() {
 178     return LONG;
 179 }
 180
 181 #endif
 182
 183
 184 #define V3_Yield(addr)                                  \
 185     do {                                                \
 186         extern struct v3_os_hooks * os_hooks;           \
 187         if ((os_hooks) && (os_hooks)->yield_cpu) {      \
 188             (os_hooks)->yield_cpu();                    \
 189         }                                               \
 190     } while (0)                                         \
 191
 192
 193 void v3_yield_cond(struct guest_info * info) {
 194     uint64_t cur_cycle;
 195     rdtscll(cur_cycle);
 196
 197     if (cur_cycle > (info->yield_start_cycle + info->yield_cycle_period)) {
 198
 199         /*
 200           PrintDebug("Conditional Yield (cur_cyle=%p, start_cycle=%p, period=%p)\n",
 201           (void *)cur_cycle, (void *)info->yield_start_cycle, (void *)info->yield_cycle_period);
 202         */
 203         V3_Yield();
 204         rdtscll(info->yield_start_cycle);
 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 void v3_interrupt_cpu(struct guest_info * info, int logical_cpu) {
 224     extern struct v3_os_hooks * os_hooks;
 225
 226     if ((os_hooks) && (os_hooks)->interrupt_cpu) {
 227         (os_hooks)->interrupt_cpu(info, logical_cpu);
 228     }
 229 }
 230
 231
 232
 233 unsigned int v3_get_cpu_id() {
 234     extern struct v3_os_hooks * os_hooks;
 235     unsigned int ret = (unsigned int)-1;
 236
 237     if ((os_hooks) && (os_hooks)->get_cpu) {
 238         ret = os_hooks->get_cpu();
 239     }
 240
 241     return ret;
 242 }
 243
 244
 245
 246
 247
 248 int v3_vm_enter(struct guest_info * info) {
 249     switch (v3_cpu_types[info->cpu_id]) {
 250 #ifdef CONFIG_SVM
 251         case V3_SVM_CPU:
 252         case V3_SVM_REV3_CPU:
 253             return v3_svm_enter(info);
 254             break;
 255 #endif
 256 #if CONFIG_VMX && 0
 257         case V3_VMX_CPU:
 258         case V3_VMX_EPT_CPU:
 259             return v3_vmx_enter(info);
 260             break;
 261 #endif
 262         default:
 263             PrintError("Attemping to enter a guest on an invalid CPU\n");
 264             return -1;
 265     }
 266 }
 267
 268
 269