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
  44 static void init_cpu(void * arg) {
  45     uint32_t cpu_id = (uint32_t)(addr_t)arg;
  46
  47 #ifdef CONFIG_SVM
  48     if (v3_is_svm_capable()) {
  49         PrintDebug("Machine is SVM Capable\n");
  50         v3_init_svm_cpu(cpu_id);
  51
  52     } else
  53 #endif
  54 #ifdef CONFIG_VMX
  55     if (v3_is_vmx_capable()) {
  56         PrintDebug("Machine is VMX Capable\n");
  57         v3_init_vmx_cpu(cpu_id);
  58
  59     } else
  60 #endif
  61     {
  62        PrintError("CPU has no virtualization Extensions\n");
  63     }
  64 }
  65
  66
  67
  68 void Init_V3(struct v3_os_hooks * hooks, int num_cpus) {
  69     int i;
  70
  71     V3_Print("V3 Print statement to fix a Kitten page fault bug\n");
  72
  73     // Set global variables.
  74     os_hooks = hooks;
  75
  76     for (i = 0; i < CONFIG_MAX_CPUS; i++) {
  77         v3_cpu_types[i] = V3_INVALID_CPU;
  78     }
  79
  80     // Register all the possible device types
  81     v3_init_devices();
  82
  83 #ifdef INSTRUMENT_VMM
  84     v3_init_instrumentation();
  85 #endif
  86
  87     if ((hooks) && (hooks->call_on_cpu)) {
  88
  89         for (i = 0; i < num_cpus; i++) {
  90
  91             V3_Print("Initializing VMM extensions on cpu %d\n", i);
  92             hooks->call_on_cpu(i, &init_cpu, (void *)(addr_t)i);
  93         }
  94     }
  95 }
  96
  97
  98 v3_cpu_arch_t v3_get_cpu_type(int cpu_id) {
  99     return v3_cpu_types[cpu_id];
 100 }
 101
 102
 103 struct v3_vm_info * v3_create_vm(void * cfg) {
 104     struct v3_vm_info * vm = v3_config_guest(cfg);
 105
 106     if (vm == NULL) {
 107         PrintError("Could not configure guest\n");
 108         return NULL;
 109     }
 110
 111     return vm;
 112 }
 113
 114
 115 int v3_start_vm(struct v3_vm_info * vm, unsigned int cpu_mask) {
 116     int i = 0;
 117     V3_Print("V3 --  Starting VM\n");
 118
 119
 120     for (i = 0; i < vm->num_cores; i++) {
 121         struct guest_info * info = &(vm->cores[i]);
 122
 123         /* GRUESOM HACK... */
 124         //      vm->cpu_id = v3_get_cpu_id();
 125
 126         switch (v3_cpu_types[info->cpu_id]) {
 127 #ifdef CONFIG_SVM
 128             case V3_SVM_CPU:
 129             case V3_SVM_REV3_CPU:
 130                 return v3_start_svm_guest(info);
 131                 break;
 132 #endif
 133 #if CONFIG_VMX
 134             case V3_VMX_CPU:
 135             case V3_VMX_EPT_CPU:
 136                 return v3_start_vmx_guest(info);
 137                 break;
 138 #endif
 139             default:
 140                 PrintError("Attemping to enter a guest on an invalid CPU\n");
 141                 return -1;
 142         }
 143     }
 144
 145     return 0;
 146 }
 147
 148
 149 #ifdef __V3_32BIT__
 150
 151 v3_cpu_mode_t v3_get_host_cpu_mode() {
 152     uint32_t cr4_val;
 153     struct cr4_32 * cr4;
 154
 155     __asm__ (
 156              "movl %%cr4, %0; "
 157              : "=r"(cr4_val)
 158              );
 159
 160
 161     cr4 = (struct cr4_32 *)&(cr4_val);
 162
 163     if (cr4->pae == 1) {
 164         return PROTECTED_PAE;
 165     } else {
 166         return PROTECTED;
 167     }
 168 }
 169
 170 #elif __V3_64BIT__
 171
 172 v3_cpu_mode_t v3_get_host_cpu_mode() {
 173     return LONG;
 174 }
 175
 176 #endif
 177
 178
 179 #define V3_Yield(addr)                                  \
 180     do {                                                \
 181         extern struct v3_os_hooks * os_hooks;           \
 182         if ((os_hooks) && (os_hooks)->yield_cpu) {      \
 183             (os_hooks)->yield_cpu();                    \
 184         }                                               \
 185     } while (0)                                         \
 186
 187
 188
 189 void v3_yield_cond(struct guest_info * info) {
 190     uint64_t cur_cycle;
 191     rdtscll(cur_cycle);
 192
 193     if (cur_cycle > (info->yield_start_cycle + info->vm_info->yield_cycle_period)) {
 194
 195         /*
 196           PrintDebug("Conditional Yield (cur_cyle=%p, start_cycle=%p, period=%p)\n",
 197           (void *)cur_cycle, (void *)info->yield_start_cycle, (void *)info->yield_cycle_period);
 198         */
 199         V3_Yield();
 200         rdtscll(info->yield_start_cycle);
 201     }
 202 }
 203
 204
 205 /*
 206  * unconditional cpu yield
 207  * if the yielding thread is a guest context, the guest quantum is reset on resumption
 208  * Non guest context threads should call this function with a NULL argument
 209  */
 210 void v3_yield(struct guest_info * info) {
 211     V3_Yield();
 212
 213     if (info) {
 214         rdtscll(info->yield_start_cycle);
 215     }
 216 }
 217
 218
 219
 220
 221 void v3_print_cond(const char * fmt, ...) {
 222     if (v3_dbg_enable == 1) {
 223         char buf[2048];
 224         va_list ap;
 225
 226         va_start(ap, fmt);
 227         vsnprintf(buf, 2048, fmt, ap);
 228         va_end(ap);
 229
 230         V3_Print("%s", buf);
 231     }
 232 }
 233
 234
 235
 236
 237 void v3_interrupt_cpu(struct v3_vm_info * vm, int logical_cpu) {
 238     extern struct v3_os_hooks * os_hooks;
 239
 240     if ((os_hooks) && (os_hooks)->interrupt_cpu) {
 241         (os_hooks)->interrupt_cpu(vm, logical_cpu);
 242     }
 243 }
 244
 245
 246
 247 unsigned int v3_get_cpu_id() {
 248     extern struct v3_os_hooks * os_hooks;
 249     unsigned int ret = (unsigned int)-1;
 250
 251     if ((os_hooks) && (os_hooks)->get_cpu) {
 252         ret = os_hooks->get_cpu();
 253     }
 254
 255     return ret;
 256 }
 257
 258
 259
 260 int v3_vm_enter(struct guest_info * info) {
 261     switch (v3_cpu_types[info->cpu_id]) {
 262 #ifdef CONFIG_SVM
 263         case V3_SVM_CPU:
 264         case V3_SVM_REV3_CPU:
 265             return v3_svm_enter(info);
 266             break;
 267 #endif
 268 #if CONFIG_VMX
 269         case V3_VMX_CPU:
 270         case V3_VMX_EPT_CPU:
 271             return v3_vmx_enter(info);
 272             break;
 273 #endif
 274         default:
 275             PrintError("Attemping to enter a guest on an invalid CPU\n");
 276             return -1;
 277     }
 278 }