kvm: Set up MAXPHYADDR guest CPUID

As explained by Avi Kivity, we need to set up MAXPHYADDR for the guest to avoid
a triple fault when the guest tries to enter long mode. This fixes the
KVM_EXIT_SHUTDOWN problem I was seeing on my machine.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Dump page tables at exit

To make debugging more easy, dump page tables at exit as suggested by Avi
Kivity.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Dump stack on KVM oops

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Show gdt and idt registers

As suggested by Avi Kivity, dump 'gdt' and 'idt' registers as well.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Reference to undefined variable

We may have cmdline_size not initialized before use. Fix it.

Reported-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>
Signed-off-by: Cyrill Gorcunov <gorcunov@gmail.com>
Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Add .gitignore for bios build files

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Setup VCPU MSRs

Use the KVM_SET_MSRS ioctl() to set up model-specific registers (MSRs) to a
known state.  The MSRs are initialized to zero for now because I'm not sure
what are the right values.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Clean up kvm__reset_vcpu() function

This patch splits kvm__reset_vcpu() into three separate helper functions to
make the function more readable.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Add test binaries to .gitignore

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Clean up Makefile output

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Update command line related enitites in boot parameters

Signed-off-by: Cyrill Gorcunov <gorcunov@gmail.com>

kvm: Add copying of kernel command line into guest memory

We will need to modify heap pointer in guest.

Signed-off-by: Cyrill Gorcunov <gorcunov@gmail.com>

bios: Add bios stubs generated from assembly files

We substitute hardcoded fake bios handlers with ones generated
from assembly sources. This way we may extend them if needed.

In particular new int0x10 handler just write output into video
guest memory so the node machine may read the output anytime
it needs (though, to be fair, the kernel uses int0x10 only once
at bootup procedure if there was an attempt to boot directly
from disk/floppy, any other output is done via video port I/O
which is not implemented yet).

Signed-off-by: Cyrill Gorcunov <gorcunov@gmail.com>

interrupt: Move bios related constants to kvm/bios.h

This will allow us to share them between assembly code
and C code as well.

Signed-off-by: Cyrill Gorcunov <gorcunov@gmail.com>

kvm: Introduce kvm__dump_mem helper

Signed-off-by: Cyrill Gorcunov <gorcunov@gmail.com>

interrupt: Add interrupt_table__set helper

In case if some particular interrupt entry needs
to be modified we should use interrupt_table__set
helper.

Signed-off-by: Cyrill Gorcunov <gorcunov@gmail.com>

bios: Add simple bin2c converter

We will need it to convert binary data into compilable C code.
It's pretty trivial.

Signed-off-by: Tobias Brox <tobixen@gmail.com>
Signed-off-by: Cyrill Gorcunov <gorcunov@gmail.com>

kvm: Free memory on exit

Free memory on exit so that valgrind reports are easier to read.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Fix protected mode code dump

This patch fixes protected mode code dump not to take 16-bit segment selector
into account when calculating the guest flat address.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Ignore PIC init during boot

We don't have interrupt injection so we can safely ignore PIC interrupt masking
during bootup.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Ignore math co-processor reset I/O writes

The Linux kernel resets math co-processor when entering protected mode.  Ignore
the reset for now so kernel boot doesn't stop there.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Setup guest FPU state

Use the KVM_SET_FPU ioctl() to set up guest initial FPU state.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Remove unused cpu.c file

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Add simple NMI enable/disable support

This patch adds simple NMI I/O port emulation.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Don't abort guest on KVM_EXIT_IO

This is a preparational step for emulating IO.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Extract ioport emulation code to its own file

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Extract CPUID code into its own file

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Enable GCC debugging information

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Setup CPUID for the guest

This patch sets up guest CPUID which is based on host CPUID.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Introduce --single-step command line option

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Put fake bios interrupt handlers into known memory area

Instead of hacking boot protocol header better to place interrupt handlers into
BDA.

Signed-off-by: Cyrill Gorcunov <gorcunov@gmail.com>
Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Rename ivt_ prefixed entities

Though ivt stands for interrupt vector table it's not that clear, lets use
real_intr_desc for that.

Signed-off-by: Cyrill Gorcunov <gorcunov@gmail.com>
Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Move util.h to include/kvm directory

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Clean up interrupt_table__setup()

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Move interrupt table to struct kvm

This patch moves the global interrupt table to struct kvm.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Remove unnecessary includes from interrupt.c

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Clean up kvm/interrupt.h a bit

Add include guards to the header file and remove unnecessary #includes.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Rename interrupt emulation source files

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Fill up fake IVT

Fill up fake IVT to point to 2 bytes opcodes of "sti,iret". Since they have to
live somewhere in guest memory we use _pad entry from boot_params space.

Signed-off-by: Cyrill Gorcunov <gorcunov@gmail.com>
Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Setup fake IVT table

Setup fake interrupt handlers for real mode, it consists of iret opcode only.

Signed-off-by: Cyrill Gorcunov <gorcunov@gmail.com>
Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Introduce IVT handling

Introduce procedures for handling IVT (Interrupt Vector Table) to be used int
real mode bootstrap procedure.

Signed-off-by: Cyrill Gorcunov <gorcunov@gmail.com>
Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Add --params option

In particular this will keep boot agruments for kernel. The commit technically
prepares ground for real argument pass.

Signed-off-by: Cyrill Gorcunov <gorcunov@gmail.com>
Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Add --kernel parameter handling

Signed-off-by: Cyrill Gorcunov <gorcunov@gmail.com>
Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Fixup boot selector

The boot selector for modern boot protocol is 64K not 4K.

Signed-off-by: Cyrill Gorcunov <gorcunov@gmail.com>
Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Use 64 bit names when showing registers

Signed-off-by: Cyrill Gorcunov <gorcunov@gmail.com>
Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: load_bzimage: Proper check for number of setup sectors

We should check for the number of setup sectors before adding the last one.

Signed-off-by: Cyrill Gorcunov <gorcunov@gmail.com>
Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Introduce host_real_to_guest() helper function

Introduce a new host_real_to_guest() helper function and use it to clean up
code.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Setup stack for the kernel

The Linux kernel expects stack to be set up for it.  Fixes a bug in the program
where we start to run an instruction stream filled with zeros.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Load kernel at 0x1000

As described in Documentation/x86/boot.txt, memory starting at 0x1000 is
available for the boot loader.  As we don't have a separate boot loader, load
the kernel at the address.  Note: we're setting up the segment selector here so
0x0100:0x0000 in 16-bit real mode is 0x1000 in physical memory.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Fix kernel boot IP

Booting to a Linux kernel is no longer supported.  Therefore, start executing
at offset 0x200 of bzImage which has a jump to real-mode setup code.  See
Documentation/x86/boot.txt for more details.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Remove 'reset vector' hack

As explained by Avi Kivity, KVM on Intel requires segment 'base' to equal to
'selector * 16'.  Fix that up and remove the 'reset vector' hack.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Fix setup size calculation

I need a brown paper bag.  When converting sectors to bytes, we need to shift
by 9 ("512"), not 4 ("16")...

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Revert "kvm: Enable 'interrupt request window'"

This reverts commit c1a099311e695bfe1caca9a11e294fbd70d3ba11.  Interrupt
request windows are for host to guest interrupt injection.  Software interrupts
and traps happen 100% in the guest.

kvm: Enable 'interrupt request window'

This patch enables KVM 'interrupt request window' so that KVM_RUN returns when
we hit an interrupt.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Document the 'reset vector' hack

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Clean up reset vector setup code

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Add some single-step debugging and don't stop running

Now that we can execute some instructions, don't stop on first single step but
dump some debugging output instead and continue running.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Hardcode a "reset vector" at f000:fff0

It seems that if we attempt to run code at any other location than f000:fff0,
we get an KVM_EXIT_UNKNOWN error. To work around that, hardcode a "reset
vector" at f000:fff0 that jumps to 0000:0x7c000 and load the kernel at the
latter location.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Read the whole bzImage to memory

We need to read the whole bzImage to memory; otherwise we miss some of the
setup code.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Fix bzImage setup sector default count

If setup sectors is zero, the real value is 4 as per
Documentation/x86/boot.txt.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm: Load bzImage real-mode boot sector and setup code

We start KVM in 16-bit mode so we should set cs:ip to point to the real-mode
boot sector and setup code, not the protected mode kernel that starts at 1M.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Add support for loading flat binaries

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Add a simple "kernel" binary that can be used for testing

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Add info() helper

Signed-off-by: Cyrill Gorcunov <gorcunov@gmail.com>
Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Print 'avl' bits of a segment

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Makefile: Add CPPFLAGS handling

Some developers may need to pass specific flags
to compiler, usually due to different include/
directory and etc. So add well known CPPFLAGS
here.

Example:

$ CPPFLAGS="-I/home/include" make

Signed-off-by: Cyrill Gorcunov <gorcunov@gmail.com>
Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Fix up 'ip' in kvm__reset_vcpu() to take real mode into account

We can't just set 'rip' to 1 MB mark because in real mode, 'ip' is just 16 bits
wide.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Improve KVM register dump output

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Fix LDT descriptor type for KVM_SET_SREG

This patch fixes the KVM_EXIT_UNKNOWN error when running bzImage.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Setup segmentation for the guest

This patch adds segmentation setup for the guest. It's not perfect yet as we
get KVM_EXIT_UNKNOWN but it's a start nevertheless.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Separate KVM code from the main loop

This patch separates the KVM code in its own file and cleans everything up a
bit while at it.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Don't die on old kernels without single-step debug support

Better inform the user that the host kernel do not
support single-stepping debug.

Signed-off-by: Cyrill Gorcunov <gorcunov@gmail.com>
Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Add utility functions

Move helpers out to separate files.
Mostly borrowed from perf

Signed-off-by: Cyrill Gorcunov <gorcunov@gmail.com>
Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Enable KVM guest single-stepping

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Move KVM_SET_REGS to kvm__reset_vcpu()

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Dump KVM_EXIT_IO details

When KVM_RUN returns with KVM_EXIT_IO, dump the I/O details and exit.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Fix up rflags printing

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Setup rflags properly to fix EXIT_UNKNOWN

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Fix guest code printout

Doh, forgot to initialize 'c'...

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Show dump of executed code at KVM exit

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Print out constant names for KVM exit reasons

Things are way easier to debug that way.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Initialize RIP before starting to run the guest

Use the return value of load_kernel() to initialize RIP register before
starting the guest with KVM_RUN ioctl().

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Dump registers after KVM_RUN returns

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Update .gitignore to include object files

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Load bzImage to guest RAM

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Initialize guest memory region properly

Use posix_memalign() to allocate memory for the guest and register the region
to KVM.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Initial version of kernel image loading

This patch adds support for checking whether the provided kernel image is a
bzImage or not.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Load kernel image to the VM

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Move CPU emulation code to cpu.c

The kvm.c file is getting bigger so move CPU emulation code to a separate file.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Mmap the kvm_run structure

Mmap the kvm_run structure and print out ->exit_reason in human-readable form
upon exit to make it more visible what's happening after KVM_RUN ioctl() is
called.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Clean up struct kvm file descriptor names

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Set up TSS address to make vcpu creation work

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Initialize KVM some more

This patch adds some more KVM initialization code. Doesn't work yet, though.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Clean up KVM initialization

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Check for KVM_CAP_USER_MEMORY

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Move KVM fds into 'struct kvm'

This patch introduces a 'struct kvm' and moves the KVM related file descriptors
into it so that we can introduce helper functions more easily.

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Create a VM using ioctl(KVM_CREATE_VM)

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Add .gitignore file

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Check for KVM_API_VERSION at init

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

Initial commit

Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>