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 #ifdef CONFIG_VNET
  37 #include <palacios/vmm_vnet.h>
  38 #endif
  39
  40
  41 v3_cpu_arch_t v3_cpu_types[CONFIG_MAX_CPUS];
  42 struct v3_os_hooks * os_hooks = NULL;
  43
  44 int v3_dbg_enable = 0;
  45
  46
  47
  48 static void init_cpu(void * arg) {
  49     uint32_t cpu_id = (uint32_t)(addr_t)arg;
  50
  51 #ifdef CONFIG_SVM
  52     if (v3_is_svm_capable()) {
  53         PrintDebug("Machine is SVM Capable\n");
  54         v3_init_svm_cpu(cpu_id);
  55
  56     } else
  57 #endif
  58 #ifdef CONFIG_VMX
  59     if (v3_is_vmx_capable()) {
  60         PrintDebug("Machine is VMX Capable\n");
  61         v3_init_vmx_cpu(cpu_id);
  62
  63     } else
  64 #endif
  65     {
  66        PrintError("CPU has no virtualization Extensions\n");
  67     }
  68 }
  69
  70
  71
  72 void Init_V3(struct v3_os_hooks * hooks, int num_cpus) {
  73     int i;
  74
  75     V3_Print("V3 Print statement to fix a Kitten page fault bug\n");
  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     // Register all shadow paging handlers
  88     V3_init_shdw_paging();
  89
  90
  91 #ifdef CONFIG_SYMMOD
  92     V3_init_symmod();
  93 #endif
  94
  95 #ifdef CONFIG_INSTRUMENT_VMM
  96     v3_init_instrumentation();
  97 #endif
  98
  99
 100 #ifdef CONFIG_VNET
 101     V3_init_vnet();
 102 #endif
 103
 104     if ((hooks) && (hooks->call_on_cpu)) {
 105
 106         for (i = 0; i < num_cpus; i++) {
 107
 108             V3_Print("Initializing VMM extensions on cpu %d\n", i);
 109             hooks->call_on_cpu(i, &init_cpu, (void *)(addr_t)i);
 110         }
 111     }
 112 }
 113
 114
 115 v3_cpu_arch_t v3_get_cpu_type(int cpu_id) {
 116     return v3_cpu_types[cpu_id];
 117 }
 118
 119
 120 struct v3_vm_info * v3_create_vm(void * cfg) {
 121     struct v3_vm_info * vm = v3_config_guest(cfg);
 122
 123     if (vm == NULL) {
 124         PrintError("Could not configure guest\n");
 125         return NULL;
 126     }
 127
 128     return vm;
 129 }
 130
 131
 132 int v3_start_vm(struct v3_vm_info * vm, unsigned int cpu_mask) {
 133     int i = 0;
 134     V3_Print("V3 --  Starting VM\n");
 135
 136
 137     for (i = 0; i < vm->num_cores; i++) {
 138         struct guest_info * info = &(vm->cores[i]);
 139
 140         /* GRUESOM HACK... */
 141         //      vm->cpu_id = v3_get_cpu_id();
 142
 143         switch (v3_cpu_types[info->cpu_id]) {
 144 #ifdef CONFIG_SVM
 145             case V3_SVM_CPU:
 146             case V3_SVM_REV3_CPU:
 147                 return v3_start_svm_guest(info);
 148                 break;
 149 #endif
 150 #if CONFIG_VMX
 151             case V3_VMX_CPU:
 152             case V3_VMX_EPT_CPU:
 153                 return v3_start_vmx_guest(info);
 154                 break;
 155 #endif
 156             default:
 157                 PrintError("Attemping to enter a guest on an invalid CPU\n");
 158                 return -1;
 159         }
 160     }
 161
 162     return 0;
 163 }
 164
 165
 166 #ifdef __V3_32BIT__
 167
 168 v3_cpu_mode_t v3_get_host_cpu_mode() {
 169     uint32_t cr4_val;
 170     struct cr4_32 * cr4;
 171
 172     __asm__ (
 173              "movl %%cr4, %0; "
 174              : "=r"(cr4_val)
 175              );
 176
 177
 178     cr4 = (struct cr4_32 *)&(cr4_val);
 179
 180     if (cr4->pae == 1) {
 181         return PROTECTED_PAE;
 182     } else {
 183         return PROTECTED;
 184     }
 185 }
 186
 187 #elif __V3_64BIT__
 188
 189 v3_cpu_mode_t v3_get_host_cpu_mode() {
 190     return LONG;
 191 }
 192
 193 #endif
 194
 195
 196 #define V3_Yield(addr)                                  \
 197     do {                                                \
 198         extern struct v3_os_hooks * os_hooks;           \
 199         if ((os_hooks) && (os_hooks)->yield_cpu) {      \
 200             (os_hooks)->yield_cpu();                    \
 201         }                                               \
 202     } while (0)                                         \
 203
 204
 205
 206 void v3_yield_cond(struct guest_info * info) {
 207     uint64_t cur_cycle;
 208     rdtscll(cur_cycle);
 209
 210     if (cur_cycle > (info->yield_start_cycle + info->vm_info->yield_cycle_period)) {
 211
 212         /*
 213           PrintDebug("Conditional Yield (cur_cyle=%p, start_cycle=%p, period=%p)\n",
 214           (void *)cur_cycle, (void *)info->yield_start_cycle, (void *)info->yield_cycle_period);
 215         */
 216         V3_Yield();
 217         rdtscll(info->yield_start_cycle);
 218     }
 219 }
 220
 221
 222 /*
 223  * unconditional cpu yield
 224  * if the yielding thread is a guest context, the guest quantum is reset on resumption
 225  * Non guest context threads should call this function with a NULL argument
 226  */
 227 void v3_yield(struct guest_info * info) {
 228     V3_Yield();
 229
 230     if (info) {
 231         rdtscll(info->yield_start_cycle);
 232     }
 233 }
 234
 235
 236
 237
 238 void v3_print_cond(const char * fmt, ...) {
 239     if (v3_dbg_enable == 1) {
 240         char buf[2048];
 241         va_list ap;
 242
 243         va_start(ap, fmt);
 244         vsnprintf(buf, 2048, fmt, ap);
 245         va_end(ap);
 246
 247         V3_Print("%s", buf);
 248     }
 249 }
 250
 251
 252
 253
 254 void v3_interrupt_cpu(struct v3_vm_info * vm, int logical_cpu) {
 255     extern struct v3_os_hooks * os_hooks;
 256
 257     if ((os_hooks) && (os_hooks)->interrupt_cpu) {
 258         (os_hooks)->interrupt_cpu(vm, logical_cpu);
 259     }
 260 }
 261
 262
 263
 264 unsigned int v3_get_cpu_id() {
 265     extern struct v3_os_hooks * os_hooks;
 266     unsigned int ret = (unsigned int)-1;
 267
 268     if ((os_hooks) && (os_hooks)->get_cpu) {
 269         ret = os_hooks->get_cpu();
 270     }
 271
 272     return ret;
 273 }
 274
 275
 276
 277 int v3_vm_enter(struct guest_info * info) {
 278     switch (v3_cpu_types[info->cpu_id]) {
 279 #ifdef CONFIG_SVM
 280         case V3_SVM_CPU:
 281         case V3_SVM_REV3_CPU:
 282             return v3_svm_enter(info);
 283             break;
 284 #endif
 285 #if CONFIG_VMX
 286         case V3_VMX_CPU:
 287         case V3_VMX_EPT_CPU:
 288             return v3_vmx_enter(info);
 289             break;
 290 #endif
 291         default:
 292             PrintError("Attemping to enter a guest on an invalid CPU\n");
 293             return -1;
 294     }
 295 }