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     // Register all shadow paging handlers
  84     V3_init_shdw_paging();
  85
  86
  87 #ifdef CONFIG_SYMMOD
  88     V3_init_symmod();
  89 #endif
  90
  91 #ifdef CONFIG_INSTRUMENT_VMM
  92     v3_init_instrumentation();
  93 #endif
  94
  95     if ((hooks) && (hooks->call_on_cpu)) {
  96
  97         for (i = 0; i < num_cpus; i++) {
  98
  99             V3_Print("Initializing VMM extensions on cpu %d\n", i);
 100             hooks->call_on_cpu(i, &init_cpu, (void *)(addr_t)i);
 101         }
 102     }
 103 }
 104
 105
 106 v3_cpu_arch_t v3_get_cpu_type(int cpu_id) {
 107     return v3_cpu_types[cpu_id];
 108 }
 109
 110
 111 struct v3_vm_info * v3_create_vm(void * cfg) {
 112     struct v3_vm_info * vm = v3_config_guest(cfg);
 113
 114     if (vm == NULL) {
 115         PrintError("Could not configure guest\n");
 116         return NULL;
 117     }
 118
 119     return vm;
 120 }
 121
 122
 123 int v3_start_vm(struct v3_vm_info * vm, unsigned int cpu_mask) {
 124     int i = 0;
 125     V3_Print("V3 --  Starting VM\n");
 126
 127
 128     for (i = 0; i < vm->num_cores; i++) {
 129         struct guest_info * info = &(vm->cores[i]);
 130
 131         /* GRUESOM HACK... */
 132         //      vm->cpu_id = v3_get_cpu_id();
 133
 134         switch (v3_cpu_types[info->cpu_id]) {
 135 #ifdef CONFIG_SVM
 136             case V3_SVM_CPU:
 137             case V3_SVM_REV3_CPU:
 138                 return v3_start_svm_guest(info);
 139                 break;
 140 #endif
 141 #if CONFIG_VMX
 142             case V3_VMX_CPU:
 143             case V3_VMX_EPT_CPU:
 144                 return v3_start_vmx_guest(info);
 145                 break;
 146 #endif
 147             default:
 148                 PrintError("Attemping to enter a guest on an invalid CPU\n");
 149                 return -1;
 150         }
 151     }
 152
 153     return 0;
 154 }
 155
 156
 157 #ifdef __V3_32BIT__
 158
 159 v3_cpu_mode_t v3_get_host_cpu_mode() {
 160     uint32_t cr4_val;
 161     struct cr4_32 * cr4;
 162
 163     __asm__ (
 164              "movl %%cr4, %0; "
 165              : "=r"(cr4_val)
 166              );
 167
 168
 169     cr4 = (struct cr4_32 *)&(cr4_val);
 170
 171     if (cr4->pae == 1) {
 172         return PROTECTED_PAE;
 173     } else {
 174         return PROTECTED;
 175     }
 176 }
 177
 178 #elif __V3_64BIT__
 179
 180 v3_cpu_mode_t v3_get_host_cpu_mode() {
 181     return LONG;
 182 }
 183
 184 #endif
 185
 186
 187 #define V3_Yield(addr)                                  \
 188     do {                                                \
 189         extern struct v3_os_hooks * os_hooks;           \
 190         if ((os_hooks) && (os_hooks)->yield_cpu) {      \
 191             (os_hooks)->yield_cpu();                    \
 192         }                                               \
 193     } while (0)                                         \
 194
 195
 196
 197 void v3_yield_cond(struct guest_info * info) {
 198     uint64_t cur_cycle;
 199     rdtscll(cur_cycle);
 200
 201     if (cur_cycle > (info->yield_start_cycle + info->vm_info->yield_cycle_period)) {
 202
 203         /*
 204           PrintDebug("Conditional Yield (cur_cyle=%p, start_cycle=%p, period=%p)\n",
 205           (void *)cur_cycle, (void *)info->yield_start_cycle, (void *)info->yield_cycle_period);
 206         */
 207         V3_Yield();
 208         rdtscll(info->yield_start_cycle);
 209     }
 210 }
 211
 212
 213 /*
 214  * unconditional cpu yield
 215  * if the yielding thread is a guest context, the guest quantum is reset on resumption
 216  * Non guest context threads should call this function with a NULL argument
 217  */
 218 void v3_yield(struct guest_info * info) {
 219     V3_Yield();
 220
 221     if (info) {
 222         rdtscll(info->yield_start_cycle);
 223     }
 224 }
 225
 226
 227
 228
 229 void v3_print_cond(const char * fmt, ...) {
 230     if (v3_dbg_enable == 1) {
 231         char buf[2048];
 232         va_list ap;
 233
 234         va_start(ap, fmt);
 235         vsnprintf(buf, 2048, fmt, ap);
 236         va_end(ap);
 237
 238         V3_Print("%s", buf);
 239     }
 240 }
 241
 242
 243
 244
 245 void v3_interrupt_cpu(struct v3_vm_info * vm, int logical_cpu) {
 246     extern struct v3_os_hooks * os_hooks;
 247
 248     if ((os_hooks) && (os_hooks)->interrupt_cpu) {
 249         (os_hooks)->interrupt_cpu(vm, logical_cpu);
 250     }
 251 }
 252
 253
 254
 255 unsigned int v3_get_cpu_id() {
 256     extern struct v3_os_hooks * os_hooks;
 257     unsigned int ret = (unsigned int)-1;
 258
 259     if ((os_hooks) && (os_hooks)->get_cpu) {
 260         ret = os_hooks->get_cpu();
 261     }
 262
 263     return ret;
 264 }
 265
 266
 267
 268 int v3_vm_enter(struct guest_info * info) {
 269     switch (v3_cpu_types[info->cpu_id]) {
 270 #ifdef CONFIG_SVM
 271         case V3_SVM_CPU:
 272         case V3_SVM_REV3_CPU:
 273             return v3_svm_enter(info);
 274             break;
 275 #endif
 276 #if CONFIG_VMX
 277         case V3_VMX_CPU:
 278         case V3_VMX_EPT_CPU:
 279             return v3_vmx_enter(info);
 280             break;
 281 #endif
 282         default:
 283             PrintError("Attemping to enter a guest on an invalid CPU\n");
 284             return -1;
 285     }
 286 }