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 #include <palacios/vmm_mptable.h>
  34 #include <palacios/vmm_sprintf.h>
  35
  36
  37
  38
  39
  40 #include <palacios/vmm_host_events.h>
  41
  42 #include "vmm_config_class.h"
  43
  44 // This is used to access the configuration file index table
  45 struct file_hdr {
  46     uint32_t index;
  47     uint32_t size;
  48     uint64_t offset;
  49 };
  50
  51 struct file_idx_table {
  52     uint64_t num_files;
  53     struct file_hdr hdrs[0];
  54 };
  55
  56
  57
  58
  59 static int setup_memory_map(struct v3_vm_info * vm, v3_cfg_tree_t * cfg);
  60 static int setup_extensions(struct v3_vm_info * vm, v3_cfg_tree_t * cfg);
  61 static int setup_devices(struct v3_vm_info * vm, v3_cfg_tree_t * cfg);
  62
  63
  64
  65 char * v3_cfg_val(v3_cfg_tree_t * tree, char * tag) {
  66     char * attrib = (char *)v3_xml_attr(tree, tag);
  67     v3_cfg_tree_t * child_entry = v3_xml_child(tree, tag);
  68     char * val = NULL;
  69
  70     if ((child_entry != NULL) && (attrib != NULL)) {
  71         PrintError("Duplicate Configuration parameters present for %s\n", tag);
  72         return NULL;
  73     }
  74
  75     if (attrib == NULL) {
  76         val = v3_xml_txt(child_entry);
  77
  78         if ( val[0] == 0 )
  79                 val = NULL;
  80     } else {
  81         val = attrib;
  82     }
  83
  84     return val;
  85 }
  86
  87 v3_cfg_tree_t * v3_cfg_subtree(v3_cfg_tree_t * tree, char * tag) {
  88     return v3_xml_child(tree, tag);
  89 }
  90
  91 v3_cfg_tree_t * v3_cfg_next_branch(v3_cfg_tree_t * tree) {
  92     return v3_xml_next(tree);
  93 }
  94
  95
  96
  97 struct v3_cfg_file * v3_cfg_get_file(struct v3_vm_info * vm, char * tag) {
  98     struct v3_cfg_file * file = NULL;
  99
 100     file = (struct v3_cfg_file *)v3_htable_search(vm->cfg_data->file_table, (addr_t)tag);
 101
 102     return file;
 103 }
 104
 105
 106 static uint_t file_hash_fn(addr_t key) {
 107     char * name = (char *)key;
 108     return v3_hash_buffer((uchar_t *)name, strlen(name));
 109 }
 110
 111 static int file_eq_fn(addr_t key1, addr_t key2) {
 112     char * name1 = (char *)key1;
 113     char * name2 = (char *)key2;
 114
 115     return (strcmp(name1, name2) == 0);
 116 }
 117
 118 static struct v3_config * parse_config(void * cfg_blob) {
 119     struct v3_config * cfg = NULL;
 120     int offset = 0;
 121     uint_t xml_len = 0;
 122     struct file_idx_table * files = NULL;
 123     v3_cfg_tree_t * file_tree = NULL;
 124
 125     V3_Print("cfg data at %p\n", cfg_blob);
 126
 127     if (memcmp(cfg_blob, "v3vee\0\0\0", 8) != 0) {
 128         PrintError("Invalid Configuration Header\n");
 129         return NULL;
 130     }
 131
 132     offset += 8;
 133
 134     cfg = (struct v3_config *)V3_Malloc(sizeof(struct v3_config));
 135     memset(cfg, 0, sizeof(struct v3_config));
 136
 137     cfg->blob = cfg_blob;
 138     INIT_LIST_HEAD(&(cfg->file_list));
 139     cfg->file_table = v3_create_htable(0, file_hash_fn, file_eq_fn);
 140
 141     xml_len = *(uint32_t *)(cfg_blob + offset);
 142     offset += 4;
 143
 144     cfg->cfg = (v3_cfg_tree_t *)v3_xml_parse((uint8_t *)(cfg_blob + offset));
 145     offset += xml_len;
 146
 147     offset += 8;
 148
 149     files = (struct file_idx_table *)(cfg_blob + offset);
 150
 151     V3_Print("Number of files in cfg: %d\n", (uint32_t)(files->num_files));
 152
 153     file_tree = v3_cfg_subtree(v3_cfg_subtree(cfg->cfg, "files"), "file");
 154
 155     while (file_tree) {
 156         char * id = v3_cfg_val(file_tree, "id");
 157         char * index = v3_cfg_val(file_tree, "index");
 158         int idx = atoi(index);
 159         struct file_hdr * hdr = &(files->hdrs[idx]);
 160         struct v3_cfg_file * file = NULL;
 161
 162         file = (struct v3_cfg_file *)V3_Malloc(sizeof(struct v3_cfg_file));
 163
 164         if (!file) {
 165             PrintError("Could not allocate file structure\n");
 166             return NULL;
 167         }
 168
 169         V3_Print("File index=%d id=%s\n", idx, id);
 170
 171         strncpy(file->tag, id, 256);
 172         file->size = hdr->size;
 173         file->data = cfg_blob + hdr->offset;
 174
 175         V3_Print("Storing file data offset = %d, size=%d\n", (uint32_t)hdr->offset, hdr->size);
 176         V3_Print("file data at %p\n", file->data);
 177         list_add( &(file->file_node), &(cfg->file_list));
 178
 179         V3_Print("Keying file to name\n");
 180         v3_htable_insert(cfg->file_table, (addr_t)(file->tag), (addr_t)(file));
 181
 182         V3_Print("Iterating to next file\n");
 183
 184         file_tree = v3_cfg_next_branch(file_tree);
 185     }
 186
 187     V3_Print("Configuration parsed successfully\n");
 188
 189     return cfg;
 190 }
 191
 192
 193 static inline uint32_t get_alignment(char * align_str) {
 194     // default is 4KB alignment
 195     uint32_t alignment = PAGE_SIZE_4KB;
 196
 197     if (align_str != NULL) {
 198         if (strcasecmp(align_str, "2MB") == 0) {
 199             alignment = PAGE_SIZE_2MB;
 200         } else if (strcasecmp(align_str, "4MB") == 0) {
 201             alignment = PAGE_SIZE_4MB;
 202         }
 203     }
 204
 205 #ifndef CONFIG_ALIGNED_PG_ALLOC
 206     if (alignment != PAGE_SIZE_4KB) {
 207         PrintError("Aligned page allocations are not supported in this host (requested alignment=%d)\n", alignment);
 208         PrintError("Ignoring alignment request\n");
 209     }
 210 #endif
 211
 212     return alignment;
 213 }
 214
 215
 216 static int pre_config_vm(struct v3_vm_info * vm, v3_cfg_tree_t * vm_cfg) {
 217     char * memory_str = v3_cfg_val(vm_cfg, "memory");
 218     char * schedule_hz_str = v3_cfg_val(vm_cfg, "schedule_hz");
 219     char * vm_class = v3_cfg_val(vm_cfg, "class");
 220     char * align_str = v3_cfg_val(v3_cfg_subtree(vm_cfg, "memory"), "alignment");
 221     uint32_t sched_hz = 100;    // set the schedule frequency to 100 HZ
 222
 223
 224     if (!memory_str) {
 225         PrintError("Memory is a required configuration parameter\n");
 226         return -1;
 227     }
 228
 229     PrintDebug("Memory=%s\n", memory_str);
 230     if (align_str) {
 231          PrintDebug("Alignment=%s\n", align_str);
 232     } else {
 233          PrintDebug("Alignment defaulted to 4KB.\n");
 234     }
 235
 236     // Amount of ram the Guest will have, always in MB
 237     vm->mem_size = (addr_t)atoi(memory_str) * 1024 * 1024;
 238     vm->mem_align = get_alignment(align_str);
 239
 240
 241     PrintDebug("Alignment for %lu bytes of memory computed as 0x%x\n", vm->mem_size, vm->mem_align);
 242
 243     if (strcasecmp(vm_class, "PC") == 0) {
 244         vm->vm_class = V3_PC_VM;
 245     } else {
 246         PrintError("Invalid VM class\n");
 247         return -1;
 248     }
 249
 250 #ifdef CONFIG_TELEMETRY
 251     {
 252         char * telemetry = v3_cfg_val(vm_cfg, "telemetry");
 253
 254         // This should go first, because other subsystems will depend on the guest_info flag
 255         if ((telemetry) && (strcasecmp(telemetry, "enable") == 0)) {
 256             vm->enable_telemetry = 1;
 257         } else {
 258             vm->enable_telemetry = 0;
 259         }
 260     }
 261 #endif
 262
 263     if (v3_init_vm(vm) == -1) {
 264         PrintError("Failed to initialize VM\n");
 265         return -1;
 266     }
 267
 268
 269
 270    if (schedule_hz_str) {
 271         sched_hz = atoi(schedule_hz_str);
 272     }
 273
 274     PrintDebug("CPU_KHZ = %d, schedule_freq=%p\n", V3_CPU_KHZ(),
 275                (void *)(addr_t)sched_hz);
 276
 277     vm->yield_cycle_period = (V3_CPU_KHZ() * 1000) / sched_hz;
 278
 279     return 0;
 280 }
 281
 282
 283 static int determine_paging_mode(struct guest_info * info, v3_cfg_tree_t * core_cfg) {
 284     extern v3_cpu_arch_t v3_cpu_types[];
 285
 286     v3_cfg_tree_t * vm_tree = info->vm_info->cfg_data->cfg;
 287     v3_cfg_tree_t * pg_tree = v3_cfg_subtree(vm_tree, "paging");
 288     char * pg_mode          = v3_cfg_val(pg_tree, "mode");
 289     char * page_size        = v3_cfg_val(pg_tree, "page_size");
 290
 291     PrintDebug("Paging mode specified as %s\n", pg_mode);
 292
 293     if (pg_mode) {
 294         if ((strcasecmp(pg_mode, "nested") == 0)) {
 295             // we assume symmetric cores, so if core 0 has nested paging they all do
 296             if ((v3_cpu_types[0] == V3_SVM_REV3_CPU) ||
 297                 (v3_cpu_types[0] == V3_VMX_EPT_CPU) ||
 298                 (v3_cpu_types[0] == V3_VMX_EPT_UG_CPU)) {
 299                 info->shdw_pg_mode = NESTED_PAGING;
 300             } else {
 301                 PrintError("Nested paging not supported on this hardware. Defaulting to shadow paging\n");
 302                 info->shdw_pg_mode = SHADOW_PAGING;
 303             }
 304         } else if ((strcasecmp(pg_mode, "shadow") == 0)) {
 305             info->shdw_pg_mode = SHADOW_PAGING;
 306         } else {
 307             PrintError("Invalid paging mode (%s) specified in configuration. Defaulting to shadow paging\n", pg_mode);
 308             info->shdw_pg_mode = SHADOW_PAGING;
 309         }
 310     } else {
 311         PrintDebug("No paging type specified in configuration. Defaulting to shadow paging\n");
 312         info->shdw_pg_mode = SHADOW_PAGING;
 313     }
 314
 315
 316     if (info->shdw_pg_mode == NESTED_PAGING) {
 317         PrintDebug("Guest Paging Mode: NESTED_PAGING\n");
 318         if (strcasecmp(page_size, "4kb") == 0) { /* TODO: this may not be an ideal place for this */
 319             info->vm_info->paging_size = PAGING_4KB;
 320         } else if (strcasecmp(page_size, "2mb") == 0) {
 321             info->vm_info->paging_size = PAGING_2MB;
 322         } else {
 323             PrintError("Invalid VM paging size: '%s'\n", page_size);
 324             return -1;
 325         }
 326         PrintDebug("VM page size=%s\n", page_size);
 327     } else if (info->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) {
 328         PrintDebug("Guest Paging Mode: SHADOW_PAGING\n");
 329     } else {
 330         PrintError("Guest paging mode incorrectly set.\n");
 331         return -1;
 332     }
 333
 334     if (v3_cfg_val(pg_tree, "large_pages") != NULL) {
 335         if (strcasecmp(v3_cfg_val(pg_tree, "large_pages"), "true") == 0) {
 336             info->use_large_pages = 1;
 337             PrintDebug("Use of large pages in memory virtualization enabled.\n");
 338         }
 339     }
 340     return 0;
 341 }
 342
 343 static int pre_config_core(struct guest_info * info, v3_cfg_tree_t * core_cfg) {
 344     if (determine_paging_mode(info, core_cfg) != 0) {
 345         return -1;
 346     }
 347
 348     v3_init_core(info);
 349
 350     if (info->vm_info->vm_class == V3_PC_VM) {
 351         if (pre_config_pc_core(info, core_cfg) == -1) {
 352             PrintError("PC Post configuration failure\n");
 353             return -1;
 354         }
 355     } else {
 356         PrintError("Invalid VM Class\n");
 357         return -1;
 358     }
 359
 360     return 0;
 361 }
 362
 363
 364
 365 static int post_config_vm(struct v3_vm_info * vm, v3_cfg_tree_t * cfg) {
 366
 367     vm->run_state = VM_STOPPED;
 368
 369     // Configure the memory map for the guest
 370     if (setup_memory_map(vm, cfg) == -1) {
 371         PrintError("Setting up guest memory map failed...\n");
 372         return -1;
 373     }
 374
 375     /*
 376      * Initialize configured extensions
 377      */
 378     if (setup_extensions(vm, cfg) == -1) {
 379         PrintError("Failed to setup extensions\n");
 380         return -1;
 381     }
 382
 383     /*
 384      * Initialize configured devices
 385      */
 386     if (setup_devices(vm, cfg) == -1) {
 387         PrintError("Failed to setup devices\n");
 388         return -1;
 389     }
 390
 391
 392     //    v3_print_io_map(info);
 393     v3_print_msr_map(vm);
 394
 395
 396     if (vm->vm_class == V3_PC_VM) {
 397         if (post_config_pc(vm, cfg) == -1) {
 398             PrintError("PC Post configuration failure\n");
 399             return -1;
 400         }
 401     } else {
 402         PrintError("Invalid VM Class\n");
 403         return -1;
 404     }
 405
 406     return 0;
 407 }
 408
 409
 410
 411 static int post_config_core(struct guest_info * info, v3_cfg_tree_t * cfg) {
 412
 413     info->core_run_state = CORE_STOPPED;
 414
 415     if (v3_init_core_extensions(info) == -1) {
 416         PrintError("Error intializing extension core states\n");
 417         return -1;
 418     }
 419
 420     if (info->vm_info->vm_class == V3_PC_VM) {
 421         if (post_config_pc_core(info, cfg) == -1) {
 422             PrintError("PC Post configuration failure\n");
 423             return -1;
 424         }
 425     } else {
 426         PrintError("Invalid VM Class\n");
 427         return -1;
 428     }
 429
 430
 431     return 0;
 432 }
 433
 434
 435
 436 static struct v3_vm_info * allocate_guest(int num_cores) {
 437     int guest_state_size = sizeof(struct v3_vm_info) + (sizeof(struct guest_info) * num_cores);
 438     struct v3_vm_info * vm = V3_Malloc(guest_state_size);
 439
 440     memset(vm, 0, guest_state_size);
 441
 442     vm->num_cores = num_cores;
 443
 444     return vm;
 445 }
 446
 447
 448
 449 struct v3_vm_info * v3_config_guest(void * cfg_blob, void * priv_data) {
 450     v3_cpu_arch_t cpu_type = v3_get_cpu_type(V3_Get_CPU());
 451     struct v3_config * cfg_data = NULL;
 452     struct v3_vm_info * vm = NULL;
 453     int num_cores = 0;
 454     int i = 0;
 455     v3_cfg_tree_t * cores_cfg = NULL;
 456     v3_cfg_tree_t * per_core_cfg = NULL;
 457
 458     if (cpu_type == V3_INVALID_CPU) {
 459         PrintError("Configuring guest on invalid CPU\n");
 460         return NULL;
 461     }
 462
 463     cfg_data = parse_config(cfg_blob);
 464
 465     if (!cfg_data) {
 466         PrintError("Could not parse configuration\n");
 467         return NULL;
 468     }
 469
 470     cores_cfg = v3_cfg_subtree(cfg_data->cfg, "cores");
 471
 472     if (!cores_cfg) {
 473         PrintError("Could not find core configuration (new config format required)\n");
 474         return NULL;
 475     }
 476
 477     num_cores = atoi(v3_cfg_val(cores_cfg, "count"));
 478     if (num_cores == 0) {
 479         PrintError("No cores specified in configuration\n");
 480         return NULL;
 481     }
 482
 483     V3_Print("Configuring %d cores\n", num_cores);
 484
 485     vm = allocate_guest(num_cores);
 486
 487     if (!vm) {
 488         PrintError("Could not allocate %d core guest\n", vm->num_cores);
 489         return NULL;
 490     }
 491
 492     vm->host_priv_data = priv_data;
 493
 494     vm->cfg_data = cfg_data;
 495
 496     V3_Print("Preconfiguration\n");
 497
 498     if (pre_config_vm(vm, vm->cfg_data->cfg) == -1) {
 499         PrintError("Error in preconfiguration\n");
 500         return NULL;
 501     }
 502
 503     V3_Print("Per core configuration\n");
 504     per_core_cfg = v3_cfg_subtree(cores_cfg, "core");
 505
 506     // per core configuration
 507     for (i = 0; i < vm->num_cores; i++) {
 508         struct guest_info * info = &(vm->cores[i]);
 509
 510         info->cpu_id = i;
 511         info->vm_info = vm;
 512         info->core_cfg_data = per_core_cfg;
 513
 514         if (pre_config_core(info, per_core_cfg) == -1) {
 515             PrintError("Error in core %d preconfiguration\n", i);
 516             return NULL;
 517         }
 518
 519
 520         per_core_cfg = v3_cfg_next_branch(per_core_cfg);
 521     }
 522
 523
 524     V3_Print("Post Configuration\n");
 525
 526     if (post_config_vm(vm, vm->cfg_data->cfg) == -1) {
 527         PrintError("Error in postconfiguration\n");
 528         return NULL;
 529     }
 530
 531
 532     per_core_cfg = v3_cfg_subtree(cores_cfg, "core");
 533
 534     // per core configuration
 535     for (i = 0; i < vm->num_cores; i++) {
 536         struct guest_info * info = &(vm->cores[i]);
 537
 538         post_config_core(info, per_core_cfg);
 539
 540         per_core_cfg = v3_cfg_next_branch(per_core_cfg);
 541     }
 542
 543     V3_Print("Configuration successfull\n");
 544
 545     return vm;
 546 }
 547
 548
 549
 550 int v3_free_config(struct v3_vm_info * vm) {
 551
 552     v3_free_htable(vm->cfg_data->file_table, 1, 0);
 553
 554     v3_xml_free(vm->cfg_data->cfg);
 555
 556     V3_Free(vm->cfg_data);
 557     return 0;
 558 }
 559
 560
 561
 562
 563 static int setup_memory_map(struct v3_vm_info * vm, v3_cfg_tree_t * cfg) {
 564     v3_cfg_tree_t * mem_region = v3_cfg_subtree(v3_cfg_subtree(cfg, "memmap"), "region");
 565
 566     while (mem_region) {
 567         addr_t start_addr = atox(v3_cfg_val(mem_region, "start"));
 568         addr_t end_addr = atox(v3_cfg_val(mem_region, "end"));
 569         addr_t host_addr = atox(v3_cfg_val(mem_region, "host_addr"));
 570
 571
 572         if (v3_add_shadow_mem(vm, V3_MEM_CORE_ANY, start_addr, end_addr, host_addr) == -1) {
 573             PrintError("Could not map memory region: %p-%p => %p\n",
 574                        (void *)start_addr, (void *)end_addr, (void *)host_addr);
 575             return -1;
 576         }
 577
 578         mem_region = v3_cfg_next_branch(mem_region);
 579     }
 580
 581     return 0;
 582 }
 583
 584
 585 static int setup_extensions(struct v3_vm_info * vm, v3_cfg_tree_t * cfg) {
 586     v3_cfg_tree_t * extension = v3_cfg_subtree(v3_cfg_subtree(cfg, "extensions"), "extension");
 587
 588     while (extension) {
 589         char * ext_name = v3_cfg_val(extension, "name");
 590
 591         V3_Print("Configuring extension %s\n", ext_name);
 592
 593         if (v3_add_extension(vm, ext_name, extension) == -1) {
 594             PrintError("Error adding extension %s\n", ext_name);
 595             return -1;
 596         }
 597
 598         extension = v3_cfg_next_branch(extension);
 599     }
 600
 601     return 0;
 602 }
 603
 604
 605 static int setup_devices(struct v3_vm_info * vm, v3_cfg_tree_t * cfg) {
 606     v3_cfg_tree_t * device = v3_cfg_subtree(v3_cfg_subtree(cfg, "devices"), "device");
 607
 608
 609     while (device) {
 610         char * dev_class = v3_cfg_val(device, "class");
 611
 612         V3_Print("configuring device %s\n", dev_class);
 613
 614         if (v3_create_device(vm, dev_class, device) == -1) {
 615             PrintError("Error creating device %s\n", dev_class);
 616             return -1;
 617         }
 618
 619         device = v3_cfg_next_branch(device);
 620     }
 621
 622     v3_print_dev_mgr(vm);
 623
 624     return 0;
 625 }
 626
 627
 628