kernel/fiasco/src/kern/ia32/svm.cpp

   1 INTERFACE:
   2
   3 class Svm
   4 {
   5 };
   6
   7 //-----------------------------------------------------------------------------
   8 INTERFACE[svm]:
   9
  10 #include "per_cpu_data.h"
  11 #include "virt.h"
  12 #include "cpu_lock.h"
  13
  14 EXTENSION class Svm
  15 {
  16 public:
  17   static Per_cpu<Svm> cpus;
  18
  19   enum Msr_perms
  20   {
  21     Msr_intercept = 3,
  22     Msr_ro        = 2,
  23     Msr_wo        = 1,
  24     Msr_rw        = 0,
  25   };
  26
  27 private:
  28   void *_vm_hsave_area;
  29   void *_iopm;
  30   void *_msrpm;
  31   Unsigned32 _next_asid;
  32   Unsigned32 _global_asid_generation;
  33   Unsigned32 _max_asid;
  34   bool _flush_all_asids;
  35   bool _svm_enabled;
  36   bool _has_npt;
  37   Unsigned64 _iopm_base_pa;
  38   Unsigned64 _msrpm_base_pa;
  39   Vmcb *_kernel_vmcb;
  40   Address _kernel_vmcb_pa;
  41 };
  42
  43 //-----------------------------------------------------------------------------
  44 INTERFACE [svm && ia32]:
  45
  46 EXTENSION class Svm
  47 {
  48 public:
  49   enum { Gpregs_words = 10 };
  50 };
  51
  52 //-----------------------------------------------------------------------------
  53 INTERFACE [svm && amd64]:
  54
  55 EXTENSION class Svm
  56 {
  57 public:
  58   enum { Gpregs_words = 18 };
  59 };
  60
  61 // -----------------------------------------------------------------------
  62 IMPLEMENTATION[svm]:
  63
  64 #include "cpu.h"
  65 #include "kmem.h"
  66 #include "l4_types.h"
  67 #include "warn.h"
  68 #include <cstring>
  69
  70 Per_cpu<Svm> DEFINE_PER_CPU Svm::cpus(true);
  71
  72 PUBLIC
  73 Svm::Svm(unsigned cpu)
  74 {
  75   Cpu &c = Cpu::cpus.cpu(cpu);
  76   _svm_enabled = false;
  77   _next_asid = 1;
  78   _global_asid_generation = 0;
  79   _max_asid = 0;
  80   _flush_all_asids = true;
  81   _has_npt = false;
  82
  83   if (!c.svm())
  84     return;
  85
  86   Unsigned64 efer, vmcr;
  87
  88   vmcr = c.rdmsr(MSR_VM_CR);
  89   if (vmcr & (1 << 4)) // VM_CR.SVMDIS
  90     {
  91       printf("SVM supported but locked.\n");
  92       return;
  93     }
  94
  95   printf("Enabling SVM support\n");
  96
  97   efer = c.rdmsr(MSR_EFER);
  98   efer |= 1 << 12;
  99   c.wrmsr(efer, MSR_EFER);
 100
 101   Unsigned32 eax, ebx, ecx, edx;
 102   c.cpuid (0x8000000a, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
 103   if (edx & 1)
 104     {
 105       printf("Nested Paging supported\n");
 106       _has_npt = true;
 107     }
 108   printf("NASID: 0x%x\n", ebx);
 109   _max_asid = ebx - 1;
 110   assert(_max_asid > 0);
 111   // we internally use Unigned8 for asids to save per cpu data
 112   // your machine supports more asids
 113   assert(_max_asid < (1<<8));
 114
 115   enum
 116   {
 117     Vmcb_size   = 0x1000,
 118     Io_pm_size  = 0x3000,
 119     Msr_pm_size = 0x2000,
 120     State_save_area_size = 0x1000,
 121   };
 122
 123   /* 16kB IO permission map and Vmcb (16kB are good for the buddy allocator)*/
 124   check(_iopm = Mapped_allocator::allocator()->unaligned_alloc(Io_pm_size + Vmcb_size));
 125   _iopm_base_pa = Kmem::virt_to_phys(_iopm);
 126   _kernel_vmcb = (Vmcb*)((char*)_iopm + Io_pm_size);
 127   _kernel_vmcb_pa = Kmem::virt_to_phys(_kernel_vmcb);
 128   _svm_enabled = true;
 129
 130   /* disbale all ports */
 131   memset(_iopm, ~0, Io_pm_size);
 132
 133   /* clean out vmcb */
 134   memset(_kernel_vmcb, 0, Vmcb_size);
 135
 136   /* 8kB MSR permission map */
 137   check(_msrpm = Mapped_allocator::allocator()->unaligned_alloc(Msr_pm_size));
 138   _msrpm_base_pa = Kmem::virt_to_phys(_msrpm);
 139   memset(_msrpm, ~0, Msr_pm_size);
 140
 141   // allow the sysenter MSRs for the guests
 142   set_msr_perm(MSR_SYSENTER_CS, Msr_rw);
 143   set_msr_perm(MSR_SYSENTER_EIP, Msr_rw);
 144   set_msr_perm(MSR_SYSENTER_ESP, Msr_rw);
 145
 146   /* 4kB Host state-safe area */
 147   check(_vm_hsave_area = Mapped_allocator::allocator()->unaligned_alloc(State_save_area_size));
 148   Unsigned64 vm_hsave_pa = Kmem::virt_to_phys(_vm_hsave_area);
 149
 150   c.wrmsr(vm_hsave_pa, MSR_VM_HSAVE_PA);
 151 }
 152
 153 PUBLIC
 154 void
 155 Svm::set_msr_perm(Unsigned32 msr, Msr_perms perms)
 156 {
 157   unsigned offs;
 158   if (msr <= 0x1fff)
 159     offs = 0;
 160   else if (0xc0000000 <= msr && msr <= 0xc0001fff)
 161     offs = 0x800;
 162   else if (0xc0010000 <= msr && msr <= 0xc0011fff)
 163     offs = 0x1000;
 164   else
 165     {
 166       WARN("Illegal MSR %x\n", msr);
 167       return;
 168     }
 169
 170   msr &= 0x1fff;
 171   offs += msr / 4;
 172
 173   unsigned char *pm = (unsigned char *)_msrpm;
 174
 175   unsigned shift = (msr & 3) * 2;
 176   pm[offs] = (pm[offs] & ~(3 << shift)) | ((unsigned char)perms << shift);
 177 }
 178
 179 PUBLIC
 180 Unsigned64
 181 Svm::iopm_base_pa()
 182 { return _iopm_base_pa; }
 183
 184 PUBLIC
 185 Unsigned64
 186 Svm::msrpm_base_pa()
 187 { return _msrpm_base_pa; }
 188
 189 PUBLIC
 190 Vmcb *
 191 Svm::kernel_vmcb()
 192 { return _kernel_vmcb; }
 193
 194 PUBLIC
 195 Address
 196 Svm::kernel_vmcb_pa()
 197 { return _kernel_vmcb_pa; }
 198
 199 PUBLIC
 200 bool
 201 Svm::svm_enabled()
 202 { return _svm_enabled; }
 203
 204 PUBLIC
 205 bool
 206 Svm::has_npt()
 207 { return _has_npt; }
 208
 209 PUBLIC
 210 bool
 211 Svm::asid_valid (Unsigned32 asid, Unsigned32 generation)
 212 {
 213   return ((asid > 0) &&
 214           (asid <= _max_asid) &&
 215           (generation <= _global_asid_generation));
 216 }
 217
 218 PUBLIC
 219 bool
 220 Svm::flush_all_asids()
 221 { return _flush_all_asids; }
 222
 223 PUBLIC
 224 void
 225 Svm::flush_all_asids(bool val)
 226 { _flush_all_asids = val; }
 227
 228 PUBLIC
 229 Unsigned32
 230 Svm::global_asid_generation()
 231 { return _global_asid_generation; }
 232
 233 PUBLIC
 234 Unsigned32
 235 Svm::next_asid ()
 236 {
 237   assert (cpu_lock.test());
 238   _flush_all_asids = false;
 239   if (_next_asid > _max_asid) {
 240     _global_asid_generation++;
 241     _next_asid = 1;
 242     assert (_global_asid_generation < ~0U);
 243     _flush_all_asids = true;
 244   }
 245   return _next_asid++;
 246 }