palacios/src/palacios/vmm_config.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_config.h>
  21 #include <palacios/vmm.h>
  22 #include <palacios/vmm_debug.h>
  23 #include <palacios/vmm_msr.h>
  24 #include <palacios/vmm_decoder.h>
  25 #include <palacios/vmm_profiler.h>
  26 #include <palacios/vmm_mem.h>
  27 #include <palacios/vmm_hypercall.h>
  28
  29
  30 #include <devices/serial.h>
  31 #include <devices/keyboard.h>
  32 #include <devices/8259a.h>
  33 #include <devices/8254.h>
  34 #include <devices/nvram.h>
  35 #include <devices/generic.h>
  36 #include <devices/ramdisk.h>
  37 #include <devices/cdrom.h>
  38 #include <devices/bochs_debug.h>
  39 #include <devices/os_debug.h>
  40 #include <devices/apic.h>
  41 #include <devices/io_apic.h>
  42
  43
  44
  45 #include <palacios/vmm_host_events.h>
  46
  47 #define USE_GENERIC 1
  48
  49
  50 #define ROMBIOS_START 0x000f0000
  51 #define VGABIOS_START 0x000c0000
  52
  53
  54
  55 static int setup_memory_map(struct guest_info * info, struct v3_vm_config * config_ptr);
  56 static int setup_devices(struct guest_info * info, struct v3_vm_config * config_ptr);
  57 static struct vm_device *  configure_generic(struct guest_info * info, struct v3_vm_config * config_ptr);
  58
  59
  60
  61
  62 static int passthrough_mem_write(addr_t guest_addr, void * src, uint_t length, void * priv_data) {
  63
  64   return length;
  65   //  memcpy((void*)guest_addr, src, length);
  66   PrintDebug("Write of %d bytes to %p\n", length, (void *)guest_addr);
  67   PrintDebug("Write Value = %p\n", (void *)*(addr_t *)src);
  68
  69   return length;
  70 }
  71
  72
  73
  74 int v3_config_guest(struct guest_info * info, struct v3_vm_config * config_ptr) {
  75   extern v3_cpu_arch_t v3_cpu_type;
  76
  77   // Initialize the subsystem data strutures
  78   v3_init_time(info);
  79   v3_init_io_map(info);
  80   v3_init_msr_map(info);
  81   v3_init_interrupt_state(info);
  82   v3_init_dev_mgr(info);
  83   v3_init_host_events(info);
  84
  85   v3_init_decoder(info);
  86
  87   v3_init_shadow_map(info);
  88
  89   v3_init_hypercall_map(info);
  90
  91
  92   if (v3_cpu_type == V3_SVM_REV3_CPU) {
  93     info->shdw_pg_mode = NESTED_PAGING;
  94   } else {
  95     v3_init_shadow_page_state(info);
  96     info->shdw_pg_mode = SHADOW_PAGING;
  97   }
  98
  99   // Initial CPU operating mode
 100   info->cpu_mode = REAL;
 101   info->mem_mode = PHYSICAL_MEM;
 102
 103   // Amount of ram the Guest will have
 104   info->mem_size = config_ptr->mem_size;
 105
 106   // Configure the memory map for the guest
 107   setup_memory_map(info, config_ptr);
 108
 109   // Configure the devices for the guest
 110   setup_devices(info, config_ptr);
 111
 112
 113
 114   if (config_ptr->enable_profiling) {
 115     info->enable_profiler = 1;
 116     v3_init_profiler(info);
 117   } else {
 118     info->enable_profiler = 0;
 119   }
 120
 121   //v3_hook_io_port(info, 1234, &IO_Read, NULL, info);
 122
 123   // Setup initial cpu register state
 124   info->rip = 0xfff0;
 125   info->vm_regs.rsp = 0x0;
 126
 127
 128   return 0;
 129 }
 130
 131
 132 /* TODO:
 133  * The amount of guest memory is stored in info->mem_size
 134  * We need to make sure the memory map extends to cover it
 135  */
 136 static int setup_memory_map(struct guest_info * info, struct v3_vm_config * config_ptr) {
 137
 138   /* layout rombios */
 139   {
 140     uint_t num_pages = (config_ptr->rombios_size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
 141     void * guest_mem =  V3_AllocPages(num_pages);
 142
 143     PrintDebug("Layout Region %d bytes\n", config_ptr->rombios_size);
 144     memcpy(V3_VAddr(guest_mem), config_ptr->rombios, config_ptr->rombios_size);
 145
 146     v3_add_shadow_mem(info, ROMBIOS_START, ROMBIOS_START + (num_pages * PAGE_SIZE) - 1, (addr_t)guest_mem);
 147
 148     PrintDebug("Adding Shadow Region (0x%p-0x%p) -> 0x%p\n",
 149                (void *)ROMBIOS_START,
 150                (void *)ROMBIOS_START + (num_pages * PAGE_SIZE),
 151                (void *)guest_mem);
 152   }
 153
 154
 155   /* layout vgabios */
 156   {
 157     uint_t num_pages = (config_ptr->vgabios_size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
 158     void * guest_mem =  V3_AllocPages(num_pages);
 159
 160     PrintDebug("Layout Region %d bytes\n", config_ptr->vgabios_size);
 161     memcpy(V3_VAddr(guest_mem), config_ptr->vgabios, config_ptr->vgabios_size);
 162
 163     v3_add_shadow_mem(info, VGABIOS_START, VGABIOS_START + (num_pages * PAGE_SIZE) - 1, (addr_t)guest_mem);
 164
 165     PrintDebug("Adding Shadow Region (0x%p-0x%p) -> 0x%p\n",
 166                (void *)VGABIOS_START,
 167                (void *)VGABIOS_START + (num_pages * PAGE_SIZE),
 168                (void *)guest_mem);
 169   }
 170
 171       //
 172   v3_add_shadow_mem(info, 0x0, 0x9ffff, (addr_t)V3_AllocPages(160));
 173
 174   if (1) {
 175     v3_add_shadow_mem(info, 0xa0000, 0xbffff, 0xa0000);
 176   } else {
 177     v3_hook_write_mem(info, 0xa0000, 0xbffff, 0xa0000,  passthrough_mem_write, NULL);
 178   }
 179
 180   // TEMP
 181   //add_shadow_region_passthrough(info, 0xc0000, 0xc8000, 0xc0000);
 182
 183   if (1) {
 184     v3_add_shadow_mem(info, 0xc7000, 0xc8000, (addr_t)V3_AllocPages(1));
 185     if (v3_add_shadow_mem(info, 0xc8000, 0xf0000, (addr_t)V3_AllocPages(40)) == -1) {
 186       PrintDebug("Error adding shadow region\n");
 187     }
 188   } else {
 189     v3_add_shadow_mem(info, 0xc0000, 0xc8000, 0xc0000);
 190     v3_add_shadow_mem(info, 0xc8000, 0xf0000, 0xc8000);
 191   }
 192
 193
 194   if (1) {
 195     v3_add_shadow_mem(info, 0x100000, 0x1000000, (addr_t)V3_AllocPages(4096));
 196   } else {
 197     /* MEMORY HOOK TEST */
 198     v3_add_shadow_mem(info, 0x100000, 0xa00000, (addr_t)V3_AllocPages(2304));
 199     v3_hook_write_mem(info, 0xa00000, 0xa01000, (addr_t)V3_AllocPages(1), passthrough_mem_write, NULL);
 200     v3_add_shadow_mem(info, 0xa01000, 0x1000000, (addr_t)V3_AllocPages(1791));
 201   }
 202
 203   v3_add_shadow_mem(info, 0x1000000, 0x8000000, (addr_t)V3_AllocPages(32768));
 204
 205   // test - give linux accesss to PCI space - PAD
 206   //v3_add_shadow_mem(info, 0xc0000000,0xffffffff,0xc0000000);
 207
 208
 209   print_shadow_map(info);
 210
 211   return 0;
 212 }
 213
 214
 215
 216 static int setup_devices(struct guest_info * info, struct v3_vm_config * config_ptr) {
 217     struct vm_device * ramdisk = NULL;
 218     struct vm_device * cdrom = NULL;
 219     struct vm_device * nvram = v3_create_nvram();
 220     //struct vm_device * timer = v3_create_timer();
 221     struct vm_device * pic = v3_create_pic();
 222     struct vm_device * keyboard = v3_create_keyboard();
 223     struct vm_device * pit = v3_create_pit();
 224     struct vm_device * bochs_debug = v3_create_bochs_debug();
 225     struct vm_device * os_debug = v3_create_os_debug();
 226     struct vm_device * apic = v3_create_apic();
 227     struct vm_device * ioapic = v3_create_io_apic(apic);
 228
 229     //struct vm_device * serial = v3_create_serial();
 230     struct vm_device * generic = NULL;
 231
 232     int use_ramdisk = config_ptr->use_ramdisk;
 233     int use_generic = USE_GENERIC;
 234
 235
 236     if (use_ramdisk) {
 237       PrintDebug("Creating Ramdisk\n");
 238       ramdisk = v3_create_ramdisk();
 239       cdrom = v3_create_cdrom(ramdisk, config_ptr->ramdisk, config_ptr->ramdisk_size);
 240     }
 241
 242
 243     if (use_generic) {
 244       generic = configure_generic(info, config_ptr);
 245     }
 246
 247
 248     v3_attach_device(info, nvram);
 249     //v3_attach_device(info, timer);
 250     v3_attach_device(info, pic);
 251     v3_attach_device(info, pit);
 252     v3_attach_device(info, keyboard);
 253     // v3_attach_device(info, serial);
 254     v3_attach_device(info, bochs_debug);
 255     v3_attach_device(info, os_debug);
 256
 257     v3_attach_device(info, apic);
 258     v3_attach_device(info, ioapic);
 259
 260     if (use_ramdisk) {
 261       v3_attach_device(info, ramdisk);
 262       v3_attach_device(info, cdrom);
 263     }
 264
 265     if (use_generic) {
 266       // Important that this be attached last!
 267       v3_attach_device(info, generic);
 268     }
 269
 270     PrintDebugDevMgr(info);
 271
 272
 273     // give keyboard interrupts to vm
 274     // no longer needed since we have a keyboard device
 275     //hook_irq(&vm_info, 1);
 276
 277 #if 0
 278     // give floppy controller to vm
 279     v3_hook_passthrough_irq(info, 6);
 280 #endif
 281
 282
 283     if (!use_ramdisk) {
 284       PrintDebug("Hooking IDE IRQs\n");
 285
 286       //primary ide
 287       v3_hook_passthrough_irq(info, 14);
 288
 289       // secondary ide
 290       v3_hook_passthrough_irq(info, 15);
 291     }
 292
 293
 294   return 0;
 295 }
 296
 297
 298
 299 static struct vm_device *  configure_generic(struct guest_info * info, struct v3_vm_config * config_ptr) {
 300       PrintDebug("Creating Generic Device\n");
 301       struct vm_device * generic = v3_create_generic();
 302
 303       // Make the DMA controller invisible
 304       v3_generic_add_port_range(generic, 0x00, 0x07, GENERIC_PRINT_AND_IGNORE);   // DMA 1 channels 0,1,2,3 (address, counter)
 305       v3_generic_add_port_range(generic, 0xc0, 0xc7, GENERIC_PRINT_AND_IGNORE);   // DMA 2 channels 4,5,6,7 (address, counter)
 306       v3_generic_add_port_range(generic, 0x87, 0x87, GENERIC_PRINT_AND_IGNORE);   // DMA 1 channel 0 page register
 307       v3_generic_add_port_range(generic, 0x83, 0x83, GENERIC_PRINT_AND_IGNORE);   // DMA 1 channel 1 page register
 308       v3_generic_add_port_range(generic, 0x81, 0x81, GENERIC_PRINT_AND_IGNORE);   // DMA 1 channel 2 page register
 309       v3_generic_add_port_range(generic, 0x82, 0x82, GENERIC_PRINT_AND_IGNORE);   // DMA 1 channel 3 page register
 310       v3_generic_add_port_range(generic, 0x8f, 0x8f, GENERIC_PRINT_AND_IGNORE);   // DMA 2 channel 4 page register
 311       v3_generic_add_port_range(generic, 0x8b, 0x8b, GENERIC_PRINT_AND_IGNORE);   // DMA 2 channel 5 page register
 312       v3_generic_add_port_range(generic, 0x89, 0x89, GENERIC_PRINT_AND_IGNORE);   // DMA 2 channel 6 page register
 313       v3_generic_add_port_range(generic, 0x8a, 0x8a, GENERIC_PRINT_AND_IGNORE);   // DMA 2 channel 7 page register
 314       v3_generic_add_port_range(generic, 0x08, 0x0f, GENERIC_PRINT_AND_IGNORE);   // DMA 1 misc registers (csr, req, smask,mode,clearff,reset,enable,mmask)
 315       v3_generic_add_port_range(generic, 0xd0, 0xde, GENERIC_PRINT_AND_IGNORE);   // DMA 2 misc registers
 316
 317
 318
 319
 320       // Make the Serial ports invisible
 321
 322       v3_generic_add_port_range(generic, 0x3f8, 0x3f8+7, GENERIC_PRINT_AND_IGNORE);      // COM 1
 323       v3_generic_add_port_range(generic, 0x2f8, 0x2f8+7, GENERIC_PRINT_AND_IGNORE);      // COM 2
 324
 325
 326
 327
 328       v3_generic_add_port_range(generic, 0x3e8, 0x3e8+7, GENERIC_PRINT_AND_IGNORE);      // COM 3
 329       v3_generic_add_port_range(generic, 0x2e8, 0x2e8+7, GENERIC_PRINT_AND_IGNORE);      // COM 4
 330
 331
 332
 333
 334       // Make the PCI bus invisible (at least it's configuration)
 335
 336       v3_generic_add_port_range(generic, 0xcf8, 0xcf8, GENERIC_PRINT_AND_IGNORE); // PCI Config Address
 337       v3_generic_add_port_range(generic, 0xcfc, 0xcfc, GENERIC_PRINT_AND_IGNORE); // PCI Config Data
 338
 339
 340
 341 #if 0
 342       if (!use_ramdisk) {
 343         // Monitor the IDE controllers (very slow)
 344         v3_generic_add_port_range(generic, 0x170, 0x178, GENERIC_PRINT_AND_PASSTHROUGH); // IDE 1
 345         v3_generic_add_port_range(generic, 0x376, 0x377, GENERIC_PRINT_AND_PASSTHROUGH); // IDE 1
 346       }
 347
 348
 349       v3_generic_add_port_range(generic, 0x1f0, 0x1f8, GENERIC_PRINT_AND_PASSTHROUGH); // IDE 0
 350       v3_generic_add_port_range(generic, 0x3f6, 0x3f7, GENERIC_PRINT_AND_PASSTHROUGH); // IDE 0
 351 #endif
 352
 353
 354 #if 0
 355
 356       // Make the floppy controllers invisible
 357
 358       v3_generic_add_port_range(generic, 0x3f0, 0x3f2, GENERIC_PRINT_AND_IGNORE); // Primary floppy controller (base,statusa/statusb,DOR)
 359       v3_generic_add_port_range(generic, 0x3f4, 0x3f5, GENERIC_PRINT_AND_IGNORE); // Primary floppy controller (mainstat/datarate,data)
 360       v3_generic_add_port_range(generic, 0x3f7, 0x3f7, GENERIC_PRINT_AND_IGNORE); // Primary floppy controller (DIR)
 361       v3_generic_add_port_range(generic, 0x370, 0x372, GENERIC_PRINT_AND_IGNORE); // Secondary floppy controller (base,statusa/statusb,DOR)
 362       v3_generic_add_port_range(generic, 0x374, 0x375, GENERIC_PRINT_AND_IGNORE); // Secondary floppy controller (mainstat/datarate,data)
 363       v3_generic_add_port_range(generic, 0x377, 0x377, GENERIC_PRINT_AND_IGNORE); // Secondary floppy controller (DIR)
 364
 365 #endif
 366
 367 #if 1
 368
 369       // Make the parallel port invisible
 370
 371       v3_generic_add_port_range(generic, 0x378, 0x37f, GENERIC_PRINT_AND_IGNORE);
 372
 373 #endif
 374
 375 #if 1
 376
 377       // Monitor graphics card operations
 378
 379       v3_generic_add_port_range(generic, 0x3b0, 0x3bb, GENERIC_PRINT_AND_PASSTHROUGH);
 380       v3_generic_add_port_range(generic, 0x3c0, 0x3df, GENERIC_PRINT_AND_PASSTHROUGH);
 381
 382 #endif
 383
 384
 385 #if 1
 386       // Make the ISA PNP features invisible
 387
 388       v3_generic_add_port_range(generic, 0x274, 0x277, GENERIC_PRINT_AND_IGNORE);
 389       v3_generic_add_port_range(generic, 0x279, 0x279, GENERIC_PRINT_AND_IGNORE);
 390       v3_generic_add_port_range(generic, 0xa79, 0xa79, GENERIC_PRINT_AND_IGNORE);
 391 #endif
 392
 393
 394 #if 1
 395       // Monitor any network card (realtek ne2000) operations
 396       v3_generic_add_port_range(generic, 0xc100, 0xc1ff, GENERIC_PRINT_AND_PASSTHROUGH);
 397 #endif
 398
 399
 400 #if 1
 401       // Make any Bus master ide controller invisible
 402
 403       v3_generic_add_port_range(generic, 0xc000, 0xc00f, GENERIC_PRINT_AND_IGNORE);
 404 #endif
 405       //  v3_generic_add_port_range(generic, 0x378, 0x400, GENERIC_PRINT_AND_IGNORE);
 406
 407
 408       return generic;
 409
 410 }