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 /* mem_addr is the guest physical memory address */
  74 static int mem_hook_dispatch(struct guest_info * info,
  75                              addr_t fault_gva, addr_t fault_gpa,
  76                              pf_error_t access_info, struct vmm_mem_hook * hook)
  77 {
  78
  79   // emulate and then dispatch
  80   // or dispatch and emulate
  81
  82
  83   if (access_info.write == 1) {
  84     if (v3_emulate_memory_write(info, fault_gva, hook->write, fault_gpa, hook->priv_data) == -1) {
  85       PrintError("Memory write emulation failed\n");
  86       return -1;
  87     }
  88
  89   } else {
  90     if (v3_emulate_memory_read(info, fault_gva, hook->read, fault_gpa, hook->priv_data) == -1) {
  91       PrintError("Memory read emulation failed\n");
  92       return -1;
  93     }
  94   }
  95
  96   return 0;
  97 }
  98
  99
 100 int handle_special_page_fault(struct guest_info * info,
 101                               addr_t fault_gva, addr_t fault_gpa,
 102                               pf_error_t access_info)
 103 {
 104   struct shadow_region * reg = get_shadow_region_by_addr(&(info->mem_map), fault_gpa);
 105
 106   switch (reg->host_type) {
 107   case HOST_REGION_HOOK:
 108     return mem_hook_dispatch(info, fault_gva, fault_gpa, access_info, (struct vmm_mem_hook *)(reg->host_addr));
 109   default:
 110     return -1;
 111   }
 112
 113   return 0;
 114
 115 }
 116
 117
 118
 119 void init_shadow_map(struct guest_info * info) {
 120   struct shadow_map * map = &(info->mem_map);
 121
 122   map->num_regions = 0;
 123
 124   map->head = NULL;
 125 }
 126
 127
 128 void free_shadow_map(struct shadow_map * map) {
 129   struct shadow_region * cursor = map->head;
 130   struct shadow_region * tmp = NULL;
 131
 132   while(cursor) {
 133     tmp = cursor;
 134     cursor = cursor->next;
 135     V3_Free(tmp);
 136   }
 137
 138   V3_Free(map);
 139 }
 140
 141
 142
 143
 144 int add_shadow_region(struct shadow_map * map,
 145                       struct shadow_region * region)
 146 {
 147   struct shadow_region * cursor = map->head;
 148
 149   PrintDebug("Adding Shadow Region: (0x%x-0x%x)\n", region->guest_start, region->guest_end);
 150
 151   if ((!cursor) || (cursor->guest_start >= region->guest_end)) {
 152     region->prev = NULL;
 153     region->next = cursor;
 154     map->num_regions++;
 155     map->head = region;
 156     return 0;
 157   }
 158
 159   while (cursor) {
 160     // Check if it overlaps with the current cursor
 161     if ((cursor->guest_end > region->guest_start) && (cursor->guest_start < region->guest_start)) {
 162       // overlaps not allowed
 163       return -1;
 164     }
 165
 166     if (!(cursor->next)) {
 167       // add to the end of the list
 168       cursor->next = region;
 169       region->prev = cursor;
 170       region->next = NULL;
 171       map->num_regions++;
 172       return 0;
 173     } else if (cursor->next->guest_start >= region->guest_end) {
 174       // add here
 175       region->next = cursor->next;
 176       region->prev = cursor;
 177
 178       cursor->next->prev = region;
 179       cursor->next = region;
 180
 181       map->num_regions++;
 182
 183       return 0;
 184     } else if (cursor->next->guest_end <= region->guest_start) {
 185       cursor = cursor->next;
 186     } else {
 187       // This cannot happen!
 188       // we should panic here
 189       return -1;
 190     }
 191   }
 192
 193   // This cannot happen
 194   // We should panic here
 195   return -1;
 196 }
 197
 198
 199 int delete_shadow_region(struct shadow_map * map,
 200                          addr_t guest_start,
 201                          addr_t guest_end) {
 202   return -1;
 203 }
 204
 205
 206
 207 struct shadow_region *get_shadow_region_by_index(struct shadow_map *  map,
 208                                                  uint_t index) {
 209   struct shadow_region * reg = map->head;
 210   uint_t i = 0;
 211
 212   while (reg) {
 213     if (i == index) {
 214       return reg;
 215     }
 216     reg = reg->next;
 217     i++;
 218   }
 219   return NULL;
 220 }
 221
 222
 223 struct shadow_region * get_shadow_region_by_addr(struct shadow_map * map,
 224                                                  addr_t addr) {
 225   struct shadow_region * reg = map->head;
 226
 227   while (reg) {
 228     if ((reg->guest_start <= addr) && (reg->guest_end > addr)) {
 229       return reg;
 230     } else if (reg->guest_start > addr) {
 231       return NULL;
 232     } else {
 233       reg = reg->next;
 234     }
 235   }
 236   return NULL;
 237 }
 238
 239
 240 host_region_type_t get_shadow_addr_type(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 HOST_REGION_INVALID;
 245   } else {
 246     return reg->host_type;
 247   }
 248 }
 249
 250 addr_t get_shadow_addr(struct guest_info * info, addr_t guest_addr) {
 251   struct shadow_region * reg = get_shadow_region_by_addr(&(info->mem_map), guest_addr);
 252
 253   if (!reg) {
 254     return 0;
 255   } else {
 256     return (guest_addr - reg->guest_start) + reg->host_addr;
 257   }
 258 }
 259
 260
 261 host_region_type_t lookup_shadow_map_addr(struct shadow_map * map, addr_t guest_addr, addr_t * host_addr) {
 262   struct shadow_region * reg = get_shadow_region_by_addr(map, guest_addr);
 263
 264   if (!reg) {
 265     // No mapping exists
 266     return HOST_REGION_INVALID;
 267   } else {
 268     switch (reg->host_type) {
 269     case HOST_REGION_PHYSICAL_MEMORY:
 270      *host_addr = (guest_addr - reg->guest_start) + reg->host_addr;
 271      return reg->host_type;
 272     case HOST_REGION_MEMORY_MAPPED_DEVICE:
 273     case HOST_REGION_UNALLOCATED:
 274       // ...
 275     default:
 276       *host_addr = 0;
 277       return reg->host_type;
 278     }
 279   }
 280 }
 281
 282
 283 void print_shadow_map(struct shadow_map * map) {
 284   struct shadow_region * cur = map->head;
 285   int i = 0;
 286
 287   PrintDebug("Memory Layout (regions: %d) \n", map->num_regions);
 288
 289   while (cur) {
 290     PrintDebug("%d:  0x%x - 0x%x (%s) -> ", i, cur->guest_start, cur->guest_end - 1,
 291                cur->guest_type == GUEST_REGION_PHYSICAL_MEMORY ? "GUEST_REGION_PHYSICAL_MEMORY" :
 292                cur->guest_type == GUEST_REGION_NOTHING ? "GUEST_REGION_NOTHING" :
 293                cur->guest_type == GUEST_REGION_MEMORY_MAPPED_DEVICE ? "GUEST_REGION_MEMORY_MAPPED_DEVICE" :
 294                "UNKNOWN");
 295     if (cur->host_type == HOST_REGION_PHYSICAL_MEMORY ||
 296         cur->host_type == HOST_REGION_UNALLOCATED ||
 297         cur->host_type == HOST_REGION_MEMORY_MAPPED_DEVICE) {
 298       PrintDebug("0x%x", cur->host_addr);
 299     }
 300     PrintDebug("(%s)\n",
 301                cur->host_type == HOST_REGION_PHYSICAL_MEMORY ? "HOST_REGION_PHYSICAL_MEMORY" :
 302                cur->host_type == HOST_REGION_UNALLOCATED ? "HOST_REGION_UNALLOACTED" :
 303                cur->host_type == HOST_REGION_HOOK ? "HOST_REGION_HOOK" :
 304                cur->host_type == HOST_REGION_MEMORY_MAPPED_DEVICE ? "HOST_REGION_MEMORY_MAPPED_DEVICE" :
 305                cur->host_type == HOST_REGION_REMOTE ? "HOST_REGION_REMOTE" :
 306                cur->host_type == HOST_REGION_SWAPPED ? "HOST_REGION_SWAPPED" :
 307                "UNKNOWN");
 308     cur = cur->next;
 309     i++;
 310   }
 311 }
 312
 313
 314
 315
 316
 317
 318
 319
 320
 321
 322 #ifdef VMM_MEM_TEST
 323
 324
 325 #include <stdlib.h>
 326 #include <stdio.h>
 327 #include <stdarg.h>
 328
 329
 330
 331
 332
 333 struct vmm_os_hooks * os_hooks;
 334
 335 void * TestMalloc(uint_t size) {
 336   return malloc(size);
 337 }
 338
 339 void * TestAllocatePages(int size) {
 340   return malloc(4096 * size);
 341 }
 342
 343
 344 void TestPrint(const char * fmt, ...) {
 345   va_list args;
 346
 347   va_start(args, fmt);
 348   vprintf(fmt, args);
 349   va_end(args);
 350 }
 351
 352 int mem_list_add_test_1(  vmm_mem_list_t * list) {
 353
 354   uint_t offset = 0;
 355
 356   PrintDebug("\n\nTesting Memory List\n");
 357
 358   init_mem_list(list);
 359
 360   offset = PAGE_SIZE * 6;
 361   PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", offset, offset + (PAGE_SIZE * 10));
 362   add_mem_list_pages(list, offset, 10);
 363   print_mem_list(list);
 364
 365
 366   offset = 0;
 367   PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", offset, offset + PAGE_SIZE * 4);
 368   add_mem_list_pages(list, offset, 4);
 369   print_mem_list(list);
 370
 371   offset = PAGE_SIZE * 20;
 372   PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", offset, offset + (PAGE_SIZE * 1));
 373   add_mem_list_pages(list, offset, 1);
 374   print_mem_list(list);
 375
 376   offset = PAGE_SIZE * 21;
 377   PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", offset, offset + (PAGE_SIZE * 3));
 378   add_mem_list_pages(list, offset, 3);
 379   print_mem_list(list);
 380
 381
 382   offset = PAGE_SIZE * 10;
 383   PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", offset, offset + (PAGE_SIZE * 30));
 384   add_mem_list_pages(list, offset, 30);
 385   print_mem_list(list);
 386
 387
 388   offset = PAGE_SIZE * 5;
 389   PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", offset, offset + (PAGE_SIZE * 1));
 390   add_mem_list_pages(list, offset, 1);
 391   print_mem_list(list);
 392
 393
 394
 395   return 0;
 396 }
 397
 398
 399 int mem_layout_add_test_1(vmm_mem_layout_t * layout) {
 400
 401
 402   uint_t start = 0;
 403   uint_t end = 0;
 404
 405   PrintDebug("\n\nTesting Memory Layout\n");
 406
 407   init_mem_layout(layout);
 408
 409   start = 0x6000;
 410   end = 0x10000;;
 411   PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", start, end);
 412   add_guest_mem_range(layout, start, end);
 413   print_mem_layout(layout);
 414
 415
 416   start = 0x1000;
 417   end = 0x3000;
 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 = 0x2000;
 423   end = 0x6000;
 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   start = 0x4000;
 429   end = 0x5000;
 430   PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", start, end);
 431   add_guest_mem_range(layout, start, end);
 432   print_mem_layout(layout);
 433
 434
 435   start = 0x5000;
 436   end = 0x7000;
 437   PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", start, end);
 438   add_guest_mem_range(layout, start, end);
 439   print_mem_layout(layout);
 440
 441
 442
 443
 444   return 0;
 445 }
 446
 447
 448
 449 int main(int argc, char ** argv) {
 450   struct vmm_os_hooks dummy_hooks;
 451   os_hooks = &dummy_hooks;
 452
 453   vmm_mem_layout_t layout;
 454   vmm_mem_list_t list;
 455
 456   os_hooks->malloc = &TestMalloc;
 457   os_hooks->free = &free;
 458   os_hooks->print_debug = &TestPrint;
 459   os_hooks->allocate_pages = &TestAllocatePages;
 460
 461
 462
 463   printf("mem_list_add_test_1: %d\n", mem_list_add_test_1(&list));
 464   printf("layout_add_test_1: %d\n", mem_layout_add_test_1(&layout));
 465
 466   return 0;
 467 }
 468 #endif
 469
 470
 471
 472
 473
 474