lib/libvmmapi/vmmapi.h

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
   3  *
   4  * Copyright (c) 2011 NetApp, Inc.
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  15  *
  16  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY NETAPP, INC ``AS IS'' AND
  17  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  18  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  19  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL NETAPP, INC OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  20  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  21  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  22  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  23  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  24  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  25  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  26  * SUCH DAMAGE.
  27  *
  28  * $FreeBSD$
  29  */
  30
  31 #ifndef _VMMAPI_H_
  32 #define _VMMAPI_H_
  33
  34 #include <sys/param.h>
  35 #include <sys/cpuset.h>
  36 #include <machine/vmm_dev.h>
  37
  38 #include <stdbool.h>
  39
  40 /*
  41  * API version for out-of-tree consumers like grub-bhyve for making compile
  42  * time decisions.
  43  */
  44 #define VMMAPI_VERSION  0103    /* 2 digit major followed by 2 digit minor */
  45
  46 struct iovec;
  47 struct vmctx;
  48 struct vm_snapshot_meta;
  49 enum x2apic_state;
  50
  51 /*
  52  * Different styles of mapping the memory assigned to a VM into the address
  53  * space of the controlling process.
  54  */
  55 enum vm_mmap_style {
  56         VM_MMAP_NONE,           /* no mapping */
  57         VM_MMAP_ALL,            /* fully and statically mapped */
  58         VM_MMAP_SPARSE,         /* mappings created on-demand */
  59 };
  60
  61 /*
  62  * 'flags' value passed to 'vm_set_memflags()'.
  63  */
  64 #define VM_MEM_F_INCORE 0x01    /* include guest memory in core file */
  65 #define VM_MEM_F_WIRED  0x02    /* guest memory is wired */
  66
  67 /*
  68  * Identifiers for memory segments:
  69  * - vm_setup_memory() uses VM_SYSMEM for the system memory segment.
  70  * - the remaining identifiers can be used to create devmem segments.
  71  */
  72 enum {
  73         VM_SYSMEM,
  74         VM_BOOTROM,
  75         VM_FRAMEBUFFER,
  76 };
  77
  78 /*
  79  * Get the length and name of the memory segment identified by 'segid'.
  80  * Note that system memory segments are identified with a nul name.
  81  *
  82  * Returns 0 on success and non-zero otherwise.
  83  */
  84 int     vm_get_memseg(struct vmctx *ctx, int ident, size_t *lenp, char *name,
  85             size_t namesiz);
  86
  87 /*
  88  * Iterate over the guest address space. This function finds an address range
  89  * that starts at an address >= *gpa.
  90  *
  91  * Returns 0 if the next address range was found and non-zero otherwise.
  92  */
  93 int     vm_mmap_getnext(struct vmctx *ctx, vm_paddr_t *gpa, int *segid,
  94             vm_ooffset_t *segoff, size_t *len, int *prot, int *flags);
  95
  96 int     vm_get_guestmem_from_ctx(struct vmctx *ctx, char **guest_baseaddr,
  97                                  size_t *lowmem_size, size_t *highmem_size);
  98
  99 /*
 100  * Create a device memory segment identified by 'segid'.
 101  *
 102  * Returns a pointer to the memory segment on success and MAP_FAILED otherwise.
 103  */
 104 void    *vm_create_devmem(struct vmctx *ctx, int segid, const char *name,
 105             size_t len);
 106
 107 /*
 108  * Map the memory segment identified by 'segid' into the guest address space
 109  * at [gpa,gpa+len) with protection 'prot'.
 110  */
 111 int     vm_mmap_memseg(struct vmctx *ctx, vm_paddr_t gpa, int segid,
 112             vm_ooffset_t segoff, size_t len, int prot);
 113
 114 int     vm_create(const char *name);
 115 int     vm_get_device_fd(struct vmctx *ctx);
 116 struct vmctx *vm_open(const char *name);
 117 void    vm_destroy(struct vmctx *ctx);
 118 int     vm_parse_memsize(const char *optarg, size_t *memsize);
 119 int     vm_setup_memory(struct vmctx *ctx, size_t len, enum vm_mmap_style s);
 120 void    *vm_map_gpa(struct vmctx *ctx, vm_paddr_t gaddr, size_t len);
 121 /* inverse operation to vm_map_gpa - extract guest address from host pointer */
 122 vm_paddr_t vm_rev_map_gpa(struct vmctx *ctx, void *addr);
 123 int     vm_get_gpa_pmap(struct vmctx *, uint64_t gpa, uint64_t *pte, int *num);
 124 int     vm_gla2gpa(struct vmctx *, int vcpuid, struct vm_guest_paging *paging,
 125                    uint64_t gla, int prot, uint64_t *gpa, int *fault);
 126 int     vm_gla2gpa_nofault(struct vmctx *, int vcpuid,
 127                    struct vm_guest_paging *paging, uint64_t gla, int prot,
 128                    uint64_t *gpa, int *fault);
 129 uint32_t vm_get_lowmem_limit(struct vmctx *ctx);
 130 void    vm_set_lowmem_limit(struct vmctx *ctx, uint32_t limit);
 131 void    vm_set_memflags(struct vmctx *ctx, int flags);
 132 int     vm_get_memflags(struct vmctx *ctx);
 133 int     vm_get_name(struct vmctx *ctx, char *buffer, size_t max_len);
 134 size_t  vm_get_lowmem_size(struct vmctx *ctx);
 135 size_t  vm_get_highmem_size(struct vmctx *ctx);
 136 int     vm_set_desc(struct vmctx *ctx, int vcpu, int reg,
 137                     uint64_t base, uint32_t limit, uint32_t access);
 138 int     vm_get_desc(struct vmctx *ctx, int vcpu, int reg,
 139                     uint64_t *base, uint32_t *limit, uint32_t *access);
 140 int     vm_get_seg_desc(struct vmctx *ctx, int vcpu, int reg,
 141                         struct seg_desc *seg_desc);
 142 int     vm_set_register(struct vmctx *ctx, int vcpu, int reg, uint64_t val);
 143 int     vm_get_register(struct vmctx *ctx, int vcpu, int reg, uint64_t *retval);
 144 int     vm_set_register_set(struct vmctx *ctx, int vcpu, unsigned int count,
 145     const int *regnums, uint64_t *regvals);
 146 int     vm_get_register_set(struct vmctx *ctx, int vcpu, unsigned int count,
 147     const int *regnums, uint64_t *regvals);
 148 int     vm_run(struct vmctx *ctx, int vcpu, struct vm_exit *ret_vmexit);
 149 int     vm_suspend(struct vmctx *ctx, enum vm_suspend_how how);
 150 int     vm_reinit(struct vmctx *ctx);
 151 int     vm_apicid2vcpu(struct vmctx *ctx, int apicid);
 152 int     vm_inject_exception(struct vmctx *ctx, int vcpu, int vector,
 153     int errcode_valid, uint32_t errcode, int restart_instruction);
 154 int     vm_lapic_irq(struct vmctx *ctx, int vcpu, int vector);
 155 int     vm_lapic_local_irq(struct vmctx *ctx, int vcpu, int vector);
 156 int     vm_lapic_msi(struct vmctx *ctx, uint64_t addr, uint64_t msg);
 157 int     vm_ioapic_assert_irq(struct vmctx *ctx, int irq);
 158 int     vm_ioapic_deassert_irq(struct vmctx *ctx, int irq);
 159 int     vm_ioapic_pulse_irq(struct vmctx *ctx, int irq);
 160 int     vm_ioapic_pincount(struct vmctx *ctx, int *pincount);
 161 int     vm_readwrite_kernemu_device(struct vmctx *ctx, int vcpu,
 162             vm_paddr_t gpa, bool write, int size, uint64_t *value);
 163 int     vm_isa_assert_irq(struct vmctx *ctx, int atpic_irq, int ioapic_irq);
 164 int     vm_isa_deassert_irq(struct vmctx *ctx, int atpic_irq, int ioapic_irq);
 165 int     vm_isa_pulse_irq(struct vmctx *ctx, int atpic_irq, int ioapic_irq);
 166 int     vm_isa_set_irq_trigger(struct vmctx *ctx, int atpic_irq,
 167             enum vm_intr_trigger trigger);
 168 int     vm_inject_nmi(struct vmctx *ctx, int vcpu);
 169 int     vm_capability_name2type(const char *capname);
 170 const char *vm_capability_type2name(int type);
 171 int     vm_get_capability(struct vmctx *ctx, int vcpu, enum vm_cap_type cap,
 172                           int *retval);
 173 int     vm_set_capability(struct vmctx *ctx, int vcpu, enum vm_cap_type cap,
 174                           int val);
 175 int     vm_assign_pptdev(struct vmctx *ctx, int bus, int slot, int func);
 176 int     vm_unassign_pptdev(struct vmctx *ctx, int bus, int slot, int func);
 177 int     vm_map_pptdev_mmio(struct vmctx *ctx, int bus, int slot, int func,
 178                            vm_paddr_t gpa, size_t len, vm_paddr_t hpa);
 179 int     vm_setup_pptdev_msi(struct vmctx *ctx, int vcpu, int bus, int slot,
 180             int func, uint64_t addr, uint64_t msg, int numvec);
 181 int     vm_setup_pptdev_msix(struct vmctx *ctx, int vcpu, int bus, int slot,
 182             int func, int idx, uint64_t addr, uint64_t msg,
 183             uint32_t vector_control);
 184
 185 int     vm_get_intinfo(struct vmctx *ctx, int vcpu, uint64_t *i1, uint64_t *i2);
 186 int     vm_set_intinfo(struct vmctx *ctx, int vcpu, uint64_t exit_intinfo);
 187
 188 const cap_ioctl_t *vm_get_ioctls(size_t *len);
 189
 190 /*
 191  * Return a pointer to the statistics buffer. Note that this is not MT-safe.
 192  */
 193 uint64_t *vm_get_stats(struct vmctx *ctx, int vcpu, struct timeval *ret_tv,
 194                        int *ret_entries);
 195 const char *vm_get_stat_desc(struct vmctx *ctx, int index);
 196
 197 int     vm_get_x2apic_state(struct vmctx *ctx, int vcpu, enum x2apic_state *s);
 198 int     vm_set_x2apic_state(struct vmctx *ctx, int vcpu, enum x2apic_state s);
 199
 200 int     vm_get_hpet_capabilities(struct vmctx *ctx, uint32_t *capabilities);
 201
 202 /*
 203  * Translate the GLA range [gla,gla+len) into GPA segments in 'iov'.
 204  * The 'iovcnt' should be big enough to accommodate all GPA segments.
 205  *
 206  * retval       fault           Interpretation
 207  *   0            0             Success
 208  *   0            1             An exception was injected into the guest
 209  * EFAULT        N/A            Error
 210  */
 211 int     vm_copy_setup(struct vmctx *ctx, int vcpu, struct vm_guest_paging *pg,
 212             uint64_t gla, size_t len, int prot, struct iovec *iov, int iovcnt,
 213             int *fault);
 214 void    vm_copyin(struct vmctx *ctx, int vcpu, struct iovec *guest_iov,
 215             void *host_dst, size_t len);
 216 void    vm_copyout(struct vmctx *ctx, int vcpu, const void *host_src,
 217             struct iovec *guest_iov, size_t len);
 218 void    vm_copy_teardown(struct vmctx *ctx, int vcpu, struct iovec *iov,
 219             int iovcnt);
 220
 221 /* RTC */
 222 int     vm_rtc_write(struct vmctx *ctx, int offset, uint8_t value);
 223 int     vm_rtc_read(struct vmctx *ctx, int offset, uint8_t *retval);
 224 int     vm_rtc_settime(struct vmctx *ctx, time_t secs);
 225 int     vm_rtc_gettime(struct vmctx *ctx, time_t *secs);
 226
 227 /* Reset vcpu register state */
 228 int     vcpu_reset(struct vmctx *ctx, int vcpu);
 229
 230 int     vm_active_cpus(struct vmctx *ctx, cpuset_t *cpus);
 231 int     vm_suspended_cpus(struct vmctx *ctx, cpuset_t *cpus);
 232 int     vm_debug_cpus(struct vmctx *ctx, cpuset_t *cpus);
 233 int     vm_activate_cpu(struct vmctx *ctx, int vcpu);
 234 int     vm_suspend_cpu(struct vmctx *ctx, int vcpu);
 235 int     vm_resume_cpu(struct vmctx *ctx, int vcpu);
 236
 237 /* CPU topology */
 238 int     vm_set_topology(struct vmctx *ctx, uint16_t sockets, uint16_t cores,
 239             uint16_t threads, uint16_t maxcpus);
 240 int     vm_get_topology(struct vmctx *ctx, uint16_t *sockets, uint16_t *cores,
 241             uint16_t *threads, uint16_t *maxcpus);
 242
 243 /*
 244  * FreeBSD specific APIs
 245  */
 246 int     vm_setup_freebsd_registers(struct vmctx *ctx, int vcpu,
 247                                 uint64_t rip, uint64_t cr3, uint64_t gdtbase,
 248                                 uint64_t rsp);
 249 int     vm_setup_freebsd_registers_i386(struct vmctx *vmctx, int vcpu,
 250                                         uint32_t eip, uint32_t gdtbase,
 251                                         uint32_t esp);
 252 void    vm_setup_freebsd_gdt(uint64_t *gdtr);
 253
 254 /*
 255  * Save and restore
 256  */
 257
 258 #define MAX_SNAPSHOT_VMNAME 100
 259
 260 enum checkpoint_opcodes {
 261         START_CHECKPOINT = 0,
 262         START_SUSPEND = 1,
 263 };
 264
 265 struct checkpoint_op {
 266         unsigned int op;
 267         char snapshot_filename[MAX_SNAPSHOT_VMNAME];
 268 };
 269
 270 int     vm_snapshot_req(struct vm_snapshot_meta *meta);
 271 int     vm_restore_time(struct vmctx *ctx);
 272
 273 #endif  /* _VMMAPI_H_ */