palacios/src/palacios/vmm_mem.c

   1 #include <palacios/vmm_mem.h>
   2 #include <palacios/vmm.h>
   3 #include <palacios/vmm_util.h>
   4 #include <palacios/vmm_decoder.h>
   5
   6
   7
   8 void init_shadow_region(struct shadow_region * entry,
   9                         addr_t               guest_addr_start,
  10                         addr_t               guest_addr_end,
  11                         guest_region_type_t  guest_region_type,
  12                         host_region_type_t   host_region_type)
  13 {
  14   entry->guest_type = guest_region_type;
  15   entry->guest_start = guest_addr_start;
  16   entry->guest_end = guest_addr_end;
  17   entry->host_type = host_region_type;
  18   entry->host_addr = 0;
  19   entry->next=entry->prev = NULL;
  20 }
  21
  22 int add_shadow_region_passthrough( struct guest_info *  guest_info,
  23                                    addr_t               guest_addr_start,
  24                                    addr_t               guest_addr_end,
  25                                    addr_t               host_addr)
  26 {
  27   struct shadow_region * entry = (struct shadow_region *)V3_Malloc(sizeof(struct shadow_region));
  28
  29   init_shadow_region(entry, guest_addr_start, guest_addr_end,
  30                      GUEST_REGION_PHYSICAL_MEMORY, HOST_REGION_PHYSICAL_MEMORY);
  31   entry->host_addr = host_addr;
  32
  33   return add_shadow_region(&(guest_info->mem_map), entry);
  34 }
  35
  36 int hook_guest_mem(struct guest_info * info, addr_t guest_addr_start, addr_t guest_addr_end,
  37                    int (*read)(addr_t guest_addr, void * dst, uint_t length, void * priv_data),
  38                    int (*write)(addr_t guest_addr, void * src, uint_t length, void * priv_data),
  39                    void * priv_data) {
  40
  41   struct shadow_region * entry = (struct shadow_region *)V3_Malloc(sizeof(struct shadow_region));
  42   struct vmm_mem_hook * hook = (struct vmm_mem_hook *)V3_Malloc(sizeof(struct vmm_mem_hook));
  43
  44   memset(hook, 0, sizeof(struct vmm_mem_hook));
  45
  46   hook->read = read;
  47   hook->write = write;
  48   hook->region = entry;
  49   hook->priv_data = priv_data;
  50
  51
  52   init_shadow_region(entry, guest_addr_start, guest_addr_end,
  53                      GUEST_REGION_PHYSICAL_MEMORY, HOST_REGION_HOOK);
  54
  55   entry->host_addr = (addr_t)hook;
  56
  57   return add_shadow_region(&(info->mem_map), entry);
  58 }
  59
  60
  61 struct vmm_mem_hook * get_mem_hook(struct guest_info * info, addr_t guest_addr) {
  62   struct shadow_region * region = get_shadow_region_by_addr(&(info->mem_map), guest_addr);
  63
  64   if (region == NULL) {
  65     PrintDebug("Could not find shadow region for addr: %x\n", guest_addr);
  66     return NULL;
  67   }
  68
  69   return (struct vmm_mem_hook *)(region->host_addr);
  70 }
  71
  72
  73 int mem_hook_dispatch(struct guest_info * info, addr_t mem_addr, pf_error_t access_info, struct vmm_mem_hook * hook) {
  74
  75   if (access_info.write == 1) {
  76     void * src = NULL;
  77     uint_t length = 0;
  78     PrintDebug("Memory hook write\n");
  79     return -1;
  80
  81     if (hook->write(mem_addr, src, length, hook->priv_data) != length) {
  82       return -1;
  83     }
  84   } else {
  85     PrintDebug("Memory hook read\n");
  86     return -1;
  87   }
  88
  89   return -1;
  90 }
  91
  92
  93 int handle_special_page_fault(struct guest_info * info, addr_t mem_addr, pf_error_t access_info) {
  94   struct shadow_region * reg = get_shadow_region_by_addr(&(info->mem_map), mem_addr);
  95
  96   switch (reg->host_type) {
  97   case HOST_REGION_HOOK:
  98     return mem_hook_dispatch(info, mem_addr, access_info, (struct vmm_mem_hook *)(reg->host_addr));
  99   default:
 100     return -1;
 101   }
 102
 103   return 0;
 104
 105 }
 106
 107
 108
 109 void init_shadow_map(struct guest_info * info) {
 110   struct shadow_map * map = &(info->mem_map);
 111
 112   map->num_regions = 0;
 113
 114   map->head = NULL;
 115 }
 116
 117
 118 void free_shadow_map(struct shadow_map * map) {
 119   struct shadow_region * cursor = map->head;
 120   struct shadow_region * tmp = NULL;
 121
 122   while(cursor) {
 123     tmp = cursor;
 124     cursor = cursor->next;
 125     V3_Free(tmp);
 126   }
 127
 128   V3_Free(map);
 129 }
 130
 131
 132
 133
 134 int add_shadow_region(struct shadow_map * map,
 135                       struct shadow_region * region)
 136 {
 137   struct shadow_region * cursor = map->head;
 138
 139   PrintDebug("Adding Shadow Region: (0x%x-0x%x)\n", region->guest_start, region->guest_end);
 140
 141   if ((!cursor) || (cursor->guest_start >= region->guest_end)) {
 142     region->prev = NULL;
 143     region->next = cursor;
 144     map->num_regions++;
 145     map->head = region;
 146     return 0;
 147   }
 148
 149   while (cursor) {
 150     // Check if it overlaps with the current cursor
 151     if ((cursor->guest_end > region->guest_start) && (cursor->guest_start < region->guest_start)) {
 152       // overlaps not allowed
 153       return -1;
 154     }
 155
 156     if (!(cursor->next)) {
 157       // add to the end of the list
 158       cursor->next = region;
 159       region->prev = cursor;
 160       region->next = NULL;
 161       map->num_regions++;
 162       return 0;
 163     } else if (cursor->next->guest_start >= region->guest_end) {
 164       // add here
 165       region->next = cursor->next;
 166       region->prev = cursor;
 167
 168       cursor->next->prev = region;
 169       cursor->next = region;
 170
 171       map->num_regions++;
 172
 173       return 0;
 174     } else if (cursor->next->guest_end <= region->guest_start) {
 175       cursor = cursor->next;
 176     } else {
 177       // This cannot happen!
 178       // we should panic here
 179       return -1;
 180     }
 181   }
 182
 183   // This cannot happen
 184   // We should panic here
 185   return -1;
 186 }
 187
 188
 189 int delete_shadow_region(struct shadow_map * map,
 190                          addr_t guest_start,
 191                          addr_t guest_end) {
 192   return -1;
 193 }
 194
 195
 196
 197 struct shadow_region *get_shadow_region_by_index(struct shadow_map *  map,
 198                                                uint_t index) {
 199   struct shadow_region * reg = map->head;
 200   uint_t i = 0;
 201
 202   while (reg) {
 203     if (i == index) {
 204       return reg;
 205     }
 206     reg = reg->next;
 207     i++;
 208   }
 209   return NULL;
 210 }
 211
 212
 213 struct shadow_region * get_shadow_region_by_addr(struct shadow_map * map,
 214                                                addr_t addr) {
 215   struct shadow_region * reg = map->head;
 216
 217   while (reg) {
 218     if ((reg->guest_start <= addr) && (reg->guest_end > addr)) {
 219       return reg;
 220     } else if (reg->guest_start > addr) {
 221       return NULL;
 222     } else {
 223       reg = reg->next;
 224     }
 225   }
 226   return NULL;
 227 }
 228
 229
 230 host_region_type_t get_shadow_addr_type(struct guest_info * info, addr_t guest_addr) {
 231   struct shadow_region * reg = get_shadow_region_by_addr(&(info->mem_map), guest_addr);
 232
 233   if (!reg) {
 234     return HOST_REGION_INVALID;
 235   } else {
 236     return reg->host_type;
 237   }
 238 }
 239
 240 addr_t get_shadow_addr(struct guest_info * info, addr_t guest_addr) {
 241   struct shadow_region * reg = get_shadow_region_by_addr(&(info->mem_map), guest_addr);
 242
 243   if (!reg) {
 244     return 0;
 245   } else {
 246     return (guest_addr - reg->guest_start) + reg->host_addr;
 247   }
 248 }
 249
 250
 251 host_region_type_t lookup_shadow_map_addr(struct shadow_map * map, addr_t guest_addr, addr_t * host_addr) {
 252   struct shadow_region * reg = get_shadow_region_by_addr(map, guest_addr);
 253
 254   if (!reg) {
 255     // No mapping exists
 256     return HOST_REGION_INVALID;
 257   } else {
 258     switch (reg->host_type) {
 259     case HOST_REGION_PHYSICAL_MEMORY:
 260      *host_addr = (guest_addr - reg->guest_start) + reg->host_addr;
 261      return reg->host_type;
 262     case HOST_REGION_MEMORY_MAPPED_DEVICE:
 263     case HOST_REGION_UNALLOCATED:
 264       // ...
 265     default:
 266       *host_addr = 0;
 267       return reg->host_type;
 268     }
 269   }
 270 }
 271
 272
 273 void print_shadow_map(struct shadow_map * map) {
 274   struct shadow_region * cur = map->head;
 275   int i = 0;
 276
 277   PrintDebug("Memory Layout (regions: %d) \n", map->num_regions);
 278
 279   while (cur) {
 280     PrintDebug("%d:  0x%x - 0x%x (%s) -> ", i, cur->guest_start, cur->guest_end - 1,
 281                cur->guest_type == GUEST_REGION_PHYSICAL_MEMORY ? "GUEST_REGION_PHYSICAL_MEMORY" :
 282                cur->guest_type == GUEST_REGION_NOTHING ? "GUEST_REGION_NOTHING" :
 283                cur->guest_type == GUEST_REGION_MEMORY_MAPPED_DEVICE ? "GUEST_REGION_MEMORY_MAPPED_DEVICE" :
 284                "UNKNOWN");
 285     if (cur->host_type == HOST_REGION_PHYSICAL_MEMORY ||
 286         cur->host_type == HOST_REGION_UNALLOCATED ||
 287         cur->host_type == HOST_REGION_MEMORY_MAPPED_DEVICE) {
 288       PrintDebug("0x%x", cur->host_addr);
 289     }
 290     PrintDebug("(%s)\n",
 291                cur->host_type == HOST_REGION_PHYSICAL_MEMORY ? "HOST_REGION_PHYSICAL_MEMORY" :
 292                cur->host_type == HOST_REGION_UNALLOCATED ? "HOST_REGION_UNALLOACTED" :
 293                cur->host_type == HOST_REGION_HOOK ? "HOST_REGION_HOOK" :
 294                cur->host_type == HOST_REGION_MEMORY_MAPPED_DEVICE ? "HOST_REGION_MEMORY_MAPPED_DEVICE" :
 295                cur->host_type == HOST_REGION_REMOTE ? "HOST_REGION_REMOTE" :
 296                cur->host_type == HOST_REGION_SWAPPED ? "HOST_REGION_SWAPPED" :
 297                "UNKNOWN");
 298     cur = cur->next;
 299     i++;
 300   }
 301 }
 302
 303
 304
 305
 306
 307
 308
 309
 310
 311
 312 #ifdef VMM_MEM_TEST
 313
 314
 315 #include <stdlib.h>
 316 #include <stdio.h>
 317 #include <stdarg.h>
 318
 319
 320
 321
 322
 323 struct vmm_os_hooks * os_hooks;
 324
 325 void * TestMalloc(uint_t size) {
 326   return malloc(size);
 327 }
 328
 329 void * TestAllocatePages(int size) {
 330   return malloc(4096 * size);
 331 }
 332
 333
 334 void TestPrint(const char * fmt, ...) {
 335   va_list args;
 336
 337   va_start(args, fmt);
 338   vprintf(fmt, args);
 339   va_end(args);
 340 }
 341
 342 int mem_list_add_test_1(  vmm_mem_list_t * list) {
 343
 344   uint_t offset = 0;
 345
 346   PrintDebug("\n\nTesting Memory List\n");
 347
 348   init_mem_list(list);
 349
 350   offset = PAGE_SIZE * 6;
 351   PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", offset, offset + (PAGE_SIZE * 10));
 352   add_mem_list_pages(list, offset, 10);
 353   print_mem_list(list);
 354
 355
 356   offset = 0;
 357   PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", offset, offset + PAGE_SIZE * 4);
 358   add_mem_list_pages(list, offset, 4);
 359   print_mem_list(list);
 360
 361   offset = PAGE_SIZE * 20;
 362   PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", offset, offset + (PAGE_SIZE * 1));
 363   add_mem_list_pages(list, offset, 1);
 364   print_mem_list(list);
 365
 366   offset = PAGE_SIZE * 21;
 367   PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", offset, offset + (PAGE_SIZE * 3));
 368   add_mem_list_pages(list, offset, 3);
 369   print_mem_list(list);
 370
 371
 372   offset = PAGE_SIZE * 10;
 373   PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", offset, offset + (PAGE_SIZE * 30));
 374   add_mem_list_pages(list, offset, 30);
 375   print_mem_list(list);
 376
 377
 378   offset = PAGE_SIZE * 5;
 379   PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", offset, offset + (PAGE_SIZE * 1));
 380   add_mem_list_pages(list, offset, 1);
 381   print_mem_list(list);
 382
 383
 384
 385   return 0;
 386 }
 387
 388
 389 int mem_layout_add_test_1(vmm_mem_layout_t * layout) {
 390
 391
 392   uint_t start = 0;
 393   uint_t end = 0;
 394
 395   PrintDebug("\n\nTesting Memory Layout\n");
 396
 397   init_mem_layout(layout);
 398
 399   start = 0x6000;
 400   end = 0x10000;;
 401   PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", start, end);
 402   add_guest_mem_range(layout, start, end);
 403   print_mem_layout(layout);
 404
 405
 406   start = 0x1000;
 407   end = 0x3000;
 408   PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", start, end);
 409   add_guest_mem_range(layout, start, end);
 410   print_mem_layout(layout);
 411
 412   start = 0x2000;
 413   end = 0x6000;
 414   PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", start, end);
 415   add_guest_mem_range(layout, start, end);
 416   print_mem_layout(layout);
 417
 418   start = 0x4000;
 419   end = 0x5000;
 420   PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", start, end);
 421   add_guest_mem_range(layout, start, end);
 422   print_mem_layout(layout);
 423
 424
 425   start = 0x5000;
 426   end = 0x7000;
 427   PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", start, end);
 428   add_guest_mem_range(layout, start, end);
 429   print_mem_layout(layout);
 430
 431
 432
 433
 434   return 0;
 435 }
 436
 437
 438
 439 int main(int argc, char ** argv) {
 440   struct vmm_os_hooks dummy_hooks;
 441   os_hooks = &dummy_hooks;
 442
 443   vmm_mem_layout_t layout;
 444   vmm_mem_list_t list;
 445
 446   os_hooks->malloc = &TestMalloc;
 447   os_hooks->free = &free;
 448   os_hooks->print_debug = &TestPrint;
 449   os_hooks->allocate_pages = &TestAllocatePages;
 450
 451
 452
 453   printf("mem_list_add_test_1: %d\n", mem_list_add_test_1(&list));
 454   printf("layout_add_test_1: %d\n", mem_layout_add_test_1(&layout));
 455
 456   return 0;
 457 }
 458 #endif
 459
 460
 461
 462
 463
 464