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.


integrated new configuration system
[palacios.git] / palacios / src / palacios / vmm_mem.c
index 0537006..4248845 100644 (file)
 #include <palacios/vmm_mem.h>
 #include <palacios/vmm.h>
 #include <palacios/vmm_util.h>
-//#include <palacios/vmm_decoder.h>
 #include <palacios/vmm_emulator.h>
+#include <palacios/vm_guest.h>
 
+#include <palacios/vmm_shadow_paging.h>
+#include <palacios/vmm_direct_paging.h>
 
-
-
+#define MEM_OFFSET_HCALL 0x1000
 
 
 static inline
@@ -33,27 +34,56 @@ struct v3_shadow_region * insert_shadow_region(struct guest_info * info,
                                               struct v3_shadow_region * region);
 
 
+static int mem_offset_hypercall(struct guest_info * info, uint_t hcall_id, void * private_data) {
+    info->vm_regs.rbx = info->mem_map.base_region.host_addr;
+
+    return 0;
+}
+
 
-void v3_init_shadow_map(struct guest_info * info) {
-  v3_shdw_map_t * map = &(info->mem_map);
+int v3_init_shadow_map(struct guest_info * info) {
+    v3_shdw_map_t * map = &(info->mem_map);
+    addr_t mem_pages = info->mem_size >> 12;
 
-  map->shdw_regions.rb_node = NULL;
-  map->hook_hva = (addr_t)V3_VAddr(V3_AllocPages(1));
+    map->shdw_regions.rb_node = NULL;
+    map->hook_hva = (addr_t)V3_VAddr(V3_AllocPages(1));
+
+    // There is an underlying region that contains all of the guest memory
+    // PrintDebug("Mapping %d pages of memory (%u bytes)\n", (int)mem_pages, (uint_t)info->mem_size);
+
+    map->base_region.guest_start = 0;
+    map->base_region.guest_end = mem_pages * PAGE_SIZE_4KB;
+    map->base_region.host_type = SHDW_REGION_ALLOCATED;
+    map->base_region.host_addr = (addr_t)V3_AllocPages(mem_pages);
+
+
+    if ((void *)map->base_region.host_addr == NULL) {
+       PrintError("Could not allocate Guest memory\n");
+       return -1;
+    }
+       
+    //memset(V3_VAddr((void *)map->base_region.host_addr), 0xffffffff, map->base_region.guest_end);
 
+    v3_register_hypercall(info, MEM_OFFSET_HCALL, mem_offset_hypercall, NULL);
+
+    return 0;
 }
 
 void v3_delete_shadow_map(struct guest_info * info) {
-  struct rb_node * node = v3_rb_first(&(info->mem_map.shdw_regions));
-  struct v3_shadow_region * reg;
-  struct rb_node * tmp_node = NULL;
+    struct rb_node * node = v3_rb_first(&(info->mem_map.shdw_regions));
+    struct v3_shadow_region * reg;
+    struct rb_node * tmp_node = NULL;
   
-   while (node) {
-    reg = rb_entry(node, struct v3_shadow_region, tree_node);
-    tmp_node = node;
-    node = v3_rb_next(node);
+    while (node) {
+       reg = rb_entry(node, struct v3_shadow_region, tree_node);
+       tmp_node = node;
+       node = v3_rb_next(node);
 
-    v3_delete_shadow_region(info, reg);
-  }
+       v3_delete_shadow_region(info, reg);
+    }
+
+    V3_FreePage((void *)(info->mem_map.base_region.host_addr));
+    V3_FreePage(V3_PAddr((void *)(info->mem_map.hook_hva)));
 }
 
 
@@ -64,22 +94,22 @@ int v3_add_shadow_mem( struct guest_info *  info,
                       addr_t               guest_addr_end,
                       addr_t               host_addr)
 {
-  struct v3_shadow_region * entry = (struct v3_shadow_region *)V3_Malloc(sizeof(struct v3_shadow_region));
-
-  entry->guest_start = guest_addr_start;
-  entry->guest_end = guest_addr_end;
-  entry->host_type = SHDW_REGION_ALLOCATED;
-  entry->host_addr = host_addr;
-  entry->write_hook = NULL;
-  entry->read_hook = NULL;
-  entry->priv_data = NULL;
-
-  if (insert_shadow_region(info, entry)) {
-    V3_Free(entry);
-    return -1;
-  }
-
-  return 0;
+    struct v3_shadow_region * entry = (struct v3_shadow_region *)V3_Malloc(sizeof(struct v3_shadow_region));
+
+    entry->guest_start = guest_addr_start;
+    entry->guest_end = guest_addr_end;
+    entry->host_type = SHDW_REGION_ALLOCATED;
+    entry->host_addr = host_addr;
+    entry->write_hook = NULL;
+    entry->read_hook = NULL;
+    entry->priv_data = NULL;
+
+    if (insert_shadow_region(info, entry)) {
+       V3_Free(entry);
+       return -1;
+    }
+
+    return 0;
 }
 
 
@@ -89,23 +119,23 @@ int v3_hook_write_mem(struct guest_info * info, addr_t guest_addr_start, addr_t
                      int (*write)(addr_t guest_addr, void * src, uint_t length, void * priv_data),
                      void * priv_data) {
 
-  struct v3_shadow_region * entry = (struct v3_shadow_region *)V3_Malloc(sizeof(struct v3_shadow_region));
+    struct v3_shadow_region * entry = (struct v3_shadow_region *)V3_Malloc(sizeof(struct v3_shadow_region));
 
 
-  entry->guest_start = guest_addr_start;
-  entry->guest_end = guest_addr_end;
-  entry->host_type = SHDW_REGION_WRITE_HOOK;
-  entry->host_addr = host_addr;
-  entry->write_hook = write;
-  entry->read_hook = NULL;
-  entry->priv_data = priv_data;
+    entry->guest_start = guest_addr_start;
+    entry->guest_end = guest_addr_end;
+    entry->host_type = SHDW_REGION_WRITE_HOOK;
+    entry->host_addr = host_addr;
+    entry->write_hook = write;
+    entry->read_hook = NULL;
+    entry->priv_data = priv_data;
 
-  if (insert_shadow_region(info, entry)) {
-    V3_Free(entry);
-    return -1;
-  }
+    if (insert_shadow_region(info, entry)) {
+       V3_Free(entry);
+       return -1;
+    }
 
-  return 0;  
+    return 0;  
 }
 
 int v3_hook_full_mem(struct guest_info * info, addr_t guest_addr_start, addr_t guest_addr_end,
@@ -113,71 +143,113 @@ int v3_hook_full_mem(struct guest_info * info, addr_t guest_addr_start, addr_t g
                     int (*write)(addr_t guest_addr, void * src, uint_t length, void * priv_data),
                     void * priv_data) {
   
-  struct v3_shadow_region * entry = (struct v3_shadow_region *)V3_Malloc(sizeof(struct v3_shadow_region));
-
-  entry->guest_start = guest_addr_start;
-  entry->guest_end = guest_addr_end;
-  entry->host_type = SHDW_REGION_FULL_HOOK;
-  entry->host_addr = (addr_t)NULL;
-  entry->write_hook = write;
-  entry->read_hook = read;
-  entry->priv_data = priv_data;
+    struct v3_shadow_region * entry = (struct v3_shadow_region *)V3_Malloc(sizeof(struct v3_shadow_region));
+
+    entry->guest_start = guest_addr_start;
+    entry->guest_end = guest_addr_end;
+    entry->host_type = SHDW_REGION_FULL_HOOK;
+    entry->host_addr = (addr_t)NULL;
+    entry->write_hook = write;
+    entry->read_hook = read;
+    entry->priv_data = priv_data;
   
-  if (insert_shadow_region(info, entry)) {
-    V3_Free(entry);
-    return -1;
-  }
+    if (insert_shadow_region(info, entry)) {
+       V3_Free(entry);
+       return -1;
+    }
 
-  return 0;
+    return 0;
 }
 
 
+// This will unhook the memory hook registered at start address
+// We do not support unhooking subregions
+int v3_unhook_mem(struct guest_info * info, addr_t guest_addr_start) {
+    struct v3_shadow_region * reg = v3_get_shadow_region(info, guest_addr_start);
+
+    if ((reg->host_type != SHDW_REGION_FULL_HOOK) || 
+       (reg->host_type != SHDW_REGION_WRITE_HOOK)) {
+       PrintError("Trying to unhook a non hooked memory region (addr=%p)\n", (void *)guest_addr_start);
+       return -1;
+    }
+
+    v3_delete_shadow_region(info, reg);
+
+    return 0;
+}
+
 
 
 static inline 
 struct v3_shadow_region * __insert_shadow_region(struct guest_info * info, 
                                                 struct v3_shadow_region * region) {
-  struct rb_node ** p = &(info->mem_map.shdw_regions.rb_node);
-  struct rb_node * parent = NULL;
-  struct v3_shadow_region * tmp_region;
-
-  while (*p) {
-    parent = *p;
-    tmp_region = rb_entry(parent, struct v3_shadow_region, tree_node);
-
-    if (region->guest_end <= tmp_region->guest_start) {
-      p = &(*p)->rb_left;
-    } else if (region->guest_start >= tmp_region->guest_end) {
-      p = &(*p)->rb_right;
-    } else {
-      return tmp_region;
+    struct rb_node ** p = &(info->mem_map.shdw_regions.rb_node);
+    struct rb_node * parent = NULL;
+    struct v3_shadow_region * tmp_region;
+
+    while (*p) {
+       parent = *p;
+       tmp_region = rb_entry(parent, struct v3_shadow_region, tree_node);
+
+       if (region->guest_end <= tmp_region->guest_start) {
+           p = &(*p)->rb_left;
+       } else if (region->guest_start >= tmp_region->guest_end) {
+           p = &(*p)->rb_right;
+       } else {
+           return tmp_region;
+       }
     }
-  }
 
-  rb_link_node(&(region->tree_node), parent, p);
+    rb_link_node(&(region->tree_node), parent, p);
   
-  return NULL;
+    return NULL;
 }
 
 
 static inline
 struct v3_shadow_region * insert_shadow_region(struct guest_info * info, 
                                               struct v3_shadow_region * region) {
-  struct v3_shadow_region * ret;
+    struct v3_shadow_region * ret;
 
-  if ((ret = __insert_shadow_region(info, region))) {
-    return ret;
-  }
-  
-  v3_rb_insert_color(&(region->tree_node), &(info->mem_map.shdw_regions));
+    if ((ret = __insert_shadow_region(info, region))) {
+       return ret;
+    }
+
+    v3_rb_insert_color(&(region->tree_node), &(info->mem_map.shdw_regions));
 
-  return NULL;
-}
-                                                
 
 
+    // flush virtual page tables 
+    // 3 cases shadow, shadow passthrough, and nested
+    if (info->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) {
+       v3_mem_mode_t mem_mode = v3_get_vm_mem_mode(info);
 
+       if (mem_mode == PHYSICAL_MEM) {
+           addr_t cur_addr;
 
+           for (cur_addr = region->guest_start;
+                cur_addr < region->guest_end;
+                cur_addr += PAGE_SIZE_4KB) {
+               v3_invalidate_passthrough_addr(info, cur_addr);
+           }
+       } else {
+           v3_invalidate_shadow_pts(info);
+       }
+
+    } else if (info->shdw_pg_mode == NESTED_PAGING) {
+       addr_t cur_addr;
+
+       for (cur_addr = region->guest_start;
+            cur_addr < region->guest_end;
+            cur_addr += PAGE_SIZE_4KB) {
+           
+           v3_invalidate_nested_addr(info, cur_addr);
+       }
+    }
+
+    return NULL;
+}
+                                                
 
 
 
@@ -185,145 +257,203 @@ int handle_special_page_fault(struct guest_info * info,
                              addr_t fault_gva, addr_t fault_gpa, 
                              pf_error_t access_info) 
 {
- struct v3_shadow_region * reg = v3_get_shadow_region(info, fault_gpa);
+    struct v3_shadow_region * reg = v3_get_shadow_region(info, fault_gpa);
 
-  PrintDebug("Handling Special Page Fault\n");
+    PrintDebug("Handling Special Page Fault\n");
 
-  switch (reg->host_type) {
-  case SHDW_REGION_WRITE_HOOK:
-    return v3_handle_mem_wr_hook(info, fault_gva, fault_gpa, reg, access_info);
-  case SHDW_REGION_FULL_HOOK:
-    return v3_handle_mem_full_hook(info, fault_gva, fault_gpa, reg, access_info);
-  default:
-    return -1;
-  }
+    switch (reg->host_type) {
+       case SHDW_REGION_WRITE_HOOK:
+           return v3_handle_mem_wr_hook(info, fault_gva, fault_gpa, reg, access_info);
+       case SHDW_REGION_FULL_HOOK:
+           return v3_handle_mem_full_hook(info, fault_gva, fault_gpa, reg, access_info);
+       default:
+           return -1;
+    }
 
-  return 0;
+    return 0;
 
 }
 
 int v3_handle_mem_wr_hook(struct guest_info * info, addr_t guest_va, addr_t guest_pa, 
                          struct v3_shadow_region * reg, pf_error_t access_info) {
 
-  addr_t dst_addr = (addr_t)V3_VAddr((void *)v3_get_shadow_addr(reg, guest_pa));
+    addr_t dst_addr = (addr_t)V3_VAddr((void *)v3_get_shadow_addr(reg, guest_pa));
 
-  if (v3_emulate_write_op(info, guest_va, guest_pa, dst_addr, reg->write_hook, reg->priv_data) == -1) {
-    PrintError("Write hook emulation failed\n");
-    return -1;
-  }
+    if (v3_emulate_write_op(info, guest_va, guest_pa, dst_addr, 
+                           reg->write_hook, reg->priv_data) == -1) {
+       PrintError("Write hook emulation failed\n");
+       return -1;
+    }
 
-  return 0;
+    return 0;
 }
 
 int v3_handle_mem_full_hook(struct guest_info * info, addr_t guest_va, addr_t guest_pa, 
                            struct v3_shadow_region * reg, pf_error_t access_info) {
   
-  addr_t op_addr = info->mem_map.hook_hva;
-
-  if (access_info.write == 1) {
-    if (v3_emulate_write_op(info, guest_va, guest_pa, op_addr, reg->write_hook, reg->priv_data) == -1) {
-      PrintError("Write Full Hook emulation failed\n");
-      return -1;
-    }
-  } else {
-    if (v3_emulate_read_op(info, guest_va, guest_pa, op_addr, reg->read_hook, reg->write_hook, reg->priv_data) == -1) {
-      PrintError("Read Full Hook emulation failed\n");
-      return -1;
+    addr_t op_addr = info->mem_map.hook_hva;
+
+    if (access_info.write == 1) {
+       if (v3_emulate_write_op(info, guest_va, guest_pa, op_addr, 
+                               reg->write_hook, reg->priv_data) == -1) {
+           PrintError("Write Full Hook emulation failed\n");
+           return -1;
+       }
+    } else {
+       if (v3_emulate_read_op(info, guest_va, guest_pa, op_addr, 
+                              reg->read_hook, reg->write_hook, 
+                              reg->priv_data) == -1) {
+           PrintError("Read Full Hook emulation failed\n");
+           return -1;
+       }
     }
-  }
 
-  return 0;
+    return 0;
 }
 
 
 
 struct v3_shadow_region * v3_get_shadow_region(struct guest_info * info, addr_t guest_addr) {
-  struct rb_node * n = info->mem_map.shdw_regions.rb_node;
-  struct v3_shadow_region * reg = NULL;
-
-  while (n) {
-    reg = rb_entry(n, struct v3_shadow_region, tree_node);
-
-    if (guest_addr < reg->guest_start) {
-      n = n->rb_left;
-    } else if (guest_addr >= reg->guest_end) {
-      n = n->rb_right;
-    } else {
-      return reg;
+    struct rb_node * n = info->mem_map.shdw_regions.rb_node;
+    struct v3_shadow_region * reg = NULL;
+
+    while (n) {
+       reg = rb_entry(n, struct v3_shadow_region, tree_node);
+
+       if (guest_addr < reg->guest_start) {
+           n = n->rb_left;
+       } else if (guest_addr >= reg->guest_end) {
+           n = n->rb_right;
+       } else {
+           return reg;
+       }
     }
-  }
 
-  return NULL;
-}
 
+    // There is not registered region, so we check if its a valid address in the base region
 
+    if (guest_addr > info->mem_map.base_region.guest_end) {
+       PrintError("Guest Address Exceeds Base Memory Size (ga=%p), (limit=%p)\n", 
+                  (void *)guest_addr, (void *)info->mem_map.base_region.guest_end);
+       v3_print_mem_map(info);
 
-addr_t v3_get_shadow_addr(struct v3_shadow_region * reg, addr_t guest_addr) {
-  if ( (reg) && 
-       (reg->host_type != SHDW_REGION_FULL_HOOK) &&
-       (reg->host_type != SHDW_REGION_INVALID) ) {
-    return (guest_addr - reg->guest_start) + reg->host_addr;
-  } else {
-    PrintError("MEM Region Invalid\n");
-    return 0;
-  }
+       return NULL;
+    }
+    
+    return &(info->mem_map.base_region);
 }
 
 
-
 void v3_delete_shadow_region(struct guest_info * info, struct v3_shadow_region * reg) {
-  if (reg != NULL) {
+    if (reg == NULL) {
+       return;
+    }
+
+    // flush virtual page tables 
+    // 3 cases shadow, shadow passthrough, and nested
+    if (info->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) {
+       v3_mem_mode_t mem_mode = v3_get_vm_mem_mode(info);
+           
+       if (mem_mode == PHYSICAL_MEM) {
+           addr_t cur_addr;
+               
+           for (cur_addr = reg->guest_start;
+                cur_addr < reg->guest_end;
+                cur_addr += PAGE_SIZE_4KB) {
+               v3_invalidate_passthrough_addr(info, cur_addr);
+           }
+       } else {
+           v3_invalidate_shadow_pts(info);
+       }
+
+    } else if (info->shdw_pg_mode == NESTED_PAGING) {
+       addr_t cur_addr;
+
+       for (cur_addr = reg->guest_start;
+            cur_addr < reg->guest_end;
+            cur_addr += PAGE_SIZE_4KB) {
+           
+           v3_invalidate_nested_addr(info, cur_addr);
+       }
+    }
+
+
     v3_rb_erase(&(reg->tree_node), &(info->mem_map.shdw_regions));
 
     V3_Free(reg);
-  }
+
+    // flush virtual page tables 
+    // 3 cases shadow, shadow passthrough, and nested
+
 }
 
 
 
 
-void print_shadow_map(struct guest_info * info) {
-  struct rb_node * node = v3_rb_first(&(info->mem_map.shdw_regions));
-  struct v3_shadow_region * reg;
-  int i = 0;
+addr_t v3_get_shadow_addr(struct v3_shadow_region * reg, addr_t guest_addr) {
+    if ( (reg) && 
+         (reg->host_type != SHDW_REGION_FULL_HOOK)) {
+        return (guest_addr - reg->guest_start) + reg->host_addr;
+    } else {
+       //  PrintError("MEM Region Invalid\n");
+        return 0;
+    }
+
+}
+
+
 
-  PrintDebug("Memory Layout:\n");
+void v3_print_mem_map(struct guest_info * info) {
+    struct rb_node * node = v3_rb_first(&(info->mem_map.shdw_regions));
+    struct v3_shadow_region * reg = &(info->mem_map.base_region);
+    int i = 0;
 
-  do {
-    reg = rb_entry(node, struct v3_shadow_region, tree_node);
+    V3_Print("Memory Layout:\n");
+    
 
-    PrintDebug("%d:  0x%p - 0x%p -> 0x%p\n", i, 
+    V3_Print("Base Region:  0x%p - 0x%p -> 0x%p\n", 
               (void *)(reg->guest_start), 
               (void *)(reg->guest_end - 1), 
               (void *)(reg->host_addr));
+    
+
+    // If the memory map is empty, don't print it
+    if (node == NULL) {
+       return;
+    }
 
-    PrintDebug("\t(%s) (WriteHook = 0x%p) (ReadHook = 0x%p)\n", 
-              v3_shdw_region_type_to_str(reg->host_type),
-              (void *)(reg->write_hook), 
-              (void *)(reg->read_hook));
+    do {
+       reg = rb_entry(node, struct v3_shadow_region, tree_node);
+
+       V3_Print("%d:  0x%p - 0x%p -> 0x%p\n", i, 
+                  (void *)(reg->guest_start), 
+                  (void *)(reg->guest_end - 1), 
+                  (void *)(reg->host_addr));
+
+       V3_Print("\t(%s) (WriteHook = 0x%p) (ReadHook = 0x%p)\n", 
+                  v3_shdw_region_type_to_str(reg->host_type),
+                  (void *)(reg->write_hook), 
+                  (void *)(reg->read_hook));
     
-    i++;
-  } while ((node = v3_rb_next(node)));
+       i++;
+    } while ((node = v3_rb_next(node)));
 }
 
 
-static const uchar_t  SHDW_REGION_INVALID_STR[] = "SHDW_REGION_INVALID";
 static const uchar_t  SHDW_REGION_WRITE_HOOK_STR[] = "SHDW_REGION_WRITE_HOOK";
 static const uchar_t  SHDW_REGION_FULL_HOOK_STR[] = "SHDW_REGION_FULL_HOOK";
 static const uchar_t  SHDW_REGION_ALLOCATED_STR[] = "SHDW_REGION_ALLOCATED";
 
-
-
 const uchar_t * v3_shdw_region_type_to_str(v3_shdw_region_type_t type) {
-  switch (type) {
-  case SHDW_REGION_WRITE_HOOK:
-    return SHDW_REGION_WRITE_HOOK_STR;
-  case SHDW_REGION_FULL_HOOK:
-    return SHDW_REGION_FULL_HOOK_STR;
-  case SHDW_REGION_ALLOCATED:
-    return SHDW_REGION_ALLOCATED_STR;
-  default:
-    return SHDW_REGION_INVALID_STR;
-  }
+    switch (type) {
+       case SHDW_REGION_WRITE_HOOK:
+           return SHDW_REGION_WRITE_HOOK_STR;
+       case SHDW_REGION_FULL_HOOK:
+           return SHDW_REGION_FULL_HOOK_STR;
+       case SHDW_REGION_ALLOCATED:
+           return SHDW_REGION_ALLOCATED_STR;
+       default:
+           return (uchar_t *)"SHDW_REGION_INVALID";
+    }
 }