kvm, test: add PIT 8254 and PIC 8259 test code

8254 ticks at 100HZ.

Signed-off-by: Asias He <asias.hejun@gmail.com>
Signed-off-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

kvm__setup_sregs: fix indentation

Signed-off-by: Asias He <asias.hejun@gmail.com>
Signed-off-by: Cyrill Gorcunov <gorcunov@gmail.com>

early_printk: Simplify the code

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

early_printk.c: add rep/outsb support

Signed-off-by: Asias He <asias.hejun@gmail.com>
Signed-off-by: Cyrill Gorcunov <gorcunov@gmail.com>

kvm: The command line storage should not be too short

At moment boot protocol may hold up to 2048 symbols
from command line we should provide the same compatibility
for --params option.

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

kvm: Append missing ending space for built-in command line

We have a predefined command line but when an user passes
additional parameters the last predefined argument and
first user's one get sticked together. Fix it by adding
ending space for built-in command line.

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

kvm: Check for required KVM extensions in one place

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

kvm: kvm__setup_sregs initialize more registers

This allow to boot bzImage

Signed-off-by: Asias He <asias.hejun@gmail.com>
Signed-off-by: Cyrill Gorcunov <gorcunov@gmail.com>

kvm: reimplement kvm__setup_sregs

It's better to get sregs which was initialized by kernel and change what
we need precisely. Actually vmx_vcpu_reset does the cpu initialization
before us.

This solves the problem of failing to run on x86-32 host kernel.

Signed-off-by: Asias He <asias.hejun@gmail.com>
Signed-off-by: Cyrill Gorcunov <gorcunov@gmail.com>

kvm__init: the kernel should support irq and pit

We rely on kenrnel being fresh enough since we're
not going to support non built-in IRQ routing and
PIT emulation.

Signed-off-by: Asias He <asias.hejun@gmail.com>
Signed-off-by: Cyrill Gorcunov <gorcunov@gmail.com>

kvm: remove unneccessary iotcl parameter

The last parameter of the following is unneccessary:

  ret = ioctl(self->vm_fd, KVM_SET_USER_MEMORY_REGION, &mem, 1);

as seen in linux-2.6.32.12/virt/kvm/kvm_main.c:

case KVM_SET_USER_MEMORY_REGION: {
        struct kvm_userspace_memory_region kvm_userspace_mem;

        r = -EFAULT;
        if (copy_from_user(&kvm_userspace_mem, argp,
                                        sizeof kvm_userspace_mem))
                goto out;

        r = kvm_vm_ioctl_set_memory_region(kvm, &kvm_userspace_mem, 1);
        if (r)
                goto out;
        break;
}

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

kvm: Use strlcat helper for copying cmdline params

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

kvm: Use PRIx qualificator for printf

In sake of portability better to use PRIx qualificator
for printf flags.

Reported-by: Asias He <asias.hejun@gmail.com>
Signed-off-by: Cyrill Gorcunov <gorcunov@gmail.com>

bios: No new line at EOF nit fix

Signed-off-by: Asias He <asias.hejun@gmail.com>
Signed-off-by: Cyrill Gorcunov <gorcunov@gmail.com>

kvm: Fix .gitignore patterns

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

kvm: Print error code on unknown error

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

Change __x86_x__ to CONFIG_X86_X

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

kvm: Flush stdout for early printk

Make sure we flush stdout for early printk so that we can see what's really
going on when a kernel gets stuck.

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

kvm: Dump state on SIGQUIT

This patch adds state dumping to SIGQUIT signal handler to make debugging
infinite loops easier.  If a kernel gets stuck under KVM, you can press Ctrl-4
and then use 'addr2line' to figure out the exact location where it's stuck from
the reported 'rip':

  ^\[    0.000000] Calibrating delay loop... Registers:
   rip: ffffffff816a0c83   rsp: ffffffff81c01eb8 flags: 0000000000000246
   rax: 00000000ffff8ad0   rbx: ffffffff81d541a0   rcx: 00000000ffffffff
   rdx: 00000000ffff8ad0   rsi: 0000000000000046   rdi: 0000000000002000
   rbp: ffffffff81c01f28   r8:  00000000000003fd   r9:  0000000000000000
   r10: 0000000000000000   r11: 000000000000000d   r12: ffffffff81d56d20
   r13: 0000000000000000   r14: ffffffffffffffff   r15: 0000000000013690
   cr0: 000000008005003b   cr2: 0000000000000000   cr3: 0000000001c08000
   cr4: 00000000000006b0   cr8: 0000000000000000
  Segment registers:
   register  selector  base              limit     type  p dpl db s l g avl
   cs        0010      0000000000000000  ffffffff  0b    1 0   0  1 1 1 0
   ss        0000      0000000000000000  ffffffff  00    0 0   0  0 0 0 0
   ds        0000      0000000000000000  ffffffff  00    0 0   0  0 0 0 0
   es        0000      0000000000000000  ffffffff  00    0 0   0  0 0 0 0
   fs        0000      0000000000000000  ffffffff  00    0 0   0  0 0 0 0
   gs        0000      ffff880002000000  ffffffff  00    0 0   0  0 0 0 0
   tr        0040      ffff880002011bc0  00002087  0b    1 0   0  0 0 0 0
   ldt       0000      0000000000000000  ffffffff  00    0 0   0  0 0 0 0
   gdt                 ffff880002004000  0000007f
   idt                 ffffffff81de9000  00000fff
   [ efer: 0000000000000d01  apic base: 0000000000000000  nmi: enabled ]
  Interrupt bitmap:
   0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000
  Code:
  Stack:
  penberg@tiger:~/vm$ addr2line -e vmlinux
  0xffffffff816a0c83
  /home/penberg/linux/init/calibrate.c:149

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

kvm: Don't touch 64 bit specific MSR registers on 32 bit

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

kvm: Set more fields in boot protocol

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

kvm: Command line update must honor ABI

This is a part of boot protocol, so that we
must honor it.

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

Makefile: Add cpu specific definition

We need to figure out what kind of cpu we're
going to run on for bios code.

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

kvm: Kill the bin2c helper

Instead of calling bin2c helper we just include 16-bit pure code with .incbin
and export the symbols we need.

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

kvm: Add more default kernel command line parameters

We dont support ACPI, APIC, SMP yet, mark it so.

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

Merge branch 'master' of git://github.com/cyrillos/vm

kvm: Clean up early serial code

Use similar constants and variable names as in arch/x86/kernel/early_printk.c
in the Linux kernel.

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

ioport: Make all PIT channels being dummy

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

kvm: Force 'notsc' and 'earlyprintk' kernel parameters

We don't support TSC calibration properly and we want early printk so force
them as kernel parameters.

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

kvm: Add support for early serial printk

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

kvm: Make command line to be placed at predefined address

We support only 0x202 boot protocol at moment so that kernel command line is
copied into predefined address.

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: Fix minor formatting glitch in cpuid.c

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

kvm: Fix off-by-one bugs in kvm__setup_cpuid()

The cpuid_highest_func() and cpuid_highest_ext_func() return the highest
possible function number, not the first non-existing function.

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

kvm: Ignore keyboard controller ioports

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

kvm: Ignore PIT ioports

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

kvm: Ignore dummy delay ioport

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

kvm: Ignore CRT control ioports

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

kvm: Ignore CMOS RAM/RTC ioports

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

kvm: Ignore PIC accesses

Fix up some dummy ioport ops so that we don't stop on PIC setup code in the
kernel.

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

kvm: Ignore MMIO accesses

Lets cheat some more and ignore MMIO accesses altogether.

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

kvm: Ignore PCI config space accesses

Lets try to cheat a bit and just flat out ignore PCI config space accesses.

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

kvm: Don't crash debug dump if address isn't in guest memory

We don't do MMU translation in the hypevisor for guest memory addresses which
causes us to try to dereference invalid pointers.  Work around the problem by
checking that a pointer is in guest memory before dumping the contents.

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

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.

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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")...

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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.

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kvm: Document the 'reset vector' hack

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kvm: Clean up reset vector setup code

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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.

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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>