sys/amd64/vmm/vmm.c

   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 #include <sys/cdefs.h>
  32 __FBSDID("$FreeBSD$");
  33
  34 #include <sys/param.h>
  35 #include <sys/systm.h>
  36 #include <sys/kernel.h>
  37 #include <sys/module.h>
  38 #include <sys/sysctl.h>
  39 #include <sys/malloc.h>
  40 #include <sys/pcpu.h>
  41 #include <sys/lock.h>
  42 #include <sys/mutex.h>
  43 #include <sys/proc.h>
  44 #include <sys/rwlock.h>
  45 #include <sys/sched.h>
  46 #include <sys/smp.h>
  47 #include <sys/systm.h>
  48
  49 #include <vm/vm.h>
  50 #include <vm/vm_object.h>
  51 #include <vm/vm_page.h>
  52 #include <vm/pmap.h>
  53 #include <vm/vm_map.h>
  54 #include <vm/vm_extern.h>
  55 #include <vm/vm_param.h>
  56
  57 #include <machine/cpu.h>
  58 #include <machine/pcb.h>
  59 #include <machine/smp.h>
  60 #include <machine/md_var.h>
  61 #include <x86/psl.h>
  62 #include <x86/apicreg.h>
  63
  64 #include <machine/vmm.h>
  65 #include <machine/vmm_dev.h>
  66 #include <machine/vmm_instruction_emul.h>
  67
  68 #include "vmm_ioport.h"
  69 #include "vmm_ktr.h"
  70 #include "vmm_host.h"
  71 #include "vmm_mem.h"
  72 #include "vmm_util.h"
  73 #include "vatpic.h"
  74 #include "vatpit.h"
  75 #include "vhpet.h"
  76 #include "vioapic.h"
  77 #include "vlapic.h"
  78 #include "vpmtmr.h"
  79 #include "vrtc.h"
  80 #include "vmm_stat.h"
  81 #include "vmm_lapic.h"
  82
  83 #include "io/ppt.h"
  84 #include "io/iommu.h"
  85
  86 struct vlapic;
  87
  88 /*
  89  * Initialization:
  90  * (a) allocated when vcpu is created
  91  * (i) initialized when vcpu is created and when it is reinitialized
  92  * (o) initialized the first time the vcpu is created
  93  * (x) initialized before use
  94  */
  95 struct vcpu {
  96         struct mtx      mtx;            /* (o) protects 'state' and 'hostcpu' */
  97         enum vcpu_state state;          /* (o) vcpu state */
  98         int             hostcpu;        /* (o) vcpu's host cpu */
  99         int             reqidle;        /* (i) request vcpu to idle */
 100         struct vlapic   *vlapic;        /* (i) APIC device model */
 101         enum x2apic_state x2apic_state; /* (i) APIC mode */
 102         uint64_t        exitintinfo;    /* (i) events pending at VM exit */
 103         int             nmi_pending;    /* (i) NMI pending */
 104         int             extint_pending; /* (i) INTR pending */
 105         int     exception_pending;      /* (i) exception pending */
 106         int     exc_vector;             /* (x) exception collateral */
 107         int     exc_errcode_valid;
 108         uint32_t exc_errcode;
 109         struct savefpu  *guestfpu;      /* (a,i) guest fpu state */
 110         uint64_t        guest_xcr0;     /* (i) guest %xcr0 register */
 111         void            *stats;         /* (a,i) statistics */
 112         struct vm_exit  exitinfo;       /* (x) exit reason and collateral */
 113         uint64_t        nextrip;        /* (x) next instruction to execute */
 114 };
 115
 116 #define vcpu_lock_initialized(v) mtx_initialized(&((v)->mtx))
 117 #define vcpu_lock_init(v)       mtx_init(&((v)->mtx), "vcpu lock", 0, MTX_SPIN)
 118 #define vcpu_lock(v)            mtx_lock_spin(&((v)->mtx))
 119 #define vcpu_unlock(v)          mtx_unlock_spin(&((v)->mtx))
 120 #define vcpu_assert_locked(v)   mtx_assert(&((v)->mtx), MA_OWNED)
 121
 122 struct mem_seg {
 123         size_t  len;
 124         bool    sysmem;
 125         struct vm_object *object;
 126 };
 127 #define VM_MAX_MEMSEGS  3
 128
 129 struct mem_map {
 130         vm_paddr_t      gpa;
 131         size_t          len;
 132         vm_ooffset_t    segoff;
 133         int             segid;
 134         int             prot;
 135         int             flags;
 136 };
 137 #define VM_MAX_MEMMAPS  4
 138
 139 /*
 140  * Initialization:
 141  * (o) initialized the first time the VM is created
 142  * (i) initialized when VM is created and when it is reinitialized
 143  * (x) initialized before use
 144  */
 145 struct vm {
 146         void            *cookie;                /* (i) cpu-specific data */
 147         void            *iommu;                 /* (x) iommu-specific data */
 148         struct vhpet    *vhpet;                 /* (i) virtual HPET */
 149         struct vioapic  *vioapic;               /* (i) virtual ioapic */
 150         struct vatpic   *vatpic;                /* (i) virtual atpic */
 151         struct vatpit   *vatpit;                /* (i) virtual atpit */
 152         struct vpmtmr   *vpmtmr;                /* (i) virtual ACPI PM timer */
 153         struct vrtc     *vrtc;                  /* (o) virtual RTC */
 154         volatile cpuset_t active_cpus;          /* (i) active vcpus */
 155         volatile cpuset_t debug_cpus;           /* (i) vcpus stopped for debug */
 156         int             suspend;                /* (i) stop VM execution */
 157         volatile cpuset_t suspended_cpus;       /* (i) suspended vcpus */
 158         volatile cpuset_t halted_cpus;          /* (x) cpus in a hard halt */
 159         cpuset_t        rendezvous_req_cpus;    /* (x) rendezvous requested */
 160         cpuset_t        rendezvous_done_cpus;   /* (x) rendezvous finished */
 161         void            *rendezvous_arg;        /* (x) rendezvous func/arg */
 162         vm_rendezvous_func_t rendezvous_func;
 163         struct mtx      rendezvous_mtx;         /* (o) rendezvous lock */
 164         struct mem_map  mem_maps[VM_MAX_MEMMAPS]; /* (i) guest address space */
 165         struct mem_seg  mem_segs[VM_MAX_MEMSEGS]; /* (o) guest memory regions */
 166         struct vmspace  *vmspace;               /* (o) guest's address space */
 167         char            name[VM_MAX_NAMELEN];   /* (o) virtual machine name */
 168         struct vcpu     vcpu[VM_MAXCPU];        /* (i) guest vcpus */
 169         /* The following describe the vm cpu topology */
 170         uint16_t        sockets;                /* (o) num of sockets */
 171         uint16_t        cores;                  /* (o) num of cores/socket */
 172         uint16_t        threads;                /* (o) num of threads/core */
 173         uint16_t        maxcpus;                /* (o) max pluggable cpus */
 174 };
 175
 176 static int vmm_initialized;
 177
 178 static struct vmm_ops *ops;
 179 #define VMM_INIT(num)   (ops != NULL ? (*ops->init)(num) : 0)
 180 #define VMM_CLEANUP()   (ops != NULL ? (*ops->cleanup)() : 0)
 181 #define VMM_RESUME()    (ops != NULL ? (*ops->resume)() : 0)
 182
 183 #define VMINIT(vm, pmap) (ops != NULL ? (*ops->vminit)(vm, pmap): NULL)
 184 #define VMRUN(vmi, vcpu, rip, pmap, evinfo) \
 185         (ops != NULL ? (*ops->vmrun)(vmi, vcpu, rip, pmap, evinfo) : ENXIO)
 186 #define VMCLEANUP(vmi)  (ops != NULL ? (*ops->vmcleanup)(vmi) : NULL)
 187 #define VMSPACE_ALLOC(min, max) \
 188         (ops != NULL ? (*ops->vmspace_alloc)(min, max) : NULL)
 189 #define VMSPACE_FREE(vmspace) \
 190         (ops != NULL ? (*ops->vmspace_free)(vmspace) : ENXIO)
 191 #define VMGETREG(vmi, vcpu, num, retval)                \
 192         (ops != NULL ? (*ops->vmgetreg)(vmi, vcpu, num, retval) : ENXIO)
 193 #define VMSETREG(vmi, vcpu, num, val)           \
 194         (ops != NULL ? (*ops->vmsetreg)(vmi, vcpu, num, val) : ENXIO)
 195 #define VMGETDESC(vmi, vcpu, num, desc)         \
 196         (ops != NULL ? (*ops->vmgetdesc)(vmi, vcpu, num, desc) : ENXIO)
 197 #define VMSETDESC(vmi, vcpu, num, desc)         \
 198         (ops != NULL ? (*ops->vmsetdesc)(vmi, vcpu, num, desc) : ENXIO)
 199 #define VMGETCAP(vmi, vcpu, num, retval)        \
 200         (ops != NULL ? (*ops->vmgetcap)(vmi, vcpu, num, retval) : ENXIO)
 201 #define VMSETCAP(vmi, vcpu, num, val)           \
 202         (ops != NULL ? (*ops->vmsetcap)(vmi, vcpu, num, val) : ENXIO)
 203 #define VLAPIC_INIT(vmi, vcpu)                  \
 204         (ops != NULL ? (*ops->vlapic_init)(vmi, vcpu) : NULL)
 205 #define VLAPIC_CLEANUP(vmi, vlapic)             \
 206         (ops != NULL ? (*ops->vlapic_cleanup)(vmi, vlapic) : NULL)
 207
 208 #define fpu_start_emulating()   load_cr0(rcr0() | CR0_TS)
 209 #define fpu_stop_emulating()    clts()
 210
 211 SDT_PROVIDER_DEFINE(vmm);
 212
 213 static MALLOC_DEFINE(M_VM, "vm", "vm");
 214
 215 /* statistics */
 216 static VMM_STAT(VCPU_TOTAL_RUNTIME, "vcpu total runtime");
 217
 218 SYSCTL_NODE(_hw, OID_AUTO, vmm, CTLFLAG_RW, NULL, NULL);
 219
 220 /*
 221  * Halt the guest if all vcpus are executing a HLT instruction with
 222  * interrupts disabled.
 223  */
 224 static int halt_detection_enabled = 1;
 225 SYSCTL_INT(_hw_vmm, OID_AUTO, halt_detection, CTLFLAG_RDTUN,
 226     &halt_detection_enabled, 0,
 227     "Halt VM if all vcpus execute HLT with interrupts disabled");
 228
 229 static int vmm_ipinum;
 230 SYSCTL_INT(_hw_vmm, OID_AUTO, ipinum, CTLFLAG_RD, &vmm_ipinum, 0,
 231     "IPI vector used for vcpu notifications");
 232
 233 static int trace_guest_exceptions;
 234 SYSCTL_INT(_hw_vmm, OID_AUTO, trace_guest_exceptions, CTLFLAG_RDTUN,
 235     &trace_guest_exceptions, 0,
 236     "Trap into hypervisor on all guest exceptions and reflect them back");
 237
 238 static void vm_free_memmap(struct vm *vm, int ident);
 239 static bool sysmem_mapping(struct vm *vm, struct mem_map *mm);
 240 static void vcpu_notify_event_locked(struct vcpu *vcpu, bool lapic_intr);
 241
 242 #ifdef KTR
 243 static const char *
 244 vcpu_state2str(enum vcpu_state state)
 245 {
 246
 247         switch (state) {
 248         case VCPU_IDLE:
 249                 return ("idle");
 250         case VCPU_FROZEN:
 251                 return ("frozen");
 252         case VCPU_RUNNING:
 253                 return ("running");
 254         case VCPU_SLEEPING:
 255                 return ("sleeping");
 256         default:
 257                 return ("unknown");
 258         }
 259 }
 260 #endif
 261
 262 static void
 263 vcpu_cleanup(struct vm *vm, int i, bool destroy)
 264 {
 265         struct vcpu *vcpu = &vm->vcpu[i];
 266
 267         VLAPIC_CLEANUP(vm->cookie, vcpu->vlapic);
 268         if (destroy) {
 269                 vmm_stat_free(vcpu->stats);
 270                 fpu_save_area_free(vcpu->guestfpu);
 271         }
 272 }
 273
 274 static void
 275 vcpu_init(struct vm *vm, int vcpu_id, bool create)
 276 {
 277         struct vcpu *vcpu;
 278
 279         KASSERT(vcpu_id >= 0 && vcpu_id < vm->maxcpus,
 280             ("vcpu_init: invalid vcpu %d", vcpu_id));
 281
 282         vcpu = &vm->vcpu[vcpu_id];
 283
 284         if (create) {
 285                 KASSERT(!vcpu_lock_initialized(vcpu), ("vcpu %d already "
 286                     "initialized", vcpu_id));
 287                 vcpu_lock_init(vcpu);
 288                 vcpu->state = VCPU_IDLE;
 289                 vcpu->hostcpu = NOCPU;
 290                 vcpu->guestfpu = fpu_save_area_alloc();
 291                 vcpu->stats = vmm_stat_alloc();
 292         }
 293
 294         vcpu->vlapic = VLAPIC_INIT(vm->cookie, vcpu_id);
 295         vm_set_x2apic_state(vm, vcpu_id, X2APIC_DISABLED);
 296         vcpu->reqidle = 0;
 297         vcpu->exitintinfo = 0;
 298         vcpu->nmi_pending = 0;
 299         vcpu->extint_pending = 0;
 300         vcpu->exception_pending = 0;
 301         vcpu->guest_xcr0 = XFEATURE_ENABLED_X87;
 302         fpu_save_area_reset(vcpu->guestfpu);
 303         vmm_stat_init(vcpu->stats);
 304 }
 305
 306 int
 307 vcpu_trace_exceptions(struct vm *vm, int vcpuid)
 308 {
 309
 310         return (trace_guest_exceptions);
 311 }
 312
 313 struct vm_exit *
 314 vm_exitinfo(struct vm *vm, int cpuid)
 315 {
 316         struct vcpu *vcpu;
 317
 318         if (cpuid < 0 || cpuid >= vm->maxcpus)
 319                 panic("vm_exitinfo: invalid cpuid %d", cpuid);
 320
 321         vcpu = &vm->vcpu[cpuid];
 322
 323         return (&vcpu->exitinfo);
 324 }
 325
 326 static void
 327 vmm_resume(void)
 328 {
 329         VMM_RESUME();
 330 }
 331
 332 static int
 333 vmm_init(void)
 334 {
 335         int error;
 336
 337         vmm_host_state_init();
 338
 339         vmm_ipinum = lapic_ipi_alloc(pti ? &IDTVEC(justreturn1_pti) :
 340             &IDTVEC(justreturn));
 341         if (vmm_ipinum < 0)
 342                 vmm_ipinum = IPI_AST;
 343
 344         error = vmm_mem_init();
 345         if (error)
 346                 return (error);
 347
 348         if (vmm_is_intel())
 349                 ops = &vmm_ops_intel;
 350         else if (vmm_is_svm())
 351                 ops = &vmm_ops_amd;
 352         else
 353                 return (ENXIO);
 354
 355         vmm_resume_p = vmm_resume;
 356
 357         return (VMM_INIT(vmm_ipinum));
 358 }
 359
 360 static int
 361 vmm_handler(module_t mod, int what, void *arg)
 362 {
 363         int error;
 364
 365         switch (what) {
 366         case MOD_LOAD:
 367                 vmmdev_init();
 368                 error = vmm_init();
 369                 if (error == 0)
 370                         vmm_initialized = 1;
 371                 break;
 372         case MOD_UNLOAD:
 373                 error = vmmdev_cleanup();
 374                 if (error == 0) {
 375                         vmm_resume_p = NULL;
 376                         iommu_cleanup();
 377                         if (vmm_ipinum != IPI_AST)
 378                                 lapic_ipi_free(vmm_ipinum);
 379                         error = VMM_CLEANUP();
 380                         /*
 381                          * Something bad happened - prevent new
 382                          * VMs from being created
 383                          */
 384                         if (error)
 385                                 vmm_initialized = 0;
 386                 }
 387                 break;
 388         default:
 389                 error = 0;
 390                 break;
 391         }
 392         return (error);
 393 }
 394
 395 static moduledata_t vmm_kmod = {
 396         "vmm",
 397         vmm_handler,
 398         NULL
 399 };
 400
 401 /*
 402  * vmm initialization has the following dependencies:
 403  *
 404  * - VT-x initialization requires smp_rendezvous() and therefore must happen
 405  *   after SMP is fully functional (after SI_SUB_SMP).
 406  */
 407 DECLARE_MODULE(vmm, vmm_kmod, SI_SUB_SMP + 1, SI_ORDER_ANY);
 408 MODULE_VERSION(vmm, 1);
 409
 410 static void
 411 vm_init(struct vm *vm, bool create)
 412 {
 413         int i;
 414
 415         vm->cookie = VMINIT(vm, vmspace_pmap(vm->vmspace));
 416         vm->iommu = NULL;
 417         vm->vioapic = vioapic_init(vm);
 418         vm->vhpet = vhpet_init(vm);
 419         vm->vatpic = vatpic_init(vm);
 420         vm->vatpit = vatpit_init(vm);
 421         vm->vpmtmr = vpmtmr_init(vm);
 422         if (create)
 423                 vm->vrtc = vrtc_init(vm);
 424
 425         CPU_ZERO(&vm->active_cpus);
 426         CPU_ZERO(&vm->debug_cpus);
 427
 428         vm->suspend = 0;
 429         CPU_ZERO(&vm->suspended_cpus);
 430
 431         for (i = 0; i < vm->maxcpus; i++)
 432                 vcpu_init(vm, i, create);
 433 }
 434
 435 /*
 436  * The default CPU topology is a single thread per package.
 437  */
 438 u_int cores_per_package = 1;
 439 u_int threads_per_core = 1;
 440
 441 int
 442 vm_create(const char *name, struct vm **retvm)
 443 {
 444         struct vm *vm;
 445         struct vmspace *vmspace;
 446
 447         /*
 448          * If vmm.ko could not be successfully initialized then don't attempt
 449          * to create the virtual machine.
 450          */
 451         if (!vmm_initialized)
 452                 return (ENXIO);
 453
 454         if (name == NULL || strlen(name) >= VM_MAX_NAMELEN)
 455                 return (EINVAL);
 456
 457         vmspace = VMSPACE_ALLOC(0, VM_MAXUSER_ADDRESS);
 458         if (vmspace == NULL)
 459                 return (ENOMEM);
 460
 461         vm = malloc(sizeof(struct vm), M_VM, M_WAITOK | M_ZERO);
 462         strcpy(vm->name, name);
 463         vm->vmspace = vmspace;
 464         mtx_init(&vm->rendezvous_mtx, "vm rendezvous lock", 0, MTX_DEF);
 465
 466         vm->sockets = 1;
 467         vm->cores = cores_per_package;  /* XXX backwards compatibility */
 468         vm->threads = threads_per_core; /* XXX backwards compatibility */
 469         vm->maxcpus = VM_MAXCPU;        /* XXX temp to keep code working */
 470
 471         vm_init(vm, true);
 472
 473         *retvm = vm;
 474         return (0);
 475 }
 476
 477 void
 478 vm_get_topology(struct vm *vm, uint16_t *sockets, uint16_t *cores,
 479     uint16_t *threads, uint16_t *maxcpus)
 480 {
 481         *sockets = vm->sockets;
 482         *cores = vm->cores;
 483         *threads = vm->threads;
 484         *maxcpus = vm->maxcpus;
 485 }
 486
 487 uint16_t
 488 vm_get_maxcpus(struct vm *vm)
 489 {
 490         return (vm->maxcpus);
 491 }
 492
 493 int
 494 vm_set_topology(struct vm *vm, uint16_t sockets, uint16_t cores,
 495     uint16_t threads, uint16_t maxcpus)
 496 {
 497         if (maxcpus != 0)
 498                 return (EINVAL);        /* XXX remove when supported */
 499         if ((sockets * cores * threads) > vm->maxcpus)
 500                 return (EINVAL);
 501         /* XXX need to check sockets * cores * threads == vCPU, how? */
 502         vm->sockets = sockets;
 503         vm->cores = cores;
 504         vm->threads = threads;
 505         vm->maxcpus = VM_MAXCPU;        /* XXX temp to keep code working */
 506         return(0);
 507 }
 508
 509 static void
 510 vm_cleanup(struct vm *vm, bool destroy)
 511 {
 512         struct mem_map *mm;
 513         int i;
 514
 515         ppt_unassign_all(vm);
 516
 517         if (vm->iommu != NULL)
 518                 iommu_destroy_domain(vm->iommu);
 519
 520         if (destroy)
 521                 vrtc_cleanup(vm->vrtc);
 522         else
 523                 vrtc_reset(vm->vrtc);
 524         vpmtmr_cleanup(vm->vpmtmr);
 525         vatpit_cleanup(vm->vatpit);
 526         vhpet_cleanup(vm->vhpet);
 527         vatpic_cleanup(vm->vatpic);
 528         vioapic_cleanup(vm->vioapic);
 529
 530         for (i = 0; i < vm->maxcpus; i++)
 531                 vcpu_cleanup(vm, i, destroy);
 532
 533         VMCLEANUP(vm->cookie);
 534
 535         /*
 536          * System memory is removed from the guest address space only when
 537          * the VM is destroyed. This is because the mapping remains the same
 538          * across VM reset.
 539          *
 540          * Device memory can be relocated by the guest (e.g. using PCI BARs)
 541          * so those mappings are removed on a VM reset.
 542          */
 543         for (i = 0; i < VM_MAX_MEMMAPS; i++) {
 544                 mm = &vm->mem_maps[i];
 545                 if (destroy || !sysmem_mapping(vm, mm))
 546                         vm_free_memmap(vm, i);
 547         }
 548
 549         if (destroy) {
 550                 for (i = 0; i < VM_MAX_MEMSEGS; i++)
 551                         vm_free_memseg(vm, i);
 552
 553                 VMSPACE_FREE(vm->vmspace);
 554                 vm->vmspace = NULL;
 555         }
 556 }
 557
 558 void
 559 vm_destroy(struct vm *vm)
 560 {
 561         vm_cleanup(vm, true);
 562         free(vm, M_VM);
 563 }
 564
 565 int
 566 vm_reinit(struct vm *vm)
 567 {
 568         int error;
 569
 570         /*
 571          * A virtual machine can be reset only if all vcpus are suspended.
 572          */
 573         if (CPU_CMP(&vm->suspended_cpus, &vm->active_cpus) == 0) {
 574                 vm_cleanup(vm, false);
 575                 vm_init(vm, false);
 576                 error = 0;
 577         } else {
 578                 error = EBUSY;
 579         }
 580
 581         return (error);
 582 }
 583
 584 const char *
 585 vm_name(struct vm *vm)
 586 {
 587         return (vm->name);
 588 }
 589
 590 int
 591 vm_map_mmio(struct vm *vm, vm_paddr_t gpa, size_t len, vm_paddr_t hpa)
 592 {
 593         vm_object_t obj;
 594
 595         if ((obj = vmm_mmio_alloc(vm->vmspace, gpa, len, hpa)) == NULL)
 596                 return (ENOMEM);
 597         else
 598                 return (0);
 599 }
 600
 601 int
 602 vm_unmap_mmio(struct vm *vm, vm_paddr_t gpa, size_t len)
 603 {
 604
 605         vmm_mmio_free(vm->vmspace, gpa, len);
 606         return (0);
 607 }
 608
 609 /*
 610  * Return 'true' if 'gpa' is allocated in the guest address space.
 611  *
 612  * This function is called in the context of a running vcpu which acts as
 613  * an implicit lock on 'vm->mem_maps[]'.
 614  */
 615 bool
 616 vm_mem_allocated(struct vm *vm, int vcpuid, vm_paddr_t gpa)
 617 {
 618         struct mem_map *mm;
 619         int i;
 620
 621 #ifdef INVARIANTS
 622         int hostcpu, state;
 623         state = vcpu_get_state(vm, vcpuid, &hostcpu);
 624         KASSERT(state == VCPU_RUNNING && hostcpu == curcpu,
 625             ("%s: invalid vcpu state %d/%d", __func__, state, hostcpu));
 626 #endif
 627
 628         for (i = 0; i < VM_MAX_MEMMAPS; i++) {
 629                 mm = &vm->mem_maps[i];
 630                 if (mm->len != 0 && gpa >= mm->gpa && gpa < mm->gpa + mm->len)
 631                         return (true);          /* 'gpa' is sysmem or devmem */
 632         }
 633
 634         if (ppt_is_mmio(vm, gpa))
 635                 return (true);                  /* 'gpa' is pci passthru mmio */
 636
 637         return (false);
 638 }
 639
 640 int
 641 vm_alloc_memseg(struct vm *vm, int ident, size_t len, bool sysmem)
 642 {
 643         struct mem_seg *seg;
 644         vm_object_t obj;
 645
 646         if (ident < 0 || ident >= VM_MAX_MEMSEGS)
 647                 return (EINVAL);
 648
 649         if (len == 0 || (len & PAGE_MASK))
 650                 return (EINVAL);
 651
 652         seg = &vm->mem_segs[ident];
 653         if (seg->object != NULL) {
 654                 if (seg->len == len && seg->sysmem == sysmem)
 655                         return (EEXIST);
 656                 else
 657                         return (EINVAL);
 658         }
 659
 660         obj = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, len >> PAGE_SHIFT);
 661         if (obj == NULL)
 662                 return (ENOMEM);
 663
 664         seg->len = len;
 665         seg->object = obj;
 666         seg->sysmem = sysmem;
 667         return (0);
 668 }
 669
 670 int
 671 vm_get_memseg(struct vm *vm, int ident, size_t *len, bool *sysmem,
 672     vm_object_t *objptr)
 673 {
 674         struct mem_seg *seg;
 675
 676         if (ident < 0 || ident >= VM_MAX_MEMSEGS)
 677                 return (EINVAL);
 678
 679         seg = &vm->mem_segs[ident];
 680         if (len)
 681                 *len = seg->len;
 682         if (sysmem)
 683                 *sysmem = seg->sysmem;
 684         if (objptr)
 685                 *objptr = seg->object;
 686         return (0);
 687 }
 688
 689 void
 690 vm_free_memseg(struct vm *vm, int ident)
 691 {
 692         struct mem_seg *seg;
 693
 694         KASSERT(ident >= 0 && ident < VM_MAX_MEMSEGS,
 695             ("%s: invalid memseg ident %d", __func__, ident));
 696
 697         seg = &vm->mem_segs[ident];
 698         if (seg->object != NULL) {
 699                 vm_object_deallocate(seg->object);
 700                 bzero(seg, sizeof(struct mem_seg));
 701         }
 702 }
 703
 704 int
 705 vm_mmap_memseg(struct vm *vm, vm_paddr_t gpa, int segid, vm_ooffset_t first,
 706     size_t len, int prot, int flags)
 707 {
 708         struct mem_seg *seg;
 709         struct mem_map *m, *map;
 710         vm_ooffset_t last;
 711         int i, error;
 712
 713         if (prot == 0 || (prot & ~(VM_PROT_ALL)) != 0)
 714                 return (EINVAL);
 715
 716         if (flags & ~VM_MEMMAP_F_WIRED)
 717                 return (EINVAL);
 718
 719         if (segid < 0 || segid >= VM_MAX_MEMSEGS)
 720                 return (EINVAL);
 721
 722         seg = &vm->mem_segs[segid];
 723         if (seg->object == NULL)
 724                 return (EINVAL);
 725
 726         last = first + len;
 727         if (first < 0 || first >= last || last > seg->len)
 728                 return (EINVAL);
 729
 730         if ((gpa | first | last) & PAGE_MASK)
 731                 return (EINVAL);
 732
 733         map = NULL;
 734         for (i = 0; i < VM_MAX_MEMMAPS; i++) {
 735                 m = &vm->mem_maps[i];
 736                 if (m->len == 0) {
 737                         map = m;
 738                         break;
 739                 }
 740         }
 741
 742         if (map == NULL)
 743                 return (ENOSPC);
 744
 745         error = vm_map_find(&vm->vmspace->vm_map, seg->object, first, &gpa,
 746             len, 0, VMFS_NO_SPACE, prot, prot, 0);
 747         if (error != KERN_SUCCESS)
 748                 return (EFAULT);
 749
 750         vm_object_reference(seg->object);
 751
 752         if (flags & VM_MEMMAP_F_WIRED) {
 753                 error = vm_map_wire(&vm->vmspace->vm_map, gpa, gpa + len,
 754                     VM_MAP_WIRE_USER | VM_MAP_WIRE_NOHOLES);
 755                 if (error != KERN_SUCCESS) {
 756                         vm_map_remove(&vm->vmspace->vm_map, gpa, gpa + len);
 757                         return (error == KERN_RESOURCE_SHORTAGE ? ENOMEM :
 758                             EFAULT);
 759                 }
 760         }
 761
 762         map->gpa = gpa;
 763         map->len = len;
 764         map->segoff = first;
 765         map->segid = segid;
 766         map->prot = prot;
 767         map->flags = flags;
 768         return (0);
 769 }
 770
 771 int
 772 vm_mmap_getnext(struct vm *vm, vm_paddr_t *gpa, int *segid,
 773     vm_ooffset_t *segoff, size_t *len, int *prot, int *flags)
 774 {
 775         struct mem_map *mm, *mmnext;
 776         int i;
 777
 778         mmnext = NULL;
 779         for (i = 0; i < VM_MAX_MEMMAPS; i++) {
 780                 mm = &vm->mem_maps[i];
 781                 if (mm->len == 0 || mm->gpa < *gpa)
 782                         continue;
 783                 if (mmnext == NULL || mm->gpa < mmnext->gpa)
 784                         mmnext = mm;
 785         }
 786
 787         if (mmnext != NULL) {
 788                 *gpa = mmnext->gpa;
 789                 if (segid)
 790                         *segid = mmnext->segid;
 791                 if (segoff)
 792                         *segoff = mmnext->segoff;
 793                 if (len)
 794                         *len = mmnext->len;
 795                 if (prot)
 796                         *prot = mmnext->prot;
 797                 if (flags)
 798                         *flags = mmnext->flags;
 799                 return (0);
 800         } else {
 801                 return (ENOENT);
 802         }
 803 }
 804
 805 static void
 806 vm_free_memmap(struct vm *vm, int ident)
 807 {
 808         struct mem_map *mm;
 809         int error;
 810
 811         mm = &vm->mem_maps[ident];
 812         if (mm->len) {
 813                 error = vm_map_remove(&vm->vmspace->vm_map, mm->gpa,
 814                     mm->gpa + mm->len);
 815                 KASSERT(error == KERN_SUCCESS, ("%s: vm_map_remove error %d",
 816                     __func__, error));
 817                 bzero(mm, sizeof(struct mem_map));
 818         }
 819 }
 820
 821 static __inline bool
 822 sysmem_mapping(struct vm *vm, struct mem_map *mm)
 823 {
 824
 825         if (mm->len != 0 && vm->mem_segs[mm->segid].sysmem)
 826                 return (true);
 827         else
 828                 return (false);
 829 }
 830
 831 vm_paddr_t
 832 vmm_sysmem_maxaddr(struct vm *vm)
 833 {
 834         struct mem_map *mm;
 835         vm_paddr_t maxaddr;
 836         int i;
 837
 838         maxaddr = 0;
 839         for (i = 0; i < VM_MAX_MEMMAPS; i++) {
 840                 mm = &vm->mem_maps[i];
 841                 if (sysmem_mapping(vm, mm)) {
 842                         if (maxaddr < mm->gpa + mm->len)
 843                                 maxaddr = mm->gpa + mm->len;
 844                 }
 845         }
 846         return (maxaddr);
 847 }
 848
 849 static void
 850 vm_iommu_modify(struct vm *vm, bool map)
 851 {
 852         int i, sz;
 853         vm_paddr_t gpa, hpa;
 854         struct mem_map *mm;
 855         void *vp, *cookie, *host_domain;
 856
 857         sz = PAGE_SIZE;
 858         host_domain = iommu_host_domain();
 859
 860         for (i = 0; i < VM_MAX_MEMMAPS; i++) {
 861                 mm = &vm->mem_maps[i];
 862                 if (!sysmem_mapping(vm, mm))
 863                         continue;
 864
 865                 if (map) {
 866                         KASSERT((mm->flags & VM_MEMMAP_F_IOMMU) == 0,
 867                             ("iommu map found invalid memmap %#lx/%#lx/%#x",
 868                             mm->gpa, mm->len, mm->flags));
 869                         if ((mm->flags & VM_MEMMAP_F_WIRED) == 0)
 870                                 continue;
 871                         mm->flags |= VM_MEMMAP_F_IOMMU;
 872                 } else {
 873                         if ((mm->flags & VM_MEMMAP_F_IOMMU) == 0)
 874                                 continue;
 875                         mm->flags &= ~VM_MEMMAP_F_IOMMU;
 876                         KASSERT((mm->flags & VM_MEMMAP_F_WIRED) != 0,
 877                             ("iommu unmap found invalid memmap %#lx/%#lx/%#x",
 878                             mm->gpa, mm->len, mm->flags));
 879                 }
 880
 881                 gpa = mm->gpa;
 882                 while (gpa < mm->gpa + mm->len) {
 883                         vp = vm_gpa_hold(vm, -1, gpa, PAGE_SIZE, VM_PROT_WRITE,
 884                                          &cookie);
 885                         KASSERT(vp != NULL, ("vm(%s) could not map gpa %#lx",
 886                             vm_name(vm), gpa));
 887
 888                         vm_gpa_release(cookie);
 889
 890                         hpa = DMAP_TO_PHYS((uintptr_t)vp);
 891                         if (map) {
 892                                 iommu_create_mapping(vm->iommu, gpa, hpa, sz);
 893                                 iommu_remove_mapping(host_domain, hpa, sz);
 894                         } else {
 895                                 iommu_remove_mapping(vm->iommu, gpa, sz);
 896                                 iommu_create_mapping(host_domain, hpa, hpa, sz);
 897                         }
 898
 899                         gpa += PAGE_SIZE;
 900                 }
 901         }
 902
 903         /*
 904          * Invalidate the cached translations associated with the domain
 905          * from which pages were removed.
 906          */
 907         if (map)
 908                 iommu_invalidate_tlb(host_domain);
 909         else
 910                 iommu_invalidate_tlb(vm->iommu);
 911 }
 912
 913 #define vm_iommu_unmap(vm)      vm_iommu_modify((vm), false)
 914 #define vm_iommu_map(vm)        vm_iommu_modify((vm), true)
 915
 916 int
 917 vm_unassign_pptdev(struct vm *vm, int bus, int slot, int func)
 918 {
 919         int error;
 920
 921         error = ppt_unassign_device(vm, bus, slot, func);
 922         if (error)
 923                 return (error);
 924
 925         if (ppt_assigned_devices(vm) == 0)
 926                 vm_iommu_unmap(vm);
 927
 928         return (0);
 929 }
 930
 931 int
 932 vm_assign_pptdev(struct vm *vm, int bus, int slot, int func)
 933 {
 934         int error;
 935         vm_paddr_t maxaddr;
 936
 937         /* Set up the IOMMU to do the 'gpa' to 'hpa' translation */
 938         if (ppt_assigned_devices(vm) == 0) {
 939                 KASSERT(vm->iommu == NULL,
 940                     ("vm_assign_pptdev: iommu must be NULL"));
 941                 maxaddr = vmm_sysmem_maxaddr(vm);
 942                 vm->iommu = iommu_create_domain(maxaddr);
 943                 if (vm->iommu == NULL)
 944                         return (ENXIO);
 945                 vm_iommu_map(vm);
 946         }
 947
 948         error = ppt_assign_device(vm, bus, slot, func);
 949         return (error);
 950 }
 951
 952 void *
 953 vm_gpa_hold(struct vm *vm, int vcpuid, vm_paddr_t gpa, size_t len, int reqprot,
 954             void **cookie)
 955 {
 956         int i, count, pageoff;
 957         struct mem_map *mm;
 958         vm_page_t m;
 959 #ifdef INVARIANTS
 960         /*
 961          * All vcpus are frozen by ioctls that modify the memory map
 962          * (e.g. VM_MMAP_MEMSEG). Therefore 'vm->memmap[]' stability is
 963          * guaranteed if at least one vcpu is in the VCPU_FROZEN state.
 964          */
 965         int state;
 966         KASSERT(vcpuid >= -1 && vcpuid < vm->maxcpus, ("%s: invalid vcpuid %d",
 967             __func__, vcpuid));
 968         for (i = 0; i < vm->maxcpus; i++) {
 969                 if (vcpuid != -1 && vcpuid != i)
 970                         continue;
 971                 state = vcpu_get_state(vm, i, NULL);
 972                 KASSERT(state == VCPU_FROZEN, ("%s: invalid vcpu state %d",
 973                     __func__, state));
 974         }
 975 #endif
 976         pageoff = gpa & PAGE_MASK;
 977         if (len > PAGE_SIZE - pageoff)
 978                 panic("vm_gpa_hold: invalid gpa/len: 0x%016lx/%lu", gpa, len);
 979
 980         count = 0;
 981         for (i = 0; i < VM_MAX_MEMMAPS; i++) {
 982                 mm = &vm->mem_maps[i];
 983                 if (sysmem_mapping(vm, mm) && gpa >= mm->gpa &&
 984                     gpa < mm->gpa + mm->len) {
 985                         count = vm_fault_quick_hold_pages(&vm->vmspace->vm_map,
 986                             trunc_page(gpa), PAGE_SIZE, reqprot, &m, 1);
 987                         break;
 988                 }
 989         }
 990
 991         if (count == 1) {
 992                 *cookie = m;
 993                 return ((void *)(PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m)) + pageoff));
 994         } else {
 995                 *cookie = NULL;
 996                 return (NULL);
 997         }
 998 }
 999
1000 void
1001 vm_gpa_release(void *cookie)
1002 {
1003         vm_page_t m = cookie;
1004
1005         vm_page_lock(m);
1006         vm_page_unhold(m);
1007         vm_page_unlock(m);
1008 }
1009
1010 int
1011 vm_get_register(struct vm *vm, int vcpu, int reg, uint64_t *retval)
1012 {
1013
1014         if (vcpu < 0 || vcpu >= vm->maxcpus)
1015                 return (EINVAL);
1016
1017         if (reg >= VM_REG_LAST)
1018                 return (EINVAL);
1019
1020         return (VMGETREG(vm->cookie, vcpu, reg, retval));
1021 }
1022
1023 int
1024 vm_set_register(struct vm *vm, int vcpuid, int reg, uint64_t val)
1025 {
1026         struct vcpu *vcpu;
1027         int error;
1028
1029         if (vcpuid < 0 || vcpuid >= vm->maxcpus)
1030                 return (EINVAL);
1031
1032         if (reg >= VM_REG_LAST)
1033                 return (EINVAL);
1034
1035         error = VMSETREG(vm->cookie, vcpuid, reg, val);
1036         if (error || reg != VM_REG_GUEST_RIP)
1037                 return (error);
1038
1039         /* Set 'nextrip' to match the value of %rip */
1040         VCPU_CTR1(vm, vcpuid, "Setting nextrip to %#lx", val);
1041         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
1042         vcpu->nextrip = val;
1043         return (0);
1044 }
1045
1046 static bool
1047 is_descriptor_table(int reg)
1048 {
1049
1050         switch (reg) {
1051         case VM_REG_GUEST_IDTR:
1052         case VM_REG_GUEST_GDTR:
1053                 return (true);
1054         default:
1055                 return (false);
1056         }
1057 }
1058
1059 static bool
1060 is_segment_register(int reg)
1061 {
1062
1063         switch (reg) {
1064         case VM_REG_GUEST_ES:
1065         case VM_REG_GUEST_CS:
1066         case VM_REG_GUEST_SS:
1067         case VM_REG_GUEST_DS:
1068         case VM_REG_GUEST_FS:
1069         case VM_REG_GUEST_GS:
1070         case VM_REG_GUEST_TR:
1071         case VM_REG_GUEST_LDTR:
1072                 return (true);
1073         default:
1074                 return (false);
1075         }
1076 }
1077
1078 int
1079 vm_get_seg_desc(struct vm *vm, int vcpu, int reg,
1080                 struct seg_desc *desc)
1081 {
1082
1083         if (vcpu < 0 || vcpu >= vm->maxcpus)
1084                 return (EINVAL);
1085
1086         if (!is_segment_register(reg) && !is_descriptor_table(reg))
1087                 return (EINVAL);
1088
1089         return (VMGETDESC(vm->cookie, vcpu, reg, desc));
1090 }
1091
1092 int
1093 vm_set_seg_desc(struct vm *vm, int vcpu, int reg,
1094                 struct seg_desc *desc)
1095 {
1096         if (vcpu < 0 || vcpu >= vm->maxcpus)
1097                 return (EINVAL);
1098
1099         if (!is_segment_register(reg) && !is_descriptor_table(reg))
1100                 return (EINVAL);
1101
1102         return (VMSETDESC(vm->cookie, vcpu, reg, desc));
1103 }
1104
1105 static void
1106 restore_guest_fpustate(struct vcpu *vcpu)
1107 {
1108
1109         /* flush host state to the pcb */
1110         fpuexit(curthread);
1111
1112         /* restore guest FPU state */
1113         fpu_stop_emulating();
1114         fpurestore(vcpu->guestfpu);
1115
1116         /* restore guest XCR0 if XSAVE is enabled in the host */
1117         if (rcr4() & CR4_XSAVE)
1118                 load_xcr(0, vcpu->guest_xcr0);
1119
1120         /*
1121          * The FPU is now "dirty" with the guest's state so turn on emulation
1122          * to trap any access to the FPU by the host.
1123          */
1124         fpu_start_emulating();
1125 }
1126
1127 static void
1128 save_guest_fpustate(struct vcpu *vcpu)
1129 {
1130
1131         if ((rcr0() & CR0_TS) == 0)
1132                 panic("fpu emulation not enabled in host!");
1133
1134         /* save guest XCR0 and restore host XCR0 */
1135         if (rcr4() & CR4_XSAVE) {
1136                 vcpu->guest_xcr0 = rxcr(0);
1137                 load_xcr(0, vmm_get_host_xcr0());
1138         }
1139
1140         /* save guest FPU state */
1141         fpu_stop_emulating();
1142         fpusave(vcpu->guestfpu);
1143         fpu_start_emulating();
1144 }
1145
1146 static VMM_STAT(VCPU_IDLE_TICKS, "number of ticks vcpu was idle");
1147
1148 static int
1149 vcpu_set_state_locked(struct vm *vm, int vcpuid, enum vcpu_state newstate,
1150     bool from_idle)
1151 {
1152         struct vcpu *vcpu;
1153         int error;
1154
1155         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
1156         vcpu_assert_locked(vcpu);
1157
1158         /*
1159          * State transitions from the vmmdev_ioctl() must always begin from
1160          * the VCPU_IDLE state. This guarantees that there is only a single
1161          * ioctl() operating on a vcpu at any point.
1162          */
1163         if (from_idle) {
1164                 while (vcpu->state != VCPU_IDLE) {
1165                         vcpu->reqidle = 1;
1166                         vcpu_notify_event_locked(vcpu, false);
1167                         VCPU_CTR1(vm, vcpuid, "vcpu state change from %s to "
1168                             "idle requested", vcpu_state2str(vcpu->state));
1169                         msleep_spin(&vcpu->state, &vcpu->mtx, "vmstat", hz);
1170                 }
1171         } else {
1172                 KASSERT(vcpu->state != VCPU_IDLE, ("invalid transition from "
1173                     "vcpu idle state"));
1174         }
1175
1176         if (vcpu->state == VCPU_RUNNING) {
1177                 KASSERT(vcpu->hostcpu == curcpu, ("curcpu %d and hostcpu %d "
1178                     "mismatch for running vcpu", curcpu, vcpu->hostcpu));
1179         } else {
1180                 KASSERT(vcpu->hostcpu == NOCPU, ("Invalid hostcpu %d for a "
1181                     "vcpu that is not running", vcpu->hostcpu));
1182         }
1183
1184         /*
1185          * The following state transitions are allowed:
1186          * IDLE -> FROZEN -> IDLE
1187          * FROZEN -> RUNNING -> FROZEN
1188          * FROZEN -> SLEEPING -> FROZEN
1189          */
1190         switch (vcpu->state) {
1191         case VCPU_IDLE:
1192         case VCPU_RUNNING:
1193         case VCPU_SLEEPING:
1194                 error = (newstate != VCPU_FROZEN);
1195                 break;
1196         case VCPU_FROZEN:
1197                 error = (newstate == VCPU_FROZEN);
1198                 break;
1199         default:
1200                 error = 1;
1201                 break;
1202         }
1203
1204         if (error)
1205                 return (EBUSY);
1206
1207         VCPU_CTR2(vm, vcpuid, "vcpu state changed from %s to %s",
1208             vcpu_state2str(vcpu->state), vcpu_state2str(newstate));
1209
1210         vcpu->state = newstate;
1211         if (newstate == VCPU_RUNNING)
1212                 vcpu->hostcpu = curcpu;
1213         else
1214                 vcpu->hostcpu = NOCPU;
1215
1216         if (newstate == VCPU_IDLE)
1217                 wakeup(&vcpu->state);
1218
1219         return (0);
1220 }
1221
1222 static void
1223 vcpu_require_state(struct vm *vm, int vcpuid, enum vcpu_state newstate)
1224 {
1225         int error;
1226
1227         if ((error = vcpu_set_state(vm, vcpuid, newstate, false)) != 0)
1228                 panic("Error %d setting state to %d\n", error, newstate);
1229 }
1230
1231 static void
1232 vcpu_require_state_locked(struct vm *vm, int vcpuid, enum vcpu_state newstate)
1233 {
1234         int error;
1235
1236         if ((error = vcpu_set_state_locked(vm, vcpuid, newstate, false)) != 0)
1237                 panic("Error %d setting state to %d", error, newstate);
1238 }
1239
1240 #define RENDEZVOUS_CTR0(vm, vcpuid, fmt)                                \
1241         do {                                                            \
1242                 if (vcpuid >= 0)                                        \
1243                         VCPU_CTR0(vm, vcpuid, fmt);                     \
1244                 else                                                    \
1245                         VM_CTR0(vm, fmt);                               \
1246         } while (0)
1247
1248 static int
1249 vm_handle_rendezvous(struct vm *vm, int vcpuid)
1250 {
1251         struct thread *td;
1252         int error;
1253
1254         KASSERT(vcpuid == -1 || (vcpuid >= 0 && vcpuid < vm->maxcpus),
1255             ("vm_handle_rendezvous: invalid vcpuid %d", vcpuid));
1256
1257         error = 0;
1258         td = curthread;
1259         mtx_lock(&vm->rendezvous_mtx);
1260         while (vm->rendezvous_func != NULL) {
1261                 /* 'rendezvous_req_cpus' must be a subset of 'active_cpus' */
1262                 CPU_AND(&vm->rendezvous_req_cpus, &vm->active_cpus);
1263
1264                 if (vcpuid != -1 &&
1265                     CPU_ISSET(vcpuid, &vm->rendezvous_req_cpus) &&
1266                     !CPU_ISSET(vcpuid, &vm->rendezvous_done_cpus)) {
1267                         VCPU_CTR0(vm, vcpuid, "Calling rendezvous func");
1268                         (*vm->rendezvous_func)(vm, vcpuid, vm->rendezvous_arg);
1269                         CPU_SET(vcpuid, &vm->rendezvous_done_cpus);
1270                 }
1271                 if (CPU_CMP(&vm->rendezvous_req_cpus,
1272                     &vm->rendezvous_done_cpus) == 0) {
1273                         VCPU_CTR0(vm, vcpuid, "Rendezvous completed");
1274                         vm->rendezvous_func = NULL;
1275                         wakeup(&vm->rendezvous_func);
1276                         break;
1277                 }
1278                 RENDEZVOUS_CTR0(vm, vcpuid, "Wait for rendezvous completion");
1279                 mtx_sleep(&vm->rendezvous_func, &vm->rendezvous_mtx, 0,
1280                     "vmrndv", hz);
1281                 if ((td->td_flags & TDF_NEEDSUSPCHK) != 0) {
1282                         mtx_unlock(&vm->rendezvous_mtx);
1283                         error = thread_check_susp(td, true);
1284                         if (error != 0)
1285                                 return (error);
1286                         mtx_lock(&vm->rendezvous_mtx);
1287                 }
1288         }
1289         mtx_unlock(&vm->rendezvous_mtx);
1290         return (0);
1291 }
1292
1293 /*
1294  * Emulate a guest 'hlt' by sleeping until the vcpu is ready to run.
1295  */
1296 static int
1297 vm_handle_hlt(struct vm *vm, int vcpuid, bool intr_disabled, bool *retu)
1298 {
1299         struct vcpu *vcpu;
1300         const char *wmesg;
1301         struct thread *td;
1302         int error, t, vcpu_halted, vm_halted;
1303
1304         KASSERT(!CPU_ISSET(vcpuid, &vm->halted_cpus), ("vcpu already halted"));
1305
1306         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
1307         vcpu_halted = 0;
1308         vm_halted = 0;
1309         error = 0;
1310         td = curthread;
1311
1312         vcpu_lock(vcpu);
1313         while (1) {
1314                 /*
1315                  * Do a final check for pending NMI or interrupts before
1316                  * really putting this thread to sleep. Also check for
1317                  * software events that would cause this vcpu to wakeup.
1318                  *
1319                  * These interrupts/events could have happened after the
1320                  * vcpu returned from VMRUN() and before it acquired the
1321                  * vcpu lock above.
1322                  */
1323                 if (vm->rendezvous_func != NULL || vm->suspend || vcpu->reqidle)
1324                         break;
1325                 if (vm_nmi_pending(vm, vcpuid))
1326                         break;
1327                 if (!intr_disabled) {
1328                         if (vm_extint_pending(vm, vcpuid) ||
1329                             vlapic_pending_intr(vcpu->vlapic, NULL)) {
1330                                 break;
1331                         }
1332                 }
1333
1334                 /* Don't go to sleep if the vcpu thread needs to yield */
1335                 if (vcpu_should_yield(vm, vcpuid))
1336                         break;
1337
1338                 if (vcpu_debugged(vm, vcpuid))
1339                         break;
1340
1341                 /*
1342                  * Some Linux guests implement "halt" by having all vcpus
1343                  * execute HLT with interrupts disabled. 'halted_cpus' keeps
1344                  * track of the vcpus that have entered this state. When all
1345                  * vcpus enter the halted state the virtual machine is halted.
1346                  */
1347                 if (intr_disabled) {
1348                         wmesg = "vmhalt";
1349                         VCPU_CTR0(vm, vcpuid, "Halted");
1350                         if (!vcpu_halted && halt_detection_enabled) {
1351                                 vcpu_halted = 1;
1352                                 CPU_SET_ATOMIC(vcpuid, &vm->halted_cpus);
1353                         }
1354                         if (CPU_CMP(&vm->halted_cpus, &vm->active_cpus) == 0) {
1355                                 vm_halted = 1;
1356                                 break;
1357                         }
1358                 } else {
1359                         wmesg = "vmidle";
1360                 }
1361
1362                 t = ticks;
1363                 vcpu_require_state_locked(vm, vcpuid, VCPU_SLEEPING);
1364                 /*
1365                  * XXX msleep_spin() cannot be interrupted by signals so
1366                  * wake up periodically to check pending signals.
1367                  */
1368                 msleep_spin(vcpu, &vcpu->mtx, wmesg, hz);
1369                 vcpu_require_state_locked(vm, vcpuid, VCPU_FROZEN);
1370                 vmm_stat_incr(vm, vcpuid, VCPU_IDLE_TICKS, ticks - t);
1371                 if ((td->td_flags & TDF_NEEDSUSPCHK) != 0) {
1372                         vcpu_unlock(vcpu);
1373                         error = thread_check_susp(td, false);
1374                         if (error != 0)
1375                                 return (error);
1376                         vcpu_lock(vcpu);
1377                 }
1378         }
1379
1380         if (vcpu_halted)
1381                 CPU_CLR_ATOMIC(vcpuid, &vm->halted_cpus);
1382
1383         vcpu_unlock(vcpu);
1384
1385         if (vm_halted)
1386                 vm_suspend(vm, VM_SUSPEND_HALT);
1387
1388         return (0);
1389 }
1390
1391 static int
1392 vm_handle_paging(struct vm *vm, int vcpuid, bool *retu)
1393 {
1394         int rv, ftype;
1395         struct vm_map *map;
1396         struct vcpu *vcpu;
1397         struct vm_exit *vme;
1398
1399         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
1400         vme = &vcpu->exitinfo;
1401
1402         KASSERT(vme->inst_length == 0, ("%s: invalid inst_length %d",
1403             __func__, vme->inst_length));
1404
1405         ftype = vme->u.paging.fault_type;
1406         KASSERT(ftype == VM_PROT_READ ||
1407             ftype == VM_PROT_WRITE || ftype == VM_PROT_EXECUTE,
1408             ("vm_handle_paging: invalid fault_type %d", ftype));
1409
1410         if (ftype == VM_PROT_READ || ftype == VM_PROT_WRITE) {
1411                 rv = pmap_emulate_accessed_dirty(vmspace_pmap(vm->vmspace),
1412                     vme->u.paging.gpa, ftype);
1413                 if (rv == 0) {
1414                         VCPU_CTR2(vm, vcpuid, "%s bit emulation for gpa %#lx",
1415                             ftype == VM_PROT_READ ? "accessed" : "dirty",
1416                             vme->u.paging.gpa);
1417                         goto done;
1418                 }
1419         }
1420
1421         map = &vm->vmspace->vm_map;
1422         rv = vm_fault(map, vme->u.paging.gpa, ftype, VM_FAULT_NORMAL, NULL);
1423
1424         VCPU_CTR3(vm, vcpuid, "vm_handle_paging rv = %d, gpa = %#lx, "
1425             "ftype = %d", rv, vme->u.paging.gpa, ftype);
1426
1427         if (rv != KERN_SUCCESS)
1428                 return (EFAULT);
1429 done:
1430         return (0);
1431 }
1432
1433 static int
1434 vm_handle_inst_emul(struct vm *vm, int vcpuid, bool *retu)
1435 {
1436         struct vie *vie;
1437         struct vcpu *vcpu;
1438         struct vm_exit *vme;
1439         uint64_t gla, gpa, cs_base;
1440         struct vm_guest_paging *paging;
1441         mem_region_read_t mread;
1442         mem_region_write_t mwrite;
1443         enum vm_cpu_mode cpu_mode;
1444         int cs_d, error, fault;
1445
1446         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
1447         vme = &vcpu->exitinfo;
1448
1449         KASSERT(vme->inst_length == 0, ("%s: invalid inst_length %d",
1450             __func__, vme->inst_length));
1451
1452         gla = vme->u.inst_emul.gla;
1453         gpa = vme->u.inst_emul.gpa;
1454         cs_base = vme->u.inst_emul.cs_base;
1455         cs_d = vme->u.inst_emul.cs_d;
1456         vie = &vme->u.inst_emul.vie;
1457         paging = &vme->u.inst_emul.paging;
1458         cpu_mode = paging->cpu_mode;
1459
1460         VCPU_CTR1(vm, vcpuid, "inst_emul fault accessing gpa %#lx", gpa);
1461
1462         /* Fetch, decode and emulate the faulting instruction */
1463         if (vie->num_valid == 0) {
1464                 error = vmm_fetch_instruction(vm, vcpuid, paging, vme->rip +
1465                     cs_base, VIE_INST_SIZE, vie, &fault);
1466         } else {
1467                 /*
1468                  * The instruction bytes have already been copied into 'vie'
1469                  */
1470                 error = fault = 0;
1471         }
1472         if (error || fault)
1473                 return (error);
1474
1475         if (vmm_decode_instruction(vm, vcpuid, gla, cpu_mode, cs_d, vie) != 0) {
1476                 VCPU_CTR1(vm, vcpuid, "Error decoding instruction at %#lx",
1477                     vme->rip + cs_base);
1478                 *retu = true;       /* dump instruction bytes in userspace */
1479                 return (0);
1480         }
1481
1482         /*
1483          * Update 'nextrip' based on the length of the emulated instruction.
1484          */
1485         vme->inst_length = vie->num_processed;
1486         vcpu->nextrip += vie->num_processed;
1487         VCPU_CTR1(vm, vcpuid, "nextrip updated to %#lx after instruction "
1488             "decoding", vcpu->nextrip);
1489
1490         /* return to userland unless this is an in-kernel emulated device */
1491         if (gpa >= DEFAULT_APIC_BASE && gpa < DEFAULT_APIC_BASE + PAGE_SIZE) {
1492                 mread = lapic_mmio_read;
1493                 mwrite = lapic_mmio_write;
1494         } else if (gpa >= VIOAPIC_BASE && gpa < VIOAPIC_BASE + VIOAPIC_SIZE) {
1495                 mread = vioapic_mmio_read;
1496                 mwrite = vioapic_mmio_write;
1497         } else if (gpa >= VHPET_BASE && gpa < VHPET_BASE + VHPET_SIZE) {
1498                 mread = vhpet_mmio_read;
1499                 mwrite = vhpet_mmio_write;
1500         } else {
1501                 *retu = true;
1502                 return (0);
1503         }
1504
1505         error = vmm_emulate_instruction(vm, vcpuid, gpa, vie, paging,
1506             mread, mwrite, retu);
1507
1508         return (error);
1509 }
1510
1511 static int
1512 vm_handle_suspend(struct vm *vm, int vcpuid, bool *retu)
1513 {
1514         int error, i;
1515         struct vcpu *vcpu;
1516         struct thread *td;
1517
1518         error = 0;
1519         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
1520         td = curthread;
1521
1522         CPU_SET_ATOMIC(vcpuid, &vm->suspended_cpus);
1523
1524         /*
1525          * Wait until all 'active_cpus' have suspended themselves.
1526          *
1527          * Since a VM may be suspended at any time including when one or
1528          * more vcpus are doing a rendezvous we need to call the rendezvous
1529          * handler while we are waiting to prevent a deadlock.
1530          */
1531         vcpu_lock(vcpu);
1532         while (error == 0) {
1533                 if (CPU_CMP(&vm->suspended_cpus, &vm->active_cpus) == 0) {
1534                         VCPU_CTR0(vm, vcpuid, "All vcpus suspended");
1535                         break;
1536                 }
1537
1538                 if (vm->rendezvous_func == NULL) {
1539                         VCPU_CTR0(vm, vcpuid, "Sleeping during suspend");
1540                         vcpu_require_state_locked(vm, vcpuid, VCPU_SLEEPING);
1541                         msleep_spin(vcpu, &vcpu->mtx, "vmsusp", hz);
1542                         vcpu_require_state_locked(vm, vcpuid, VCPU_FROZEN);
1543                         if ((td->td_flags & TDF_NEEDSUSPCHK) != 0) {
1544                                 vcpu_unlock(vcpu);
1545                                 error = thread_check_susp(td, false);
1546                                 vcpu_lock(vcpu);
1547                         }
1548                 } else {
1549                         VCPU_CTR0(vm, vcpuid, "Rendezvous during suspend");
1550                         vcpu_unlock(vcpu);
1551                         error = vm_handle_rendezvous(vm, vcpuid);
1552                         vcpu_lock(vcpu);
1553                 }
1554         }
1555         vcpu_unlock(vcpu);
1556
1557         /*
1558          * Wakeup the other sleeping vcpus and return to userspace.
1559          */
1560         for (i = 0; i < vm->maxcpus; i++) {
1561                 if (CPU_ISSET(i, &vm->suspended_cpus)) {
1562                         vcpu_notify_event(vm, i, false);
1563                 }
1564         }
1565
1566         *retu = true;
1567         return (error);
1568 }
1569
1570 static int
1571 vm_handle_reqidle(struct vm *vm, int vcpuid, bool *retu)
1572 {
1573         struct vcpu *vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
1574
1575         vcpu_lock(vcpu);
1576         KASSERT(vcpu->reqidle, ("invalid vcpu reqidle %d", vcpu->reqidle));
1577         vcpu->reqidle = 0;
1578         vcpu_unlock(vcpu);
1579         *retu = true;
1580         return (0);
1581 }
1582
1583 int
1584 vm_suspend(struct vm *vm, enum vm_suspend_how how)
1585 {
1586         int i;
1587
1588         if (how <= VM_SUSPEND_NONE || how >= VM_SUSPEND_LAST)
1589                 return (EINVAL);
1590
1591         if (atomic_cmpset_int(&vm->suspend, 0, how) == 0) {
1592                 VM_CTR2(vm, "virtual machine already suspended %d/%d",
1593                     vm->suspend, how);
1594                 return (EALREADY);
1595         }
1596
1597         VM_CTR1(vm, "virtual machine successfully suspended %d", how);
1598
1599         /*
1600          * Notify all active vcpus that they are now suspended.
1601          */
1602         for (i = 0; i < vm->maxcpus; i++) {
1603                 if (CPU_ISSET(i, &vm->active_cpus))
1604                         vcpu_notify_event(vm, i, false);
1605         }
1606
1607         return (0);
1608 }
1609
1610 void
1611 vm_exit_suspended(struct vm *vm, int vcpuid, uint64_t rip)
1612 {
1613         struct vm_exit *vmexit;
1614
1615         KASSERT(vm->suspend > VM_SUSPEND_NONE && vm->suspend < VM_SUSPEND_LAST,
1616             ("vm_exit_suspended: invalid suspend type %d", vm->suspend));
1617
1618         vmexit = vm_exitinfo(vm, vcpuid);
1619         vmexit->rip = rip;
1620         vmexit->inst_length = 0;
1621         vmexit->exitcode = VM_EXITCODE_SUSPENDED;
1622         vmexit->u.suspended.how = vm->suspend;
1623 }
1624
1625 void
1626 vm_exit_debug(struct vm *vm, int vcpuid, uint64_t rip)
1627 {
1628         struct vm_exit *vmexit;
1629
1630         vmexit = vm_exitinfo(vm, vcpuid);
1631         vmexit->rip = rip;
1632         vmexit->inst_length = 0;
1633         vmexit->exitcode = VM_EXITCODE_DEBUG;
1634 }
1635
1636 void
1637 vm_exit_rendezvous(struct vm *vm, int vcpuid, uint64_t rip)
1638 {
1639         struct vm_exit *vmexit;
1640
1641         KASSERT(vm->rendezvous_func != NULL, ("rendezvous not in progress"));
1642
1643         vmexit = vm_exitinfo(vm, vcpuid);
1644         vmexit->rip = rip;
1645         vmexit->inst_length = 0;
1646         vmexit->exitcode = VM_EXITCODE_RENDEZVOUS;
1647         vmm_stat_incr(vm, vcpuid, VMEXIT_RENDEZVOUS, 1);
1648 }
1649
1650 void
1651 vm_exit_reqidle(struct vm *vm, int vcpuid, uint64_t rip)
1652 {
1653         struct vm_exit *vmexit;
1654
1655         vmexit = vm_exitinfo(vm, vcpuid);
1656         vmexit->rip = rip;
1657         vmexit->inst_length = 0;
1658         vmexit->exitcode = VM_EXITCODE_REQIDLE;
1659         vmm_stat_incr(vm, vcpuid, VMEXIT_REQIDLE, 1);
1660 }
1661
1662 void
1663 vm_exit_astpending(struct vm *vm, int vcpuid, uint64_t rip)
1664 {
1665         struct vm_exit *vmexit;
1666
1667         vmexit = vm_exitinfo(vm, vcpuid);
1668         vmexit->rip = rip;
1669         vmexit->inst_length = 0;
1670         vmexit->exitcode = VM_EXITCODE_BOGUS;
1671         vmm_stat_incr(vm, vcpuid, VMEXIT_ASTPENDING, 1);
1672 }
1673
1674 int
1675 vm_run(struct vm *vm, struct vm_run *vmrun)
1676 {
1677         struct vm_eventinfo evinfo;
1678         int error, vcpuid;
1679         struct vcpu *vcpu;
1680         struct pcb *pcb;
1681         uint64_t tscval;
1682         struct vm_exit *vme;
1683         bool retu, intr_disabled;
1684         pmap_t pmap;
1685
1686         vcpuid = vmrun->cpuid;
1687
1688         if (vcpuid < 0 || vcpuid >= vm->maxcpus)
1689                 return (EINVAL);
1690
1691         if (!CPU_ISSET(vcpuid, &vm->active_cpus))
1692                 return (EINVAL);
1693
1694         if (CPU_ISSET(vcpuid, &vm->suspended_cpus))
1695                 return (EINVAL);
1696
1697         pmap = vmspace_pmap(vm->vmspace);
1698         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
1699         vme = &vcpu->exitinfo;
1700         evinfo.rptr = &vm->rendezvous_func;
1701         evinfo.sptr = &vm->suspend;
1702         evinfo.iptr = &vcpu->reqidle;
1703 restart:
1704         critical_enter();
1705
1706         KASSERT(!CPU_ISSET(curcpu, &pmap->pm_active),
1707             ("vm_run: absurd pm_active"));
1708
1709         tscval = rdtsc();
1710
1711         pcb = PCPU_GET(curpcb);
1712         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
1713
1714         restore_guest_fpustate(vcpu);
1715
1716         vcpu_require_state(vm, vcpuid, VCPU_RUNNING);
1717         error = VMRUN(vm->cookie, vcpuid, vcpu->nextrip, pmap, &evinfo);
1718         vcpu_require_state(vm, vcpuid, VCPU_FROZEN);
1719
1720         save_guest_fpustate(vcpu);
1721
1722         vmm_stat_incr(vm, vcpuid, VCPU_TOTAL_RUNTIME, rdtsc() - tscval);
1723
1724         critical_exit();
1725
1726         if (error == 0) {
1727                 retu = false;
1728                 vcpu->nextrip = vme->rip + vme->inst_length;
1729                 switch (vme->exitcode) {
1730                 case VM_EXITCODE_REQIDLE:
1731                         error = vm_handle_reqidle(vm, vcpuid, &retu);
1732                         break;
1733                 case VM_EXITCODE_SUSPENDED:
1734                         error = vm_handle_suspend(vm, vcpuid, &retu);
1735                         break;
1736                 case VM_EXITCODE_IOAPIC_EOI:
1737                         vioapic_process_eoi(vm, vcpuid,
1738                             vme->u.ioapic_eoi.vector);
1739                         break;
1740                 case VM_EXITCODE_RENDEZVOUS:
1741                         error = vm_handle_rendezvous(vm, vcpuid);
1742                         break;
1743                 case VM_EXITCODE_HLT:
1744                         intr_disabled = ((vme->u.hlt.rflags & PSL_I) == 0);
1745                         error = vm_handle_hlt(vm, vcpuid, intr_disabled, &retu);
1746                         break;
1747                 case VM_EXITCODE_PAGING:
1748                         error = vm_handle_paging(vm, vcpuid, &retu);
1749                         break;
1750                 case VM_EXITCODE_INST_EMUL:
1751                         error = vm_handle_inst_emul(vm, vcpuid, &retu);
1752                         break;
1753                 case VM_EXITCODE_INOUT:
1754                 case VM_EXITCODE_INOUT_STR:
1755                         error = vm_handle_inout(vm, vcpuid, vme, &retu);
1756                         break;
1757                 case VM_EXITCODE_MONITOR:
1758                 case VM_EXITCODE_MWAIT:
1759                 case VM_EXITCODE_VMINSN:
1760                         vm_inject_ud(vm, vcpuid);
1761                         break;
1762                 default:
1763                         retu = true;    /* handled in userland */
1764                         break;
1765                 }
1766         }
1767
1768         if (error == 0 && retu == false)
1769                 goto restart;
1770
1771         VCPU_CTR2(vm, vcpuid, "retu %d/%d", error, vme->exitcode);
1772
1773         /* copy the exit information */
1774         bcopy(vme, &vmrun->vm_exit, sizeof(struct vm_exit));
1775         return (error);
1776 }
1777
1778 int
1779 vm_restart_instruction(void *arg, int vcpuid)
1780 {
1781         struct vm *vm;
1782         struct vcpu *vcpu;
1783         enum vcpu_state state;
1784         uint64_t rip;
1785         int error;
1786
1787         vm = arg;
1788         if (vcpuid < 0 || vcpuid >= vm->maxcpus)
1789                 return (EINVAL);
1790
1791         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
1792         state = vcpu_get_state(vm, vcpuid, NULL);
1793         if (state == VCPU_RUNNING) {
1794                 /*
1795                  * When a vcpu is "running" the next instruction is determined
1796                  * by adding 'rip' and 'inst_length' in the vcpu's 'exitinfo'.
1797                  * Thus setting 'inst_length' to zero will cause the current
1798                  * instruction to be restarted.
1799                  */
1800                 vcpu->exitinfo.inst_length = 0;
1801                 VCPU_CTR1(vm, vcpuid, "restarting instruction at %#lx by "
1802                     "setting inst_length to zero", vcpu->exitinfo.rip);
1803         } else if (state == VCPU_FROZEN) {
1804                 /*
1805                  * When a vcpu is "frozen" it is outside the critical section
1806                  * around VMRUN() and 'nextrip' points to the next instruction.
1807                  * Thus instruction restart is achieved by setting 'nextrip'
1808                  * to the vcpu's %rip.
1809                  */
1810                 error = vm_get_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_RIP, &rip);
1811                 KASSERT(!error, ("%s: error %d getting rip", __func__, error));
1812                 VCPU_CTR2(vm, vcpuid, "restarting instruction by updating "
1813                     "nextrip from %#lx to %#lx", vcpu->nextrip, rip);
1814                 vcpu->nextrip = rip;
1815         } else {
1816                 panic("%s: invalid state %d", __func__, state);
1817         }
1818         return (0);
1819 }
1820
1821 int
1822 vm_exit_intinfo(struct vm *vm, int vcpuid, uint64_t info)
1823 {
1824         struct vcpu *vcpu;
1825         int type, vector;
1826
1827         if (vcpuid < 0 || vcpuid >= vm->maxcpus)
1828                 return (EINVAL);
1829
1830         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
1831
1832         if (info & VM_INTINFO_VALID) {
1833                 type = info & VM_INTINFO_TYPE;
1834                 vector = info & 0xff;
1835                 if (type == VM_INTINFO_NMI && vector != IDT_NMI)
1836                         return (EINVAL);
1837                 if (type == VM_INTINFO_HWEXCEPTION && vector >= 32)
1838                         return (EINVAL);
1839                 if (info & VM_INTINFO_RSVD)
1840                         return (EINVAL);
1841         } else {
1842                 info = 0;
1843         }
1844         VCPU_CTR2(vm, vcpuid, "%s: info1(%#lx)", __func__, info);
1845         vcpu->exitintinfo = info;
1846         return (0);
1847 }
1848
1849 enum exc_class {
1850         EXC_BENIGN,
1851         EXC_CONTRIBUTORY,
1852         EXC_PAGEFAULT
1853 };
1854
1855 #define IDT_VE  20      /* Virtualization Exception (Intel specific) */
1856
1857 static enum exc_class
1858 exception_class(uint64_t info)
1859 {
1860         int type, vector;
1861
1862         KASSERT(info & VM_INTINFO_VALID, ("intinfo must be valid: %#lx", info));
1863         type = info & VM_INTINFO_TYPE;
1864         vector = info & 0xff;
1865
1866         /* Table 6-4, "Interrupt and Exception Classes", Intel SDM, Vol 3 */
1867         switch (type) {
1868         case VM_INTINFO_HWINTR:
1869         case VM_INTINFO_SWINTR:
1870         case VM_INTINFO_NMI:
1871                 return (EXC_BENIGN);
1872         default:
1873                 /*
1874                  * Hardware exception.
1875                  *
1876                  * SVM and VT-x use identical type values to represent NMI,
1877                  * hardware interrupt and software interrupt.
1878                  *
1879                  * SVM uses type '3' for all exceptions. VT-x uses type '3'
1880                  * for exceptions except #BP and #OF. #BP and #OF use a type
1881                  * value of '5' or '6'. Therefore we don't check for explicit
1882                  * values of 'type' to classify 'intinfo' into a hardware
1883                  * exception.
1884                  */
1885                 break;
1886         }
1887
1888         switch (vector) {
1889         case IDT_PF:
1890         case IDT_VE:
1891                 return (EXC_PAGEFAULT);
1892         case IDT_DE:
1893         case IDT_TS:
1894         case IDT_NP:
1895         case IDT_SS:
1896         case IDT_GP:
1897                 return (EXC_CONTRIBUTORY);
1898         default:
1899                 return (EXC_BENIGN);
1900         }
1901 }
1902
1903 static int
1904 nested_fault(struct vm *vm, int vcpuid, uint64_t info1, uint64_t info2,
1905     uint64_t *retinfo)
1906 {
1907         enum exc_class exc1, exc2;
1908         int type1, vector1;
1909
1910         KASSERT(info1 & VM_INTINFO_VALID, ("info1 %#lx is not valid", info1));
1911         KASSERT(info2 & VM_INTINFO_VALID, ("info2 %#lx is not valid", info2));
1912
1913         /*
1914          * If an exception occurs while attempting to call the double-fault
1915          * handler the processor enters shutdown mode (aka triple fault).
1916          */
1917         type1 = info1 & VM_INTINFO_TYPE;
1918         vector1 = info1 & 0xff;
1919         if (type1 == VM_INTINFO_HWEXCEPTION && vector1 == IDT_DF) {
1920                 VCPU_CTR2(vm, vcpuid, "triple fault: info1(%#lx), info2(%#lx)",
1921                     info1, info2);
1922                 vm_suspend(vm, VM_SUSPEND_TRIPLEFAULT);
1923                 *retinfo = 0;
1924                 return (0);
1925         }
1926
1927         /*
1928          * Table 6-5 "Conditions for Generating a Double Fault", Intel SDM, Vol3
1929          */
1930         exc1 = exception_class(info1);
1931         exc2 = exception_class(info2);
1932         if ((exc1 == EXC_CONTRIBUTORY && exc2 == EXC_CONTRIBUTORY) ||
1933             (exc1 == EXC_PAGEFAULT && exc2 != EXC_BENIGN)) {
1934                 /* Convert nested fault into a double fault. */
1935                 *retinfo = IDT_DF;
1936                 *retinfo |= VM_INTINFO_VALID | VM_INTINFO_HWEXCEPTION;
1937                 *retinfo |= VM_INTINFO_DEL_ERRCODE;
1938         } else {
1939                 /* Handle exceptions serially */
1940                 *retinfo = info2;
1941         }
1942         return (1);
1943 }
1944
1945 static uint64_t
1946 vcpu_exception_intinfo(struct vcpu *vcpu)
1947 {
1948         uint64_t info = 0;
1949
1950         if (vcpu->exception_pending) {
1951                 info = vcpu->exc_vector & 0xff;
1952                 info |= VM_INTINFO_VALID | VM_INTINFO_HWEXCEPTION;
1953                 if (vcpu->exc_errcode_valid) {
1954                         info |= VM_INTINFO_DEL_ERRCODE;
1955                         info |= (uint64_t)vcpu->exc_errcode << 32;
1956                 }
1957         }
1958         return (info);
1959 }
1960
1961 int
1962 vm_entry_intinfo(struct vm *vm, int vcpuid, uint64_t *retinfo)
1963 {
1964         struct vcpu *vcpu;
1965         uint64_t info1, info2;
1966         int valid;
1967
1968         KASSERT(vcpuid >= 0 &&
1969             vcpuid < vm->maxcpus, ("invalid vcpu %d", vcpuid));
1970
1971         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
1972
1973         info1 = vcpu->exitintinfo;
1974         vcpu->exitintinfo = 0;
1975
1976         info2 = 0;
1977         if (vcpu->exception_pending) {
1978                 info2 = vcpu_exception_intinfo(vcpu);
1979                 vcpu->exception_pending = 0;
1980                 VCPU_CTR2(vm, vcpuid, "Exception %d delivered: %#lx",
1981                     vcpu->exc_vector, info2);
1982         }
1983
1984         if ((info1 & VM_INTINFO_VALID) && (info2 & VM_INTINFO_VALID)) {
1985                 valid = nested_fault(vm, vcpuid, info1, info2, retinfo);
1986         } else if (info1 & VM_INTINFO_VALID) {
1987                 *retinfo = info1;
1988                 valid = 1;
1989         } else if (info2 & VM_INTINFO_VALID) {
1990                 *retinfo = info2;
1991                 valid = 1;
1992         } else {
1993                 valid = 0;
1994         }
1995
1996         if (valid) {
1997                 VCPU_CTR4(vm, vcpuid, "%s: info1(%#lx), info2(%#lx), "
1998                     "retinfo(%#lx)", __func__, info1, info2, *retinfo);
1999         }
2000
2001         return (valid);
2002 }
2003
2004 int
2005 vm_get_intinfo(struct vm *vm, int vcpuid, uint64_t *info1, uint64_t *info2)
2006 {
2007         struct vcpu *vcpu;
2008
2009         if (vcpuid < 0 || vcpuid >= vm->maxcpus)
2010                 return (EINVAL);
2011
2012         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
2013         *info1 = vcpu->exitintinfo;
2014         *info2 = vcpu_exception_intinfo(vcpu);
2015         return (0);
2016 }
2017
2018 int
2019 vm_inject_exception(struct vm *vm, int vcpuid, int vector, int errcode_valid,
2020     uint32_t errcode, int restart_instruction)
2021 {
2022         struct vcpu *vcpu;
2023         uint64_t regval;
2024         int error;
2025
2026         if (vcpuid < 0 || vcpuid >= vm->maxcpus)
2027                 return (EINVAL);
2028
2029         if (vector < 0 || vector >= 32)
2030                 return (EINVAL);
2031
2032         /*
2033          * A double fault exception should never be injected directly into
2034          * the guest. It is a derived exception that results from specific
2035          * combinations of nested faults.
2036          */
2037         if (vector == IDT_DF)
2038                 return (EINVAL);
2039
2040         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
2041
2042         if (vcpu->exception_pending) {
2043                 VCPU_CTR2(vm, vcpuid, "Unable to inject exception %d due to "
2044                     "pending exception %d", vector, vcpu->exc_vector);
2045                 return (EBUSY);
2046         }
2047
2048         if (errcode_valid) {
2049                 /*
2050                  * Exceptions don't deliver an error code in real mode.
2051                  */
2052                 error = vm_get_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_CR0, &regval);
2053                 KASSERT(!error, ("%s: error %d getting CR0", __func__, error));
2054                 if (!(regval & CR0_PE))
2055                         errcode_valid = 0;
2056         }
2057
2058         /*
2059          * From section 26.6.1 "Interruptibility State" in Intel SDM:
2060          *
2061          * Event blocking by "STI" or "MOV SS" is cleared after guest executes
2062          * one instruction or incurs an exception.
2063          */
2064         error = vm_set_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_INTR_SHADOW, 0);
2065         KASSERT(error == 0, ("%s: error %d clearing interrupt shadow",
2066             __func__, error));
2067
2068         if (restart_instruction)
2069                 vm_restart_instruction(vm, vcpuid);
2070
2071         vcpu->exception_pending = 1;
2072         vcpu->exc_vector = vector;
2073         vcpu->exc_errcode = errcode;
2074         vcpu->exc_errcode_valid = errcode_valid;
2075         VCPU_CTR1(vm, vcpuid, "Exception %d pending", vector);
2076         return (0);
2077 }
2078
2079 void
2080 vm_inject_fault(void *vmarg, int vcpuid, int vector, int errcode_valid,
2081     int errcode)
2082 {
2083         struct vm *vm;
2084         int error, restart_instruction;
2085
2086         vm = vmarg;
2087         restart_instruction = 1;
2088
2089         error = vm_inject_exception(vm, vcpuid, vector, errcode_valid,
2090             errcode, restart_instruction);
2091         KASSERT(error == 0, ("vm_inject_exception error %d", error));
2092 }
2093
2094 void
2095 vm_inject_pf(void *vmarg, int vcpuid, int error_code, uint64_t cr2)
2096 {
2097         struct vm *vm;
2098         int error;
2099
2100         vm = vmarg;
2101         VCPU_CTR2(vm, vcpuid, "Injecting page fault: error_code %#x, cr2 %#lx",
2102             error_code, cr2);
2103
2104         error = vm_set_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_CR2, cr2);
2105         KASSERT(error == 0, ("vm_set_register(cr2) error %d", error));
2106
2107         vm_inject_fault(vm, vcpuid, IDT_PF, 1, error_code);
2108 }
2109
2110 static VMM_STAT(VCPU_NMI_COUNT, "number of NMIs delivered to vcpu");
2111
2112 int
2113 vm_inject_nmi(struct vm *vm, int vcpuid)
2114 {
2115         struct vcpu *vcpu;
2116
2117         if (vcpuid < 0 || vcpuid >= vm->maxcpus)
2118                 return (EINVAL);
2119
2120         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
2121
2122         vcpu->nmi_pending = 1;
2123         vcpu_notify_event(vm, vcpuid, false);
2124         return (0);
2125 }
2126
2127 int
2128 vm_nmi_pending(struct vm *vm, int vcpuid)
2129 {
2130         struct vcpu *vcpu;
2131
2132         if (vcpuid < 0 || vcpuid >= vm->maxcpus)
2133                 panic("vm_nmi_pending: invalid vcpuid %d", vcpuid);
2134
2135         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
2136
2137         return (vcpu->nmi_pending);
2138 }
2139
2140 void
2141 vm_nmi_clear(struct vm *vm, int vcpuid)
2142 {
2143         struct vcpu *vcpu;
2144
2145         if (vcpuid < 0 || vcpuid >= vm->maxcpus)
2146                 panic("vm_nmi_pending: invalid vcpuid %d", vcpuid);
2147
2148         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
2149
2150         if (vcpu->nmi_pending == 0)
2151                 panic("vm_nmi_clear: inconsistent nmi_pending state");
2152
2153         vcpu->nmi_pending = 0;
2154         vmm_stat_incr(vm, vcpuid, VCPU_NMI_COUNT, 1);
2155 }
2156
2157 static VMM_STAT(VCPU_EXTINT_COUNT, "number of ExtINTs delivered to vcpu");
2158
2159 int
2160 vm_inject_extint(struct vm *vm, int vcpuid)
2161 {
2162         struct vcpu *vcpu;
2163
2164         if (vcpuid < 0 || vcpuid >= vm->maxcpus)
2165                 return (EINVAL);
2166
2167         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
2168
2169         vcpu->extint_pending = 1;
2170         vcpu_notify_event(vm, vcpuid, false);
2171         return (0);
2172 }
2173
2174 int
2175 vm_extint_pending(struct vm *vm, int vcpuid)
2176 {
2177         struct vcpu *vcpu;
2178
2179         if (vcpuid < 0 || vcpuid >= vm->maxcpus)
2180                 panic("vm_extint_pending: invalid vcpuid %d", vcpuid);
2181
2182         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
2183
2184         return (vcpu->extint_pending);
2185 }
2186
2187 void
2188 vm_extint_clear(struct vm *vm, int vcpuid)
2189 {
2190         struct vcpu *vcpu;
2191
2192         if (vcpuid < 0 || vcpuid >= vm->maxcpus)
2193                 panic("vm_extint_pending: invalid vcpuid %d", vcpuid);
2194
2195         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
2196
2197         if (vcpu->extint_pending == 0)
2198                 panic("vm_extint_clear: inconsistent extint_pending state");
2199
2200         vcpu->extint_pending = 0;
2201         vmm_stat_incr(vm, vcpuid, VCPU_EXTINT_COUNT, 1);
2202 }
2203
2204 int
2205 vm_get_capability(struct vm *vm, int vcpu, int type, int *retval)
2206 {
2207         if (vcpu < 0 || vcpu >= vm->maxcpus)
2208                 return (EINVAL);
2209
2210         if (type < 0 || type >= VM_CAP_MAX)
2211                 return (EINVAL);
2212
2213         return (VMGETCAP(vm->cookie, vcpu, type, retval));
2214 }
2215
2216 int
2217 vm_set_capability(struct vm *vm, int vcpu, int type, int val)
2218 {
2219         if (vcpu < 0 || vcpu >= vm->maxcpus)
2220                 return (EINVAL);
2221
2222         if (type < 0 || type >= VM_CAP_MAX)
2223                 return (EINVAL);
2224
2225         return (VMSETCAP(vm->cookie, vcpu, type, val));
2226 }
2227
2228 struct vlapic *
2229 vm_lapic(struct vm *vm, int cpu)
2230 {
2231         return (vm->vcpu[cpu].vlapic);
2232 }
2233
2234 struct vioapic *
2235 vm_ioapic(struct vm *vm)
2236 {
2237
2238         return (vm->vioapic);
2239 }
2240
2241 struct vhpet *
2242 vm_hpet(struct vm *vm)
2243 {
2244
2245         return (vm->vhpet);
2246 }
2247
2248 bool
2249 vmm_is_pptdev(int bus, int slot, int func)
2250 {
2251         int b, f, i, n, s;
2252         char *val, *cp, *cp2;
2253         bool found;
2254
2255         /*
2256          * XXX
2257          * The length of an environment variable is limited to 128 bytes which
2258          * puts an upper limit on the number of passthru devices that may be
2259          * specified using a single environment variable.
2260          *
2261          * Work around this by scanning multiple environment variable
2262          * names instead of a single one - yuck!
2263          */
2264         const char *names[] = { "pptdevs", "pptdevs2", "pptdevs3", NULL };
2265
2266         /* set pptdevs="1/2/3 4/5/6 7/8/9 10/11/12" */
2267         found = false;
2268         for (i = 0; names[i] != NULL && !found; i++) {
2269                 cp = val = kern_getenv(names[i]);
2270                 while (cp != NULL && *cp != '\0') {
2271                         if ((cp2 = strchr(cp, ' ')) != NULL)
2272                                 *cp2 = '\0';
2273
2274                         n = sscanf(cp, "%d/%d/%d", &b, &s, &f);
2275                         if (n == 3 && bus == b && slot == s && func == f) {
2276                                 found = true;
2277                                 break;
2278                         }
2279
2280                         if (cp2 != NULL)
2281                                 *cp2++ = ' ';
2282
2283                         cp = cp2;
2284                 }
2285                 freeenv(val);
2286         }
2287         return (found);
2288 }
2289
2290 void *
2291 vm_iommu_domain(struct vm *vm)
2292 {
2293
2294         return (vm->iommu);
2295 }
2296
2297 int
2298 vcpu_set_state(struct vm *vm, int vcpuid, enum vcpu_state newstate,
2299     bool from_idle)
2300 {
2301         int error;
2302         struct vcpu *vcpu;
2303
2304         if (vcpuid < 0 || vcpuid >= vm->maxcpus)
2305                 panic("vm_set_run_state: invalid vcpuid %d", vcpuid);
2306
2307         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
2308
2309         vcpu_lock(vcpu);
2310         error = vcpu_set_state_locked(vm, vcpuid, newstate, from_idle);
2311         vcpu_unlock(vcpu);
2312
2313         return (error);
2314 }
2315
2316 enum vcpu_state
2317 vcpu_get_state(struct vm *vm, int vcpuid, int *hostcpu)
2318 {
2319         struct vcpu *vcpu;
2320         enum vcpu_state state;
2321
2322         if (vcpuid < 0 || vcpuid >= vm->maxcpus)
2323                 panic("vm_get_run_state: invalid vcpuid %d", vcpuid);
2324
2325         vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
2326
2327         vcpu_lock(vcpu);
2328         state = vcpu->state;
2329         if (hostcpu != NULL)
2330                 *hostcpu = vcpu->hostcpu;
2331         vcpu_unlock(vcpu);
2332
2333         return (state);
2334 }
2335
2336 int
2337 vm_activate_cpu(struct vm *vm, int vcpuid)
2338 {
2339
2340         if (vcpuid < 0 || vcpuid >= vm->maxcpus)
2341                 return (EINVAL);
2342
2343         if (CPU_ISSET(vcpuid, &vm->active_cpus))
2344                 return (EBUSY);
2345
2346         VCPU_CTR0(vm, vcpuid, "activated");
2347         CPU_SET_ATOMIC(vcpuid, &vm->active_cpus);
2348         return (0);
2349 }
2350
2351 int
2352 vm_suspend_cpu(struct vm *vm, int vcpuid)
2353 {
2354         int i;
2355
2356         if (vcpuid < -1 || vcpuid >= vm->maxcpus)
2357                 return (EINVAL);
2358
2359         if (vcpuid == -1) {
2360                 vm->debug_cpus = vm->active_cpus;
2361                 for (i = 0; i < vm->maxcpus; i++) {
2362                         if (CPU_ISSET(i, &vm->active_cpus))
2363                                 vcpu_notify_event(vm, i, false);
2364                 }
2365         } else {
2366                 if (!CPU_ISSET(vcpuid, &vm->active_cpus))
2367                         return (EINVAL);
2368
2369                 CPU_SET_ATOMIC(vcpuid, &vm->debug_cpus);
2370                 vcpu_notify_event(vm, vcpuid, false);
2371         }
2372         return (0);
2373 }
2374
2375 int
2376 vm_resume_cpu(struct vm *vm, int vcpuid)
2377 {
2378
2379         if (vcpuid < -1 || vcpuid >= vm->maxcpus)
2380                 return (EINVAL);
2381
2382         if (vcpuid == -1) {
2383                 CPU_ZERO(&vm->debug_cpus);
2384         } else {
2385                 if (!CPU_ISSET(vcpuid, &vm->debug_cpus))
2386                         return (EINVAL);
2387
2388                 CPU_CLR_ATOMIC(vcpuid, &vm->debug_cpus);
2389         }
2390         return (0);
2391 }
2392
2393 int
2394 vcpu_debugged(struct vm *vm, int vcpuid)
2395 {
2396
2397         return (CPU_ISSET(vcpuid, &vm->debug_cpus));
2398 }
2399
2400 cpuset_t
2401 vm_active_cpus(struct vm *vm)
2402 {
2403
2404         return (vm->active_cpus);
2405 }
2406
2407 cpuset_t
2408 vm_debug_cpus(struct vm *vm)
2409 {
2410
2411         return (vm->debug_cpus);
2412 }
2413
2414 cpuset_t
2415 vm_suspended_cpus(struct vm *vm)
2416 {
2417
2418         return (vm->suspended_cpus);
2419 }
2420
2421 void *
2422 vcpu_stats(struct vm *vm, int vcpuid)
2423 {
2424
2425         return (vm->vcpu[vcpuid].stats);
2426 }
2427
2428 int
2429 vm_get_x2apic_state(struct vm *vm, int vcpuid, enum x2apic_state *state)
2430 {
2431         if (vcpuid < 0 || vcpuid >= vm->maxcpus)
2432                 return (EINVAL);
2433
2434         *state = vm->vcpu[vcpuid].x2apic_state;
2435
2436         return (0);
2437 }
2438
2439 int
2440 vm_set_x2apic_state(struct vm *vm, int vcpuid, enum x2apic_state state)
2441 {
2442         if (vcpuid < 0 || vcpuid >= vm->maxcpus)
2443                 return (EINVAL);
2444
2445         if (state >= X2APIC_STATE_LAST)
2446                 return (EINVAL);
2447
2448         vm->vcpu[vcpuid].x2apic_state = state;
2449
2450         vlapic_set_x2apic_state(vm, vcpuid, state);
2451
2452         return (0);
2453 }
2454
2455 /*
2456  * This function is called to ensure that a vcpu "sees" a pending event
2457  * as soon as possible:
2458  * - If the vcpu thread is sleeping then it is woken up.
2459  * - If the vcpu is running on a different host_cpu then an IPI will be directed
2460  *   to the host_cpu to cause the vcpu to trap into the hypervisor.
2461  */
2462 static void
2463 vcpu_notify_event_locked(struct vcpu *vcpu, bool lapic_intr)
2464 {
2465         int hostcpu;
2466
2467         hostcpu = vcpu->hostcpu;
2468         if (vcpu->state == VCPU_RUNNING) {
2469                 KASSERT(hostcpu != NOCPU, ("vcpu running on invalid hostcpu"));
2470                 if (hostcpu != curcpu) {
2471                         if (lapic_intr) {
2472                                 vlapic_post_intr(vcpu->vlapic, hostcpu,
2473                                     vmm_ipinum);
2474                         } else {
2475                                 ipi_cpu(hostcpu, vmm_ipinum);
2476                         }
2477                 } else {
2478                         /*
2479                          * If the 'vcpu' is running on 'curcpu' then it must
2480                          * be sending a notification to itself (e.g. SELF_IPI).
2481                          * The pending event will be picked up when the vcpu
2482                          * transitions back to guest context.
2483                          */
2484                 }
2485         } else {
2486                 KASSERT(hostcpu == NOCPU, ("vcpu state %d not consistent "
2487                     "with hostcpu %d", vcpu->state, hostcpu));
2488                 if (vcpu->state == VCPU_SLEEPING)
2489                         wakeup_one(vcpu);
2490         }
2491 }
2492
2493 void
2494 vcpu_notify_event(struct vm *vm, int vcpuid, bool lapic_intr)
2495 {
2496         struct vcpu *vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
2497
2498         vcpu_lock(vcpu);
2499         vcpu_notify_event_locked(vcpu, lapic_intr);
2500         vcpu_unlock(vcpu);
2501 }
2502
2503 struct vmspace *
2504 vm_get_vmspace(struct vm *vm)
2505 {
2506
2507         return (vm->vmspace);
2508 }
2509
2510 int
2511 vm_apicid2vcpuid(struct vm *vm, int apicid)
2512 {
2513         /*
2514          * XXX apic id is assumed to be numerically identical to vcpu id
2515          */
2516         return (apicid);
2517 }
2518
2519 int
2520 vm_smp_rendezvous(struct vm *vm, int vcpuid, cpuset_t dest,
2521     vm_rendezvous_func_t func, void *arg)
2522 {
2523         int error, i;
2524
2525         /*
2526          * Enforce that this function is called without any locks
2527          */
2528         WITNESS_WARN(WARN_PANIC, NULL, "vm_smp_rendezvous");
2529         KASSERT(vcpuid == -1 || (vcpuid >= 0 && vcpuid < vm->maxcpus),
2530             ("vm_smp_rendezvous: invalid vcpuid %d", vcpuid));
2531
2532 restart:
2533         mtx_lock(&vm->rendezvous_mtx);
2534         if (vm->rendezvous_func != NULL) {
2535                 /*
2536                  * If a rendezvous is already in progress then we need to
2537                  * call the rendezvous handler in case this 'vcpuid' is one
2538                  * of the targets of the rendezvous.
2539                  */
2540                 RENDEZVOUS_CTR0(vm, vcpuid, "Rendezvous already in progress");
2541                 mtx_unlock(&vm->rendezvous_mtx);
2542                 error = vm_handle_rendezvous(vm, vcpuid);
2543                 if (error != 0)
2544                         return (error);
2545                 goto restart;
2546         }
2547         KASSERT(vm->rendezvous_func == NULL, ("vm_smp_rendezvous: previous "
2548             "rendezvous is still in progress"));
2549
2550         RENDEZVOUS_CTR0(vm, vcpuid, "Initiating rendezvous");
2551         vm->rendezvous_req_cpus = dest;
2552         CPU_ZERO(&vm->rendezvous_done_cpus);
2553         vm->rendezvous_arg = arg;
2554         vm->rendezvous_func = func;
2555         mtx_unlock(&vm->rendezvous_mtx);
2556
2557         /*
2558          * Wake up any sleeping vcpus and trigger a VM-exit in any running
2559          * vcpus so they handle the rendezvous as soon as possible.
2560          */
2561         for (i = 0; i < vm->maxcpus; i++) {
2562                 if (CPU_ISSET(i, &dest))
2563                         vcpu_notify_event(vm, i, false);
2564         }
2565
2566         return (vm_handle_rendezvous(vm, vcpuid));
2567 }
2568
2569 struct vatpic *
2570 vm_atpic(struct vm *vm)
2571 {
2572         return (vm->vatpic);
2573 }
2574
2575 struct vatpit *
2576 vm_atpit(struct vm *vm)
2577 {
2578         return (vm->vatpit);
2579 }
2580
2581 struct vpmtmr *
2582 vm_pmtmr(struct vm *vm)
2583 {
2584
2585         return (vm->vpmtmr);
2586 }
2587
2588 struct vrtc *
2589 vm_rtc(struct vm *vm)
2590 {
2591
2592         return (vm->vrtc);
2593 }
2594
2595 enum vm_reg_name
2596 vm_segment_name(int seg)
2597 {
2598         static enum vm_reg_name seg_names[] = {
2599                 VM_REG_GUEST_ES,
2600                 VM_REG_GUEST_CS,
2601                 VM_REG_GUEST_SS,
2602                 VM_REG_GUEST_DS,
2603                 VM_REG_GUEST_FS,
2604                 VM_REG_GUEST_GS
2605         };
2606
2607         KASSERT(seg >= 0 && seg < nitems(seg_names),
2608             ("%s: invalid segment encoding %d", __func__, seg));
2609         return (seg_names[seg]);
2610 }
2611
2612 void
2613 vm_copy_teardown(struct vm *vm, int vcpuid, struct vm_copyinfo *copyinfo,
2614     int num_copyinfo)
2615 {
2616         int idx;
2617
2618         for (idx = 0; idx < num_copyinfo; idx++) {
2619                 if (copyinfo[idx].cookie != NULL)
2620                         vm_gpa_release(copyinfo[idx].cookie);
2621         }
2622         bzero(copyinfo, num_copyinfo * sizeof(struct vm_copyinfo));
2623 }
2624
2625 int
2626 vm_copy_setup(struct vm *vm, int vcpuid, struct vm_guest_paging *paging,
2627     uint64_t gla, size_t len, int prot, struct vm_copyinfo *copyinfo,
2628     int num_copyinfo, int *fault)
2629 {
2630         int error, idx, nused;
2631         size_t n, off, remaining;
2632         void *hva, *cookie;
2633         uint64_t gpa;
2634
2635         bzero(copyinfo, sizeof(struct vm_copyinfo) * num_copyinfo);
2636
2637         nused = 0;
2638         remaining = len;
2639         while (remaining > 0) {
2640                 KASSERT(nused < num_copyinfo, ("insufficient vm_copyinfo"));
2641                 error = vm_gla2gpa(vm, vcpuid, paging, gla, prot, &gpa, fault);
2642                 if (error || *fault)
2643                         return (error);
2644                 off = gpa & PAGE_MASK;
2645                 n = min(remaining, PAGE_SIZE - off);
2646                 copyinfo[nused].gpa = gpa;
2647                 copyinfo[nused].len = n;
2648                 remaining -= n;
2649                 gla += n;
2650                 nused++;
2651         }
2652
2653         for (idx = 0; idx < nused; idx++) {
2654                 hva = vm_gpa_hold(vm, vcpuid, copyinfo[idx].gpa,
2655                     copyinfo[idx].len, prot, &cookie);
2656                 if (hva == NULL)
2657                         break;
2658                 copyinfo[idx].hva = hva;
2659                 copyinfo[idx].cookie = cookie;
2660         }
2661
2662         if (idx != nused) {
2663                 vm_copy_teardown(vm, vcpuid, copyinfo, num_copyinfo);
2664                 return (EFAULT);
2665         } else {
2666                 *fault = 0;
2667                 return (0);
2668         }
2669 }
2670
2671 void
2672 vm_copyin(struct vm *vm, int vcpuid, struct vm_copyinfo *copyinfo, void *kaddr,
2673     size_t len)
2674 {
2675         char *dst;
2676         int idx;
2677
2678         dst = kaddr;
2679         idx = 0;
2680         while (len > 0) {
2681                 bcopy(copyinfo[idx].hva, dst, copyinfo[idx].len);
2682                 len -= copyinfo[idx].len;
2683                 dst += copyinfo[idx].len;
2684                 idx++;
2685         }
2686 }
2687
2688 void
2689 vm_copyout(struct vm *vm, int vcpuid, const void *kaddr,
2690     struct vm_copyinfo *copyinfo, size_t len)
2691 {
2692         const char *src;
2693         int idx;
2694
2695         src = kaddr;
2696         idx = 0;
2697         while (len > 0) {
2698                 bcopy(src, copyinfo[idx].hva, copyinfo[idx].len);
2699                 len -= copyinfo[idx].len;
2700                 src += copyinfo[idx].len;
2701                 idx++;
2702         }
2703 }
2704
2705 /*
2706  * Return the amount of in-use and wired memory for the VM. Since
2707  * these are global stats, only return the values with for vCPU 0
2708  */
2709 VMM_STAT_DECLARE(VMM_MEM_RESIDENT);
2710 VMM_STAT_DECLARE(VMM_MEM_WIRED);
2711
2712 static void
2713 vm_get_rescnt(struct vm *vm, int vcpu, struct vmm_stat_type *stat)
2714 {
2715
2716         if (vcpu == 0) {
2717                 vmm_stat_set(vm, vcpu, VMM_MEM_RESIDENT,
2718                     PAGE_SIZE * vmspace_resident_count(vm->vmspace));
2719         }
2720 }
2721
2722 static void
2723 vm_get_wiredcnt(struct vm *vm, int vcpu, struct vmm_stat_type *stat)
2724 {
2725
2726         if (vcpu == 0) {
2727                 vmm_stat_set(vm, vcpu, VMM_MEM_WIRED,
2728                     PAGE_SIZE * pmap_wired_count(vmspace_pmap(vm->vmspace)));
2729         }
2730 }
2731
2732 VMM_STAT_FUNC(VMM_MEM_RESIDENT, "Resident memory", vm_get_rescnt);
2733 VMM_STAT_FUNC(VMM_MEM_WIRED, "Wired memory", vm_get_wiredcnt);