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