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     V3_Print("V3 Print statement to fix a Kitten page fault bug\n");
  78
  79     // Set global variables.
  80     os_hooks = hooks;
  81
  82     for (i = 0; i < CONFIG_MAX_CPUS; i++) {
  83         v3_cpu_types[i] = V3_INVALID_CPU;
  84     }
  85
  86     // Register all the possible device types
  87     v3_init_devices();
  88
  89 #ifdef INSTRUMENT_VMM
  90     v3_init_instrumentation();
  91 #endif
  92
  93     if ((hooks) && (hooks->call_on_cpu)) {
  94
  95         for (i = 0; i < num_cpus; i++) {
  96
  97             V3_Print("Initializing VMM extensions on cpu %d\n", i);
  98             hooks->call_on_cpu(i, &init_cpu, (void *)(addr_t)i);
  99         }
 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
 126 int v3_start_vm(struct guest_info * info, unsigned int cpu_mask) {
 127
 128     info->cpu_id = v3_get_cpu_id();
 129
 130     V3_Print("V3 --  Starting VM\n");
 131
 132     switch (v3_cpu_types[info->cpu_id]) {
 133 #ifdef CONFIG_SVM
 134         case V3_SVM_CPU:
 135         case V3_SVM_REV3_CPU:
 136             return v3_start_svm_guest(info);
 137             break;
 138 #endif
 139 #if CONFIG_VMX
 140         case V3_VMX_CPU:
 141         case V3_VMX_EPT_CPU:
 142             return v3_start_vmx_guest(info);
 143             break;
 144 #endif
 145         default:
 146             PrintError("Attemping to enter a guest on an invalid CPU\n");
 147             return -1;
 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
 194 void v3_yield_cond(struct guest_info * info) {
 195     uint64_t cur_cycle;
 196     rdtscll(cur_cycle);
 197
 198     if (cur_cycle > (info->yield_start_cycle + info->yield_cycle_period)) {
 199
 200         /*
 201           PrintDebug("Conditional Yield (cur_cyle=%p, start_cycle=%p, period=%p)\n",
 202           (void *)cur_cycle, (void *)info->yield_start_cycle, (void *)info->yield_cycle_period);
 203         */
 204         V3_Yield();
 205         rdtscll(info->yield_start_cycle);
 206     }
 207 }
 208
 209
 210 /*
 211  * unconditional cpu yield
 212  * if the yielding thread is a guest context, the guest quantum is reset on resumption
 213  * Non guest context threads should call this function with a NULL argument
 214  */
 215 void v3_yield(struct guest_info * info) {
 216     V3_Yield();
 217
 218     if (info) {
 219         rdtscll(info->yield_start_cycle);
 220     }
 221 }
 222
 223
 224
 225
 226 void v3_print_cond(const char * fmt, ...) {
 227     if (v3_dbg_enable == 1) {
 228         char buf[2048];
 229         va_list ap;
 230
 231         va_start(ap, fmt);
 232         vsnprintf(buf, 2048, fmt, ap);
 233         va_end(ap);
 234
 235         V3_Print("%s", buf);
 236     }
 237 }
 238
 239
 240
 241
 242 void v3_interrupt_cpu(struct guest_info * info, int logical_cpu) {
 243     extern struct v3_os_hooks * os_hooks;
 244
 245     if ((os_hooks) && (os_hooks)->interrupt_cpu) {
 246         (os_hooks)->interrupt_cpu(info, logical_cpu);
 247     }
 248 }
 249
 250
 251
 252 unsigned int v3_get_cpu_id() {
 253     extern struct v3_os_hooks * os_hooks;
 254     unsigned int ret = (unsigned int)-1;
 255
 256     if ((os_hooks) && (os_hooks)->get_cpu) {
 257         ret = os_hooks->get_cpu();
 258     }
 259
 260     return ret;
 261 }
 262
 263
 264
 265 int v3_vm_enter(struct guest_info * info) {
 266     switch (v3_cpu_types[info->cpu_id]) {
 267 #ifdef CONFIG_SVM
 268         case V3_SVM_CPU:
 269         case V3_SVM_REV3_CPU:
 270             return v3_svm_enter(info);
 271             break;
 272 #endif
 273 #if CONFIG_VMX
 274         case V3_VMX_CPU:
 275         case V3_VMX_EPT_CPU:
 276             return v3_vmx_enter(info);
 277             break;
 278 #endif
 279         default:
 280             PrintError("Attemping to enter a guest on an invalid CPU\n");
 281             return -1;
 282     }
 283 }