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   // emulate and then dispatch
  76   // or dispatch and emulate
  77
  78
  79   if (access_info.write == 1) {
  80     void * src = NULL;
  81     uint_t length = 0;
  82     PrintDebug("Memory hook write\n");
  83     return -1;
  84
  85     if (hook->write(mem_addr, src, length, hook->priv_data) != length) {
  86       return -1;
  87     }
  88   } else {
  89     PrintDebug("Memory hook read\n");
  90     return -1;
  91   }
  92
  93   return -1;
  94 }
  95
  96
  97 int handle_special_page_fault(struct guest_info * info, addr_t mem_addr, pf_error_t access_info) {
  98   struct shadow_region * reg = get_shadow_region_by_addr(&(info->mem_map), mem_addr);
  99
 100   switch (reg->host_type) {
 101   case HOST_REGION_HOOK:
 102     return mem_hook_dispatch(info, mem_addr, access_info, (struct vmm_mem_hook *)(reg->host_addr));
 103   default:
 104     return -1;
 105   }
 106
 107   return 0;
 108
 109 }
 110
 111
 112
 113 void init_shadow_map(struct guest_info * info) {
 114   struct shadow_map * map = &(info->mem_map);
 115
 116   map->num_regions = 0;
 117
 118   map->head = NULL;
 119 }
 120
 121
 122 void free_shadow_map(struct shadow_map * map) {
 123   struct shadow_region * cursor = map->head;
 124   struct shadow_region * tmp = NULL;
 125
 126   while(cursor) {
 127     tmp = cursor;
 128     cursor = cursor->next;
 129     V3_Free(tmp);
 130   }
 131
 132   V3_Free(map);
 133 }
 134
 135
 136
 137
 138 int add_shadow_region(struct shadow_map * map,
 139                       struct shadow_region * region)
 140 {
 141   struct shadow_region * cursor = map->head;
 142
 143   PrintDebug("Adding Shadow Region: (0x%x-0x%x)\n", region->guest_start, region->guest_end);
 144
 145   if ((!cursor) || (cursor->guest_start >= region->guest_end)) {
 146     region->prev = NULL;
 147     region->next = cursor;
 148     map->num_regions++;
 149     map->head = region;
 150     return 0;
 151   }
 152
 153   while (cursor) {
 154     // Check if it overlaps with the current cursor
 155     if ((cursor->guest_end > region->guest_start) && (cursor->guest_start < region->guest_start)) {
 156       // overlaps not allowed
 157       return -1;
 158     }
 159
 160     if (!(cursor->next)) {
 161       // add to the end of the list
 162       cursor->next = region;
 163       region->prev = cursor;
 164       region->next = NULL;
 165       map->num_regions++;
 166       return 0;
 167     } else if (cursor->next->guest_start >= region->guest_end) {
 168       // add here
 169       region->next = cursor->next;
 170       region->prev = cursor;
 171
 172       cursor->next->prev = region;
 173       cursor->next = region;
 174
 175       map->num_regions++;
 176
 177       return 0;
 178     } else if (cursor->next->guest_end <= region->guest_start) {
 179       cursor = cursor->next;
 180     } else {
 181       // This cannot happen!
 182       // we should panic here
 183       return -1;
 184     }
 185   }
 186
 187   // This cannot happen
 188   // We should panic here
 189   return -1;
 190 }
 191
 192
 193 int delete_shadow_region(struct shadow_map * map,
 194                          addr_t guest_start,
 195                          addr_t guest_end) {
 196   return -1;
 197 }
 198
 199
 200
 201 struct shadow_region *get_shadow_region_by_index(struct shadow_map *  map,
 202                                                uint_t index) {
 203   struct shadow_region * reg = map->head;
 204   uint_t i = 0;
 205
 206   while (reg) {
 207     if (i == index) {
 208       return reg;
 209     }
 210     reg = reg->next;
 211     i++;
 212   }
 213   return NULL;
 214 }
 215
 216
 217 struct shadow_region * get_shadow_region_by_addr(struct shadow_map * map,
 218                                                addr_t addr) {
 219   struct shadow_region * reg = map->head;
 220
 221   while (reg) {
 222     if ((reg->guest_start <= addr) && (reg->guest_end > addr)) {
 223       return reg;
 224     } else if (reg->guest_start > addr) {
 225       return NULL;
 226     } else {
 227       reg = reg->next;
 228     }
 229   }
 230   return NULL;
 231 }
 232
 233
 234 host_region_type_t get_shadow_addr_type(struct guest_info * info, addr_t guest_addr) {
 235   struct shadow_region * reg = get_shadow_region_by_addr(&(info->mem_map), guest_addr);
 236
 237   if (!reg) {
 238     return HOST_REGION_INVALID;
 239   } else {
 240     return reg->host_type;
 241   }
 242 }
 243
 244 addr_t get_shadow_addr(struct guest_info * info, addr_t guest_addr) {
 245   struct shadow_region * reg = get_shadow_region_by_addr(&(info->mem_map), guest_addr);
 246
 247   if (!reg) {
 248     return 0;
 249   } else {
 250     return (guest_addr - reg->guest_start) + reg->host_addr;
 251   }
 252 }
 253
 254
 255 host_region_type_t lookup_shadow_map_addr(struct shadow_map * map, addr_t guest_addr, addr_t * host_addr) {
 256   struct shadow_region * reg = get_shadow_region_by_addr(map, guest_addr);
 257
 258   if (!reg) {
 259     // No mapping exists
 260     return HOST_REGION_INVALID;
 261   } else {
 262     switch (reg->host_type) {
 263     case HOST_REGION_PHYSICAL_MEMORY:
 264      *host_addr = (guest_addr - reg->guest_start) + reg->host_addr;
 265      return reg->host_type;
 266     case HOST_REGION_MEMORY_MAPPED_DEVICE:
 267     case HOST_REGION_UNALLOCATED:
 268       // ...
 269     default:
 270       *host_addr = 0;
 271       return reg->host_type;
 272     }
 273   }
 274 }
 275
 276
 277 void print_shadow_map(struct shadow_map * map) {
 278   struct shadow_region * cur = map->head;
 279   int i = 0;
 280
 281   PrintDebug("Memory Layout (regions: %d) \n", map->num_regions);
 282
 283   while (cur) {
 284     PrintDebug("%d:  0x%x - 0x%x (%s) -> ", i, cur->guest_start, cur->guest_end - 1,
 285                cur->guest_type == GUEST_REGION_PHYSICAL_MEMORY ? "GUEST_REGION_PHYSICAL_MEMORY" :
 286                cur->guest_type == GUEST_REGION_NOTHING ? "GUEST_REGION_NOTHING" :
 287                cur->guest_type == GUEST_REGION_MEMORY_MAPPED_DEVICE ? "GUEST_REGION_MEMORY_MAPPED_DEVICE" :
 288                "UNKNOWN");
 289     if (cur->host_type == HOST_REGION_PHYSICAL_MEMORY ||
 290         cur->host_type == HOST_REGION_UNALLOCATED ||
 291         cur->host_type == HOST_REGION_MEMORY_MAPPED_DEVICE) {
 292       PrintDebug("0x%x", cur->host_addr);
 293     }
 294     PrintDebug("(%s)\n",
 295                cur->host_type == HOST_REGION_PHYSICAL_MEMORY ? "HOST_REGION_PHYSICAL_MEMORY" :
 296                cur->host_type == HOST_REGION_UNALLOCATED ? "HOST_REGION_UNALLOACTED" :
 297                cur->host_type == HOST_REGION_HOOK ? "HOST_REGION_HOOK" :
 298                cur->host_type == HOST_REGION_MEMORY_MAPPED_DEVICE ? "HOST_REGION_MEMORY_MAPPED_DEVICE" :
 299                cur->host_type == HOST_REGION_REMOTE ? "HOST_REGION_REMOTE" :
 300                cur->host_type == HOST_REGION_SWAPPED ? "HOST_REGION_SWAPPED" :
 301                "UNKNOWN");
 302     cur = cur->next;
 303     i++;
 304   }
 305 }
 306
 307
 308
 309
 310
 311
 312
 313
 314
 315
 316 #ifdef VMM_MEM_TEST
 317
 318
 319 #include <stdlib.h>
 320 #include <stdio.h>
 321 #include <stdarg.h>
 322
 323
 324
 325
 326
 327 struct vmm_os_hooks * os_hooks;
 328
 329 void * TestMalloc(uint_t size) {
 330   return malloc(size);
 331 }
 332
 333 void * TestAllocatePages(int size) {
 334   return malloc(4096 * size);
 335 }
 336
 337
 338 void TestPrint(const char * fmt, ...) {
 339   va_list args;
 340
 341   va_start(args, fmt);
 342   vprintf(fmt, args);
 343   va_end(args);
 344 }
 345
 346 int mem_list_add_test_1(  vmm_mem_list_t * list) {
 347
 348   uint_t offset = 0;
 349
 350   PrintDebug("\n\nTesting Memory List\n");
 351
 352   init_mem_list(list);
 353
 354   offset = PAGE_SIZE * 6;
 355   PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", offset, offset + (PAGE_SIZE * 10));
 356   add_mem_list_pages(list, offset, 10);
 357   print_mem_list(list);
 358
 359
 360   offset = 0;
 361   PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", offset, offset + PAGE_SIZE * 4);
 362   add_mem_list_pages(list, offset, 4);
 363   print_mem_list(list);
 364
 365   offset = PAGE_SIZE * 20;
 366   PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", offset, offset + (PAGE_SIZE * 1));
 367   add_mem_list_pages(list, offset, 1);
 368   print_mem_list(list);
 369
 370   offset = PAGE_SIZE * 21;
 371   PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", offset, offset + (PAGE_SIZE * 3));
 372   add_mem_list_pages(list, offset, 3);
 373   print_mem_list(list);
 374
 375
 376   offset = PAGE_SIZE * 10;
 377   PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", offset, offset + (PAGE_SIZE * 30));
 378   add_mem_list_pages(list, offset, 30);
 379   print_mem_list(list);
 380
 381
 382   offset = PAGE_SIZE * 5;
 383   PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", offset, offset + (PAGE_SIZE * 1));
 384   add_mem_list_pages(list, offset, 1);
 385   print_mem_list(list);
 386
 387
 388
 389   return 0;
 390 }
 391
 392
 393 int mem_layout_add_test_1(vmm_mem_layout_t * layout) {
 394
 395
 396   uint_t start = 0;
 397   uint_t end = 0;
 398
 399   PrintDebug("\n\nTesting Memory Layout\n");
 400
 401   init_mem_layout(layout);
 402
 403   start = 0x6000;
 404   end = 0x10000;;
 405   PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", start, end);
 406   add_guest_mem_range(layout, start, end);
 407   print_mem_layout(layout);
 408
 409
 410   start = 0x1000;
 411   end = 0x3000;
 412   PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", start, end);
 413   add_guest_mem_range(layout, start, end);
 414   print_mem_layout(layout);
 415
 416   start = 0x2000;
 417   end = 0x6000;
 418   PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", start, end);
 419   add_guest_mem_range(layout, start, end);
 420   print_mem_layout(layout);
 421
 422   start = 0x4000;
 423   end = 0x5000;
 424   PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", start, end);
 425   add_guest_mem_range(layout, start, end);
 426   print_mem_layout(layout);
 427
 428
 429   start = 0x5000;
 430   end = 0x7000;
 431   PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", start, end);
 432   add_guest_mem_range(layout, start, end);
 433   print_mem_layout(layout);
 434
 435
 436
 437
 438   return 0;
 439 }
 440
 441
 442
 443 int main(int argc, char ** argv) {
 444   struct vmm_os_hooks dummy_hooks;
 445   os_hooks = &dummy_hooks;
 446
 447   vmm_mem_layout_t layout;
 448   vmm_mem_list_t list;
 449
 450   os_hooks->malloc = &TestMalloc;
 451   os_hooks->free = &free;
 452   os_hooks->print_debug = &TestPrint;
 453   os_hooks->allocate_pages = &TestAllocatePages;
 454
 455
 456
 457   printf("mem_list_add_test_1: %d\n", mem_list_add_test_1(&list));
 458   printf("layout_add_test_1: %d\n", mem_layout_add_test_1(&layout));
 459
 460   return 0;
 461 }
 462 #endif
 463
 464
 465
 466
 467
 468