sys/amd64/vmm/vmm.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2011 NetApp, Inc.
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  *
  14  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY NETAPP, INC ``AS IS'' AND
  15  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  16  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  17  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL NETAPP, INC OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  18  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  19  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  20  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  21  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  22  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  23  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  24  * SUCH DAMAGE.
  25  *
  26  * $FreeBSD$
  27  */
  28
  29 #include <sys/cdefs.h>
  30 __FBSDID("$FreeBSD$");
  31
  32 #include <sys/param.h>
  33 #include <sys/systm.h>
  34 #include <sys/kernel.h>
  35 #include <sys/module.h>
  36 #include <sys/sysctl.h>
  37 #include <sys/malloc.h>
  38 #include <sys/pcpu.h>
  39 #include <sys/lock.h>
  40 #include <sys/mutex.h>
  41 #include <sys/proc.h>
  42 #include <sys/rwlock.h>
  43 #include <sys/sched.h>
  44 #include <sys/smp.h>
  45 #include <sys/systm.h>
  46
  47 #include <vm/vm.h>
  48 #include <vm/vm_object.h>
  49 #include <vm/vm_page.h>
  50 #include <vm/pmap.h>
  51 #include <vm/vm_map.h>
  52 #include <vm/vm_extern.h>
  53 #include <vm/vm_param.h>
  54
  55 #include <machine/cpu.h>
  56 #include <machine/pcb.h>
  57 #include <machine/smp.h>
  58 #include <machine/md_var.h>
  59 #include <x86/psl.h>
  60 #include <x86/apicreg.h>
  61
  62 #include <machine/vmm.h>
  63 #include <machine/vmm_dev.h>
  64 #include <machine/vmm_instruction_emul.h>
  65
  66 #include "vmm_ioport.h"
  67 #include "vmm_ktr.h"
  68 #include "vmm_host.h"
  69 #include "vmm_mem.h"
  70 #include "vmm_util.h"
  71 #include "vatpic.h"
  72 #include "vatpit.h"
  73 #include "vhpet.h"
  74 #include "vioapic.h"
  75 #include "vlapic.h"
  76 #include "vpmtmr.h"
  77 #include "vrtc.h"
  78 #include "vmm_stat.h"
  79 #include "vmm_lapic.h"
  80
  81 #include "io/ppt.h"
  82 #include "io/iommu.h"
  83
  84 struct vlapic;
  85
  86 /*
  87  * Initialization:
  88  * (a) allocated when vcpu is created
  89  * (i) initialized when vcpu is created and when it is reinitialized
  90  * (o) initialized the first time the vcpu is created
  91  * (x) initialized before use
  92  */
  93 struct vcpu {
  94         struct mtx      mtx;            /* (o) protects 'state' and 'hostcpu' */
  95         enum vcpu_state state;          /* (o) vcpu state */
  96         int             hostcpu;        /* (o) vcpu's host cpu */
  97         int             reqidle;        /* (i) request vcpu to idle */
  98         struct vlapic   *vlapic;        /* (i) APIC device model */
  99         enum x2apic_state x2apic_state; /* (i) APIC mode */
 100         uint64_t        exitintinfo;    /* (i) events pending at VM exit */
 101         int             nmi_pending;    /* (i) NMI pending */
 102         int             extint_pending; /* (i) INTR pending */
 103         int     exception_pending;      /* (i) exception pending */
 104         int     exc_vector;             /* (x) exception collateral */
 105         int     exc_errcode_valid;
 106         uint32_t exc_errcode;
 107         struct savefpu  *guestfpu;      /* (a,i) guest fpu state */
 108         uint64_t        guest_xcr0;     /* (i) guest %xcr0 register */
 109         void            *stats;         /* (a,i) statistics */
 110         struct vm_exit  exitinfo;       /* (x) exit reason and collateral */
 111         uint64_t        nextrip;        /* (x) next instruction to execute */
 112 };
 113
 114 #define vcpu_lock_initialized(v) mtx_initialized(&((v)->mtx))
 115 #define vcpu_lock_init(v)       mtx_init(&((v)->mtx), "vcpu lock", 0, MTX_SPIN)
 116 #define vcpu_lock(v)            mtx_lock_spin(&((v)->mtx))
 117 #define vcpu_unlock(v)          mtx_unlock_spin(&((v)->mtx))
 118 #define vcpu_assert_locked(v)   mtx_assert(&((v)->mtx), MA_OWNED)
 119
 120 struct mem_seg {
 121         size_t  len;
 122         bool    sysmem;
 123         struct vm_object *object;
 124 };
 125 #define VM_MAX_MEMSEGS  3
 126
 127 struct mem_map {
 128         vm_paddr_t      gpa;
 129         size_t          len;
 130         vm_ooffset_t    segoff;
 131         int             segid;
 132         int             prot;
 133         int             flags;
 134 };
 135 #define VM_MAX_MEMMAPS  4
 136
 137 /*
 138  * Initialization:
 139  * (o) initialized the first time the VM is created
 140  * (i) initialized when VM is created and when it is reinitialized
 141  * (x) initialized before use
 142  */
 143 struct vm {
 144         void            *cookie;                /* (i) cpu-specific data */
 145         void            *iommu;                 /* (x) iommu-specific data */
 146         struct vhpet    *vhpet;                 /* (i) virtual HPET */
 147         struct vioapic  *vioapic;               /* (i) virtual ioapic */
 148         struct vatpic   *vatpic;                /* (i) virtual atpic */
 149         struct vatpit   *vatpit;                /* (i) virtual atpit */
 150         struct vpmtmr   *vpmtmr;                /* (i) virtual ACPI PM timer */
 151         struct vrtc     *vrtc;                  /* (o) virtual RTC */
 152         volatile cpuset_t active_cpus;          /* (i) active vcpus */
 153         int             suspend;                /* (i) stop VM execution */
 154         volatile cpuset_t suspended_cpus;       /* (i) suspended vcpus */
 155         volatile cpuset_t halted_cpus;          /* (x) cpus in a hard halt */
 156         cpuset_t        rendezvous_req_cpus;    /* (x) rendezvous requested */
 157         cpuset_t        rendezvous_done_cpus;   /* (x) rendezvous finished */
 158         void            *rendezvous_arg;        /* (x) rendezvous func/arg */
 159         vm_rendezvous_func_t rendezvous_func;
 160         struct mtx      rendezvous_mtx;         /* (o) rendezvous lock */
 161         struct mem_map  mem_maps[VM_MAX_MEMMAPS]; /* (i) guest address space */
 162         struct mem_seg  mem_segs[VM_MAX_MEMSEGS]; /* (o) guest memory regions */
 163         struct vmspace  *vmspace;               /* (o) guest's address space */
 164         char            name[VM_MAX_NAMELEN];   /* (o) virtual machine name */
 165         struct vcpu     vcpu[VM_MAXCPU];        /* (i) guest vcpus */
 166         /* The following describe the vm cpu topology */
 167         uint16_t        sockets;                /* (o) num of sockets */
 168         uint16_t        cores;                  /* (o) num of cores/socket */
 169         uint16_t        threads;                /* (o) num of threads/core */
 170         uint16_t        maxcpus;                /* (o) max pluggable cpus */
 171 };
 172
 173 static int vmm_initialized;
 174
 175 static struct vmm_ops *ops;
 176 #define VMM_INIT(num)   (ops != NULL ? (*ops->init)(num) : 0)
 177 #define VMM_CLEANUP()   (ops != NULL ? (*ops->cleanup)() : 0)
 178 #define VMM_RESUME()    (ops != NULL ? (*ops->resume)() : 0)
 179
 180 #define VMINIT(vm, pmap) (ops != NULL ? (*ops->vminit)(vm, pmap): NULL)
 181 #define VMRUN(vmi, vcpu, rip, pmap, evinfo) \
 182         (ops != NULL ? (*ops->vmrun)(vmi, vcpu, rip, pmap, evinfo) : ENXIO)
 183 #define VMCLEANUP(vmi)  (ops != NULL ? (*ops->vmcleanup)(vmi) : NULL)
 184 #define VMSPACE_ALLOC(min, max) \
 185         (ops != NULL ? (*ops->vmspace_alloc)(min, max) : NULL)
 186 #define VMSPACE_FREE(vmspace) \
 187         (ops != NULL ? (*ops->vmspace_free)(vmspace) : ENXIO)
 188 #define VMGETREG(vmi, vcpu, num, retval)                \
 189         (ops != NULL ? (*ops->vmgetreg)(vmi, vcpu, num, retval) : ENXIO)
 190 #define VMSETREG(vmi, vcpu, num, val)           \
 191         (ops != NULL ? (*ops->vmsetreg)(vmi, vcpu, num, val) : ENXIO)
 192 #define VMGETDESC(vmi, vcpu, num, desc)         \
 193         (ops != NULL ? (*ops->vmgetdesc)(vmi, vcpu, num, desc) : ENXIO)
 194 #define VMSETDESC(vmi, vcpu, num, desc)         \
 195         (ops != NULL ? (*ops->vmsetdesc)(vmi, vcpu, num, desc) : ENXIO)
 196 #define VMGETCAP(vmi, vcpu, num, retval)        \
 197         (ops != NULL ? (*ops->vmgetcap)(vmi, vcpu, num, retval) : ENXIO)
 198 #define VMSETCAP(vmi, vcpu, num, val)           \
 199         (ops != NULL ? (*ops->vmsetcap)(vmi, vcpu, num, val) : ENXIO)
 200 #define VLAPIC_INIT(vmi, vcpu)                  \
 201         (ops != NULL ? (*ops->vlapic_init)(vmi, vcpu) : NULL)
 202 #define VLAPIC_CLEANUP(vmi, vlapic)             \
 203         (ops != NULL ? (*ops->vlapic_cleanup)(vmi, vlapic) : NULL)
 204
 205 #define fpu_start_emulating()   load_cr0(rcr0() | CR0_TS)
 206 #define fpu_stop_emulating()    clts()
 207
 208 SDT_PROVIDER_DEFINE(vmm);
 209
 210 static MALLOC_DEFINE(M_VM, "vm", "vm");
 211
 212 /* statistics */
 213 static VMM_STAT(VCPU_TOTAL_RUNTIME, "vcpu total runtime");
 214
 215 SYSCTL_NODE(_hw, OID_AUTO, vmm, CTLFLAG_RW, NULL, NULL);
 216
 217 /*
 218  * Halt the guest if all vcpus are executing a HLT instruction with
 219  * interrupts disabled.
 220  */
 221 static int halt_detection_enabled = 1;
 222 SYSCTL_INT(_hw_vmm, OID_AUTO, halt_detection, CTLFLAG_RDTUN,
 223     &halt_detection_enabled, 0,
 224     "Halt VM if all vcpus execute HLT with interrupts disabled");
 225
 226 static int vmm_ipinum;
 227 SYSCTL_INT(_hw_vmm, OID_AUTO, ipinum, CTLFLAG_RD, &vmm_ipinum, 0,
 228     "IPI vector used for vcpu notifications");
 229
 230 static int trace_guest_exceptions;
 231 SYSCTL_INT(_hw_vmm, OID_AUTO, trace_guest_exceptions, CTLFLAG_RDTUN,
 232     &trace_guest_exceptions, 0,
 233     "Trap into hypervisor on all guest exceptions and reflect them back");
 234
 235 static void vm_free_memmap(struct vm *vm, int ident);
 236 static bool sysmem_mapping(struct vm *vm, struct mem_map *mm);
 237 static void vcpu_notify_event_locked(struct vcpu *vcpu, bool lapic_intr);
 238
 239 #ifdef KTR
 240 static const char *
 241 vcpu_state2str(enum vcpu_state state)
 242 {
 243
 244         switch (state) {
 245         case VCPU_IDLE:
 246                 return ("idle");
 247         case VCPU_FROZEN:
 248                 return ("frozen");
 249         case VCPU_RUNNING:
 250                 return ("running");
 251         case VCPU_SLEEPING:
 252                 return ("sleeping");
 253         default:
 254                 return ("unknown");
 255         }
 256 }
 257 #endif
 258
 259 static void
 260 vcpu_cleanup(struct vm *vm, int i, bool destroy)
 261 {
 262         struct vcpu *vcpu = &vm->vcpu[i];
 263
 264         VLAPIC_CLEANUP(vm->cookie, vcpu->vlapic);
 265         if (destroy) {
 266                 vmm_stat_free(vcpu->stats);
 267                 fpu_save_area_free(vcpu->guestfpu);
 268         }
 269 }
 270
 271 static void
 272 vcpu_init(struct vm *vm, int vcpu_id, bool create)
 273 {
 274         struct vcpu *vcpu;
 275
 276         KASSERT(vcpu_id >= 0 && vcpu_id < VM_MAXCPU,
 277             ("vcpu_init: invalid vcpu %d", vcpu_id));
 278
 279         vcpu = &vm->vcpu[vcpu_id];
 280
 281         if (create) {
 282                 KASSERT(!vcpu_lock_initialized(vcpu), ("vcpu %d already "
 283                     "initialized", vcpu_id));
 284                 vcpu_lock_init(vcpu);
 285                 vcpu->state = VCPU_IDLE;
 286                 vcpu->hostcpu = NOCPU;
 287                 vcpu->guestfpu = fpu_save_area_alloc();
 288                 vcpu->stats = vmm_stat_alloc();
 289         }
 290
 291         vcpu->vlapic = VLAPIC_INIT(vm->cookie, vcpu_id);
 292         vm_set_x2apic_state(vm, vcpu_id, X2APIC_DISABLED);
 293         vcpu->reqidle = 0;
 294         vcpu->exitintinfo = 0;
 295         vcpu->nmi_pending = 0;
 296         vcpu->extint_pending = 0;
 297         vcpu->exception_pending = 0;
 298         vcpu->guest_xcr0 = XFEATURE_ENABLED_X87;
 299         fpu_save_area_reset(vcpu->guestfpu);
 300         vmm_stat_init(vcpu->stats);
 301 }
 302
 303 int
 304 vcpu_trace_exceptions(struct vm *vm, int vcpuid)
 305 {
 306
 307         return (trace_guest_exceptions);
 308 }
 309
 310 struct vm_exit *
 311 vm_exitinfo(struct vm *vm, int cpuid)
 312 {
 313         struct vcpu *vcpu;
 314
 315         if (cpuid < 0 || cpuid >= VM_MAXCPU)
 316                 panic("vm_exitinfo: invalid cpuid %d", cpuid);
 317
 318         vcpu = &vm->vcpu[cpuid];
 319
 320         return (&vcpu->exitinfo);
 321 }
 322
 323 static void
 324 vmm_resume(void)
 325 {
 326         VMM_RESUME();
 327 }
 328
 329 static int
 330 vmm_init(void)
 331 {
 332         int error;
 333
 334         vmm_host_state_init();
 335
 336         vmm_ipinum = lapic_ipi_alloc(pti ? &IDTVEC(justreturn1_pti) :
 337             &IDTVEC(justreturn));
 338         if (vmm_ipinum < 0)
 339                 vmm_ipinum = IPI_AST;
 340
 341         error = vmm_mem_init();
 342         if (error)
 343                 return (error);
 344
 345         if (vmm_is_intel())
 346                 ops = &vmm_ops_intel;
 347         else if (vmm_is_amd())
 348                 ops = &vmm_ops_amd;
 349         else
 350                 return (ENXIO);
 351
 352         vmm_resume_p = vmm_resume;
 353
 354         return (VMM_INIT(vmm_ipinum));
 355 }
 356
 357 static int
 358 vmm_handler(module_t mod, int what, void *arg)
 359 {
 360         int error;
 361
 362         switch (what) {
 363         case MOD_LOAD:
 364                 vmmdev_init();
 365                 error = vmm_init();
 366                 if (error == 0)
 367                         vmm_initialized = 1;
 368                 break;
 369         case MOD_UNLOAD:
 370                 error = vmmdev_cleanup();
 371                 if (error == 0) {
 372                         vmm_resume_p = NULL;
 373                         iommu_cleanup();
 374                         if (vmm_ipinum != IPI_AST)
 375                                 lapic_ipi_free(vmm_ipinum);
 376                         error = VMM_CLEANUP();
 377                         /*
 378                          * Something bad happened - prevent new
 379                          * VMs from being created
 380                          */
 381                         if (error)
 382                                 vmm_initialized = 0;
 383                 }
 384                 break;
 385         default:
 386                 error = 0;
 387                 break;
 388         }
 389         return (error);
 390 }
 391
 392 static moduledata_t vmm_kmod = {
 393         "vmm",
 394         vmm_handler,
 395         NULL
 396 };
 397
 398 /*
 399  * vmm initialization has the following dependencies:
 400  *
 401  * - VT-x initialization requires smp_rendezvous() and therefore must happen
 402  *   after SMP is fully functional (after SI_SUB_SMP).
 403  */
 404 DECLARE_MODULE(vmm, vmm_kmod, SI_SUB_SMP + 1, SI_ORDER_ANY);
 405 MODULE_VERSION(vmm, 1);
 406
 407 static void
 408 vm_init(struct vm *vm, bool create)
 409 {
 410         int i;
 411
 412         vm->cookie = VMINIT(vm, vmspace_pmap(vm->vmspace));
 413         vm->iommu = NULL;
 414         vm->vioapic = vioapic_init(vm);
 415         vm->vhpet = vhpet_init(vm);
 416         vm->vatpic = vatpic_init(vm);
 417         vm->vatpit = vatpit_init(vm);
 418         vm->vpmtmr = vpmtmr_init(vm);
 419         if (create)
 420                 vm->vrtc = vrtc_init(vm);
 421
 422         CPU_ZERO(&vm->active_cpus);
 423
 424         vm->suspend = 0;
 425         CPU_ZERO(&vm->suspended_cpus);
 426
 427         for (i = 0; i < VM_MAXCPU; i++)
 428                 vcpu_init(vm, i, create);
 429 }
 430
 431 /*
 432  * The default CPU topology is a single thread per package.
 433  */
 434 u_int cores_per_package = 1;
 435 u_int threads_per_core = 1;
 436
 437 int
 438 vm_create(const char *name, struct vm **retvm)
 439 {
 440         struct vm *vm;
 441         struct vmspace *vmspace;
 442
 443         /*
 444          * If vmm.ko could not be successfully initialized then don't attempt
 445          * to create the virtual machine.
 446          */
 447         if (!vmm_initialized)
 448                 return (ENXIO);
 449
 450         if (name == NULL || strlen(name) >= VM_MAX_NAMELEN)
 451                 return (EINVAL);
 452
 453         vmspace = VMSPACE_ALLOC(0, VM_MAXUSER_ADDRESS);
 454         if (vmspace == NULL)
 455                 return (ENOMEM);
 456
 457         vm = malloc(sizeof(struct vm), M_VM, M_WAITOK | M_ZERO);
 458         strcpy(vm->name, name);
 459         vm->vmspace = vmspace;
 460         mtx_init(&vm->rendezvous_mtx, "vm rendezvous lock", 0, MTX_DEF);
 461
 462         vm->sockets = 1;
 463         vm->cores = cores_per_package;  /* XXX backwards compatibility */
 464         vm->threads = threads_per_core; /* XXX backwards compatibility */
 465         vm->maxcpus = 0;                /* XXX not implemented */
 466
 467         vm_init(vm, true);
 468
 469         *retvm = vm;
 470         return (0);
 471 }
 472
 473 void
 474 vm_get_topology(struct vm *vm, uint16_t *sockets, uint16_t *cores,
 475     uint16_t *threads, uint16_t *maxcpus)
 476 {
 477         *sockets = vm->sockets;
 478         *cores = vm->cores;
 479         *threads = vm->threads;
 480         *maxcpus = vm->maxcpus;
 481 }
 482
 483 int
 484 vm_set_topology(struct vm *vm, uint16_t sockets, uint16_t cores,
 485     uint16_t threads, uint16_t maxcpus)
 486 {
 487         if (maxcpus != 0)
 488                 return (EINVAL);        /* XXX remove when supported */
 489         if ((sockets * cores * threads) > VM_MAXCPU)
 490                 return (EINVAL);
 491         /* XXX need to check sockets * cores * threads == vCPU, how? */
 492         vm->sockets = sockets;
 493         vm->cores = cores;
 494         vm->threads = threads;
 495         vm->maxcpus = maxcpus;
 496         return(0);
 497 }
 498
 499 static void
 500 vm_cleanup(struct vm *vm, bool destroy)
 501 {
 502         struct mem_map *mm;
 503         int i;
 504
 505         ppt_unassign_all(vm);
 506
 507         if (vm->iommu != NULL)
 508                 iommu_destroy_domain(vm->iommu);
 509
 510         if (destroy)
 511                 vrtc_cleanup(vm->vrtc);
 512         else
 513                 vrtc_reset(vm->vrtc);
 514         vpmtmr_cleanup(vm->vpmtmr);
 515         vatpit_cleanup(vm->vatpit);
 516         vhpet_cleanup(vm->vhpet);
 517         vatpic_cleanup(vm->vatpic);
 518         vioapic_cleanup(vm->vioapic);
 519
 520         for (i = 0; i < VM_MAXCPU; i++)
 521                 vcpu_cleanup(vm, i, destroy);
 522
 523         VMCLEANUP(vm->cookie);
 524
 525         /*
 526          * System memory is removed from the guest address space only when
 527          * the VM is destroyed. This is because the mapping remains the same
 528          * across VM reset.
 529          *
 530          * Device memory can be relocated by the guest (e.g. using PCI BARs)
 531          * so those mappings are removed on a VM reset.
 532          */
 533         for (i = 0; i < VM_MAX_MEMMAPS; i++) {
 534                 mm = &vm->mem_maps[i];
 535                 if (destroy || !sysmem_mapping(vm, mm))
 536                         vm_free_memmap(vm, i);
 537         }
 538
 539         if (destroy) {
 540                 for (i = 0; i < VM_MAX_MEMSEGS; i++)
 541                         vm_free_memseg(vm, i);
 542
 543                 VMSPACE_FREE(vm->vmspace);
 544                 vm->vmspace = NULL;
 545         }
 546 }
 547
 548 void
 549 vm_destroy(struct vm *vm)
 550 {
 551         vm_cleanup(vm, true);
 552         free(vm, M_VM);
 553 }
 554
 555 int
 556 vm_reinit(struct vm *vm)
 557 {
 558         int error;
 559
 560         /*
 561          * A virtual machine can be reset only if all vcpus are suspended.
 562          */
 563         if (CPU_CMP(&vm->suspended_cpus, &vm->active_cpus) == 0) {
 564                 vm_cleanup(vm, false);
 565                 vm_init(vm, false);
 566                 error = 0;
 567         } else {
 568                 error = EBUSY;
 569         }
 570
 571         return (error);
 572 }
 573
 574 const char *
 575 vm_name(struct vm *vm)
 576 {
 577         return (vm->name);
 578 }
 579
 580 int
 581 vm_map_mmio(struct vm *vm, vm_paddr_t gpa, size_t len, vm_paddr_t hpa)
 582 {
 583         vm_object_t obj;
 584
 585         if ((obj = vmm_mmio_alloc(vm->vmspace, gpa, len, hpa)) == NULL)
 586                 return (ENOMEM);
 587         else
 588                 return (0);
 589 }
 590
 591 int
 592 vm_unmap_mmio(struct vm *vm, vm_paddr_t gpa, size_t len)
 593 {
 594
 595         vmm_mmio_free(vm->vmspace, gpa, len);
 596         return (0);
 597 }
 598
 599 /*
 600  * Return 'true' if 'gpa' is allocated in the guest address space.
 601  *
 602  * This function is called in the context of a running vcpu which acts as
 603  * an implicit lock on 'vm->mem_maps[]'.
 604  */
 605 bool
 606 vm_mem_allocated(struct vm *vm, int vcpuid, vm_paddr_t gpa)
 607 {
 608         struct mem_map *mm;
 609         int i;
 610
 611 #ifdef INVARIANTS
 612         int hostcpu, state;
 613         state = vcpu_get_state(vm, vcpuid, &hostcpu);
 614         KASSERT(state == VCPU_RUNNING && hostcpu == curcpu,
 615             ("%s: invalid vcpu state %d/%d", __func__, state, hostcpu));
 616 #endif
 617
 618         for (i = 0; i < VM_MAX_MEMMAPS; i++) {
 619                 mm = &vm->mem_maps[i];
 620                 if (mm->len != 0 && gpa >= mm->gpa && gpa < mm->gpa + mm->len)
 621                         return (true);          /* 'gpa' is sysmem or devmem */
 622         }
 623
 624         if (ppt_is_mmio(vm, gpa))
 625                 return (true);                  /* 'gpa' is pci passthru mmio */
 626
 627         return (false);
 628 }
 629
 630 int
 631 vm_alloc_memseg(struct vm *vm, int ident, size_t len, bool sysmem)
 632 {
 633         struct mem_seg *seg;
 634         vm_object_t obj;
 635
 636         if (ident < 0 || ident >= VM_MAX_MEMSEGS)
 637                 return (EINVAL);
 638
 639         if (len == 0 || (len & PAGE_MASK))
 640                 return (EINVAL);
 641
 642         seg = &vm->mem_segs[ident];
 643         if (seg->object != NULL) {
 644                 if (seg->len == len && seg->sysmem == sysmem)
 645                         return (EEXIST);
 646                 else
 647                         return (EINVAL);
 648         }
 649
 650         obj = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, len >> PAGE_SHIFT);
 651         if (obj == NULL)
 652                 return (ENOMEM);
 653
 654         seg->len = len;
 655         seg->object = obj;
 656         seg->sysmem = sysmem;
 657         return (0);
 658 }
 659
 660 int
 661 vm_get_memseg(struct vm *vm, int ident, size_t *len, bool *sysmem,
 662     vm_object_t *objptr)
 663 {
 664         struct mem_seg *seg;
 665
 666         if (ident < 0 || ident >= VM_MAX_MEMSEGS)
 667                 return (EINVAL);
 668
 669         seg = &vm->mem_segs[ident];
 670         if (len)
 671                 *len = seg->len;
 672         if (sysmem)
 673                 *sysmem = seg->sysmem;
 674         if (objptr)
 675                 *objptr = seg->object;
 676         return (0);
 677 }
 678
 679 void
 680 vm_free_memseg(struct vm *vm, int ident)
 681 {
 682         struct mem_seg *seg;
 683
 684         KASSERT(ident >= 0 && ident < VM_MAX_MEMSEGS,
 685             ("%s: invalid memseg ident %d", __func__, ident));
 686
 687         seg = &vm->mem_segs[ident];
 688         if (seg->object != NULL) {
 689                 vm_object_deallocate(seg->object);
 690                 bzero(seg, sizeof(struct mem_seg));
 691         }
 692 }
 693
 694 int
 695 vm_mmap_memseg(struct vm *vm, vm_paddr_t gpa, int segid, vm_ooffset_t first,
 696     size_t len, int prot, int flags)
 697 {
 698         struct mem_seg *seg;
 699         struct mem_map *m, *map;
 700         vm_ooffset_t last;
 701         int i, error;
 702
 703         if (prot == 0 || (prot & ~(VM_PROT_ALL)) != 0)
 704                 return (EINVAL);
 705
 706         if (flags & ~VM_MEMMAP_F_WIRED)
 707                 return (EINVAL);
 708
 709         if (segid < 0 || segid >= VM_MAX_MEMSEGS)
 710                 return (EINVAL);
 711
 712         seg = &vm->mem_segs[segid];
 713         if (seg->object == NULL)
 714                 return (EINVAL);
 715
 716         last = first + len;
 717         if (first < 0 || first >= last || last > seg->len)
 718                 return (EINVAL);
 719
 720         if ((gpa | first | last) & PAGE_MASK)
 721                 return (EINVAL);
 722
 723         map = NULL;
 724         for (i = 0; i < VM_MAX_MEMMAPS; i++) {
 725                 m = &vm->mem_maps[i];
 726                 if (m->len == 0) {
 727                         map = m;
 728                         break;
 729                 }
 730         }
 731
 732         if (map == NULL)
 733                 return (ENOSPC);
 734
 735         error = vm_map_find(&vm->vmspace->vm_map, seg->object, first, &gpa,
 736             len, 0, VMFS_NO_SPACE, prot, prot, 0);
 737         if (error != KERN_SUCCESS)
 738                 return (EFAULT);
 739
 740         vm_object_reference(seg->object);
 741
 742         if (flags & VM_MEMMAP_F_WIRED) {
 743                 error = vm_map_wire(&vm->vmspace->vm_map, gpa, gpa + len,
 744                     VM_MAP_WIRE_USER | VM_MAP_WIRE_NOHOLES);
 745                 if (error != KERN_SUCCESS) {
 746                         vm_map_remove(&vm->vmspace->vm_map, gpa, gpa + len);
 747                         return (EFAULT);
 748                 }
 749         }
 750
 751         map->gpa = gpa;
 752         map->len = len;
 753         map->segoff = first;
 754         map->segid = segid;
 755         map->prot = prot;
 756         map->flags = flags;
 757         return (0);
 758 }
 759
 760 int
 761 vm_mmap_getnext(struct vm *vm, vm_paddr_t *gpa, int *segid,
 762     vm_ooffset_t *segoff, size_t *len, int *prot, int *flags)
 763 {
 764         struct mem_map *mm, *mmnext;
 765         int i;
 766
 767         mmnext = NULL;
 768         for (i = 0; i < VM_MAX_MEMMAPS; i++) {
 769                 mm = &vm->mem_maps[i];
 770                 if (mm->len == 0 || mm->gpa < *gpa)
 771                         continue;
 772                 if (mmnext == NULL || mm->gpa < mmnext->gpa)
 773                         mmnext = mm;
 774         }
 775
 776         if (mmnext != NULL) {
 777                 *gpa = mmnext->gpa;
 778                 if (segid)
 779                         *segid = mmnext->segid;
 780                 if (segoff)
 781                         *segoff = mmnext->segoff;
 782                 if (len)
 783                         *len = mmnext->len;
 784                 if (prot)
 785                         *prot = mmnext->prot;
 786                 if (flags)
 787                         *flags = mmnext->flags;
 788                 return (0);
 789         } else {
 790                 return (ENOENT);
 791         }
 792 }
 793
 794 static void
 795 vm_free_memmap(struct vm *vm, int ident)
 796 {
 797         struct mem_map *mm;
 798         int error;
 799
 800         mm = &vm->mem_maps[ident];
 801         if (mm->len) {
 802                 error = vm_map_remove(&vm->vmspace->vm_map, mm->gpa,
 803                     mm->gpa + mm->len);
 804                 KASSERT(error == KERN_SUCCESS, ("%s: vm_map_remove error %d",
 805                     __func__, error));
 806                 bzero(mm, sizeof(struct mem_map));
 807         }
 808 }
 809
 810 static __inline bool
 811 sysmem_mapping(struct vm *vm, struct mem_map *mm)
 812 {
 813
 814         if (mm->len != 0 && vm->mem_segs[mm->segid].sysmem)
 815                 return (true);
 816         else
 817                 return (false);
 818 }
 819
 820 vm_paddr_t
 821 vmm_sysmem_maxaddr(struct vm *vm)
 822 {
 823         struct mem_map *mm;
 824         vm_paddr_t maxaddr;
 825         int i;
 826
 827         maxaddr = 0;
 828         for (i = 0; i < VM_MAX_MEMMAPS; i++) {
 829                 mm = &vm->mem_maps[i];
 830                 if (sysmem_mapping(vm, mm)) {
 831                         if (maxaddr < mm->gpa + mm->len)
 832                                 maxaddr = mm->gpa + mm->len;
 833                 }
 834         }
 835         return (maxaddr);
 836 }
 837
 838 static void
 839 vm_iommu_modify(struct vm *vm, boolean_t map)
 840 {
 841         int i, sz;
 842         vm_paddr_t gpa, hpa;
 843         struct mem_map *mm;
 844         void *vp, *cookie, *host_domain;
 845
 846         sz = PAGE_SIZE;
 847         host_domain = iommu_host_domain();
 848
 849         for (i = 0; i < VM_MAX_MEMMAPS; i++) {
 850                 mm = &vm->mem_maps[i];
 851                 if (!sysmem_mapping(vm, mm))
 852                         continue;
 853
 854                 if (map) {
 855                         KASSERT((mm->flags & VM_MEMMAP_F_IOMMU) == 0,
 856                             ("iommu map found invalid memmap %#lx/%#lx/%#x",
 857                             mm->gpa, mm->len, mm->flags));
 858                         if ((mm->flags & VM_MEMMAP_F_WIRED) == 0)
 859                                 continue;
 860                         mm->flags |= VM_MEMMAP_F_IOMMU;
 861                 } else {
 862                         if ((mm->flags & VM_MEMMAP_F_IOMMU) == 0)
 863                                 continue;
 864                         mm->flags &= ~VM_MEMMAP_F_IOMMU;
 865                         KASSERT((mm->flags & VM_MEMMAP_F_WIRED) != 0,
 866                             ("iommu unmap found invalid memmap %#lx/%#lx/%#x",
 867                             mm->gpa, mm->len, mm->flags));
 868                 }
 869
 870                 gpa = mm->gpa;
 871                 while (gpa < mm->gpa + mm->len) {
 872                         vp = vm_gpa_hold(vm, -1, gpa, PAGE_SIZE, VM_PROT_WRITE,
 873                                          &cookie);
 874                         KASSERT(vp != NULL, ("vm(%s) could not map gpa %#lx",
 875                             vm_name(vm), gpa));
 876
 877                         vm_gpa_release(cookie);
 878
 879                         hpa = DMAP_TO_PHYS((uintptr_t)vp);
 880                         if (map) {
 881                                 iommu_create_mapping(vm->iommu, gpa, hpa, sz);
 882                                 iommu_remove_mapping(host_domain, hpa, sz);
 883                         } else {
 884                                 iommu_remove_mapping(vm->iommu, gpa, sz);
 885                                 iommu_create_mapping(host_domain, hpa, hpa, sz);
 886                         }
 887
 888                         gpa += PAGE_SIZE;
 889                 }
 890         }
 891
 892         /*
 893          * Invalidate the cached translations associated with the domain
 894          * from which pages were removed.
 895          */
 896         if (map)
 897                 iommu_invalidate_tlb(host_domain);
 898         else
 899                 iommu_invalidate_tlb(vm->iommu);
 900 }
 901
 902 #define vm_iommu_unmap(vm)      vm_iommu_modify((vm), FALSE)
 903 #define vm_iommu_map(vm)        vm_iommu_modify((vm), TRUE)
 904
 905 int
 906 vm_unassign_pptdev(struct vm *vm, int bus, int slot, int func)
 907 {
 908         int error;
 909
 910         error = ppt_unassign_device(vm, bus, slot, func);
 911         if (error)
 912                 return (error);
 913
 914         if (ppt_assigned_devices(vm) == 0)
 915                 vm_iommu_unmap(vm);
 916
 917         return (0);
 918 }
 919
 920 int
 921 vm_assign_pptdev(struct vm *vm, int bus, int slot, int func)
 922 {
 923         int error;
 924         vm_paddr_t maxaddr;
 925
 926         /* Set up the IOMMU to do the 'gpa' to 'hpa' translation */
 927         if (ppt_assigned_devices(vm) == 0) {
 928                 KASSERT(vm->iommu == NULL,
 929                     ("vm_assign_pptdev: iommu must be NULL"));
 930                 maxaddr = vmm_sysmem_maxaddr(vm);
 931                 vm->iommu = iommu_create_domain(maxaddr);
 932                 if (vm->iommu == NULL)
 933                         return (ENXIO);
 934                 vm_iommu_map(vm);
 935         }
 936
 937         error = ppt_assign_device(vm, bus, slot, func);
 938         return (error);
 939 }
 940
 941 void *
 942 vm_gpa_hold(struct vm *vm, int vcpuid, vm_paddr_t gpa, size_t len, int reqprot,
 943             void **cookie)
 944 {
 945         int i, count, pageoff;
 946         struct mem_map *mm;
 947         vm_page_t m;
 948 #ifdef INVARIANTS
 949         /*
 950          * All vcpus are frozen by ioctls that modify the memory map
 951          * (e.g. VM_MMAP_MEMSEG). Therefore 'vm->memmap[]' stability is
 952          * guaranteed if at least one vcpu is in the VCPU_FROZEN state.
 953          */
 954         int state;
 955         KASSERT(vcpuid >= -1 && vcpuid < VM_MAXCPU, ("%s: invalid vcpuid %d",
 956             __func__, vcpuid));
 957         for (i = 0; i < VM_MAXCPU; i++) {
 958                 if (vcpuid != -1 && vcpuid != i)
 959                         continue;
 960                 state = vcpu_get_state(vm, i, NULL);
 961                 KASSERT(state == VCPU_FROZEN, ("%s: invalid vcpu state %d",
 962                     __func__, state));
 963         }
 964 #endif
 965         pageoff = gpa & PAGE_MASK;
 966         if (len > PAGE_SIZE - pageoff)
 967                 panic("vm_gpa_hold: invalid gpa/len: 0x%016lx/%lu", gpa, len);
 968
 969         count = 0;
 970         for (i = 0; i < VM_MAX_MEMMAPS; i++) {
 971                 mm = &vm->mem_maps[i];
 972                 if (sysmem_mapping(vm, mm) && gpa >= mm->gpa &&
 973                     gpa < mm->gpa + mm->len) {
 974                         count = vm_fault_quick_hold_pages(&vm->vmspace->vm_map,
 975                             trunc_page(gpa), PAGE_SIZE, reqprot, &m, 1);
 976                         break;
 977                 }
 978         }
 979
 980         if (count == 1) {
 981                 *cookie = m;
 982                 return ((void *)(PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m)) + pageoff));
 983         } else {
 984                 *cookie = NULL;
 985                 return (NULL);
 986         }
 987 }
 988
 989 void
 990 vm_gpa_release(void *cookie)
 991 {
 992         vm_page_t m = cookie;
 993
 994         vm_page_lock(m);
 995         vm_page_unhold(m);
 996         vm_page_unlock(m);
 997 }
 998
 999 int
1000 vm_get_register(struct vm *vm, int vcpu, int reg, uint64_t *retval)
1001 {
1002
1003         if (vcpu < 0 || vcpu >= VM_MAXCPU)
1004                 return (EINVAL);
1005
1006         if (reg >= VM_REG_LAST)
1007                 return (EINVAL);
1008
1009         return (VMGETREG(vm->cookie, vcpu, reg, retval));
1010 }
1011
1012 int
1013 vm_set_register(struct vm *vm, int vcpuid, int reg, uint64_t val)
1014 {
1015         struct vcpu *vcpu;
1016         int error;
1017
1018         if (vcpuid < 0 || vcpuid >= VM_MAXCPU)
1019                 return (EINVAL);
1020
1021         if (reg >= VM_REG_LAST)
1022                 return (EINVAL);
1023
1024         error = VMSETREG(vm->cookie, vcpuid, reg, val);
1025         if (error || reg != VM_REG_GUEST_RIP)
1026                 return (error);
1027
1028         /* Set 'nextrip' to match the value of %rip */
1029         VCPU_CTR1(vm, vcpuid, "Setting nextrip to %#lx", val);
1030         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
1031         vcpu->nextrip = val;
1032         return (0);
1033 }
1034
1035 static boolean_t
1036 is_descriptor_table(int reg)
1037 {
1038
1039         switch (reg) {
1040         case VM_REG_GUEST_IDTR:
1041         case VM_REG_GUEST_GDTR:
1042                 return (TRUE);
1043         default:
1044                 return (FALSE);
1045         }
1046 }
1047
1048 static boolean_t
1049 is_segment_register(int reg)
1050 {
1051
1052         switch (reg) {
1053         case VM_REG_GUEST_ES:
1054         case VM_REG_GUEST_CS:
1055         case VM_REG_GUEST_SS:
1056         case VM_REG_GUEST_DS:
1057         case VM_REG_GUEST_FS:
1058         case VM_REG_GUEST_GS:
1059         case VM_REG_GUEST_TR:
1060         case VM_REG_GUEST_LDTR:
1061                 return (TRUE);
1062         default:
1063                 return (FALSE);
1064         }
1065 }
1066
1067 int
1068 vm_get_seg_desc(struct vm *vm, int vcpu, int reg,
1069                 struct seg_desc *desc)
1070 {
1071
1072         if (vcpu < 0 || vcpu >= VM_MAXCPU)
1073                 return (EINVAL);
1074
1075         if (!is_segment_register(reg) && !is_descriptor_table(reg))
1076                 return (EINVAL);
1077
1078         return (VMGETDESC(vm->cookie, vcpu, reg, desc));
1079 }
1080
1081 int
1082 vm_set_seg_desc(struct vm *vm, int vcpu, int reg,
1083                 struct seg_desc *desc)
1084 {
1085         if (vcpu < 0 || vcpu >= VM_MAXCPU)
1086                 return (EINVAL);
1087
1088         if (!is_segment_register(reg) && !is_descriptor_table(reg))
1089                 return (EINVAL);
1090
1091         return (VMSETDESC(vm->cookie, vcpu, reg, desc));
1092 }
1093
1094 static void
1095 restore_guest_fpustate(struct vcpu *vcpu)
1096 {
1097
1098         /* flush host state to the pcb */
1099         fpuexit(curthread);
1100
1101         /* restore guest FPU state */
1102         fpu_stop_emulating();
1103         fpurestore(vcpu->guestfpu);
1104
1105         /* restore guest XCR0 if XSAVE is enabled in the host */
1106         if (rcr4() & CR4_XSAVE)
1107                 load_xcr(0, vcpu->guest_xcr0);
1108
1109         /*
1110          * The FPU is now "dirty" with the guest's state so turn on emulation
1111          * to trap any access to the FPU by the host.
1112          */
1113         fpu_start_emulating();
1114 }
1115
1116 static void
1117 save_guest_fpustate(struct vcpu *vcpu)
1118 {
1119
1120         if ((rcr0() & CR0_TS) == 0)
1121                 panic("fpu emulation not enabled in host!");
1122
1123         /* save guest XCR0 and restore host XCR0 */
1124         if (rcr4() & CR4_XSAVE) {
1125                 vcpu->guest_xcr0 = rxcr(0);
1126                 load_xcr(0, vmm_get_host_xcr0());
1127         }
1128
1129         /* save guest FPU state */
1130         fpu_stop_emulating();
1131         fpusave(vcpu->guestfpu);
1132         fpu_start_emulating();
1133 }
1134
1135 static VMM_STAT(VCPU_IDLE_TICKS, "number of ticks vcpu was idle");
1136
1137 static int
1138 vcpu_set_state_locked(struct vm *vm, int vcpuid, enum vcpu_state newstate,
1139     bool from_idle)
1140 {
1141         struct vcpu *vcpu;
1142         int error;
1143
1144         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
1145         vcpu_assert_locked(vcpu);
1146
1147         /*
1148          * State transitions from the vmmdev_ioctl() must always begin from
1149          * the VCPU_IDLE state. This guarantees that there is only a single
1150          * ioctl() operating on a vcpu at any point.
1151          */
1152         if (from_idle) {
1153                 while (vcpu->state != VCPU_IDLE) {
1154                         vcpu->reqidle = 1;
1155                         vcpu_notify_event_locked(vcpu, false);
1156                         VCPU_CTR1(vm, vcpuid, "vcpu state change from %s to "
1157                             "idle requested", vcpu_state2str(vcpu->state));
1158                         msleep_spin(&vcpu->state, &vcpu->mtx, "vmstat", hz);
1159                 }
1160         } else {
1161                 KASSERT(vcpu->state != VCPU_IDLE, ("invalid transition from "
1162                     "vcpu idle state"));
1163         }
1164
1165         if (vcpu->state == VCPU_RUNNING) {
1166                 KASSERT(vcpu->hostcpu == curcpu, ("curcpu %d and hostcpu %d "
1167                     "mismatch for running vcpu", curcpu, vcpu->hostcpu));
1168         } else {
1169                 KASSERT(vcpu->hostcpu == NOCPU, ("Invalid hostcpu %d for a "
1170                     "vcpu that is not running", vcpu->hostcpu));
1171         }
1172
1173         /*
1174          * The following state transitions are allowed:
1175          * IDLE -> FROZEN -> IDLE
1176          * FROZEN -> RUNNING -> FROZEN
1177          * FROZEN -> SLEEPING -> FROZEN
1178          */
1179         switch (vcpu->state) {
1180         case VCPU_IDLE:
1181         case VCPU_RUNNING:
1182         case VCPU_SLEEPING:
1183                 error = (newstate != VCPU_FROZEN);
1184                 break;
1185         case VCPU_FROZEN:
1186                 error = (newstate == VCPU_FROZEN);
1187                 break;
1188         default:
1189                 error = 1;
1190                 break;
1191         }
1192
1193         if (error)
1194                 return (EBUSY);
1195
1196         VCPU_CTR2(vm, vcpuid, "vcpu state changed from %s to %s",
1197             vcpu_state2str(vcpu->state), vcpu_state2str(newstate));
1198
1199         vcpu->state = newstate;
1200         if (newstate == VCPU_RUNNING)
1201                 vcpu->hostcpu = curcpu;
1202         else
1203                 vcpu->hostcpu = NOCPU;
1204
1205         if (newstate == VCPU_IDLE)
1206                 wakeup(&vcpu->state);
1207
1208         return (0);
1209 }
1210
1211 static void
1212 vcpu_require_state(struct vm *vm, int vcpuid, enum vcpu_state newstate)
1213 {
1214         int error;
1215
1216         if ((error = vcpu_set_state(vm, vcpuid, newstate, false)) != 0)
1217                 panic("Error %d setting state to %d\n", error, newstate);
1218 }
1219
1220 static void
1221 vcpu_require_state_locked(struct vm *vm, int vcpuid, enum vcpu_state newstate)
1222 {
1223         int error;
1224
1225         if ((error = vcpu_set_state_locked(vm, vcpuid, newstate, false)) != 0)
1226                 panic("Error %d setting state to %d", error, newstate);
1227 }
1228
1229 static void
1230 vm_set_rendezvous_func(struct vm *vm, vm_rendezvous_func_t func)
1231 {
1232
1233         KASSERT(mtx_owned(&vm->rendezvous_mtx), ("rendezvous_mtx not locked"));
1234
1235         /*
1236          * Update 'rendezvous_func' and execute a write memory barrier to
1237          * ensure that it is visible across all host cpus. This is not needed
1238          * for correctness but it does ensure that all the vcpus will notice
1239          * that the rendezvous is requested immediately.
1240          */
1241         vm->rendezvous_func = func;
1242         wmb();
1243 }
1244
1245 #define RENDEZVOUS_CTR0(vm, vcpuid, fmt)                                \
1246         do {                                                            \
1247                 if (vcpuid >= 0)                                        \
1248                         VCPU_CTR0(vm, vcpuid, fmt);                     \
1249                 else                                                    \
1250                         VM_CTR0(vm, fmt);                               \
1251         } while (0)
1252
1253 static void
1254 vm_handle_rendezvous(struct vm *vm, int vcpuid)
1255 {
1256
1257         KASSERT(vcpuid == -1 || (vcpuid >= 0 && vcpuid < VM_MAXCPU),
1258             ("vm_handle_rendezvous: invalid vcpuid %d", vcpuid));
1259
1260         mtx_lock(&vm->rendezvous_mtx);
1261         while (vm->rendezvous_func != NULL) {
1262                 /* 'rendezvous_req_cpus' must be a subset of 'active_cpus' */
1263                 CPU_AND(&vm->rendezvous_req_cpus, &vm->active_cpus);
1264
1265                 if (vcpuid != -1 &&
1266                     CPU_ISSET(vcpuid, &vm->rendezvous_req_cpus) &&
1267                     !CPU_ISSET(vcpuid, &vm->rendezvous_done_cpus)) {
1268                         VCPU_CTR0(vm, vcpuid, "Calling rendezvous func");
1269                         (*vm->rendezvous_func)(vm, vcpuid, vm->rendezvous_arg);
1270                         CPU_SET(vcpuid, &vm->rendezvous_done_cpus);
1271                 }
1272                 if (CPU_CMP(&vm->rendezvous_req_cpus,
1273                     &vm->rendezvous_done_cpus) == 0) {
1274                         VCPU_CTR0(vm, vcpuid, "Rendezvous completed");
1275                         vm_set_rendezvous_func(vm, NULL);
1276                         wakeup(&vm->rendezvous_func);
1277                         break;
1278                 }
1279                 RENDEZVOUS_CTR0(vm, vcpuid, "Wait for rendezvous completion");
1280                 mtx_sleep(&vm->rendezvous_func, &vm->rendezvous_mtx, 0,
1281                     "vmrndv", 0);
1282         }
1283         mtx_unlock(&vm->rendezvous_mtx);
1284 }
1285
1286 /*
1287  * Emulate a guest 'hlt' by sleeping until the vcpu is ready to run.
1288  */
1289 static int
1290 vm_handle_hlt(struct vm *vm, int vcpuid, bool intr_disabled, bool *retu)
1291 {
1292         struct vcpu *vcpu;
1293         const char *wmesg;
1294         int t, vcpu_halted, vm_halted;
1295
1296         KASSERT(!CPU_ISSET(vcpuid, &vm->halted_cpus), ("vcpu already halted"));
1297
1298         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
1299         vcpu_halted = 0;
1300         vm_halted = 0;
1301
1302         vcpu_lock(vcpu);
1303         while (1) {
1304                 /*
1305                  * Do a final check for pending NMI or interrupts before
1306                  * really putting this thread to sleep. Also check for
1307                  * software events that would cause this vcpu to wakeup.
1308                  *
1309                  * These interrupts/events could have happened after the
1310                  * vcpu returned from VMRUN() and before it acquired the
1311                  * vcpu lock above.
1312                  */
1313                 if (vm->rendezvous_func != NULL || vm->suspend || vcpu->reqidle)
1314                         break;
1315                 if (vm_nmi_pending(vm, vcpuid))
1316                         break;
1317                 if (!intr_disabled) {
1318                         if (vm_extint_pending(vm, vcpuid) ||
1319                             vlapic_pending_intr(vcpu->vlapic, NULL)) {
1320                                 break;
1321                         }
1322                 }
1323
1324                 /* Don't go to sleep if the vcpu thread needs to yield */
1325                 if (vcpu_should_yield(vm, vcpuid))
1326                         break;
1327
1328                 /*
1329                  * Some Linux guests implement "halt" by having all vcpus
1330                  * execute HLT with interrupts disabled. 'halted_cpus' keeps
1331                  * track of the vcpus that have entered this state. When all
1332                  * vcpus enter the halted state the virtual machine is halted.
1333                  */
1334                 if (intr_disabled) {
1335                         wmesg = "vmhalt";
1336                         VCPU_CTR0(vm, vcpuid, "Halted");
1337                         if (!vcpu_halted && halt_detection_enabled) {
1338                                 vcpu_halted = 1;
1339                                 CPU_SET_ATOMIC(vcpuid, &vm->halted_cpus);
1340                         }
1341                         if (CPU_CMP(&vm->halted_cpus, &vm->active_cpus) == 0) {
1342                                 vm_halted = 1;
1343                                 break;
1344                         }
1345                 } else {
1346                         wmesg = "vmidle";
1347                 }
1348
1349                 t = ticks;
1350                 vcpu_require_state_locked(vm, vcpuid, VCPU_SLEEPING);
1351                 /*
1352                  * XXX msleep_spin() cannot be interrupted by signals so
1353                  * wake up periodically to check pending signals.
1354                  */
1355                 msleep_spin(vcpu, &vcpu->mtx, wmesg, hz);
1356                 vcpu_require_state_locked(vm, vcpuid, VCPU_FROZEN);
1357                 vmm_stat_incr(vm, vcpuid, VCPU_IDLE_TICKS, ticks - t);
1358         }
1359
1360         if (vcpu_halted)
1361                 CPU_CLR_ATOMIC(vcpuid, &vm->halted_cpus);
1362
1363         vcpu_unlock(vcpu);
1364
1365         if (vm_halted)
1366                 vm_suspend(vm, VM_SUSPEND_HALT);
1367
1368         return (0);
1369 }
1370
1371 static int
1372 vm_handle_paging(struct vm *vm, int vcpuid, bool *retu)
1373 {
1374         int rv, ftype;
1375         struct vm_map *map;
1376         struct vcpu *vcpu;
1377         struct vm_exit *vme;
1378
1379         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
1380         vme = &vcpu->exitinfo;
1381
1382         KASSERT(vme->inst_length == 0, ("%s: invalid inst_length %d",
1383             __func__, vme->inst_length));
1384
1385         ftype = vme->u.paging.fault_type;
1386         KASSERT(ftype == VM_PROT_READ ||
1387             ftype == VM_PROT_WRITE || ftype == VM_PROT_EXECUTE,
1388             ("vm_handle_paging: invalid fault_type %d", ftype));
1389
1390         if (ftype == VM_PROT_READ || ftype == VM_PROT_WRITE) {
1391                 rv = pmap_emulate_accessed_dirty(vmspace_pmap(vm->vmspace),
1392                     vme->u.paging.gpa, ftype);
1393                 if (rv == 0) {
1394                         VCPU_CTR2(vm, vcpuid, "%s bit emulation for gpa %#lx",
1395                             ftype == VM_PROT_READ ? "accessed" : "dirty",
1396                             vme->u.paging.gpa);
1397                         goto done;
1398                 }
1399         }
1400
1401         map = &vm->vmspace->vm_map;
1402         rv = vm_fault(map, vme->u.paging.gpa, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
1403
1404         VCPU_CTR3(vm, vcpuid, "vm_handle_paging rv = %d, gpa = %#lx, "
1405             "ftype = %d", rv, vme->u.paging.gpa, ftype);
1406
1407         if (rv != KERN_SUCCESS)
1408                 return (EFAULT);
1409 done:
1410         return (0);
1411 }
1412
1413 static int
1414 vm_handle_inst_emul(struct vm *vm, int vcpuid, bool *retu)
1415 {
1416         struct vie *vie;
1417         struct vcpu *vcpu;
1418         struct vm_exit *vme;
1419         uint64_t gla, gpa, cs_base;
1420         struct vm_guest_paging *paging;
1421         mem_region_read_t mread;
1422         mem_region_write_t mwrite;
1423         enum vm_cpu_mode cpu_mode;
1424         int cs_d, error, fault;
1425
1426         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
1427         vme = &vcpu->exitinfo;
1428
1429         KASSERT(vme->inst_length == 0, ("%s: invalid inst_length %d",
1430             __func__, vme->inst_length));
1431
1432         gla = vme->u.inst_emul.gla;
1433         gpa = vme->u.inst_emul.gpa;
1434         cs_base = vme->u.inst_emul.cs_base;
1435         cs_d = vme->u.inst_emul.cs_d;
1436         vie = &vme->u.inst_emul.vie;
1437         paging = &vme->u.inst_emul.paging;
1438         cpu_mode = paging->cpu_mode;
1439
1440         VCPU_CTR1(vm, vcpuid, "inst_emul fault accessing gpa %#lx", gpa);
1441
1442         /* Fetch, decode and emulate the faulting instruction */
1443         if (vie->num_valid == 0) {
1444                 error = vmm_fetch_instruction(vm, vcpuid, paging, vme->rip +
1445                     cs_base, VIE_INST_SIZE, vie, &fault);
1446         } else {
1447                 /*
1448                  * The instruction bytes have already been copied into 'vie'
1449                  */
1450                 error = fault = 0;
1451         }
1452         if (error || fault)
1453                 return (error);
1454
1455         if (vmm_decode_instruction(vm, vcpuid, gla, cpu_mode, cs_d, vie) != 0) {
1456                 VCPU_CTR1(vm, vcpuid, "Error decoding instruction at %#lx",
1457                     vme->rip + cs_base);
1458                 *retu = true;       /* dump instruction bytes in userspace */
1459                 return (0);
1460         }
1461
1462         /*
1463          * Update 'nextrip' based on the length of the emulated instruction.
1464          */
1465         vme->inst_length = vie->num_processed;
1466         vcpu->nextrip += vie->num_processed;
1467         VCPU_CTR1(vm, vcpuid, "nextrip updated to %#lx after instruction "
1468             "decoding", vcpu->nextrip);
1469
1470         /* return to userland unless this is an in-kernel emulated device */
1471         if (gpa >= DEFAULT_APIC_BASE && gpa < DEFAULT_APIC_BASE + PAGE_SIZE) {
1472                 mread = lapic_mmio_read;
1473                 mwrite = lapic_mmio_write;
1474         } else if (gpa >= VIOAPIC_BASE && gpa < VIOAPIC_BASE + VIOAPIC_SIZE) {
1475                 mread = vioapic_mmio_read;
1476                 mwrite = vioapic_mmio_write;
1477         } else if (gpa >= VHPET_BASE && gpa < VHPET_BASE + VHPET_SIZE) {
1478                 mread = vhpet_mmio_read;
1479                 mwrite = vhpet_mmio_write;
1480         } else {
1481                 *retu = true;
1482                 return (0);
1483         }
1484
1485         error = vmm_emulate_instruction(vm, vcpuid, gpa, vie, paging,
1486             mread, mwrite, retu);
1487
1488         return (error);
1489 }
1490
1491 static int
1492 vm_handle_suspend(struct vm *vm, int vcpuid, bool *retu)
1493 {
1494         int i, done;
1495         struct vcpu *vcpu;
1496
1497         done = 0;
1498         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
1499
1500         CPU_SET_ATOMIC(vcpuid, &vm->suspended_cpus);
1501
1502         /*
1503          * Wait until all 'active_cpus' have suspended themselves.
1504          *
1505          * Since a VM may be suspended at any time including when one or
1506          * more vcpus are doing a rendezvous we need to call the rendezvous
1507          * handler while we are waiting to prevent a deadlock.
1508          */
1509         vcpu_lock(vcpu);
1510         while (1) {
1511                 if (CPU_CMP(&vm->suspended_cpus, &vm->active_cpus) == 0) {
1512                         VCPU_CTR0(vm, vcpuid, "All vcpus suspended");
1513                         break;
1514                 }
1515
1516                 if (vm->rendezvous_func == NULL) {
1517                         VCPU_CTR0(vm, vcpuid, "Sleeping during suspend");
1518                         vcpu_require_state_locked(vm, vcpuid, VCPU_SLEEPING);
1519                         msleep_spin(vcpu, &vcpu->mtx, "vmsusp", hz);
1520                         vcpu_require_state_locked(vm, vcpuid, VCPU_FROZEN);
1521                 } else {
1522                         VCPU_CTR0(vm, vcpuid, "Rendezvous during suspend");
1523                         vcpu_unlock(vcpu);
1524                         vm_handle_rendezvous(vm, vcpuid);
1525                         vcpu_lock(vcpu);
1526                 }
1527         }
1528         vcpu_unlock(vcpu);
1529
1530         /*
1531          * Wakeup the other sleeping vcpus and return to userspace.
1532          */
1533         for (i = 0; i < VM_MAXCPU; i++) {
1534                 if (CPU_ISSET(i, &vm->suspended_cpus)) {
1535                         vcpu_notify_event(vm, i, false);
1536                 }
1537         }
1538
1539         *retu = true;
1540         return (0);
1541 }
1542
1543 static int
1544 vm_handle_reqidle(struct vm *vm, int vcpuid, bool *retu)
1545 {
1546         struct vcpu *vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
1547
1548         vcpu_lock(vcpu);
1549         KASSERT(vcpu->reqidle, ("invalid vcpu reqidle %d", vcpu->reqidle));
1550         vcpu->reqidle = 0;
1551         vcpu_unlock(vcpu);
1552         *retu = true;
1553         return (0);
1554 }
1555
1556 int
1557 vm_suspend(struct vm *vm, enum vm_suspend_how how)
1558 {
1559         int i;
1560
1561         if (how <= VM_SUSPEND_NONE || how >= VM_SUSPEND_LAST)
1562                 return (EINVAL);
1563
1564         if (atomic_cmpset_int(&vm->suspend, 0, how) == 0) {
1565                 VM_CTR2(vm, "virtual machine already suspended %d/%d",
1566                     vm->suspend, how);
1567                 return (EALREADY);
1568         }
1569
1570         VM_CTR1(vm, "virtual machine successfully suspended %d", how);
1571
1572         /*
1573          * Notify all active vcpus that they are now suspended.
1574          */
1575         for (i = 0; i < VM_MAXCPU; i++) {
1576                 if (CPU_ISSET(i, &vm->active_cpus))
1577                         vcpu_notify_event(vm, i, false);
1578         }
1579
1580         return (0);
1581 }
1582
1583 void
1584 vm_exit_suspended(struct vm *vm, int vcpuid, uint64_t rip)
1585 {
1586         struct vm_exit *vmexit;
1587
1588         KASSERT(vm->suspend > VM_SUSPEND_NONE && vm->suspend < VM_SUSPEND_LAST,
1589             ("vm_exit_suspended: invalid suspend type %d", vm->suspend));
1590
1591         vmexit = vm_exitinfo(vm, vcpuid);
1592         vmexit->rip = rip;
1593         vmexit->inst_length = 0;
1594         vmexit->exitcode = VM_EXITCODE_SUSPENDED;
1595         vmexit->u.suspended.how = vm->suspend;
1596 }
1597
1598 void
1599 vm_exit_rendezvous(struct vm *vm, int vcpuid, uint64_t rip)
1600 {
1601         struct vm_exit *vmexit;
1602
1603         KASSERT(vm->rendezvous_func != NULL, ("rendezvous not in progress"));
1604
1605         vmexit = vm_exitinfo(vm, vcpuid);
1606         vmexit->rip = rip;
1607         vmexit->inst_length = 0;
1608         vmexit->exitcode = VM_EXITCODE_RENDEZVOUS;
1609         vmm_stat_incr(vm, vcpuid, VMEXIT_RENDEZVOUS, 1);
1610 }
1611
1612 void
1613 vm_exit_reqidle(struct vm *vm, int vcpuid, uint64_t rip)
1614 {
1615         struct vm_exit *vmexit;
1616
1617         vmexit = vm_exitinfo(vm, vcpuid);
1618         vmexit->rip = rip;
1619         vmexit->inst_length = 0;
1620         vmexit->exitcode = VM_EXITCODE_REQIDLE;
1621         vmm_stat_incr(vm, vcpuid, VMEXIT_REQIDLE, 1);
1622 }
1623
1624 void
1625 vm_exit_astpending(struct vm *vm, int vcpuid, uint64_t rip)
1626 {
1627         struct vm_exit *vmexit;
1628
1629         vmexit = vm_exitinfo(vm, vcpuid);
1630         vmexit->rip = rip;
1631         vmexit->inst_length = 0;
1632         vmexit->exitcode = VM_EXITCODE_BOGUS;
1633         vmm_stat_incr(vm, vcpuid, VMEXIT_ASTPENDING, 1);
1634 }
1635
1636 int
1637 vm_run(struct vm *vm, struct vm_run *vmrun)
1638 {
1639         struct vm_eventinfo evinfo;
1640         int error, vcpuid;
1641         struct vcpu *vcpu;
1642         struct pcb *pcb;
1643         uint64_t tscval;
1644         struct vm_exit *vme;
1645         bool retu, intr_disabled;
1646         pmap_t pmap;
1647
1648         vcpuid = vmrun->cpuid;
1649
1650         if (vcpuid < 0 || vcpuid >= VM_MAXCPU)
1651                 return (EINVAL);
1652
1653         if (!CPU_ISSET(vcpuid, &vm->active_cpus))
1654                 return (EINVAL);
1655
1656         if (CPU_ISSET(vcpuid, &vm->suspended_cpus))
1657                 return (EINVAL);
1658
1659         pmap = vmspace_pmap(vm->vmspace);
1660         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
1661         vme = &vcpu->exitinfo;
1662         evinfo.rptr = &vm->rendezvous_func;
1663         evinfo.sptr = &vm->suspend;
1664         evinfo.iptr = &vcpu->reqidle;
1665 restart:
1666         critical_enter();
1667
1668         KASSERT(!CPU_ISSET(curcpu, &pmap->pm_active),
1669             ("vm_run: absurd pm_active"));
1670
1671         tscval = rdtsc();
1672
1673         pcb = PCPU_GET(curpcb);
1674         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
1675
1676         restore_guest_fpustate(vcpu);
1677
1678         vcpu_require_state(vm, vcpuid, VCPU_RUNNING);
1679         error = VMRUN(vm->cookie, vcpuid, vcpu->nextrip, pmap, &evinfo);
1680         vcpu_require_state(vm, vcpuid, VCPU_FROZEN);
1681
1682         save_guest_fpustate(vcpu);
1683
1684         vmm_stat_incr(vm, vcpuid, VCPU_TOTAL_RUNTIME, rdtsc() - tscval);
1685
1686         critical_exit();
1687
1688         if (error == 0) {
1689                 retu = false;
1690                 vcpu->nextrip = vme->rip + vme->inst_length;
1691                 switch (vme->exitcode) {
1692                 case VM_EXITCODE_REQIDLE:
1693                         error = vm_handle_reqidle(vm, vcpuid, &retu);
1694                         break;
1695                 case VM_EXITCODE_SUSPENDED:
1696                         error = vm_handle_suspend(vm, vcpuid, &retu);
1697                         break;
1698                 case VM_EXITCODE_IOAPIC_EOI:
1699                         vioapic_process_eoi(vm, vcpuid,
1700                             vme->u.ioapic_eoi.vector);
1701                         break;
1702                 case VM_EXITCODE_RENDEZVOUS:
1703                         vm_handle_rendezvous(vm, vcpuid);
1704                         error = 0;
1705                         break;
1706                 case VM_EXITCODE_HLT:
1707                         intr_disabled = ((vme->u.hlt.rflags & PSL_I) == 0);
1708                         error = vm_handle_hlt(vm, vcpuid, intr_disabled, &retu);
1709                         break;
1710                 case VM_EXITCODE_PAGING:
1711                         error = vm_handle_paging(vm, vcpuid, &retu);
1712                         break;
1713                 case VM_EXITCODE_INST_EMUL:
1714                         error = vm_handle_inst_emul(vm, vcpuid, &retu);
1715                         break;
1716                 case VM_EXITCODE_INOUT:
1717                 case VM_EXITCODE_INOUT_STR:
1718                         error = vm_handle_inout(vm, vcpuid, vme, &retu);
1719                         break;
1720                 case VM_EXITCODE_MONITOR:
1721                 case VM_EXITCODE_MWAIT:
1722                 case VM_EXITCODE_VMINSN:
1723                         vm_inject_ud(vm, vcpuid);
1724                         break;
1725                 default:
1726                         retu = true;    /* handled in userland */
1727                         break;
1728                 }
1729         }
1730
1731         if (error == 0 && retu == false)
1732                 goto restart;
1733
1734         VCPU_CTR2(vm, vcpuid, "retu %d/%d", error, vme->exitcode);
1735
1736         /* copy the exit information */
1737         bcopy(vme, &vmrun->vm_exit, sizeof(struct vm_exit));
1738         return (error);
1739 }
1740
1741 int
1742 vm_restart_instruction(void *arg, int vcpuid)
1743 {
1744         struct vm *vm;
1745         struct vcpu *vcpu;
1746         enum vcpu_state state;
1747         uint64_t rip;
1748         int error;
1749
1750         vm = arg;
1751         if (vcpuid < 0 || vcpuid >= VM_MAXCPU)
1752                 return (EINVAL);
1753
1754         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
1755         state = vcpu_get_state(vm, vcpuid, NULL);
1756         if (state == VCPU_RUNNING) {
1757                 /*
1758                  * When a vcpu is "running" the next instruction is determined
1759                  * by adding 'rip' and 'inst_length' in the vcpu's 'exitinfo'.
1760                  * Thus setting 'inst_length' to zero will cause the current
1761                  * instruction to be restarted.
1762                  */
1763                 vcpu->exitinfo.inst_length = 0;
1764                 VCPU_CTR1(vm, vcpuid, "restarting instruction at %#lx by "
1765                     "setting inst_length to zero", vcpu->exitinfo.rip);
1766         } else if (state == VCPU_FROZEN) {
1767                 /*
1768                  * When a vcpu is "frozen" it is outside the critical section
1769                  * around VMRUN() and 'nextrip' points to the next instruction.
1770                  * Thus instruction restart is achieved by setting 'nextrip'
1771                  * to the vcpu's %rip.
1772                  */
1773                 error = vm_get_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_RIP, &rip);
1774                 KASSERT(!error, ("%s: error %d getting rip", __func__, error));
1775                 VCPU_CTR2(vm, vcpuid, "restarting instruction by updating "
1776                     "nextrip from %#lx to %#lx", vcpu->nextrip, rip);
1777                 vcpu->nextrip = rip;
1778         } else {
1779                 panic("%s: invalid state %d", __func__, state);
1780         }
1781         return (0);
1782 }
1783
1784 int
1785 vm_exit_intinfo(struct vm *vm, int vcpuid, uint64_t info)
1786 {
1787         struct vcpu *vcpu;
1788         int type, vector;
1789
1790         if (vcpuid < 0 || vcpuid >= VM_MAXCPU)
1791                 return (EINVAL);
1792
1793         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
1794
1795         if (info & VM_INTINFO_VALID) {
1796                 type = info & VM_INTINFO_TYPE;
1797                 vector = info & 0xff;
1798                 if (type == VM_INTINFO_NMI && vector != IDT_NMI)
1799                         return (EINVAL);
1800                 if (type == VM_INTINFO_HWEXCEPTION && vector >= 32)
1801                         return (EINVAL);
1802                 if (info & VM_INTINFO_RSVD)
1803                         return (EINVAL);
1804         } else {
1805                 info = 0;
1806         }
1807         VCPU_CTR2(vm, vcpuid, "%s: info1(%#lx)", __func__, info);
1808         vcpu->exitintinfo = info;
1809         return (0);
1810 }
1811
1812 enum exc_class {
1813         EXC_BENIGN,
1814         EXC_CONTRIBUTORY,
1815         EXC_PAGEFAULT
1816 };
1817
1818 #define IDT_VE  20      /* Virtualization Exception (Intel specific) */
1819
1820 static enum exc_class
1821 exception_class(uint64_t info)
1822 {
1823         int type, vector;
1824
1825         KASSERT(info & VM_INTINFO_VALID, ("intinfo must be valid: %#lx", info));
1826         type = info & VM_INTINFO_TYPE;
1827         vector = info & 0xff;
1828
1829         /* Table 6-4, "Interrupt and Exception Classes", Intel SDM, Vol 3 */
1830         switch (type) {
1831         case VM_INTINFO_HWINTR:
1832         case VM_INTINFO_SWINTR:
1833         case VM_INTINFO_NMI:
1834                 return (EXC_BENIGN);
1835         default:
1836                 /*
1837                  * Hardware exception.
1838                  *
1839                  * SVM and VT-x use identical type values to represent NMI,
1840                  * hardware interrupt and software interrupt.
1841                  *
1842                  * SVM uses type '3' for all exceptions. VT-x uses type '3'
1843                  * for exceptions except #BP and #OF. #BP and #OF use a type
1844                  * value of '5' or '6'. Therefore we don't check for explicit
1845                  * values of 'type' to classify 'intinfo' into a hardware
1846                  * exception.
1847                  */
1848                 break;
1849         }
1850
1851         switch (vector) {
1852         case IDT_PF:
1853         case IDT_VE:
1854                 return (EXC_PAGEFAULT);
1855         case IDT_DE:
1856         case IDT_TS:
1857         case IDT_NP:
1858         case IDT_SS:
1859         case IDT_GP:
1860                 return (EXC_CONTRIBUTORY);
1861         default:
1862                 return (EXC_BENIGN);
1863         }
1864 }
1865
1866 static int
1867 nested_fault(struct vm *vm, int vcpuid, uint64_t info1, uint64_t info2,
1868     uint64_t *retinfo)
1869 {
1870         enum exc_class exc1, exc2;
1871         int type1, vector1;
1872
1873         KASSERT(info1 & VM_INTINFO_VALID, ("info1 %#lx is not valid", info1));
1874         KASSERT(info2 & VM_INTINFO_VALID, ("info2 %#lx is not valid", info2));
1875
1876         /*
1877          * If an exception occurs while attempting to call the double-fault
1878          * handler the processor enters shutdown mode (aka triple fault).
1879          */
1880         type1 = info1 & VM_INTINFO_TYPE;
1881         vector1 = info1 & 0xff;
1882         if (type1 == VM_INTINFO_HWEXCEPTION && vector1 == IDT_DF) {
1883                 VCPU_CTR2(vm, vcpuid, "triple fault: info1(%#lx), info2(%#lx)",
1884                     info1, info2);
1885                 vm_suspend(vm, VM_SUSPEND_TRIPLEFAULT);
1886                 *retinfo = 0;
1887                 return (0);
1888         }
1889
1890         /*
1891          * Table 6-5 "Conditions for Generating a Double Fault", Intel SDM, Vol3
1892          */
1893         exc1 = exception_class(info1);
1894         exc2 = exception_class(info2);
1895         if ((exc1 == EXC_CONTRIBUTORY && exc2 == EXC_CONTRIBUTORY) ||
1896             (exc1 == EXC_PAGEFAULT && exc2 != EXC_BENIGN)) {
1897                 /* Convert nested fault into a double fault. */
1898                 *retinfo = IDT_DF;
1899                 *retinfo |= VM_INTINFO_VALID | VM_INTINFO_HWEXCEPTION;
1900                 *retinfo |= VM_INTINFO_DEL_ERRCODE;
1901         } else {
1902                 /* Handle exceptions serially */
1903                 *retinfo = info2;
1904         }
1905         return (1);
1906 }
1907
1908 static uint64_t
1909 vcpu_exception_intinfo(struct vcpu *vcpu)
1910 {
1911         uint64_t info = 0;
1912
1913         if (vcpu->exception_pending) {
1914                 info = vcpu->exc_vector & 0xff;
1915                 info |= VM_INTINFO_VALID | VM_INTINFO_HWEXCEPTION;
1916                 if (vcpu->exc_errcode_valid) {
1917                         info |= VM_INTINFO_DEL_ERRCODE;
1918                         info |= (uint64_t)vcpu->exc_errcode << 32;
1919                 }
1920         }
1921         return (info);
1922 }
1923
1924 int
1925 vm_entry_intinfo(struct vm *vm, int vcpuid, uint64_t *retinfo)
1926 {
1927         struct vcpu *vcpu;
1928         uint64_t info1, info2;
1929         int valid;
1930
1931         KASSERT(vcpuid >= 0 && vcpuid < VM_MAXCPU, ("invalid vcpu %d", vcpuid));
1932
1933         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
1934
1935         info1 = vcpu->exitintinfo;
1936         vcpu->exitintinfo = 0;
1937
1938         info2 = 0;
1939         if (vcpu->exception_pending) {
1940                 info2 = vcpu_exception_intinfo(vcpu);
1941                 vcpu->exception_pending = 0;
1942                 VCPU_CTR2(vm, vcpuid, "Exception %d delivered: %#lx",
1943                     vcpu->exc_vector, info2);
1944         }
1945
1946         if ((info1 & VM_INTINFO_VALID) && (info2 & VM_INTINFO_VALID)) {
1947                 valid = nested_fault(vm, vcpuid, info1, info2, retinfo);
1948         } else if (info1 & VM_INTINFO_VALID) {
1949                 *retinfo = info1;
1950                 valid = 1;
1951         } else if (info2 & VM_INTINFO_VALID) {
1952                 *retinfo = info2;
1953                 valid = 1;
1954         } else {
1955                 valid = 0;
1956         }
1957
1958         if (valid) {
1959                 VCPU_CTR4(vm, vcpuid, "%s: info1(%#lx), info2(%#lx), "
1960                     "retinfo(%#lx)", __func__, info1, info2, *retinfo);
1961         }
1962
1963         return (valid);
1964 }
1965
1966 int
1967 vm_get_intinfo(struct vm *vm, int vcpuid, uint64_t *info1, uint64_t *info2)
1968 {
1969         struct vcpu *vcpu;
1970
1971         if (vcpuid < 0 || vcpuid >= VM_MAXCPU)
1972                 return (EINVAL);
1973
1974         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
1975         *info1 = vcpu->exitintinfo;
1976         *info2 = vcpu_exception_intinfo(vcpu);
1977         return (0);
1978 }
1979
1980 int
1981 vm_inject_exception(struct vm *vm, int vcpuid, int vector, int errcode_valid,
1982     uint32_t errcode, int restart_instruction)
1983 {
1984         struct vcpu *vcpu;
1985         uint64_t regval;
1986         int error;
1987
1988         if (vcpuid < 0 || vcpuid >= VM_MAXCPU)
1989                 return (EINVAL);
1990
1991         if (vector < 0 || vector >= 32)
1992                 return (EINVAL);
1993
1994         /*
1995          * A double fault exception should never be injected directly into
1996          * the guest. It is a derived exception that results from specific
1997          * combinations of nested faults.
1998          */
1999         if (vector == IDT_DF)
2000                 return (EINVAL);
2001
2002         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
2003
2004         if (vcpu->exception_pending) {
2005                 VCPU_CTR2(vm, vcpuid, "Unable to inject exception %d due to "
2006                     "pending exception %d", vector, vcpu->exc_vector);
2007                 return (EBUSY);
2008         }
2009
2010         if (errcode_valid) {
2011                 /*
2012                  * Exceptions don't deliver an error code in real mode.
2013                  */
2014                 error = vm_get_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_CR0, &regval);
2015                 KASSERT(!error, ("%s: error %d getting CR0", __func__, error));
2016                 if (!(regval & CR0_PE))
2017                         errcode_valid = 0;
2018         }
2019
2020         /*
2021          * From section 26.6.1 "Interruptibility State" in Intel SDM:
2022          *
2023          * Event blocking by "STI" or "MOV SS" is cleared after guest executes
2024          * one instruction or incurs an exception.
2025          */
2026         error = vm_set_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_INTR_SHADOW, 0);
2027         KASSERT(error == 0, ("%s: error %d clearing interrupt shadow",
2028             __func__, error));
2029
2030         if (restart_instruction)
2031                 vm_restart_instruction(vm, vcpuid);
2032
2033         vcpu->exception_pending = 1;
2034         vcpu->exc_vector = vector;
2035         vcpu->exc_errcode = errcode;
2036         vcpu->exc_errcode_valid = errcode_valid;
2037         VCPU_CTR1(vm, vcpuid, "Exception %d pending", vector);
2038         return (0);
2039 }
2040
2041 void
2042 vm_inject_fault(void *vmarg, int vcpuid, int vector, int errcode_valid,
2043     int errcode)
2044 {
2045         struct vm *vm;
2046         int error, restart_instruction;
2047
2048         vm = vmarg;
2049         restart_instruction = 1;
2050
2051         error = vm_inject_exception(vm, vcpuid, vector, errcode_valid,
2052             errcode, restart_instruction);
2053         KASSERT(error == 0, ("vm_inject_exception error %d", error));
2054 }
2055
2056 void
2057 vm_inject_pf(void *vmarg, int vcpuid, int error_code, uint64_t cr2)
2058 {
2059         struct vm *vm;
2060         int error;
2061
2062         vm = vmarg;
2063         VCPU_CTR2(vm, vcpuid, "Injecting page fault: error_code %#x, cr2 %#lx",
2064             error_code, cr2);
2065
2066         error = vm_set_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_CR2, cr2);
2067         KASSERT(error == 0, ("vm_set_register(cr2) error %d", error));
2068
2069         vm_inject_fault(vm, vcpuid, IDT_PF, 1, error_code);
2070 }
2071
2072 static VMM_STAT(VCPU_NMI_COUNT, "number of NMIs delivered to vcpu");
2073
2074 int
2075 vm_inject_nmi(struct vm *vm, int vcpuid)
2076 {
2077         struct vcpu *vcpu;
2078
2079         if (vcpuid < 0 || vcpuid >= VM_MAXCPU)
2080                 return (EINVAL);
2081
2082         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
2083
2084         vcpu->nmi_pending = 1;
2085         vcpu_notify_event(vm, vcpuid, false);
2086         return (0);
2087 }
2088
2089 int
2090 vm_nmi_pending(struct vm *vm, int vcpuid)
2091 {
2092         struct vcpu *vcpu;
2093
2094         if (vcpuid < 0 || vcpuid >= VM_MAXCPU)
2095                 panic("vm_nmi_pending: invalid vcpuid %d", vcpuid);
2096
2097         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
2098
2099         return (vcpu->nmi_pending);
2100 }
2101
2102 void
2103 vm_nmi_clear(struct vm *vm, int vcpuid)
2104 {
2105         struct vcpu *vcpu;
2106
2107         if (vcpuid < 0 || vcpuid >= VM_MAXCPU)
2108                 panic("vm_nmi_pending: invalid vcpuid %d", vcpuid);
2109
2110         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
2111
2112         if (vcpu->nmi_pending == 0)
2113                 panic("vm_nmi_clear: inconsistent nmi_pending state");
2114
2115         vcpu->nmi_pending = 0;
2116         vmm_stat_incr(vm, vcpuid, VCPU_NMI_COUNT, 1);
2117 }
2118
2119 static VMM_STAT(VCPU_EXTINT_COUNT, "number of ExtINTs delivered to vcpu");
2120
2121 int
2122 vm_inject_extint(struct vm *vm, int vcpuid)
2123 {
2124         struct vcpu *vcpu;
2125
2126         if (vcpuid < 0 || vcpuid >= VM_MAXCPU)
2127                 return (EINVAL);
2128
2129         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
2130
2131         vcpu->extint_pending = 1;
2132         vcpu_notify_event(vm, vcpuid, false);
2133         return (0);
2134 }
2135
2136 int
2137 vm_extint_pending(struct vm *vm, int vcpuid)
2138 {
2139         struct vcpu *vcpu;
2140
2141         if (vcpuid < 0 || vcpuid >= VM_MAXCPU)
2142                 panic("vm_extint_pending: invalid vcpuid %d", vcpuid);
2143
2144         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
2145
2146         return (vcpu->extint_pending);
2147 }
2148
2149 void
2150 vm_extint_clear(struct vm *vm, int vcpuid)
2151 {
2152         struct vcpu *vcpu;
2153
2154         if (vcpuid < 0 || vcpuid >= VM_MAXCPU)
2155                 panic("vm_extint_pending: invalid vcpuid %d", vcpuid);
2156
2157         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
2158
2159         if (vcpu->extint_pending == 0)
2160                 panic("vm_extint_clear: inconsistent extint_pending state");
2161
2162         vcpu->extint_pending = 0;
2163         vmm_stat_incr(vm, vcpuid, VCPU_EXTINT_COUNT, 1);
2164 }
2165
2166 int
2167 vm_get_capability(struct vm *vm, int vcpu, int type, int *retval)
2168 {
2169         if (vcpu < 0 || vcpu >= VM_MAXCPU)
2170                 return (EINVAL);
2171
2172         if (type < 0 || type >= VM_CAP_MAX)
2173                 return (EINVAL);
2174
2175         return (VMGETCAP(vm->cookie, vcpu, type, retval));
2176 }
2177
2178 int
2179 vm_set_capability(struct vm *vm, int vcpu, int type, int val)
2180 {
2181         if (vcpu < 0 || vcpu >= VM_MAXCPU)
2182                 return (EINVAL);
2183
2184         if (type < 0 || type >= VM_CAP_MAX)
2185                 return (EINVAL);
2186
2187         return (VMSETCAP(vm->cookie, vcpu, type, val));
2188 }
2189
2190 struct vlapic *
2191 vm_lapic(struct vm *vm, int cpu)
2192 {
2193         return (vm->vcpu[cpu].vlapic);
2194 }
2195
2196 struct vioapic *
2197 vm_ioapic(struct vm *vm)
2198 {
2199
2200         return (vm->vioapic);
2201 }
2202
2203 struct vhpet *
2204 vm_hpet(struct vm *vm)
2205 {
2206
2207         return (vm->vhpet);
2208 }
2209
2210 boolean_t
2211 vmm_is_pptdev(int bus, int slot, int func)
2212 {
2213         int found, i, n;
2214         int b, s, f;
2215         char *val, *cp, *cp2;
2216
2217         /*
2218          * XXX
2219          * The length of an environment variable is limited to 128 bytes which
2220          * puts an upper limit on the number of passthru devices that may be
2221          * specified using a single environment variable.
2222          *
2223          * Work around this by scanning multiple environment variable
2224          * names instead of a single one - yuck!
2225          */
2226         const char *names[] = { "pptdevs", "pptdevs2", "pptdevs3", NULL };
2227
2228         /* set pptdevs="1/2/3 4/5/6 7/8/9 10/11/12" */
2229         found = 0;
2230         for (i = 0; names[i] != NULL && !found; i++) {
2231                 cp = val = kern_getenv(names[i]);
2232                 while (cp != NULL && *cp != '\0') {
2233                         if ((cp2 = strchr(cp, ' ')) != NULL)
2234                                 *cp2 = '\0';
2235
2236                         n = sscanf(cp, "%d/%d/%d", &b, &s, &f);
2237                         if (n == 3 && bus == b && slot == s && func == f) {
2238                                 found = 1;
2239                                 break;
2240                         }
2241
2242                         if (cp2 != NULL)
2243                                 *cp2++ = ' ';
2244
2245                         cp = cp2;
2246                 }
2247                 freeenv(val);
2248         }
2249         return (found);
2250 }
2251
2252 void *
2253 vm_iommu_domain(struct vm *vm)
2254 {
2255
2256         return (vm->iommu);
2257 }
2258
2259 int
2260 vcpu_set_state(struct vm *vm, int vcpuid, enum vcpu_state newstate,
2261     bool from_idle)
2262 {
2263         int error;
2264         struct vcpu *vcpu;
2265
2266         if (vcpuid < 0 || vcpuid >= VM_MAXCPU)
2267                 panic("vm_set_run_state: invalid vcpuid %d", vcpuid);
2268
2269         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
2270
2271         vcpu_lock(vcpu);
2272         error = vcpu_set_state_locked(vm, vcpuid, newstate, from_idle);
2273         vcpu_unlock(vcpu);
2274
2275         return (error);
2276 }
2277
2278 enum vcpu_state
2279 vcpu_get_state(struct vm *vm, int vcpuid, int *hostcpu)
2280 {
2281         struct vcpu *vcpu;
2282         enum vcpu_state state;
2283
2284         if (vcpuid < 0 || vcpuid >= VM_MAXCPU)
2285                 panic("vm_get_run_state: invalid vcpuid %d", vcpuid);
2286
2287         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
2288
2289         vcpu_lock(vcpu);
2290         state = vcpu->state;
2291         if (hostcpu != NULL)
2292                 *hostcpu = vcpu->hostcpu;
2293         vcpu_unlock(vcpu);
2294
2295         return (state);
2296 }
2297
2298 int
2299 vm_activate_cpu(struct vm *vm, int vcpuid)
2300 {
2301
2302         if (vcpuid < 0 || vcpuid >= VM_MAXCPU)
2303                 return (EINVAL);
2304
2305         if (CPU_ISSET(vcpuid, &vm->active_cpus))
2306                 return (EBUSY);
2307
2308         VCPU_CTR0(vm, vcpuid, "activated");
2309         CPU_SET_ATOMIC(vcpuid, &vm->active_cpus);
2310         return (0);
2311 }
2312
2313 cpuset_t
2314 vm_active_cpus(struct vm *vm)
2315 {
2316
2317         return (vm->active_cpus);
2318 }
2319
2320 cpuset_t
2321 vm_suspended_cpus(struct vm *vm)
2322 {
2323
2324         return (vm->suspended_cpus);
2325 }
2326
2327 void *
2328 vcpu_stats(struct vm *vm, int vcpuid)
2329 {
2330
2331         return (vm->vcpu[vcpuid].stats);
2332 }
2333
2334 int
2335 vm_get_x2apic_state(struct vm *vm, int vcpuid, enum x2apic_state *state)
2336 {
2337         if (vcpuid < 0 || vcpuid >= VM_MAXCPU)
2338                 return (EINVAL);
2339
2340         *state = vm->vcpu[vcpuid].x2apic_state;
2341
2342         return (0);
2343 }
2344
2345 int
2346 vm_set_x2apic_state(struct vm *vm, int vcpuid, enum x2apic_state state)
2347 {
2348         if (vcpuid < 0 || vcpuid >= VM_MAXCPU)
2349                 return (EINVAL);
2350
2351         if (state >= X2APIC_STATE_LAST)
2352                 return (EINVAL);
2353
2354         vm->vcpu[vcpuid].x2apic_state = state;
2355
2356         vlapic_set_x2apic_state(vm, vcpuid, state);
2357
2358         return (0);
2359 }
2360
2361 /*
2362  * This function is called to ensure that a vcpu "sees" a pending event
2363  * as soon as possible:
2364  * - If the vcpu thread is sleeping then it is woken up.
2365  * - If the vcpu is running on a different host_cpu then an IPI will be directed
2366  *   to the host_cpu to cause the vcpu to trap into the hypervisor.
2367  */
2368 static void
2369 vcpu_notify_event_locked(struct vcpu *vcpu, bool lapic_intr)
2370 {
2371         int hostcpu;
2372
2373         hostcpu = vcpu->hostcpu;
2374         if (vcpu->state == VCPU_RUNNING) {
2375                 KASSERT(hostcpu != NOCPU, ("vcpu running on invalid hostcpu"));
2376                 if (hostcpu != curcpu) {
2377                         if (lapic_intr) {
2378                                 vlapic_post_intr(vcpu->vlapic, hostcpu,
2379                                     vmm_ipinum);
2380                         } else {
2381                                 ipi_cpu(hostcpu, vmm_ipinum);
2382                         }
2383                 } else {
2384                         /*
2385                          * If the 'vcpu' is running on 'curcpu' then it must
2386                          * be sending a notification to itself (e.g. SELF_IPI).
2387                          * The pending event will be picked up when the vcpu
2388                          * transitions back to guest context.
2389                          */
2390                 }
2391         } else {
2392                 KASSERT(hostcpu == NOCPU, ("vcpu state %d not consistent "
2393                     "with hostcpu %d", vcpu->state, hostcpu));
2394                 if (vcpu->state == VCPU_SLEEPING)
2395                         wakeup_one(vcpu);
2396         }
2397 }
2398
2399 void
2400 vcpu_notify_event(struct vm *vm, int vcpuid, bool lapic_intr)
2401 {
2402         struct vcpu *vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
2403
2404         vcpu_lock(vcpu);
2405         vcpu_notify_event_locked(vcpu, lapic_intr);
2406         vcpu_unlock(vcpu);
2407 }
2408
2409 struct vmspace *
2410 vm_get_vmspace(struct vm *vm)
2411 {
2412
2413         return (vm->vmspace);
2414 }
2415
2416 int
2417 vm_apicid2vcpuid(struct vm *vm, int apicid)
2418 {
2419         /*
2420          * XXX apic id is assumed to be numerically identical to vcpu id
2421          */
2422         return (apicid);
2423 }
2424
2425 void
2426 vm_smp_rendezvous(struct vm *vm, int vcpuid, cpuset_t dest,
2427     vm_rendezvous_func_t func, void *arg)
2428 {
2429         int i;
2430
2431         /*
2432          * Enforce that this function is called without any locks
2433          */
2434         WITNESS_WARN(WARN_PANIC, NULL, "vm_smp_rendezvous");
2435         KASSERT(vcpuid == -1 || (vcpuid >= 0 && vcpuid < VM_MAXCPU),
2436             ("vm_smp_rendezvous: invalid vcpuid %d", vcpuid));
2437
2438 restart:
2439         mtx_lock(&vm->rendezvous_mtx);
2440         if (vm->rendezvous_func != NULL) {
2441                 /*
2442                  * If a rendezvous is already in progress then we need to
2443                  * call the rendezvous handler in case this 'vcpuid' is one
2444                  * of the targets of the rendezvous.
2445                  */
2446                 RENDEZVOUS_CTR0(vm, vcpuid, "Rendezvous already in progress");
2447                 mtx_unlock(&vm->rendezvous_mtx);
2448                 vm_handle_rendezvous(vm, vcpuid);
2449                 goto restart;
2450         }
2451         KASSERT(vm->rendezvous_func == NULL, ("vm_smp_rendezvous: previous "
2452             "rendezvous is still in progress"));
2453
2454         RENDEZVOUS_CTR0(vm, vcpuid, "Initiating rendezvous");
2455         vm->rendezvous_req_cpus = dest;
2456         CPU_ZERO(&vm->rendezvous_done_cpus);
2457         vm->rendezvous_arg = arg;
2458         vm_set_rendezvous_func(vm, func);
2459         mtx_unlock(&vm->rendezvous_mtx);
2460
2461         /*
2462          * Wake up any sleeping vcpus and trigger a VM-exit in any running
2463          * vcpus so they handle the rendezvous as soon as possible.
2464          */
2465         for (i = 0; i < VM_MAXCPU; i++) {
2466                 if (CPU_ISSET(i, &dest))
2467                         vcpu_notify_event(vm, i, false);
2468         }
2469
2470         vm_handle_rendezvous(vm, vcpuid);
2471 }
2472
2473 struct vatpic *
2474 vm_atpic(struct vm *vm)
2475 {
2476         return (vm->vatpic);
2477 }
2478
2479 struct vatpit *
2480 vm_atpit(struct vm *vm)
2481 {
2482         return (vm->vatpit);
2483 }
2484
2485 struct vpmtmr *
2486 vm_pmtmr(struct vm *vm)
2487 {
2488
2489         return (vm->vpmtmr);
2490 }
2491
2492 struct vrtc *
2493 vm_rtc(struct vm *vm)
2494 {
2495
2496         return (vm->vrtc);
2497 }
2498
2499 enum vm_reg_name
2500 vm_segment_name(int seg)
2501 {
2502         static enum vm_reg_name seg_names[] = {
2503                 VM_REG_GUEST_ES,
2504                 VM_REG_GUEST_CS,
2505                 VM_REG_GUEST_SS,
2506                 VM_REG_GUEST_DS,
2507                 VM_REG_GUEST_FS,
2508                 VM_REG_GUEST_GS
2509         };
2510
2511         KASSERT(seg >= 0 && seg < nitems(seg_names),
2512             ("%s: invalid segment encoding %d", __func__, seg));
2513         return (seg_names[seg]);
2514 }
2515
2516 void
2517 vm_copy_teardown(struct vm *vm, int vcpuid, struct vm_copyinfo *copyinfo,
2518     int num_copyinfo)
2519 {
2520         int idx;
2521
2522         for (idx = 0; idx < num_copyinfo; idx++) {
2523                 if (copyinfo[idx].cookie != NULL)
2524                         vm_gpa_release(copyinfo[idx].cookie);
2525         }
2526         bzero(copyinfo, num_copyinfo * sizeof(struct vm_copyinfo));
2527 }
2528
2529 int
2530 vm_copy_setup(struct vm *vm, int vcpuid, struct vm_guest_paging *paging,
2531     uint64_t gla, size_t len, int prot, struct vm_copyinfo *copyinfo,
2532     int num_copyinfo, int *fault)
2533 {
2534         int error, idx, nused;
2535         size_t n, off, remaining;
2536         void *hva, *cookie;
2537         uint64_t gpa;
2538
2539         bzero(copyinfo, sizeof(struct vm_copyinfo) * num_copyinfo);
2540
2541         nused = 0;
2542         remaining = len;
2543         while (remaining > 0) {
2544                 KASSERT(nused < num_copyinfo, ("insufficient vm_copyinfo"));
2545                 error = vm_gla2gpa(vm, vcpuid, paging, gla, prot, &gpa, fault);
2546                 if (error || *fault)
2547                         return (error);
2548                 off = gpa & PAGE_MASK;
2549                 n = min(remaining, PAGE_SIZE - off);
2550                 copyinfo[nused].gpa = gpa;
2551                 copyinfo[nused].len = n;
2552                 remaining -= n;
2553                 gla += n;
2554                 nused++;
2555         }
2556
2557         for (idx = 0; idx < nused; idx++) {
2558                 hva = vm_gpa_hold(vm, vcpuid, copyinfo[idx].gpa,
2559                     copyinfo[idx].len, prot, &cookie);
2560                 if (hva == NULL)
2561                         break;
2562                 copyinfo[idx].hva = hva;
2563                 copyinfo[idx].cookie = cookie;
2564         }
2565
2566         if (idx != nused) {
2567                 vm_copy_teardown(vm, vcpuid, copyinfo, num_copyinfo);
2568                 return (EFAULT);
2569         } else {
2570                 *fault = 0;
2571                 return (0);
2572         }
2573 }
2574
2575 void
2576 vm_copyin(struct vm *vm, int vcpuid, struct vm_copyinfo *copyinfo, void *kaddr,
2577     size_t len)
2578 {
2579         char *dst;
2580         int idx;
2581
2582         dst = kaddr;
2583         idx = 0;
2584         while (len > 0) {
2585                 bcopy(copyinfo[idx].hva, dst, copyinfo[idx].len);
2586                 len -= copyinfo[idx].len;
2587                 dst += copyinfo[idx].len;
2588                 idx++;
2589         }
2590 }
2591
2592 void
2593 vm_copyout(struct vm *vm, int vcpuid, const void *kaddr,
2594     struct vm_copyinfo *copyinfo, size_t len)
2595 {
2596         const char *src;
2597         int idx;
2598
2599         src = kaddr;
2600         idx = 0;
2601         while (len > 0) {
2602                 bcopy(src, copyinfo[idx].hva, copyinfo[idx].len);
2603                 len -= copyinfo[idx].len;
2604                 src += copyinfo[idx].len;
2605                 idx++;
2606         }
2607 }
2608
2609 /*
2610  * Return the amount of in-use and wired memory for the VM. Since
2611  * these are global stats, only return the values with for vCPU 0
2612  */
2613 VMM_STAT_DECLARE(VMM_MEM_RESIDENT);
2614 VMM_STAT_DECLARE(VMM_MEM_WIRED);
2615
2616 static void
2617 vm_get_rescnt(struct vm *vm, int vcpu, struct vmm_stat_type *stat)
2618 {
2619
2620         if (vcpu == 0) {
2621                 vmm_stat_set(vm, vcpu, VMM_MEM_RESIDENT,
2622                     PAGE_SIZE * vmspace_resident_count(vm->vmspace));
2623         }
2624 }
2625
2626 static void
2627 vm_get_wiredcnt(struct vm *vm, int vcpu, struct vmm_stat_type *stat)
2628 {
2629
2630         if (vcpu == 0) {
2631                 vmm_stat_set(vm, vcpu, VMM_MEM_WIRED,
2632                     PAGE_SIZE * pmap_wired_count(vmspace_pmap(vm->vmspace)));
2633         }
2634 }
2635
2636 VMM_STAT_FUNC(VMM_MEM_RESIDENT, "Resident memory", vm_get_rescnt);
2637 VMM_STAT_FUNC(VMM_MEM_WIRED, "Wired memory", vm_get_wiredcnt);