palacios/src/palacios/vmx_io.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, Andy Gocke <agocke@gmail.com>
  11  * Copyright (c) 2008, The V3VEE Project <http://www.v3vee.org>
  12  * All rights reserved.
  13  *
  14  * Author: Andy Gocke <agocke@gmail.com>
  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
  20 #include <palacios/vmx_io.h>
  21 #include <palacios/vmm_io.h>
  22 #include <palacios/vmm.h>
  23 #include <palacios/vmx_handler.h>
  24 #include <palacios/vmm_ctrl_regs.h>
  25 #include <palacios/vm_guest_mem.h>
  26 #include <palacios/vmm_decoder.h>
  27
  28 #ifndef V3_CONFIG_DEBUG_IO
  29 #undef PrintDebug
  30 #define PrintDebug(fmt, args...)
  31 #endif
  32
  33
  34 /* Same as SVM */
  35 static int update_map(struct v3_vm_info * vm, uint16_t port, int hook_read, int hook_write) {
  36     uchar_t * bitmap = (uint8_t *)(vm->io_map.arch_data);
  37     int major = port / 8;
  38     int minor = port % 8;
  39
  40     if ((hook_read == 0) && (hook_write == 0)) {
  41         *(bitmap + major) &= ~(0x1 << minor);
  42     } else {
  43         *(bitmap + major) |= (0x1 << minor);
  44     }
  45
  46     return 0;
  47 }
  48
  49 int v3_init_vmx_io_map(struct v3_vm_info * vm) {
  50     vm->io_map.update_map = update_map;
  51
  52     vm->io_map.arch_data = V3_VAddr(V3_AllocPages(2));
  53     memset(vm->io_map.arch_data, 0xff, PAGE_SIZE_4KB * 2);
  54
  55     v3_refresh_io_map(vm);
  56
  57     return 0;
  58 }
  59
  60 int v3_deinit_vmx_io_map(struct v3_vm_info * vm) {
  61     V3_FreePages(V3_PAddr(vm->io_map.arch_data), 2);
  62     return 0;
  63 }
  64
  65
  66 int v3_handle_vmx_io_in(struct guest_info * core, struct vmx_exit_info * exit_info) {
  67     struct vmx_exit_io_qual io_qual = *(struct vmx_exit_io_qual *)&(exit_info->exit_qual);;
  68     struct v3_io_hook * hook = NULL;
  69     int read_size = 0;
  70
  71     hook = v3_get_io_hook(core->vm_info, io_qual.port);
  72
  73     read_size = io_qual.access_size + 1;
  74
  75     PrintDebug("IN of %d bytes on port %d (0x%x)\n", read_size, io_qual.port, io_qual.port);
  76
  77     if (hook == NULL) {
  78         PrintDebug("IN operation on unhooked IO port 0x%x\n", io_qual.port);
  79
  80         /* What are the HW semantics for an IN on an invalid port?
  81          *  Do we need to clear the register value or leave it untouched???
  82          */
  83     } else {
  84         if (hook->read(core, io_qual.port, &(core->vm_regs.rax), read_size, hook->priv_data) != read_size) {
  85             PrintError("Read failure for IN on port %x\n", io_qual.port);
  86             return -1;
  87         }
  88     }
  89
  90
  91     core->rip += exit_info->instr_len;
  92
  93     return 0;
  94 }
  95
  96 int v3_handle_vmx_io_ins(struct guest_info * core, struct vmx_exit_info * exit_info) {
  97     struct vmx_exit_io_qual io_qual = *(struct vmx_exit_io_qual *)&(exit_info->exit_qual);;
  98     struct v3_io_hook * hook = NULL;
  99     int read_size = 0;
 100     addr_t guest_va = exit_info->guest_linear_addr;
 101     addr_t host_addr = 0;
 102     int rdi_change = 0;
 103     ulong_t rep_num = 1;
 104     struct rflags * flags = (struct rflags *)&(core->ctrl_regs.rflags);
 105
 106     hook = v3_get_io_hook(core->vm_info, io_qual.port);
 107
 108
 109     PrintDebug("INS on port 0x%x\n", io_qual.port);
 110
 111     read_size = io_qual.access_size + 1;
 112
 113     if (io_qual.rep) {
 114         struct vmx_exit_io_instr_info instr_info = *(struct vmx_exit_io_instr_info *)&(exit_info->instr_info);
 115
 116         if (instr_info.addr_size == 0) {
 117             rep_num = core->vm_regs.rcx & 0xffff;
 118         } else if(instr_info.addr_size == 1) {
 119             rep_num = core->vm_regs.rcx & 0xffffffff;
 120         } else if(instr_info.addr_size == 2) {
 121             rep_num = core->vm_regs.rcx & 0xffffffffffffffffLL;
 122         } else {
 123             PrintDebug("Unknown INS address size!\n");
 124             return -1;
 125         }
 126     }
 127
 128     if (flags->df) {
 129         rdi_change = -read_size;
 130     } else {
 131         rdi_change = read_size;
 132     }
 133
 134     PrintDebug("INS size=%d for %ld steps\n", read_size, rep_num);
 135
 136
 137
 138     if (v3_gva_to_hva(core, guest_va, &host_addr) == -1) {
 139         PrintError("Could not convert Guest VA to host VA\n");
 140         return -1;
 141     }
 142
 143     do {
 144
 145         if (hook == NULL) {
 146             PrintDebug("INS operation on unhooked IO port 0x%x\n", io_qual.port);
 147
 148             /* What are the HW semantics for an INS on an invalid port?
 149              *  Do we need to clear the memory region or leave it untouched???
 150              */
 151         } else {
 152             if (hook->read(core, io_qual.port, (char *)host_addr, read_size, hook->priv_data) != read_size) {
 153                 PrintError("Read Failure for INS on port 0x%x\n", io_qual.port);
 154                 return -1;
 155             }
 156         }
 157
 158
 159         host_addr += rdi_change;
 160         core->vm_regs.rdi += rdi_change;
 161
 162         if (io_qual.rep) {
 163             core->vm_regs.rcx--;
 164         }
 165
 166     } while (--rep_num > 0);
 167
 168
 169     core->rip += exit_info->instr_len;
 170
 171     return 0;
 172 }
 173
 174
 175
 176 int v3_handle_vmx_io_out(struct guest_info * core, struct vmx_exit_info * exit_info) {
 177     struct vmx_exit_io_qual io_qual = *(struct vmx_exit_io_qual *)&(exit_info->exit_qual);
 178     struct v3_io_hook * hook = NULL;
 179     int write_size = 0;
 180
 181     hook =  v3_get_io_hook(core->vm_info, io_qual.port);
 182
 183
 184     write_size = io_qual.access_size + 1;
 185
 186     PrintDebug("OUT of %d bytes on port %d (0x%x)\n", write_size, io_qual.port, io_qual.port);
 187
 188     if (hook == NULL) {
 189         PrintDebug("OUT operation on unhooked IO port 0x%x\n", io_qual.port);
 190     } else {
 191         if (hook->write(core, io_qual.port, &(core->vm_regs.rax), write_size, hook->priv_data) != write_size) {
 192             PrintError("Write failure for out on port %x\n",io_qual.port);
 193             return -1;
 194         }
 195     }
 196
 197     core->rip += exit_info->instr_len;
 198
 199     return 0;
 200 }
 201
 202
 203
 204 int v3_handle_vmx_io_outs(struct guest_info * core, struct vmx_exit_info * exit_info) {
 205     struct vmx_exit_io_qual io_qual = *(struct vmx_exit_io_qual *)&(exit_info->exit_qual);
 206     struct v3_io_hook * hook = NULL;
 207     int write_size;
 208     addr_t guest_va = exit_info->guest_linear_addr;
 209     addr_t host_addr;
 210     int rsi_change;
 211     ulong_t rep_num = 1;
 212     struct rflags * flags = (struct rflags *)&(core->ctrl_regs.rflags);
 213
 214     hook = v3_get_io_hook(core->vm_info, io_qual.port);
 215
 216     PrintDebug("OUTS on port 0x%x\n", io_qual.port);
 217
 218     write_size = io_qual.access_size + 1;
 219
 220     if (io_qual.rep) {
 221         // Grab the address sized bits of rcx
 222         struct vmx_exit_io_instr_info instr_info = *(struct vmx_exit_io_instr_info *)&(exit_info->instr_info);
 223
 224         if (instr_info.addr_size == 0) {
 225             rep_num = core->vm_regs.rcx & 0xffff;
 226         } else if(instr_info.addr_size == 1) {
 227             rep_num = core->vm_regs.rcx & 0xffffffff;
 228         } else if(instr_info.addr_size == 2) {
 229             rep_num = core->vm_regs.rcx & 0xffffffffffffffffLL;
 230         } else {
 231             PrintDebug("Unknown INS address size!\n");
 232             return -1;
 233         }
 234     }
 235
 236     if (flags->df) {
 237         rsi_change = -write_size;
 238     } else {
 239         rsi_change = write_size;
 240     }
 241
 242
 243
 244     PrintDebug("OUTS size=%d for %ld steps\n", write_size, rep_num);
 245
 246     if (v3_gva_to_hva(core, guest_va, &host_addr) == -1) {
 247         PrintError("Could not convert guest VA to host VA\n");
 248         return -1;
 249     }
 250
 251     do {
 252
 253         if (hook == NULL) {
 254             PrintDebug("OUTS operation on unhooked IO port 0x%x\n", io_qual.port);
 255         } else {
 256             if (hook->write(core, io_qual.port, (char *)host_addr, write_size, hook->priv_data) != write_size) {
 257                 PrintError("Read failure for INS on port 0x%x\n", io_qual.port);
 258                 return -1;
 259             }
 260         }
 261
 262
 263        host_addr += rsi_change;
 264        core->vm_regs.rsi += rsi_change;
 265
 266        if (io_qual.rep) {
 267            --core->vm_regs.rcx;
 268        }
 269
 270     } while (--rep_num > 0);
 271
 272
 273     core->rip += exit_info->instr_len;
 274
 275     return 0;
 276 }
 277