Palacios Public Git Repository

To checkout Palacios execute

  git clone http://v3vee.org/palacios/palacios.web/palacios.git
This will give you the master branch. You probably want the devel branch or one of the release branches. To switch to the devel branch, simply execute
  cd palacios
  git checkout --track -b devel origin/devel
The other branches are similar.


updated IO and MSRs to allow hooking/unhooking dynamic at runtime
[palacios.git] / palacios / src / palacios / svm_io.c
index f6e9c62..4c85ec7 100644 (file)
@@ -1,45 +1,95 @@
+/* 
+ * This file is part of the Palacios Virtual Machine Monitor developed
+ * by the V3VEE Project with funding from the United States National 
+ * Science Foundation and the Department of Energy.  
+ *
+ * The V3VEE Project is a joint project between Northwestern University
+ * and the University of New Mexico.  You can find out more at 
+ * http://www.v3vee.org
+ *
+ * Copyright (c) 2008, Jack Lange <jarusl@cs.northwestern.edu> 
+ * Copyright (c) 2008, The V3VEE Project <http://www.v3vee.org> 
+ * All rights reserved.
+ *
+ * Author: Jack Lange <jarusl@cs.northwestern.edu>
+ *
+ * This is free software.  You are permitted to use,
+ * redistribute, and modify it as specified in the file "V3VEE_LICENSE".
+ */
+
 #include <palacios/svm_io.h>
 #include <palacios/vmm_io.h>
 #include <palacios/vmm_ctrl_regs.h>
 #include <palacios/vmm_decoder.h>
 #include <palacios/vm_guest_mem.h>
 
+#ifndef DEBUG_IO
+#undef PrintDebug
+#define PrintDebug(fmt, args...)
+#endif
 
-// This should package up an IO request and call vmm_handle_io
-int handle_svm_io_in(struct guest_info * info) {
-  vmcb_ctrl_t * ctrl_area = GET_VMCB_CTRL_AREA((vmcb_t *)(info->vmm_data));
-  //  vmcb_saved_state_t * guest_state = GET_VMCB_SAVE_STATE_AREA((vmcb_t*)(info->vmm_data));
-  struct svm_io_info * io_info = (struct svm_io_info *)&(ctrl_area->exit_info1);
 
-  vmm_io_hook_t * hook = get_io_hook(&(info->io_map), io_info->port);
-  uint_t read_size = 0;
+static int update_map(struct guest_info * info, uint16_t port, int hook_read, int hook_write) {
+    uchar_t * bitmap = (uint8_t *)(info->io_map.arch_data);;
+    int major = port / 8;
+    int minor = port % 8;
+
+    if ((hook_read == 0) && (hook_write == 0)) {
+       *(bitmap + major) &= ~(0x1 << minor);
+    } else {
+       *(bitmap + major) |= (0x1 << minor);
+    }
+
+    return 0;
+}
+
 
-  if (hook == NULL) {
-    PrintDebug("Hook Not present for in on port %x\n", io_info->port);
-    // error, we should not have exited on this port
-    return -1;
-  }
+int v3_init_svm_io_map(struct guest_info * info) {
+    info->io_map.update_map = update_map;
+
+    info->io_map.arch_data = V3_VAddr(V3_AllocPages(3));
+    memset(info->io_map.arch_data, 0, PAGE_SIZE_4KB * 3);
+
+    return 0;
+}
+
+
+
+// This should package up an IO request and call vmm_handle_io
+int v3_handle_svm_io_in(struct guest_info * info) {
+    vmcb_ctrl_t * ctrl_area = GET_VMCB_CTRL_AREA((vmcb_t *)(info->vmm_data));
+    //  vmcb_saved_state_t * guest_state = GET_VMCB_SAVE_STATE_AREA((vmcb_t*)(info->vmm_data));
+    struct svm_io_info * io_info = (struct svm_io_info *)&(ctrl_area->exit_info1);
+
+    struct v3_io_hook * hook = v3_get_io_hook(info, io_info->port);
+    int read_size = 0;
+
+    if (hook == NULL) {
+       PrintError("Hook Not present for in on port %x\n", io_info->port);
+       // error, we should not have exited on this port
+       return -1;
+    }
 
 
-  if (io_info->sz8) { 
-    read_size = 1;
-  } else if (io_info->sz16) {
-    read_size = 2;
-  } else if (io_info->sz32) {
-    read_size = 4;
-  }
+    if (io_info->sz8) { 
+       read_size = 1;
+    } else if (io_info->sz16) {
+       read_size = 2;
+    } else if (io_info->sz32) {
+       read_size = 4;
+    }
 
-  PrintDebug("IN of %d bytes on port %d (0x%x)\n", read_size, io_info->port, io_info->port);
+    PrintDebug("IN of %d bytes on port %d (0x%x)\n", read_size, io_info->port, io_info->port);
 
-  if (hook->read(io_info->port, &(info->vm_regs.rax), read_size, hook->priv_data) != read_size) {
-    // not sure how we handle errors.....
-    PrintDebug("Read Failure for in on port %x\n", io_info->port);
-    return -1;
-  }
+    if (hook->read(io_info->port, &(info->vm_regs.rax), read_size, hook->priv_data) != read_size) {
+       // not sure how we handle errors.....
+       PrintError("Read Failure for in on port %x\n", io_info->port);
+       return -1;
+    }
 
-  info->rip = ctrl_area->exit_info2;
+    info->rip = ctrl_area->exit_info2;
 
-  return 0;
+    return 0;
 }
 
 
@@ -49,138 +99,177 @@ int handle_svm_io_in(struct guest_info * info) {
 /* We might not handle wrap around of the RDI register correctly...
  * In that if we do wrap around the effect will manifest in the higher bits of the register
  */
-int handle_svm_io_ins(struct guest_info * info) {
-  vmcb_ctrl_t * ctrl_area = GET_VMCB_CTRL_AREA((vmcb_t *)(info->vmm_data));
-  vmcb_saved_state_t * guest_state = GET_VMCB_SAVE_STATE_AREA((vmcb_t*)(info->vmm_data));
+int v3_handle_svm_io_ins(struct guest_info * info) {
+    vmcb_ctrl_t * ctrl_area = GET_VMCB_CTRL_AREA((vmcb_t *)(info->vmm_data));
+    vmcb_saved_state_t * guest_state = GET_VMCB_SAVE_STATE_AREA((vmcb_t*)(info->vmm_data));
   
-  struct svm_io_info * io_info = (struct svm_io_info *)&(ctrl_area->exit_info1);
+    struct svm_io_info * io_info = (struct svm_io_info *)&(ctrl_area->exit_info1);
   
-  vmm_io_hook_t * hook = get_io_hook(&(info->io_map), io_info->port);
-  uint_t read_size = 0;
+    struct v3_io_hook * hook = v3_get_io_hook(info, io_info->port);
+    int read_size = 0;
+    addr_t dst_addr = 0;
+    uint_t rep_num = 1;
+    ullong_t mask = 0;
+    struct v3_segment * theseg = &(info->segments.es); // default is ES
+    addr_t inst_ptr;
+
+
+    // This is kind of hacky...
+    // direction can equal either 1 or -1
+    // We will multiply the final added offset by this value to go the correct direction
+    int direction = 1;
+    struct rflags * flags = (struct rflags *)&(guest_state->rflags);  
+
+    if (flags->df) {
+       direction = -1;
+    }
 
-  addr_t dst_addr = 0;
-  uint_t rep_num = 1;
-  ullong_t mask = 0;
 
+    if (hook == NULL) {
+       PrintError("Hook Not present for ins on port %x\n", io_info->port);
+       // error, we should not have exited on this port
+       return -1;
+    }
 
 
-  // This is kind of hacky...
-  // direction can equal either 1 or -1
-  // We will multiply the final added offset by this value to go the correct direction
-  int direction = 1;
-  struct rflags * flags = (struct rflags *)&(guest_state->rflags);  
-  if (flags->df) {
-    direction = -1;
-  }
 
+    if (guest_va_to_host_va(info, get_addr_linear(info, info->rip, &(info->segments.cs)), &inst_ptr) == -1) {
+       PrintError("Can't access instruction\n");
+       return -1;
+    }
 
-  if (hook == NULL) {
-   PrintDebug("Hook Not present for ins on port %x\n", io_info->port);
-    // error, we should not have exited on this port
-    return -1;
-  }
+    while (is_prefix_byte(*((char *)inst_ptr))) {
+       switch (*((char *)inst_ptr)) {
+           case PREFIX_CS_OVERRIDE:
+               theseg = &(info->segments.cs);
+               break;
+           case PREFIX_SS_OVERRIDE:
+               theseg = &(info->segments.ss);
+               break;
+           case PREFIX_DS_OVERRIDE:
+               theseg = &(info->segments.ds);
+               break;
+           case PREFIX_ES_OVERRIDE:
+               theseg = &(info->segments.es);
+               break;
+           case PREFIX_FS_OVERRIDE:
+               theseg = &(info->segments.fs);
+               break;
+           case PREFIX_GS_OVERRIDE:
+               theseg = &(info->segments.gs);
+               break;
+           default:
+               break;
+       }
+       inst_ptr++;
+    }
 
-  PrintDebug("INS on  port %d (0x%x)\n", io_info->port, io_info->port);
 
-  if (io_info->sz8) {
-    read_size = 1;
-  } else if (io_info->sz16) {
-    read_size = 2;
-  } else if (io_info->sz32) {
-    read_size = 4;
-  } else {
-    PrintDebug("io_info Invalid Size\n");
-    return -1;
-  }
+    PrintDebug("INS on  port %d (0x%x)\n", io_info->port, io_info->port);
+
+    if (io_info->sz8) {
+       read_size = 1;
+    } else if (io_info->sz16) {
+       read_size = 2;
+    } else if (io_info->sz32) {
+       read_size = 4;
+    } else {
+       PrintError("io_info Invalid Size\n");
+       return -1;
+    }
 
   
-  if (io_info->addr16) {
-    mask = 0xffff;
-  } else if (io_info->addr32) {
-    mask = 0xffffffff;
-  } else if (io_info->addr64) {
-    mask = 0xffffffffffffffffLL;
-  } else {
-    // This value should be set depending on the host register size...
-    mask = get_gpr_mask(info);
-
-    PrintDebug("INS io_info invalid address size, assuming 32, io_info=0x%x\n",*((uint_t*)(io_info)));
-    // PrintDebug("INS Aborted... Check implementation\n");
-    //return -1;
-  }
-
-  if (io_info->rep) {
-    //    rep_num = info->vm_regs.rcx & mask;
-    rep_num = info->vm_regs.rcx;
-  }
-
-
-  PrintDebug("INS size=%d for %d steps\n", read_size, rep_num);
-
-  while (rep_num > 0) {
-    addr_t host_addr;
-    dst_addr = get_addr_linear(info, info->vm_regs.rdi & mask, &(info->segments.es));
-    
-    if (guest_va_to_host_va(info, dst_addr, &host_addr) == -1) {
-      // either page fault or gpf...
-      PrintDebug("Could not convert Guest VA to host VA\n");
-      return -1;
+    if (io_info->addr16) {
+       mask = 0xffff;
+    } else if (io_info->addr32) {
+       mask = 0xffffffff;
+    } else if (io_info->addr64) {
+       mask = 0xffffffffffffffffLL;
+    } else {
+       // This value should be set depending on the host register size...
+       mask = get_gpr_mask(info);
+
+       PrintDebug("INS io_info invalid address size, mask=0x%p, io_info=0x%p\n",
+                  (void *)(addr_t)mask, (void *)(addr_t)(io_info));
+       // PrintDebug("INS Aborted... Check implementation\n");
+       //return -1;
     }
 
-    if (hook->read(io_info->port, (char*)host_addr, read_size, hook->priv_data) != read_size) {
-      // not sure how we handle errors.....
-      PrintDebug("Read Failure for ins on port %x\n", io_info->port);
-      return -1;
+    if (io_info->rep) {
+       rep_num = info->vm_regs.rcx & mask;
+       //rep_num = info->vm_regs.rcx;
     }
 
-    info->vm_regs.rdi += read_size * direction;
 
-    if (io_info->rep)
-      info->vm_regs.rcx--;
+    PrintDebug("INS size=%d for %d steps\n", read_size, rep_num);
+
+    while (rep_num > 0) {
+       addr_t host_addr;
+       dst_addr = get_addr_linear(info, (info->vm_regs.rdi & mask), theseg);
     
-    rep_num--;
-  }
+       //      PrintDebug("Writing 0x%p\n", (void *)dst_addr);
+
+       if (guest_va_to_host_va(info, dst_addr, &host_addr) == -1) {
+           // either page fault or gpf...
+           PrintError("Could not convert Guest VA to host VA\n");
+           return -1;
+       }
 
+       if (hook->read(io_info->port, (char *)host_addr, read_size, hook->priv_data) != read_size) {
+           // not sure how we handle errors.....
+           PrintError("Read Failure for ins on port %x\n", io_info->port);
+           return -1;
+       }
 
-  info->rip = ctrl_area->exit_info2;
+       info->vm_regs.rdi += (read_size * direction);
+
+       if (io_info->rep) {
+           info->vm_regs.rcx--;
+       }
+
+       rep_num--;
+    }
 
-  return 0;
+
+    info->rip = ctrl_area->exit_info2;
+
+    return 0;
 }
 
-int handle_svm_io_out(struct guest_info * info) {
-  vmcb_ctrl_t * ctrl_area = GET_VMCB_CTRL_AREA((vmcb_t *)(info->vmm_data));
-  //  vmcb_saved_state_t * guest_state = GET_VMCB_SAVE_STATE_AREA((vmcb_t*)(info->vmm_data));
-  struct svm_io_info * io_info = (struct svm_io_info *)&(ctrl_area->exit_info1);
+int v3_handle_svm_io_out(struct guest_info * info) {
+    vmcb_ctrl_t * ctrl_area = GET_VMCB_CTRL_AREA((vmcb_t *)(info->vmm_data));
+    //  vmcb_saved_state_t * guest_state = GET_VMCB_SAVE_STATE_AREA((vmcb_t*)(info->vmm_data));
+    struct svm_io_info * io_info = (struct svm_io_info *)&(ctrl_area->exit_info1);
 
-  vmm_io_hook_t * hook = get_io_hook(&(info->io_map), io_info->port);
-  uint_t write_size = 0;
+    struct v3_io_hook * hook = v3_get_io_hook(info, io_info->port);
+    int write_size = 0;
 
-  if (hook == NULL) {
-    PrintDebug("Hook Not present for out on port %x\n", io_info->port);
-    // error, we should not have exited on this port
-    return -1;
-  }
+    if (hook == NULL) {
+       PrintError("Hook Not present for out on port %x\n", io_info->port);
+       // error, we should not have exited on this port
+       return -1;
+    }
 
 
-  if (io_info->sz8) { 
-    write_size = 1;
-  } else if (io_info->sz16) {
-    write_size = 2;
-  } else if (io_info->sz32) {
-    write_size = 4;
-  }
+    if (io_info->sz8) { 
+       write_size = 1;
+    } else if (io_info->sz16) {
+       write_size = 2;
+    } else if (io_info->sz32) {
+       write_size = 4;
+    }
 
-  PrintDebug("OUT of %d bytes on  port %d (0x%x)\n", write_size, io_info->port, io_info->port);
+    PrintDebug("OUT of %d bytes on  port %d (0x%x)\n", write_size, io_info->port, io_info->port);
 
-  if (hook->write(io_info->port, &(info->vm_regs.rax), write_size, hook->priv_data) != write_size) {
-    // not sure how we handle errors.....
-    PrintDebug("Write Failure for out on port %x\n", io_info->port);
-    return -1;
-  }
+    if (hook->write(io_info->port, &(info->vm_regs.rax), write_size, hook->priv_data) != write_size) {
+       // not sure how we handle errors.....
+       PrintError("Write Failure for out on port %x\n", io_info->port);
+       return -1;
+    }
 
-  info->rip = ctrl_area->exit_info2;
+    info->rip = ctrl_area->exit_info2;
 
-  return 0;
+    return 0;
 }
 
 
@@ -188,97 +277,135 @@ int handle_svm_io_out(struct guest_info * info) {
  * In that if we do wrap around the effect will manifest in the higher bits of the register
  */
 
-int handle_svm_io_outs(struct guest_info * info) {
-  vmcb_ctrl_t * ctrl_area = GET_VMCB_CTRL_AREA((vmcb_t *)(info->vmm_data));
-  vmcb_saved_state_t * guest_state = GET_VMCB_SAVE_STATE_AREA((vmcb_t*)(info->vmm_data));
+int v3_handle_svm_io_outs(struct guest_info * info) {
+    vmcb_ctrl_t * ctrl_area = GET_VMCB_CTRL_AREA((vmcb_t *)(info->vmm_data));
+    vmcb_saved_state_t * guest_state = GET_VMCB_SAVE_STATE_AREA((vmcb_t*)(info->vmm_data));
+
   
-  struct svm_io_info * io_info = (struct svm_io_info *)&(ctrl_area->exit_info1);
+    struct svm_io_info * io_info = (struct svm_io_info *)&(ctrl_area->exit_info1);
   
-  vmm_io_hook_t * hook = get_io_hook(&(info->io_map), io_info->port);
-  uint_t write_size = 0;
-
-  addr_t dst_addr = 0;
-  uint_t rep_num = 1;
-  ullong_t mask = 0;
-
-
-
-  // This is kind of hacky...
-  // direction can equal either 1 or -1
-  // We will multiply the final added offset by this value to go the correct direction
-  int direction = 1;
-  struct rflags * flags = (struct rflags *)&(guest_state->rflags);  
-  if (flags->df) {
-    direction = -1;
-  }
-
-
-  if (hook == NULL) {
-    PrintDebug("Hook Not present for outs on port %x\n", io_info->port);
-    // error, we should not have exited on this port
-    return -1;
-  }
-
-  PrintDebug("OUTS on  port %d (0x%x)\n", io_info->port, io_info->port);
-
-  if (io_info->sz8) { 
-    write_size = 1;
-  } else if (io_info->sz16) {
-    write_size = 2;
-  } else if (io_info->sz32) {
-    write_size = 4;
-  }
-
-
-  if (io_info->addr16) {
-    mask = 0xffff;
-  } else if (io_info->addr32) {
-    mask = 0xffffffff;
-  } else if (io_info->addr64) {
-    mask = 0xffffffffffffffffLL;
-  } else {
-    // This value should be set depending on the host register size...
-    mask = get_gpr_mask(info);
-
-    PrintDebug("OUTS io_info invalid address size, assuming 32, io_info=0x%x\n",*((uint_t*)(io_info)));
-    // PrintDebug("INS Aborted... Check implementation\n");
-    //return -1;
-    // should never happen
-    //PrintDebug("Invalid Address length\n");
-    //return -1;
-  }
-
-  if (io_info->rep) {
-    rep_num = info->vm_regs.rcx & mask;
-  }
-
-  PrintDebug("OUTS size=%d for %d steps\n", write_size, rep_num);
-
-  while (rep_num > 0) {
-    addr_t host_addr;
-    dst_addr = get_addr_linear(info, (info->vm_regs.rsi & mask), &(info->segments.ds));
-    
-    if (guest_va_to_host_va(info, dst_addr, &host_addr) == -1) {
-      // either page fault or gpf...
+    struct v3_io_hook * hook = v3_get_io_hook(info, io_info->port);
+    int write_size = 0;
+    addr_t dst_addr = 0;
+    uint_t rep_num = 1;
+    ullong_t mask = 0;
+    addr_t inst_ptr;
+    struct v3_segment * theseg = &(info->segments.es); // default is ES
+
+    // This is kind of hacky...
+    // direction can equal either 1 or -1
+    // We will multiply the final added offset by this value to go the correct direction
+    int direction = 1;
+    struct rflags * flags = (struct rflags *)&(guest_state->rflags);  
+
+    if (flags->df) {
+       direction = -1;
     }
 
-    if (hook->write(io_info->port, (char*)host_addr, write_size, hook->priv_data) != write_size) {
-      // not sure how we handle errors.....
-      PrintDebug("Write Failure for outs on port %x\n", io_info->port);
-      return -1;
+
+    if (hook == NULL) {
+       PrintError("Hook Not present for outs on port %x\n", io_info->port);
+       // error, we should not have exited on this port
+       return -1;
     }
 
-    info->vm_regs.rsi += write_size * direction;
+    PrintDebug("OUTS on  port %d (0x%x)\n", io_info->port, io_info->port);
+
+    if (io_info->sz8) { 
+       write_size = 1;
+    } else if (io_info->sz16) {
+       write_size = 2;
+    } else if (io_info->sz32) {
+       write_size = 4;
+    }
+
+
+    if (io_info->addr16) {
+       mask = 0xffff;
+    } else if (io_info->addr32) {
+       mask = 0xffffffff;
+    } else if (io_info->addr64) {
+       mask = 0xffffffffffffffffLL;
+    } else {
+       // This value should be set depending on the host register size...
+       mask = get_gpr_mask(info);
+
+       PrintDebug("OUTS io_info invalid address size, mask=0%p, io_info=0x%p\n",
+                  (void *)(addr_t)mask, (void *)(addr_t)io_info);
+       // PrintDebug("INS Aborted... Check implementation\n");
+       //return -1;
+       // should never happen
+       //PrintDebug("Invalid Address length\n");
+       //return -1;
+    }
+
+    if (io_info->rep) {
+       rep_num = info->vm_regs.rcx & mask;
+    }
 
-    if (io_info->rep)
-      info->vm_regs.rcx--;
+  
+
+
+    if (guest_va_to_host_va(info, get_addr_linear(info, info->rip, &(info->segments.cs)), &inst_ptr) == -1) {
+       PrintError("Can't access instruction\n");
+       return -1;
+    }
+
+    while (is_prefix_byte(*((char *)inst_ptr))) {
+       switch (*((char *)inst_ptr)) {
+           case PREFIX_CS_OVERRIDE:
+               theseg = &(info->segments.cs);
+               break;
+           case PREFIX_SS_OVERRIDE:
+               theseg = &(info->segments.ss);
+               break;
+           case PREFIX_DS_OVERRIDE:
+               theseg = &(info->segments.ds);
+               break;
+           case PREFIX_ES_OVERRIDE:
+               theseg = &(info->segments.es);
+               break;
+           case PREFIX_FS_OVERRIDE:
+               theseg = &(info->segments.fs);
+               break;
+           case PREFIX_GS_OVERRIDE:
+               theseg = &(info->segments.gs);
+               break;
+           default:
+               break;
+       }
+       inst_ptr++;
+    }
+
+    PrintDebug("OUTS size=%d for %d steps\n", write_size, rep_num);
+
+    while (rep_num > 0) {
+       addr_t host_addr;
+
+       dst_addr = get_addr_linear(info, (info->vm_regs.rsi & mask), theseg);
     
-    rep_num--;
-  }
+       if (guest_va_to_host_va(info, dst_addr, &host_addr) == -1) {
+           // either page fault or gpf...
+       }
+
+       if (hook->write(io_info->port, (char*)host_addr, write_size, hook->priv_data) != write_size) {
+           // not sure how we handle errors.....
+           PrintError("Write Failure for outs on port %x\n", io_info->port);
+           return -1;
+       }
+
+       info->vm_regs.rsi += write_size * direction;
+
+       if (io_info->rep) {
+           info->vm_regs.rcx--;
+       }
+
+       rep_num--;
+    }
 
 
-  info->rip = ctrl_area->exit_info2;
+    info->rip = ctrl_area->exit_info2;
 
 
-  return 0;
+    return 0;
 }