palacios/src/palacios/vmm_sym_swap.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 #include <palacios/vmm.h>
  20
  21
  22 #include <palacios/vmm_sym_swap.h>
  23 #include <palacios/vmm_list.h>
  24 #include <palacios/vm_guest.h>
  25
  26 #ifdef CONFIG_SYMBIOTIC_SWAP_TELEMETRY
  27 #include <palacios/vmm_telemetry.h>
  28 #endif
  29
  30 // This is a hack and 32 bit linux specific.... need to fix...
  31 struct swap_pte {
  32     uint32_t present    : 1;
  33     uint32_t dev_index  : 8;
  34     uint32_t pg_index   : 23;
  35 };
  36
  37
  38 struct shadow_pointer {
  39     uint32_t pg_index;
  40     uint32_t dev_index;
  41
  42     pte32_t * shadow_pte;
  43
  44     addr_t guest_pte;
  45
  46     struct list_head node;
  47 };
  48
  49
  50 static uint_t swap_hash_fn(addr_t key) {
  51     return v3_hash_long(key, 32);
  52 }
  53
  54
  55 static int swap_eq_fn(addr_t key1, addr_t key2) {
  56     return (key1 == key2);
  57 }
  58
  59
  60
  61 static inline uint32_t get_pg_index(pte32_t * pte) {
  62     return ((struct swap_pte *)pte)->pg_index;
  63 }
  64
  65
  66 static inline uint32_t get_dev_index(pte32_t * pte) {
  67     return ((struct swap_pte *)pte)->dev_index;
  68 }
  69
  70
  71
  72 #ifdef CONFIG_SYMBIOTIC_SWAP_TELEMETRY
  73 static void telemetry_cb(struct v3_vm_info * vm, void * private_data, char * hdr) {
  74     struct v3_sym_swap_state * swap_state = &(vm->swap_state);
  75
  76     V3_Print("%sSymbiotic Swap:\n", hdr);
  77     V3_Print("%s\tRead faults=%d\n", hdr, swap_state->read_faults);
  78     V3_Print("%s\tWrite faults=%d\n", hdr, swap_state->write_faults);
  79     V3_Print("%s\tMapped Pages=%d\n", hdr, swap_state->mapped_pages);
  80     V3_Print("%s\tFlushes=%d\n", hdr, swap_state->flushes);
  81     V3_Print("%s\tlist size=%d\n", hdr, swap_state->list_size);
  82 }
  83 #endif
  84
  85
  86 int v3_init_sym_swap(struct v3_vm_info * vm) {
  87     struct v3_sym_swap_state * swap_state = &(vm->swap_state);
  88
  89     memset(swap_state, 0, sizeof(struct v3_sym_swap_state));
  90     swap_state->shdw_ptr_ht = v3_create_htable(0, swap_hash_fn, swap_eq_fn);
  91
  92 #ifdef CONFIG_SYMBIOTIC_SWAP_TELEMETRY
  93     if (vm->enable_telemetry) {
  94         v3_add_telemetry_cb(vm, telemetry_cb, NULL);
  95     }
  96 #endif
  97
  98     PrintDebug("Initialized Symbiotic Swap\n");
  99
 100     return 0;
 101 }
 102
 103
 104 int v3_register_swap_disk(struct v3_vm_info * vm, int dev_index,
 105                           struct v3_swap_ops * ops, void * private_data) {
 106     struct v3_sym_swap_state * swap_state = &(vm->swap_state);
 107
 108     swap_state->devs[dev_index].present = 1;
 109     swap_state->devs[dev_index].private_data = private_data;
 110     swap_state->devs[dev_index].ops = ops;
 111
 112     return 0;
 113 }
 114
 115
 116
 117
 118 int v3_swap_in_notify(struct v3_vm_info * vm, int pg_index, int dev_index) {
 119     struct list_head * shdw_ptr_list = NULL;
 120     struct v3_sym_swap_state * swap_state = &(vm->swap_state);
 121     struct shadow_pointer * tmp_shdw_ptr = NULL;
 122     struct shadow_pointer * shdw_ptr = NULL;
 123     struct swap_pte guest_pte = {0, dev_index, pg_index};
 124
 125     shdw_ptr_list = (struct list_head * )v3_htable_search(swap_state->shdw_ptr_ht, *(addr_t *)&(guest_pte));
 126
 127     if (shdw_ptr_list == NULL) {
 128         return 0;
 129     }
 130
 131     list_for_each_entry_safe(shdw_ptr, tmp_shdw_ptr, shdw_ptr_list, node) {
 132         if ((shdw_ptr->pg_index == pg_index) &&
 133             (shdw_ptr->dev_index == dev_index)) {
 134
 135             // Trigger faults for next shadow access
 136             shdw_ptr->shadow_pte->present = 0;
 137
 138             // Delete entry from list
 139             list_del(&(shdw_ptr->node));
 140             V3_Free(shdw_ptr);
 141         }
 142     }
 143
 144     return 0;
 145 }
 146
 147
 148
 149 int v3_swap_flush(struct v3_vm_info * vm) {
 150     struct v3_sym_swap_state * swap_state = &(vm->swap_state);
 151     struct hashtable_iter * ht_iter = v3_create_htable_iter(swap_state->shdw_ptr_ht);
 152
 153     //    PrintDebug("Flushing Symbiotic Swap table\n");
 154
 155 #ifdef CONFIG_SYMBIOTIC_SWAP_TELEMETRY
 156     swap_state->flushes++;
 157 #endif
 158
 159     if (!ht_iter) {
 160         PrintError("NULL iterator in swap flush!! Probably will crash soon...\n");
 161     }
 162
 163     while (ht_iter->entry) {
 164         struct shadow_pointer * tmp_shdw_ptr = NULL;
 165         struct shadow_pointer * shdw_ptr = NULL;
 166         struct list_head * shdw_ptr_list = (struct list_head *)v3_htable_get_iter_value(ht_iter);
 167
 168         // delete all swapped entries
 169         // we can leave the list_head structures and reuse them for the next round
 170
 171         list_for_each_entry_safe(shdw_ptr, tmp_shdw_ptr, shdw_ptr_list, node) {
 172             if (shdw_ptr == NULL) {
 173                 PrintError("Null shadow pointer in swap flush!! Probably crashing soon...\n");
 174             }
 175
 176             // Trigger faults for next shadow access
 177             shdw_ptr->shadow_pte->present = 0;
 178
 179             // Delete entry from list
 180             list_del(&(shdw_ptr->node));
 181             V3_Free(shdw_ptr);
 182         }
 183
 184         v3_htable_iter_advance(ht_iter);
 185     }
 186
 187     V3_Free(ht_iter);
 188
 189     return 0;
 190 }
 191
 192 int v3_get_vaddr_perms(struct guest_info * info, addr_t vaddr, pte32_t * guest_pte, pf_error_t * page_perms) {
 193     uint64_t pte_val = (uint64_t)*(uint32_t *)guest_pte;
 194
 195     // symcall to check if page is in cache or on swap disk
 196     if (v3_sym_call3(info, SYMCALL_MEM_LOOKUP, (uint64_t *)&vaddr, (uint64_t *)&pte_val, (uint64_t *)page_perms) == -1) {
 197         PrintError("Sym call error?? that's weird... \n");
 198         return -1;
 199     }
 200
 201     //    V3_Print("page perms = %x\n", *(uint32_t *)page_perms);
 202
 203     if (vaddr == 0) {
 204         return 1;
 205     }
 206
 207     return 0;
 208 }
 209
 210
 211
 212 addr_t v3_get_swapped_pg_addr(struct v3_vm_info * vm, pte32_t * guest_pte) {
 213     struct v3_sym_swap_state * swap_state = &(vm->swap_state);
 214     int dev_index = get_dev_index(guest_pte);
 215     struct v3_swap_dev * swp_dev = &(swap_state->devs[dev_index]);
 216
 217
 218     if (! swp_dev->present ) {
 219         return 0;
 220     }
 221
 222     return (addr_t)swp_dev->ops->get_swap_entry(get_pg_index(guest_pte), swp_dev->private_data);
 223 }
 224
 225
 226 addr_t v3_map_swp_page(struct v3_vm_info * vm, pte32_t * shadow_pte, pte32_t * guest_pte, void * swp_page_ptr) {
 227     struct list_head * shdw_ptr_list = NULL;
 228     struct v3_sym_swap_state * swap_state = &(vm->swap_state);
 229     struct shadow_pointer * shdw_ptr = NULL;
 230
 231
 232
 233     if (swp_page_ptr == NULL) {
 234         //      PrintError("Swapped out page not found on swap device\n");
 235         return 0;
 236     }
 237
 238     shdw_ptr_list = (struct list_head *)v3_htable_search(swap_state->shdw_ptr_ht, (addr_t)*(uint32_t *)guest_pte);
 239
 240     if (shdw_ptr_list == NULL) {
 241         shdw_ptr_list = (struct list_head *)V3_Malloc(sizeof(struct list_head *));
 242 #ifdef CONFIG_SYMBIOTIC_SWAP_TELEMETRY
 243         swap_state->list_size++;
 244 #endif
 245         INIT_LIST_HEAD(shdw_ptr_list);
 246         v3_htable_insert(swap_state->shdw_ptr_ht, (addr_t)*(uint32_t *)guest_pte, (addr_t)shdw_ptr_list);
 247     }
 248
 249     shdw_ptr = (struct shadow_pointer *)V3_Malloc(sizeof(struct shadow_pointer));
 250
 251     if (shdw_ptr == NULL) {
 252         PrintError("MEMORY LEAK\n");
 253 #ifdef CONFIG_SYMBIOTIC_SWAP_TELEMETRY
 254         telemetry_cb(vm, NULL, "");
 255 #endif
 256         return 0;
 257     }
 258
 259     shdw_ptr->shadow_pte = shadow_pte;
 260     shdw_ptr->guest_pte = *(uint32_t *)guest_pte;
 261     shdw_ptr->pg_index = get_pg_index(guest_pte);
 262     shdw_ptr->dev_index = get_dev_index(guest_pte);
 263
 264     // We don't check for conflicts, because it should not happen...
 265     list_add(&(shdw_ptr->node), shdw_ptr_list);
 266
 267     return PAGE_BASE_ADDR((addr_t)V3_PAddr(swp_page_ptr));
 268 }
 269
 270
 271
 272 /*
 273 int v3_is_mapped_fault(struct guest_info * info, pte32_t * shadow_pte, pte32_t * guest_pte) {
 274     struct list_head * shdw_ptr_list = NULL;
 275
 276     shdw_ptr_list = (struct list_head * )v3_htable_search(swap_state->shdw_ptr_ht, *(addr_t *)&(guest_pte));
 277
 278
 279     if (shdw_ptr_list != NULL) {
 280         PrintError("We faulted on a mapped in page....\n");
 281         return -1;
 282     }
 283
 284     return 0;
 285 }
 286
 287
 288 */