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