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_telemetry.h>
  26 #include <palacios/vmm_mem.h>
  27 #include <palacios/vmm_hypercall.h>
  28 #include <palacios/vmm_dev_mgr.h>
  29 #include <palacios/vmm_cpuid.h>
  30 #include <palacios/vmm_xml.h>
  31 #include <palacios/vmm_io.h>
  32 #include <palacios/vmm_msr.h>
  33
  34
  35 #ifdef CONFIG_SYMBIOTIC
  36 #include <palacios/vmm_sym_iface.h>
  37
  38 #ifdef CONFIG_SYMBIOTIC_SWAP
  39 #include <palacios/vmm_sym_swap.h>
  40 #endif
  41
  42 #endif
  43
  44
  45 #ifdef CONFIG_SVM
  46 #include <palacios/svm.h>
  47 #include <palacios/svm_io.h>
  48 #include <palacios/svm_msr.h>
  49 #endif
  50
  51 #ifdef CONFIG_VMX
  52 #include <palacios/vmx.h>
  53 #include <palacios/vmx_io.h>
  54 #include <palacios/vmx_msr.h>
  55 #endif
  56
  57
  58 #include <palacios/vmm_host_events.h>
  59 #include <palacios/vmm_socket.h>
  60
  61 #include "vmm_config_class.h"
  62
  63 // This is used to access the configuration file index table
  64 struct file_hdr {
  65     uint32_t index;
  66     uint32_t size;
  67     uint64_t offset;
  68 };
  69
  70 struct file_idx_table {
  71     uint64_t num_files;
  72     struct file_hdr hdrs[0];
  73 };
  74
  75
  76
  77
  78 static int setup_memory_map(struct v3_vm_info * vm, v3_cfg_tree_t * cfg);
  79 static int setup_devices(struct v3_vm_info * vm, v3_cfg_tree_t * cfg);
  80
  81
  82
  83 char * v3_cfg_val(v3_cfg_tree_t * tree, char * tag) {
  84     char * attrib = (char *)v3_xml_attr(tree, tag);
  85     v3_cfg_tree_t * child_entry = v3_xml_child(tree, tag);
  86     char * val = NULL;
  87
  88     if ((child_entry != NULL) && (attrib != NULL)) {
  89         PrintError("Duplicate Configuration parameters present for %s\n", tag);
  90         return NULL;
  91     }
  92
  93     val = (attrib == NULL) ? v3_xml_txt(child_entry): attrib;
  94
  95     return val;
  96 }
  97
  98 v3_cfg_tree_t * v3_cfg_subtree(v3_cfg_tree_t * tree, char * tag) {
  99     return v3_xml_child(tree, tag);
 100 }
 101
 102 v3_cfg_tree_t * v3_cfg_next_branch(v3_cfg_tree_t * tree) {
 103     return v3_xml_next(tree);
 104 }
 105
 106
 107
 108 struct v3_cfg_file * v3_cfg_get_file(struct v3_vm_info * vm, char * tag) {
 109     struct v3_cfg_file * file = NULL;
 110
 111     file = (struct v3_cfg_file *)v3_htable_search(vm->cfg_data->file_table, (addr_t)tag);
 112
 113     return file;
 114 }
 115
 116
 117 static uint_t file_hash_fn(addr_t key) {
 118     char * name = (char *)key;
 119     return v3_hash_buffer((uchar_t *)name, strlen(name));
 120 }
 121
 122 static int file_eq_fn(addr_t key1, addr_t key2) {
 123     char * name1 = (char *)key1;
 124     char * name2 = (char *)key2;
 125
 126     return (strcmp(name1, name2) == 0);
 127 }
 128
 129 static struct v3_config * parse_config(void * cfg_blob) {
 130     struct v3_config * cfg = NULL;
 131     int offset = 0;
 132     uint_t xml_len = 0;
 133     struct file_idx_table * files = NULL;
 134     v3_cfg_tree_t * file_tree = NULL;
 135
 136     V3_Print("cfg data at %p\n", cfg_blob);
 137
 138     if (memcmp(cfg_blob, "v3vee\0\0\0", 8) != 0) {
 139         PrintError("Invalid Configuration Header\n");
 140         return NULL;
 141     }
 142
 143     offset += 8;
 144
 145     cfg = (struct v3_config *)V3_Malloc(sizeof(struct v3_config));
 146     memset(cfg, 0, sizeof(struct v3_config));
 147
 148     cfg->blob = cfg_blob;
 149     INIT_LIST_HEAD(&(cfg->file_list));
 150     cfg->file_table = v3_create_htable(0, file_hash_fn, file_eq_fn);
 151
 152     xml_len = *(uint32_t *)(cfg_blob + offset);
 153     offset += 4;
 154
 155     cfg->cfg = (v3_cfg_tree_t *)v3_xml_parse((uint8_t *)(cfg_blob + offset));
 156     offset += xml_len;
 157
 158     offset += 8;
 159
 160     files = (struct file_idx_table *)(cfg_blob + offset);
 161
 162     V3_Print("Number of files in cfg: %d\n", (uint32_t)(files->num_files));
 163
 164     file_tree = v3_cfg_subtree(v3_cfg_subtree(cfg->cfg, "files"), "file");
 165
 166     while (file_tree) {
 167         char * id = v3_cfg_val(file_tree, "id");
 168         char * index = v3_cfg_val(file_tree, "index");
 169         int idx = atoi(index);
 170         struct file_hdr * hdr = &(files->hdrs[idx]);
 171         struct v3_cfg_file * file = NULL;
 172
 173         file = (struct v3_cfg_file *)V3_Malloc(sizeof(struct v3_cfg_file));
 174
 175         if (!file) {
 176             PrintError("Could not allocate file structure\n");
 177             return NULL;
 178         }
 179
 180
 181         V3_Print("File index=%d id=%s\n", idx, id);
 182
 183         strncpy(file->tag, id, 256);
 184         file->size = hdr->size;
 185         file->data = cfg_blob + hdr->offset;
 186
 187         V3_Print("Storing file data offset = %d, size=%d\n", (uint32_t)hdr->offset, hdr->size);
 188         V3_Print("file data at %p\n", file->data);
 189         list_add( &(file->file_node), &(cfg->file_list));
 190
 191         V3_Print("Keying file to name\n");
 192         v3_htable_insert(cfg->file_table, (addr_t)(file->tag), (addr_t)(file));
 193
 194         V3_Print("Iterating to next file\n");
 195
 196         file_tree = v3_cfg_next_branch(file_tree);
 197     }
 198
 199     V3_Print("Configuration parsed successfully\n");
 200
 201     return cfg;
 202 }
 203
 204 static int pre_config_vm(struct v3_vm_info * vm, v3_cfg_tree_t * vm_cfg) {
 205     v3_cpu_arch_t cpu_type = v3_get_cpu_type(v3_get_cpu_id());
 206
 207     char * memory_str = v3_cfg_val(vm_cfg, "memory");
 208     char * schedule_hz_str = v3_cfg_val(vm_cfg, "schedule_hz");
 209     char * vm_class = v3_cfg_val(vm_cfg, "class");
 210     uint32_t sched_hz = 100;    // set the schedule frequency to 100 HZ
 211
 212     if (!memory_str) {
 213         PrintError("Memory is a required configuration parameter\n");
 214         return -1;
 215     }
 216
 217     PrintDebug("Memory=%s\n", memory_str);
 218
 219     // Amount of ram the Guest will have, always in MB
 220     vm->mem_size = atoi(memory_str) * 1024 * 1024;
 221
 222     if (strcasecmp(vm_class, "PC") == 0) {
 223         vm->vm_class = V3_PC_VM;
 224     } else {
 225         PrintError("Invalid VM class\n");
 226         return -1;
 227     }
 228
 229 #ifdef CONFIG_TELEMETRY
 230     {
 231         char * telemetry = v3_cfg_val(vm_cfg, "telemetry");
 232
 233         // This should go first, because other subsystems will depend on the guest_info flag
 234         if ((telemetry) && (strcasecmp(telemetry, "enable") == 0)) {
 235             vm->enable_telemetry = 1;
 236         } else {
 237             vm->enable_telemetry = 0;
 238         }
 239     }
 240 #endif
 241
 242     v3_init_hypercall_map(vm);
 243     v3_init_io_map(vm);
 244     v3_init_msr_map(vm);
 245     v3_init_cpuid_map(vm);
 246     v3_init_host_events(vm);
 247     v3_init_intr_routers(vm);
 248
 249     // Initialize the memory map
 250     if (v3_init_mem_map(vm) == -1) {
 251         PrintError("Could not initialize shadow map\n");
 252         return -1;
 253     }
 254
 255 #ifdef CONFIG_SYMBIOTIC
 256     v3_init_sym_iface(vm);
 257 #endif
 258
 259     v3_init_dev_mgr(vm);
 260
 261
 262 #ifdef CONFIG_SYMBIOTIC_SWAP
 263     PrintDebug("initializing symbiotic swap\n");
 264     v3_init_sym_swap(vm);
 265 #endif
 266
 267
 268         // init SVM/VMX
 269 #ifdef CONFIG_SVM
 270         if ((cpu_type == V3_SVM_CPU) || (cpu_type == V3_SVM_REV3_CPU)) {
 271             v3_init_svm_io_map(vm);
 272             v3_init_svm_msr_map(vm);
 273         }
 274 #endif
 275 #ifdef CONFIG_VMX
 276         else if ((cpu_type == V3_VMX_CPU) || (cpu_type == V3_VMX_EPT_CPU)) {
 277             v3_init_vmx_io_map(vm);
 278             v3_init_vmx_msr_map(vm);
 279         }
 280 #endif
 281         else {
 282             PrintError("Invalid CPU Type\n");
 283             return -1;
 284         }
 285
 286    if (schedule_hz_str) {
 287         sched_hz = atoi(schedule_hz_str);
 288     }
 289
 290     PrintDebug("CPU_KHZ = %d, schedule_freq=%p\n", V3_CPU_KHZ(),
 291                (void *)(addr_t)sched_hz);
 292
 293     vm->yield_cycle_period = (V3_CPU_KHZ() * 1000) / sched_hz;
 294
 295     return 0;
 296 }
 297
 298 static int pre_config_core(struct guest_info * info, v3_cfg_tree_t * core_cfg) {
 299     extern v3_cpu_arch_t v3_cpu_types[];
 300     char * paging = v3_cfg_val(core_cfg, "paging");
 301
 302     /*
 303      * Initialize the subsystem data strutures
 304      */
 305 #ifdef CONFIG_TELEMETRY
 306     if (info->vm_info->enable_telemetry) {
 307         v3_init_telemetry(info);
 308     }
 309 #endif
 310
 311
 312     if ((v3_cpu_types[info->cpu_id] == V3_SVM_REV3_CPU) &&
 313         (paging) && (strcasecmp(paging, "nested") == 0)) {
 314         PrintDebug("Guest Page Mode: NESTED_PAGING\n");
 315         info->shdw_pg_mode = NESTED_PAGING;
 316     } else {
 317         PrintDebug("Guest Page Mode: SHADOW_PAGING\n");
 318         v3_init_shadow_page_state(info);
 319         info->shdw_pg_mode = SHADOW_PAGING;
 320     }
 321
 322
 323
 324     v3_init_time(info);
 325     v3_init_intr_controllers(info);
 326     v3_init_exception_state(info);
 327
 328     v3_init_decoder(info);
 329
 330
 331
 332     if (info->vm_info->vm_class == V3_PC_VM) {
 333         if (pre_config_pc_core(info, core_cfg) == -1) {
 334             PrintError("PC Post configuration failure\n");
 335             return -1;
 336         }
 337     } else {
 338         PrintError("Invalid VM Class\n");
 339         return -1;
 340     }
 341
 342     return 0;
 343 }
 344
 345
 346
 347 static int post_config_vm(struct v3_vm_info * vm, v3_cfg_tree_t * cfg) {
 348
 349     vm->run_state = VM_STOPPED;
 350
 351     // Configure the memory map for the guest
 352     if (setup_memory_map(vm, cfg) == -1) {
 353         PrintError("Setting up guest memory map failed...\n");
 354         return -1;
 355     }
 356
 357     //v3_hook_io_port(info, 1234, &IO_Read, NULL, info);
 358
 359     if (setup_devices(vm, cfg) == -1) {
 360         PrintError("Failed to setup devices\n");
 361         return -1;
 362     }
 363
 364
 365     //    v3_print_io_map(info);
 366     v3_print_msr_map(vm);
 367
 368
 369     if (vm->vm_class == V3_PC_VM) {
 370         if (post_config_pc(vm, cfg) == -1) {
 371             PrintError("PC Post configuration failure\n");
 372             return -1;
 373         }
 374     } else {
 375         PrintError("Invalid VM Class\n");
 376         return -1;
 377     }
 378
 379     return 0;
 380 }
 381
 382
 383
 384 static int post_config_core(struct guest_info * info, v3_cfg_tree_t * cfg) {
 385
 386
 387
 388     if (info->vm_info->vm_class == V3_PC_VM) {
 389         if (post_config_pc_core(info, cfg) == -1) {
 390             PrintError("PC Post configuration failure\n");
 391             return -1;
 392         }
 393     } else {
 394         PrintError("Invalid VM Class\n");
 395         return -1;
 396     }
 397
 398
 399     return 0;
 400 }
 401
 402
 403
 404 static struct v3_vm_info * allocate_guest(int num_cores) {
 405     int guest_state_size = sizeof(struct v3_vm_info) + (sizeof(struct guest_info) * num_cores);
 406     struct v3_vm_info * vm = V3_Malloc(guest_state_size);
 407
 408     memset(vm, 0, guest_state_size);
 409
 410     vm->num_cores = num_cores;
 411
 412     return vm;
 413 }
 414
 415
 416
 417 struct v3_vm_info * v3_config_guest(void * cfg_blob) {
 418     v3_cpu_arch_t cpu_type = v3_get_cpu_type(v3_get_cpu_id());
 419     struct v3_config * cfg_data = NULL;
 420     struct v3_vm_info * vm = NULL;
 421     int num_cores = 0;
 422     int i = 0;
 423     v3_cfg_tree_t * cores_cfg = NULL;
 424     v3_cfg_tree_t * per_core_cfg = NULL;
 425
 426     if (cpu_type == V3_INVALID_CPU) {
 427         PrintError("Configuring guest on invalid CPU\n");
 428         return NULL;
 429     }
 430
 431     cfg_data = parse_config(cfg_blob);
 432
 433     if (!cfg_data) {
 434         PrintError("Could not parse configuration\n");
 435         return NULL;
 436     }
 437
 438     cores_cfg = v3_cfg_subtree(cfg_data->cfg, "cores");
 439
 440     if (!cores_cfg) {
 441         PrintError("Could not find core configuration (new config format required)\n");
 442         return NULL;
 443     }
 444
 445     num_cores = atoi(v3_cfg_val(cores_cfg, "count"));
 446
 447     if (num_cores == 0) {
 448         PrintError("No cores specified in configuration\n");
 449         return NULL;
 450     }
 451
 452     V3_Print("Configuring %d cores\n", num_cores);
 453
 454     vm = allocate_guest(num_cores);
 455
 456     if (!vm) {
 457         PrintError("Could not allocate %d core guest\n", vm->num_cores);
 458         return NULL;
 459     }
 460
 461     vm->cfg_data = cfg_data;
 462
 463     V3_Print("Preconfiguration\n");
 464
 465     if (pre_config_vm(vm, vm->cfg_data->cfg) == -1) {
 466         PrintError("Error in preconfiguration\n");
 467         return NULL;
 468     }
 469
 470
 471     V3_Print("Per core configuration\n");
 472     per_core_cfg = v3_cfg_subtree(cores_cfg, "core");
 473
 474     // per core configuration
 475     for (i = 0; i < vm->num_cores; i++) {
 476         struct guest_info * info = &(vm->cores[i]);
 477
 478
 479         info->cpu_id = i;
 480         info->vm_info = vm;
 481
 482         pre_config_core(info, per_core_cfg);
 483
 484         // init SVM/VMX
 485 #ifdef CONFIG_SVM
 486         if ((cpu_type == V3_SVM_CPU) || (cpu_type == V3_SVM_REV3_CPU)) {
 487             if (v3_init_svm_vmcb(info, vm->vm_class) == -1) {
 488                 PrintError("Error in SVM initialization\n");
 489                 return NULL;
 490             }
 491         }
 492 #endif
 493 #ifdef CONFIG_VMX
 494         else if ((cpu_type == V3_VMX_CPU) || (cpu_type == V3_VMX_EPT_CPU)) {
 495             if (v3_init_vmx_vmcs(info, vm->vm_class) == -1) {
 496                 PrintError("Error in VMX initialization\n");
 497                 return NULL;
 498             }
 499         }
 500 #endif
 501         else {
 502             PrintError("Invalid CPU Type\n");
 503             return NULL;
 504         }
 505
 506         per_core_cfg = v3_cfg_next_branch(per_core_cfg);
 507     }
 508
 509
 510     V3_Print("Post Configuration\n");
 511
 512     if (post_config_vm(vm, vm->cfg_data->cfg) == -1) {
 513         PrintError("Error in postconfiguration\n");
 514         return NULL;
 515     }
 516
 517
 518     per_core_cfg = v3_cfg_subtree(cores_cfg, "core");
 519
 520     // per core configuration
 521     for (i = 0; i < vm->num_cores; i++) {
 522         struct guest_info * info = &(vm->cores[i]);
 523
 524         post_config_core(info, per_core_cfg);
 525
 526         per_core_cfg = v3_cfg_next_branch(per_core_cfg);
 527     }
 528
 529     V3_Print("Configuration successfull\n");
 530
 531     return vm;
 532 }
 533
 534
 535
 536
 537
 538 static int setup_memory_map(struct v3_vm_info * vm, v3_cfg_tree_t * cfg) {
 539     v3_cfg_tree_t * mem_region = v3_cfg_subtree(v3_cfg_subtree(cfg, "memmap"), "region");
 540
 541     while (mem_region) {
 542         addr_t start_addr = atox(v3_cfg_val(mem_region, "start"));
 543         addr_t end_addr = atox(v3_cfg_val(mem_region, "end"));
 544         addr_t host_addr = atox(v3_cfg_val(mem_region, "host_addr"));
 545
 546
 547         if (v3_add_shadow_mem(vm, start_addr, end_addr, host_addr) == -1) {
 548             PrintError("Could not map memory region: %p-%p => %p\n",
 549                        (void *)start_addr, (void *)end_addr, (void *)host_addr);
 550             return -1;
 551         }
 552
 553         mem_region = v3_cfg_next_branch(mem_region);
 554     }
 555
 556     return 0;
 557 }
 558
 559
 560
 561
 562 static int setup_devices(struct v3_vm_info * vm, v3_cfg_tree_t * cfg) {
 563     v3_cfg_tree_t * device = v3_cfg_subtree(v3_cfg_subtree(cfg, "devices"), "device");
 564
 565
 566     while (device) {
 567         char * id = v3_cfg_val(device, "id");
 568
 569         V3_Print("configuring device %s\n", id);
 570
 571         if (v3_create_device(vm, id, device) == -1) {
 572             PrintError("Error creating device %s\n", id);
 573             return -1;
 574         }
 575
 576         device = v3_cfg_next_branch(device);
 577     }
 578
 579     v3_print_dev_mgr(vm);
 580
 581     return 0;
 582 }
 583
 584
 585
 586