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.


Release 1.0
[palacios.git] / palacios / src / palacios / vmm_mem.c
diff --git a/palacios/src/palacios/vmm_mem.c b/palacios/src/palacios/vmm_mem.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..1b9f16d
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,497 @@
+/* 
+ * 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/vmm_mem.h>
+#include <palacios/vmm.h>
+#include <palacios/vmm_util.h>
+#include <palacios/vmm_decoder.h>
+
+
+
+void init_shadow_region(struct shadow_region * entry,
+                       addr_t               guest_addr_start,
+                       addr_t               guest_addr_end,
+                       guest_region_type_t  guest_region_type,
+                       host_region_type_t   host_region_type)
+{
+  entry->guest_type = guest_region_type;
+  entry->guest_start = guest_addr_start;
+  entry->guest_end = guest_addr_end;
+  entry->host_type = host_region_type;
+  entry->host_addr = 0;
+  entry->next=entry->prev = NULL;
+}
+
+int add_shadow_region_passthrough( struct guest_info *  guest_info,
+                                  addr_t               guest_addr_start,
+                                  addr_t               guest_addr_end,
+                                  addr_t               host_addr)
+{
+  struct shadow_region * entry = (struct shadow_region *)V3_Malloc(sizeof(struct shadow_region));
+
+  init_shadow_region(entry, guest_addr_start, guest_addr_end, 
+                    GUEST_REGION_PHYSICAL_MEMORY, HOST_REGION_PHYSICAL_MEMORY);
+  entry->host_addr = host_addr;
+
+  return add_shadow_region(&(guest_info->mem_map), entry);
+}
+
+int hook_guest_mem(struct guest_info * info, addr_t guest_addr_start, addr_t guest_addr_end,
+                  int (*read)(addr_t guest_addr, void * dst, uint_t length, void * priv_data),
+                  int (*write)(addr_t guest_addr, void * src, uint_t length, void * priv_data),
+                  void * priv_data) {
+  
+  struct shadow_region * entry = (struct shadow_region *)V3_Malloc(sizeof(struct shadow_region));
+  struct vmm_mem_hook * hook = (struct vmm_mem_hook *)V3_Malloc(sizeof(struct vmm_mem_hook));
+
+  memset(hook, 0, sizeof(struct vmm_mem_hook));
+
+  hook->read = read;
+  hook->write = write;
+  hook->region = entry;
+  hook->priv_data = priv_data;
+
+
+  init_shadow_region(entry, guest_addr_start, guest_addr_end, 
+                    GUEST_REGION_PHYSICAL_MEMORY, HOST_REGION_HOOK);
+
+  entry->host_addr = (addr_t)hook;
+
+  return add_shadow_region(&(info->mem_map), entry);
+}
+
+
+struct vmm_mem_hook * get_mem_hook(struct guest_info * info, addr_t guest_addr) {
+  struct shadow_region * region = get_shadow_region_by_addr(&(info->mem_map), guest_addr);
+
+  if (region == NULL) {
+    PrintDebug("Could not find shadow region for addr: %p\n", (void *)guest_addr);
+    return NULL;
+  }
+
+  return (struct vmm_mem_hook *)(region->host_addr);
+}
+
+
+/* mem_addr is the guest physical memory address */
+static int mem_hook_dispatch(struct guest_info * info, 
+                            addr_t fault_gva, addr_t fault_gpa,  
+                            pf_error_t access_info, struct vmm_mem_hook * hook) 
+{
+
+  // emulate and then dispatch 
+  // or dispatch and emulate
+
+
+  if (access_info.write == 1) {
+    if (v3_emulate_memory_write(info, fault_gva, hook->write, fault_gpa, hook->priv_data) == -1) {
+      PrintError("Memory write emulation failed\n");
+      return -1;
+    }
+    
+  } else {
+    if (v3_emulate_memory_read(info, fault_gva, hook->read, fault_gpa, hook->priv_data) == -1) {
+      PrintError("Memory read emulation failed\n");
+      return -1;
+    }
+  }    
+
+  return 0;
+}
+
+
+int handle_special_page_fault(struct guest_info * info, 
+                             addr_t fault_gva, addr_t fault_gpa, 
+                             pf_error_t access_info) 
+{
+  struct shadow_region * reg = get_shadow_region_by_addr(&(info->mem_map), fault_gpa);
+
+  PrintDebug("Handling Special Page Fault\n");
+
+  switch (reg->host_type) {
+  case HOST_REGION_HOOK:
+    return mem_hook_dispatch(info, fault_gva, fault_gpa, access_info, (struct vmm_mem_hook *)(reg->host_addr));
+  default:
+    return -1;
+  }
+
+  return 0;
+
+}
+
+
+
+void init_shadow_map(struct guest_info * info) {
+  struct shadow_map * map = &(info->mem_map);
+
+  map->num_regions = 0;
+
+  map->head = NULL;
+}
+
+
+void free_shadow_map(struct shadow_map * map) {
+  struct shadow_region * cursor = map->head;
+  struct shadow_region * tmp = NULL;
+
+  while(cursor) {
+    tmp = cursor;
+    cursor = cursor->next;
+    V3_Free(tmp);
+  }
+
+  V3_Free(map);
+}
+
+
+
+
+int add_shadow_region(struct shadow_map * map,
+                     struct shadow_region * region) 
+{
+  struct shadow_region * cursor = map->head;
+
+  PrintDebug("Adding Shadow Region: (0x%p-0x%p)\n", 
+            (void *)region->guest_start, (void *)region->guest_end);
+
+  if ((!cursor) || (cursor->guest_start >= region->guest_end)) {
+    region->prev = NULL;
+    region->next = cursor;
+    map->num_regions++;
+    map->head = region;
+    return 0;
+  }
+
+  while (cursor) {
+    // Check if it overlaps with the current cursor
+    if ((cursor->guest_end > region->guest_start) && (cursor->guest_start < region->guest_start)) {
+      // overlaps not allowed
+      return -1;
+    }
+    
+    if (!(cursor->next)) {
+      // add to the end of the list
+      cursor->next = region;
+      region->prev = cursor;
+      region->next = NULL;
+      map->num_regions++;
+      return 0;
+    } else if (cursor->next->guest_start >= region->guest_end) {
+      // add here
+      region->next = cursor->next;
+      region->prev = cursor;
+      
+      cursor->next->prev = region;
+      cursor->next = region;
+
+      map->num_regions++;
+      
+      return 0;
+    } else if (cursor->next->guest_end <= region->guest_start) {
+      cursor = cursor->next;
+    } else {
+      // This cannot happen!
+      // we should panic here
+      return -1;
+    }
+  }
+  
+  // This cannot happen
+  // We should panic here
+  return -1;
+}
+
+
+int delete_shadow_region(struct shadow_map * map,
+                        addr_t guest_start,
+                        addr_t guest_end) {
+  return -1;
+}
+
+
+
+struct shadow_region *get_shadow_region_by_index(struct shadow_map *  map,
+                                                uint_t index) {
+  struct shadow_region * reg = map->head;
+  uint_t i = 0;
+
+  while (reg) { 
+    if (i == index) { 
+      return reg;
+    }
+    reg = reg->next;
+    i++;
+  }
+  return NULL;
+}
+
+
+struct shadow_region * get_shadow_region_by_addr(struct shadow_map * map,
+                                                addr_t addr) {
+  struct shadow_region * reg = map->head;
+
+  while (reg) {
+    if ((reg->guest_start <= addr) && (reg->guest_end > addr)) {
+      return reg;
+    } else if (reg->guest_start > addr) {
+      return NULL;
+    } else {
+      reg = reg->next;
+    }
+  }
+  return NULL;
+}
+
+
+host_region_type_t get_shadow_addr_type(struct guest_info * info, addr_t guest_addr) {
+  struct shadow_region * reg = get_shadow_region_by_addr(&(info->mem_map), guest_addr);
+
+  if (!reg) {
+    return HOST_REGION_INVALID;
+  } else {
+    return reg->host_type;
+  }
+}
+
+addr_t get_shadow_addr(struct guest_info * info, addr_t guest_addr) {
+  struct shadow_region * reg = get_shadow_region_by_addr(&(info->mem_map), guest_addr);
+
+  if (!reg) {
+    return 0;
+  } else {
+    return (guest_addr - reg->guest_start) + reg->host_addr;
+  }
+}
+
+
+host_region_type_t lookup_shadow_map_addr(struct shadow_map * map, addr_t guest_addr, addr_t * host_addr) {
+  struct shadow_region * reg = get_shadow_region_by_addr(map, guest_addr);
+
+  if (!reg) {
+    // No mapping exists
+    return HOST_REGION_INVALID;
+  } else {
+    switch (reg->host_type) {
+    case HOST_REGION_PHYSICAL_MEMORY:
+     *host_addr = (guest_addr - reg->guest_start) + reg->host_addr;
+     return reg->host_type;
+    case HOST_REGION_MEMORY_MAPPED_DEVICE:
+    case HOST_REGION_UNALLOCATED:
+      // ... 
+    default:
+      *host_addr = 0;
+      return reg->host_type;
+    }
+  }
+}
+
+
+void print_shadow_map(struct shadow_map * map) {
+  struct shadow_region * cur = map->head;
+  int i = 0;
+
+  PrintDebug("Memory Layout (regions: %d) \n", map->num_regions);
+
+  while (cur) {
+    PrintDebug("%d:  0x%p - 0x%p (%s) -> ", i, 
+              (void *)cur->guest_start, (void *)(cur->guest_end - 1),
+              cur->guest_type == GUEST_REGION_PHYSICAL_MEMORY ? "GUEST_REGION_PHYSICAL_MEMORY" :
+              cur->guest_type == GUEST_REGION_NOTHING ? "GUEST_REGION_NOTHING" :
+              cur->guest_type == GUEST_REGION_MEMORY_MAPPED_DEVICE ? "GUEST_REGION_MEMORY_MAPPED_DEVICE" :
+              "UNKNOWN");
+    if (cur->host_type == HOST_REGION_PHYSICAL_MEMORY || 
+       cur->host_type == HOST_REGION_UNALLOCATED ||
+       cur->host_type == HOST_REGION_MEMORY_MAPPED_DEVICE) { 
+      PrintDebug("0x%p", (void *)(cur->host_addr));
+    }
+    PrintDebug("(%s)\n",
+              cur->host_type == HOST_REGION_PHYSICAL_MEMORY ? "HOST_REGION_PHYSICAL_MEMORY" :
+              cur->host_type == HOST_REGION_UNALLOCATED ? "HOST_REGION_UNALLOACTED" :
+              cur->host_type == HOST_REGION_HOOK ? "HOST_REGION_HOOK" :
+              cur->host_type == HOST_REGION_MEMORY_MAPPED_DEVICE ? "HOST_REGION_MEMORY_MAPPED_DEVICE" :
+              cur->host_type == HOST_REGION_REMOTE ? "HOST_REGION_REMOTE" : 
+              cur->host_type == HOST_REGION_SWAPPED ? "HOST_REGION_SWAPPED" :
+              "UNKNOWN");
+    cur = cur->next;
+    i++;
+  }
+}
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+#ifdef VMM_MEM_TEST
+
+
+#include <stdlib.h>
+#include <stdio.h>
+#include <stdarg.h>
+
+
+
+
+
+struct vmm_os_hooks * os_hooks;
+
+void * TestMalloc(uint_t size) {
+  return malloc(size);
+}
+
+void * TestAllocatePages(int size) {
+  return malloc(4096 * size);
+}
+
+
+void TestPrint(const char * fmt, ...) {
+  va_list args;
+
+  va_start(args, fmt);
+  vprintf(fmt, args);
+  va_end(args);
+}
+
+int mem_list_add_test_1(  vmm_mem_list_t * list) {
+
+  uint_t offset = 0;
+
+  PrintDebug("\n\nTesting Memory List\n");
+
+  init_mem_list(list);
+
+  offset = PAGE_SIZE * 6;
+  PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", offset, offset + (PAGE_SIZE * 10));
+  add_mem_list_pages(list, offset, 10);
+  print_mem_list(list);
+
+
+  offset = 0;
+  PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", offset, offset + PAGE_SIZE * 4);
+  add_mem_list_pages(list, offset, 4);
+  print_mem_list(list);
+
+  offset = PAGE_SIZE * 20;
+  PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", offset, offset + (PAGE_SIZE * 1));
+  add_mem_list_pages(list, offset, 1);
+  print_mem_list(list);
+
+  offset = PAGE_SIZE * 21;
+  PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", offset, offset + (PAGE_SIZE * 3));
+  add_mem_list_pages(list, offset, 3);
+  print_mem_list(list);
+
+
+  offset = PAGE_SIZE * 10;
+  PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", offset, offset + (PAGE_SIZE * 30));
+  add_mem_list_pages(list, offset, 30);
+  print_mem_list(list);
+
+
+  offset = PAGE_SIZE * 5;
+  PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", offset, offset + (PAGE_SIZE * 1));
+  add_mem_list_pages(list, offset, 1);
+  print_mem_list(list);
+
+
+  return 0;
+}
+
+
+int mem_layout_add_test_1(vmm_mem_layout_t * layout) {
+
+  
+  uint_t start = 0;
+  uint_t end = 0;
+
+  PrintDebug("\n\nTesting Memory Layout\n");
+
+  init_mem_layout(layout);
+
+  start = 0x6000;
+  end = 0x10000;;
+  PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", start, end);
+  add_guest_mem_range(layout, start, end);
+  print_mem_layout(layout);
+
+
+  start = 0x1000;
+  end = 0x3000;
+  PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", start, end);
+  add_guest_mem_range(layout, start, end);
+  print_mem_layout(layout);
+
+  start = 0x2000;
+  end = 0x6000;
+  PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", start, end);
+  add_guest_mem_range(layout, start, end);
+  print_mem_layout(layout);
+
+  start = 0x4000;
+  end = 0x5000;
+  PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", start, end);
+  add_guest_mem_range(layout, start, end);
+  print_mem_layout(layout);
+
+
+  start = 0x5000;
+  end = 0x7000;
+  PrintDebug("Adding 0x%x - 0x%x\n", start, end);
+  add_guest_mem_range(layout, start, end);
+  print_mem_layout(layout);
+
+
+
+
+  return 0;
+}
+
+
+
+int main(int argc, char ** argv) {
+  struct vmm_os_hooks dummy_hooks;
+  os_hooks = &dummy_hooks;
+
+  vmm_mem_layout_t layout;
+  vmm_mem_list_t list;
+
+  os_hooks->malloc = &TestMalloc;
+  os_hooks->free = &free;
+  os_hooks->print_debug = &TestPrint;
+  os_hooks->allocate_pages = &TestAllocatePages;
+
+
+
+  printf("mem_list_add_test_1: %d\n", mem_list_add_test_1(&list));
+  printf("layout_add_test_1: %d\n", mem_layout_add_test_1(&layout));
+
+  return 0;
+}
+#endif
+
+
+
+
+
+