lib/libvmmapi/vmmapi.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2011 NetApp, Inc.
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  *
  14  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY NETAPP, INC ``AS IS'' AND
  15  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  16  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  17  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL NETAPP, INC OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  18  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  19  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  20  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  21  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  22  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  23  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  24  * SUCH DAMAGE.
  25  *
  26  * $FreeBSD$
  27  */
  28
  29 #include <sys/cdefs.h>
  30 __FBSDID("$FreeBSD$");
  31
  32 #include <sys/param.h>
  33 #include <sys/sysctl.h>
  34 #include <sys/ioctl.h>
  35 #include <sys/mman.h>
  36 #include <sys/_iovec.h>
  37 #include <sys/cpuset.h>
  38
  39 #include <x86/segments.h>
  40 #include <machine/specialreg.h>
  41 #include <machine/param.h>
  42
  43 #include <errno.h>
  44 #include <stdio.h>
  45 #include <stdlib.h>
  46 #include <assert.h>
  47 #include <string.h>
  48 #include <fcntl.h>
  49 #include <unistd.h>
  50
  51 #include <libutil.h>
  52
  53 #include <machine/vmm.h>
  54 #include <machine/vmm_dev.h>
  55
  56 #include "vmmapi.h"
  57
  58 #define MB      (1024 * 1024UL)
  59 #define GB      (1024 * 1024 * 1024UL)
  60
  61 struct vmctx {
  62         int     fd;
  63         uint32_t lowmem_limit;
  64         enum vm_mmap_style vms;
  65         int     memflags;
  66         size_t  lowmem;
  67         char    *lowmem_addr;
  68         size_t  highmem;
  69         char    *highmem_addr;
  70         char    *name;
  71 };
  72
  73 #define CREATE(x)  sysctlbyname("hw.vmm.create", NULL, NULL, (x), strlen((x)))
  74 #define DESTROY(x) sysctlbyname("hw.vmm.destroy", NULL, NULL, (x), strlen((x)))
  75
  76 static int
  77 vm_device_open(const char *name)
  78 {
  79         int fd, len;
  80         char *vmfile;
  81
  82         len = strlen("/dev/vmm/") + strlen(name) + 1;
  83         vmfile = malloc(len);
  84         assert(vmfile != NULL);
  85         snprintf(vmfile, len, "/dev/vmm/%s", name);
  86
  87         /* Open the device file */
  88         fd = open(vmfile, O_RDWR, 0);
  89
  90         free(vmfile);
  91         return (fd);
  92 }
  93
  94 int
  95 vm_create(const char *name)
  96 {
  97
  98         return (CREATE((char *)name));
  99 }
 100
 101 struct vmctx *
 102 vm_open(const char *name)
 103 {
 104         struct vmctx *vm;
 105
 106         vm = malloc(sizeof(struct vmctx) + strlen(name) + 1);
 107         assert(vm != NULL);
 108
 109         vm->fd = -1;
 110         vm->memflags = 0;
 111         vm->lowmem_limit = 3 * GB;
 112         vm->name = (char *)(vm + 1);
 113         strcpy(vm->name, name);
 114
 115         if ((vm->fd = vm_device_open(vm->name)) < 0)
 116                 goto err;
 117
 118         return (vm);
 119 err:
 120         vm_destroy(vm);
 121         return (NULL);
 122 }
 123
 124 void
 125 vm_destroy(struct vmctx *vm)
 126 {
 127         assert(vm != NULL);
 128
 129         if (vm->fd >= 0)
 130                 close(vm->fd);
 131         DESTROY(vm->name);
 132
 133         free(vm);
 134 }
 135
 136 int
 137 vm_parse_memsize(const char *optarg, size_t *ret_memsize)
 138 {
 139         char *endptr;
 140         size_t optval;
 141         int error;
 142
 143         optval = strtoul(optarg, &endptr, 0);
 144         if (*optarg != '\0' && *endptr == '\0') {
 145                 /*
 146                  * For the sake of backward compatibility if the memory size
 147                  * specified on the command line is less than a megabyte then
 148                  * it is interpreted as being in units of MB.
 149                  */
 150                 if (optval < MB)
 151                         optval *= MB;
 152                 *ret_memsize = optval;
 153                 error = 0;
 154         } else
 155                 error = expand_number(optarg, ret_memsize);
 156
 157         return (error);
 158 }
 159
 160 int
 161 vm_get_memory_seg(struct vmctx *ctx, vm_paddr_t gpa, size_t *ret_len,
 162                   int *wired)
 163 {
 164         int error;
 165         struct vm_memory_segment seg;
 166
 167         bzero(&seg, sizeof(seg));
 168         seg.gpa = gpa;
 169         error = ioctl(ctx->fd, VM_GET_MEMORY_SEG, &seg);
 170         *ret_len = seg.len;
 171         if (wired != NULL)
 172                 *wired = seg.wired;
 173         return (error);
 174 }
 175
 176 uint32_t
 177 vm_get_lowmem_limit(struct vmctx *ctx)
 178 {
 179
 180         return (ctx->lowmem_limit);
 181 }
 182
 183 void
 184 vm_set_lowmem_limit(struct vmctx *ctx, uint32_t limit)
 185 {
 186
 187         ctx->lowmem_limit = limit;
 188 }
 189
 190 void
 191 vm_set_memflags(struct vmctx *ctx, int flags)
 192 {
 193
 194         ctx->memflags = flags;
 195 }
 196
 197 static int
 198 setup_memory_segment(struct vmctx *ctx, vm_paddr_t gpa, size_t len, char **addr)
 199 {
 200         int error, mmap_flags;
 201         struct vm_memory_segment seg;
 202
 203         /*
 204          * Create and optionally map 'len' bytes of memory at guest
 205          * physical address 'gpa'
 206          */
 207         bzero(&seg, sizeof(seg));
 208         seg.gpa = gpa;
 209         seg.len = len;
 210         error = ioctl(ctx->fd, VM_MAP_MEMORY, &seg);
 211         if (error == 0 && addr != NULL) {
 212                 mmap_flags = MAP_SHARED;
 213                 if ((ctx->memflags & VM_MEM_F_INCORE) == 0)
 214                         mmap_flags |= MAP_NOCORE;
 215                 *addr = mmap(NULL, len, PROT_READ | PROT_WRITE, mmap_flags,
 216                     ctx->fd, gpa);
 217         }
 218         return (error);
 219 }
 220
 221 int
 222 vm_setup_memory(struct vmctx *ctx, size_t memsize, enum vm_mmap_style vms)
 223 {
 224         char **addr;
 225         int error;
 226
 227         /* XXX VM_MMAP_SPARSE not implemented yet */
 228         assert(vms == VM_MMAP_NONE || vms == VM_MMAP_ALL);
 229         ctx->vms = vms;
 230
 231         /*
 232          * If 'memsize' cannot fit entirely in the 'lowmem' segment then
 233          * create another 'highmem' segment above 4GB for the remainder.
 234          */
 235         if (memsize > ctx->lowmem_limit) {
 236                 ctx->lowmem = ctx->lowmem_limit;
 237                 ctx->highmem = memsize - ctx->lowmem;
 238         } else {
 239                 ctx->lowmem = memsize;
 240                 ctx->highmem = 0;
 241         }
 242
 243         if (ctx->lowmem > 0) {
 244                 addr = (vms == VM_MMAP_ALL) ? &ctx->lowmem_addr : NULL;
 245                 error = setup_memory_segment(ctx, 0, ctx->lowmem, addr);
 246                 if (error)
 247                         return (error);
 248         }
 249
 250         if (ctx->highmem > 0) {
 251                 addr = (vms == VM_MMAP_ALL) ? &ctx->highmem_addr : NULL;
 252                 error = setup_memory_segment(ctx, 4*GB, ctx->highmem, addr);
 253                 if (error)
 254                         return (error);
 255         }
 256
 257         return (0);
 258 }
 259
 260 void *
 261 vm_map_gpa(struct vmctx *ctx, vm_paddr_t gaddr, size_t len)
 262 {
 263
 264         /* XXX VM_MMAP_SPARSE not implemented yet */
 265         assert(ctx->vms == VM_MMAP_ALL);
 266
 267         if (gaddr < ctx->lowmem && len <= ctx->lowmem &&
 268             gaddr + len <= ctx->lowmem)
 269                 return ((void *)(ctx->lowmem_addr + gaddr));
 270
 271         if (gaddr >= 4*GB) {
 272                 gaddr -= 4*GB;
 273                 if (gaddr < ctx->highmem && len <= ctx->highmem &&
 274                     gaddr + len <= ctx->highmem)
 275                         return ((void *)(ctx->highmem_addr + gaddr));
 276         }
 277
 278         return (NULL);
 279 }
 280
 281 size_t
 282 vm_get_lowmem_size(struct vmctx *ctx)
 283 {
 284
 285         return (ctx->lowmem);
 286 }
 287
 288 size_t
 289 vm_get_highmem_size(struct vmctx *ctx)
 290 {
 291
 292         return (ctx->highmem);
 293 }
 294
 295 int
 296 vm_set_desc(struct vmctx *ctx, int vcpu, int reg,
 297             uint64_t base, uint32_t limit, uint32_t access)
 298 {
 299         int error;
 300         struct vm_seg_desc vmsegdesc;
 301
 302         bzero(&vmsegdesc, sizeof(vmsegdesc));
 303         vmsegdesc.cpuid = vcpu;
 304         vmsegdesc.regnum = reg;
 305         vmsegdesc.desc.base = base;
 306         vmsegdesc.desc.limit = limit;
 307         vmsegdesc.desc.access = access;
 308
 309         error = ioctl(ctx->fd, VM_SET_SEGMENT_DESCRIPTOR, &vmsegdesc);
 310         return (error);
 311 }
 312
 313 int
 314 vm_get_desc(struct vmctx *ctx, int vcpu, int reg,
 315             uint64_t *base, uint32_t *limit, uint32_t *access)
 316 {
 317         int error;
 318         struct vm_seg_desc vmsegdesc;
 319
 320         bzero(&vmsegdesc, sizeof(vmsegdesc));
 321         vmsegdesc.cpuid = vcpu;
 322         vmsegdesc.regnum = reg;
 323
 324         error = ioctl(ctx->fd, VM_GET_SEGMENT_DESCRIPTOR, &vmsegdesc);
 325         if (error == 0) {
 326                 *base = vmsegdesc.desc.base;
 327                 *limit = vmsegdesc.desc.limit;
 328                 *access = vmsegdesc.desc.access;
 329         }
 330         return (error);
 331 }
 332
 333 int
 334 vm_get_seg_desc(struct vmctx *ctx, int vcpu, int reg, struct seg_desc *seg_desc)
 335 {
 336         int error;
 337
 338         error = vm_get_desc(ctx, vcpu, reg, &seg_desc->base, &seg_desc->limit,
 339             &seg_desc->access);
 340         return (error);
 341 }
 342
 343 int
 344 vm_set_register(struct vmctx *ctx, int vcpu, int reg, uint64_t val)
 345 {
 346         int error;
 347         struct vm_register vmreg;
 348
 349         bzero(&vmreg, sizeof(vmreg));
 350         vmreg.cpuid = vcpu;
 351         vmreg.regnum = reg;
 352         vmreg.regval = val;
 353
 354         error = ioctl(ctx->fd, VM_SET_REGISTER, &vmreg);
 355         return (error);
 356 }
 357
 358 int
 359 vm_get_register(struct vmctx *ctx, int vcpu, int reg, uint64_t *ret_val)
 360 {
 361         int error;
 362         struct vm_register vmreg;
 363
 364         bzero(&vmreg, sizeof(vmreg));
 365         vmreg.cpuid = vcpu;
 366         vmreg.regnum = reg;
 367
 368         error = ioctl(ctx->fd, VM_GET_REGISTER, &vmreg);
 369         *ret_val = vmreg.regval;
 370         return (error);
 371 }
 372
 373 int
 374 vm_run(struct vmctx *ctx, int vcpu, struct vm_exit *vmexit)
 375 {
 376         int error;
 377         struct vm_run vmrun;
 378
 379         bzero(&vmrun, sizeof(vmrun));
 380         vmrun.cpuid = vcpu;
 381
 382         error = ioctl(ctx->fd, VM_RUN, &vmrun);
 383         bcopy(&vmrun.vm_exit, vmexit, sizeof(struct vm_exit));
 384         return (error);
 385 }
 386
 387 int
 388 vm_suspend(struct vmctx *ctx, enum vm_suspend_how how)
 389 {
 390         struct vm_suspend vmsuspend;
 391
 392         bzero(&vmsuspend, sizeof(vmsuspend));
 393         vmsuspend.how = how;
 394         return (ioctl(ctx->fd, VM_SUSPEND, &vmsuspend));
 395 }
 396
 397 int
 398 vm_reinit(struct vmctx *ctx)
 399 {
 400
 401         return (ioctl(ctx->fd, VM_REINIT, 0));
 402 }
 403
 404 int
 405 vm_inject_exception(struct vmctx *ctx, int vcpu, int vector, int errcode_valid,
 406     uint32_t errcode, int restart_instruction)
 407 {
 408         struct vm_exception exc;
 409
 410         exc.cpuid = vcpu;
 411         exc.vector = vector;
 412         exc.error_code = errcode;
 413         exc.error_code_valid = errcode_valid;
 414         exc.restart_instruction = restart_instruction;
 415
 416         return (ioctl(ctx->fd, VM_INJECT_EXCEPTION, &exc));
 417 }
 418
 419 int
 420 vm_apicid2vcpu(struct vmctx *ctx, int apicid)
 421 {
 422         /*
 423          * The apic id associated with the 'vcpu' has the same numerical value
 424          * as the 'vcpu' itself.
 425          */
 426         return (apicid);
 427 }
 428
 429 int
 430 vm_lapic_irq(struct vmctx *ctx, int vcpu, int vector)
 431 {
 432         struct vm_lapic_irq vmirq;
 433
 434         bzero(&vmirq, sizeof(vmirq));
 435         vmirq.cpuid = vcpu;
 436         vmirq.vector = vector;
 437
 438         return (ioctl(ctx->fd, VM_LAPIC_IRQ, &vmirq));
 439 }
 440
 441 int
 442 vm_lapic_local_irq(struct vmctx *ctx, int vcpu, int vector)
 443 {
 444         struct vm_lapic_irq vmirq;
 445
 446         bzero(&vmirq, sizeof(vmirq));
 447         vmirq.cpuid = vcpu;
 448         vmirq.vector = vector;
 449
 450         return (ioctl(ctx->fd, VM_LAPIC_LOCAL_IRQ, &vmirq));
 451 }
 452
 453 int
 454 vm_lapic_msi(struct vmctx *ctx, uint64_t addr, uint64_t msg)
 455 {
 456         struct vm_lapic_msi vmmsi;
 457
 458         bzero(&vmmsi, sizeof(vmmsi));
 459         vmmsi.addr = addr;
 460         vmmsi.msg = msg;
 461
 462         return (ioctl(ctx->fd, VM_LAPIC_MSI, &vmmsi));
 463 }
 464
 465 int
 466 vm_ioapic_assert_irq(struct vmctx *ctx, int irq)
 467 {
 468         struct vm_ioapic_irq ioapic_irq;
 469
 470         bzero(&ioapic_irq, sizeof(struct vm_ioapic_irq));
 471         ioapic_irq.irq = irq;
 472
 473         return (ioctl(ctx->fd, VM_IOAPIC_ASSERT_IRQ, &ioapic_irq));
 474 }
 475
 476 int
 477 vm_ioapic_deassert_irq(struct vmctx *ctx, int irq)
 478 {
 479         struct vm_ioapic_irq ioapic_irq;
 480
 481         bzero(&ioapic_irq, sizeof(struct vm_ioapic_irq));
 482         ioapic_irq.irq = irq;
 483
 484         return (ioctl(ctx->fd, VM_IOAPIC_DEASSERT_IRQ, &ioapic_irq));
 485 }
 486
 487 int
 488 vm_ioapic_pulse_irq(struct vmctx *ctx, int irq)
 489 {
 490         struct vm_ioapic_irq ioapic_irq;
 491
 492         bzero(&ioapic_irq, sizeof(struct vm_ioapic_irq));
 493         ioapic_irq.irq = irq;
 494
 495         return (ioctl(ctx->fd, VM_IOAPIC_PULSE_IRQ, &ioapic_irq));
 496 }
 497
 498 int
 499 vm_ioapic_pincount(struct vmctx *ctx, int *pincount)
 500 {
 501
 502         return (ioctl(ctx->fd, VM_IOAPIC_PINCOUNT, pincount));
 503 }
 504
 505 int
 506 vm_isa_assert_irq(struct vmctx *ctx, int atpic_irq, int ioapic_irq)
 507 {
 508         struct vm_isa_irq isa_irq;
 509
 510         bzero(&isa_irq, sizeof(struct vm_isa_irq));
 511         isa_irq.atpic_irq = atpic_irq;
 512         isa_irq.ioapic_irq = ioapic_irq;
 513
 514         return (ioctl(ctx->fd, VM_ISA_ASSERT_IRQ, &isa_irq));
 515 }
 516
 517 int
 518 vm_isa_deassert_irq(struct vmctx *ctx, int atpic_irq, int ioapic_irq)
 519 {
 520         struct vm_isa_irq isa_irq;
 521
 522         bzero(&isa_irq, sizeof(struct vm_isa_irq));
 523         isa_irq.atpic_irq = atpic_irq;
 524         isa_irq.ioapic_irq = ioapic_irq;
 525
 526         return (ioctl(ctx->fd, VM_ISA_DEASSERT_IRQ, &isa_irq));
 527 }
 528
 529 int
 530 vm_isa_pulse_irq(struct vmctx *ctx, int atpic_irq, int ioapic_irq)
 531 {
 532         struct vm_isa_irq isa_irq;
 533
 534         bzero(&isa_irq, sizeof(struct vm_isa_irq));
 535         isa_irq.atpic_irq = atpic_irq;
 536         isa_irq.ioapic_irq = ioapic_irq;
 537
 538         return (ioctl(ctx->fd, VM_ISA_PULSE_IRQ, &isa_irq));
 539 }
 540
 541 int
 542 vm_isa_set_irq_trigger(struct vmctx *ctx, int atpic_irq,
 543     enum vm_intr_trigger trigger)
 544 {
 545         struct vm_isa_irq_trigger isa_irq_trigger;
 546
 547         bzero(&isa_irq_trigger, sizeof(struct vm_isa_irq_trigger));
 548         isa_irq_trigger.atpic_irq = atpic_irq;
 549         isa_irq_trigger.trigger = trigger;
 550
 551         return (ioctl(ctx->fd, VM_ISA_SET_IRQ_TRIGGER, &isa_irq_trigger));
 552 }
 553
 554 int
 555 vm_inject_nmi(struct vmctx *ctx, int vcpu)
 556 {
 557         struct vm_nmi vmnmi;
 558
 559         bzero(&vmnmi, sizeof(vmnmi));
 560         vmnmi.cpuid = vcpu;
 561
 562         return (ioctl(ctx->fd, VM_INJECT_NMI, &vmnmi));
 563 }
 564
 565 static struct {
 566         const char      *name;
 567         int             type;
 568 } capstrmap[] = {
 569         { "hlt_exit",           VM_CAP_HALT_EXIT },
 570         { "mtrap_exit",         VM_CAP_MTRAP_EXIT },
 571         { "pause_exit",         VM_CAP_PAUSE_EXIT },
 572         { "unrestricted_guest", VM_CAP_UNRESTRICTED_GUEST },
 573         { "enable_invpcid",     VM_CAP_ENABLE_INVPCID },
 574         { 0 }
 575 };
 576
 577 int
 578 vm_capability_name2type(const char *capname)
 579 {
 580         int i;
 581
 582         for (i = 0; capstrmap[i].name != NULL && capname != NULL; i++) {
 583                 if (strcmp(capstrmap[i].name, capname) == 0)
 584                         return (capstrmap[i].type);
 585         }
 586
 587         return (-1);
 588 }
 589
 590 const char *
 591 vm_capability_type2name(int type)
 592 {
 593         int i;
 594
 595         for (i = 0; capstrmap[i].name != NULL; i++) {
 596                 if (capstrmap[i].type == type)
 597                         return (capstrmap[i].name);
 598         }
 599
 600         return (NULL);
 601 }
 602
 603 int
 604 vm_get_capability(struct vmctx *ctx, int vcpu, enum vm_cap_type cap,
 605                   int *retval)
 606 {
 607         int error;
 608         struct vm_capability vmcap;
 609
 610         bzero(&vmcap, sizeof(vmcap));
 611         vmcap.cpuid = vcpu;
 612         vmcap.captype = cap;
 613
 614         error = ioctl(ctx->fd, VM_GET_CAPABILITY, &vmcap);
 615         *retval = vmcap.capval;
 616         return (error);
 617 }
 618
 619 int
 620 vm_set_capability(struct vmctx *ctx, int vcpu, enum vm_cap_type cap, int val)
 621 {
 622         struct vm_capability vmcap;
 623
 624         bzero(&vmcap, sizeof(vmcap));
 625         vmcap.cpuid = vcpu;
 626         vmcap.captype = cap;
 627         vmcap.capval = val;
 628
 629         return (ioctl(ctx->fd, VM_SET_CAPABILITY, &vmcap));
 630 }
 631
 632 int
 633 vm_assign_pptdev(struct vmctx *ctx, int bus, int slot, int func)
 634 {
 635         struct vm_pptdev pptdev;
 636
 637         bzero(&pptdev, sizeof(pptdev));
 638         pptdev.bus = bus;
 639         pptdev.slot = slot;
 640         pptdev.func = func;
 641
 642         return (ioctl(ctx->fd, VM_BIND_PPTDEV, &pptdev));
 643 }
 644
 645 int
 646 vm_unassign_pptdev(struct vmctx *ctx, int bus, int slot, int func)
 647 {
 648         struct vm_pptdev pptdev;
 649
 650         bzero(&pptdev, sizeof(pptdev));
 651         pptdev.bus = bus;
 652         pptdev.slot = slot;
 653         pptdev.func = func;
 654
 655         return (ioctl(ctx->fd, VM_UNBIND_PPTDEV, &pptdev));
 656 }
 657
 658 int
 659 vm_map_pptdev_mmio(struct vmctx *ctx, int bus, int slot, int func,
 660                    vm_paddr_t gpa, size_t len, vm_paddr_t hpa)
 661 {
 662         struct vm_pptdev_mmio pptmmio;
 663
 664         bzero(&pptmmio, sizeof(pptmmio));
 665         pptmmio.bus = bus;
 666         pptmmio.slot = slot;
 667         pptmmio.func = func;
 668         pptmmio.gpa = gpa;
 669         pptmmio.len = len;
 670         pptmmio.hpa = hpa;
 671
 672         return (ioctl(ctx->fd, VM_MAP_PPTDEV_MMIO, &pptmmio));
 673 }
 674
 675 int
 676 vm_setup_pptdev_msi(struct vmctx *ctx, int vcpu, int bus, int slot, int func,
 677     uint64_t addr, uint64_t msg, int numvec)
 678 {
 679         struct vm_pptdev_msi pptmsi;
 680
 681         bzero(&pptmsi, sizeof(pptmsi));
 682         pptmsi.vcpu = vcpu;
 683         pptmsi.bus = bus;
 684         pptmsi.slot = slot;
 685         pptmsi.func = func;
 686         pptmsi.msg = msg;
 687         pptmsi.addr = addr;
 688         pptmsi.numvec = numvec;
 689
 690         return (ioctl(ctx->fd, VM_PPTDEV_MSI, &pptmsi));
 691 }
 692
 693 int
 694 vm_setup_pptdev_msix(struct vmctx *ctx, int vcpu, int bus, int slot, int func,
 695     int idx, uint64_t addr, uint64_t msg, uint32_t vector_control)
 696 {
 697         struct vm_pptdev_msix pptmsix;
 698
 699         bzero(&pptmsix, sizeof(pptmsix));
 700         pptmsix.vcpu = vcpu;
 701         pptmsix.bus = bus;
 702         pptmsix.slot = slot;
 703         pptmsix.func = func;
 704         pptmsix.idx = idx;
 705         pptmsix.msg = msg;
 706         pptmsix.addr = addr;
 707         pptmsix.vector_control = vector_control;
 708
 709         return ioctl(ctx->fd, VM_PPTDEV_MSIX, &pptmsix);
 710 }
 711
 712 uint64_t *
 713 vm_get_stats(struct vmctx *ctx, int vcpu, struct timeval *ret_tv,
 714              int *ret_entries)
 715 {
 716         int error;
 717
 718         static struct vm_stats vmstats;
 719
 720         vmstats.cpuid = vcpu;
 721
 722         error = ioctl(ctx->fd, VM_STATS, &vmstats);
 723         if (error == 0) {
 724                 if (ret_entries)
 725                         *ret_entries = vmstats.num_entries;
 726                 if (ret_tv)
 727                         *ret_tv = vmstats.tv;
 728                 return (vmstats.statbuf);
 729         } else
 730                 return (NULL);
 731 }
 732
 733 const char *
 734 vm_get_stat_desc(struct vmctx *ctx, int index)
 735 {
 736         static struct vm_stat_desc statdesc;
 737
 738         statdesc.index = index;
 739         if (ioctl(ctx->fd, VM_STAT_DESC, &statdesc) == 0)
 740                 return (statdesc.desc);
 741         else
 742                 return (NULL);
 743 }
 744
 745 int
 746 vm_get_x2apic_state(struct vmctx *ctx, int vcpu, enum x2apic_state *state)
 747 {
 748         int error;
 749         struct vm_x2apic x2apic;
 750
 751         bzero(&x2apic, sizeof(x2apic));
 752         x2apic.cpuid = vcpu;
 753
 754         error = ioctl(ctx->fd, VM_GET_X2APIC_STATE, &x2apic);
 755         *state = x2apic.state;
 756         return (error);
 757 }
 758
 759 int
 760 vm_set_x2apic_state(struct vmctx *ctx, int vcpu, enum x2apic_state state)
 761 {
 762         int error;
 763         struct vm_x2apic x2apic;
 764
 765         bzero(&x2apic, sizeof(x2apic));
 766         x2apic.cpuid = vcpu;
 767         x2apic.state = state;
 768
 769         error = ioctl(ctx->fd, VM_SET_X2APIC_STATE, &x2apic);
 770
 771         return (error);
 772 }
 773
 774 /*
 775  * From Intel Vol 3a:
 776  * Table 9-1. IA-32 Processor States Following Power-up, Reset or INIT
 777  */
 778 int
 779 vcpu_reset(struct vmctx *vmctx, int vcpu)
 780 {
 781         int error;
 782         uint64_t rflags, rip, cr0, cr4, zero, desc_base, rdx;
 783         uint32_t desc_access, desc_limit;
 784         uint16_t sel;
 785
 786         zero = 0;
 787
 788         rflags = 0x2;
 789         error = vm_set_register(vmctx, vcpu, VM_REG_GUEST_RFLAGS, rflags);
 790         if (error)
 791                 goto done;
 792
 793         rip = 0xfff0;
 794         if ((error = vm_set_register(vmctx, vcpu, VM_REG_GUEST_RIP, rip)) != 0)
 795                 goto done;
 796
 797         cr0 = CR0_NE;
 798         if ((error = vm_set_register(vmctx, vcpu, VM_REG_GUEST_CR0, cr0)) != 0)
 799                 goto done;
 800
 801         if ((error = vm_set_register(vmctx, vcpu, VM_REG_GUEST_CR3, zero)) != 0)
 802                 goto done;
 803
 804         cr4 = 0;
 805         if ((error = vm_set_register(vmctx, vcpu, VM_REG_GUEST_CR4, cr4)) != 0)
 806                 goto done;
 807
 808         /*
 809          * CS: present, r/w, accessed, 16-bit, byte granularity, usable
 810          */
 811         desc_base = 0xffff0000;
 812         desc_limit = 0xffff;
 813         desc_access = 0x0093;
 814         error = vm_set_desc(vmctx, vcpu, VM_REG_GUEST_CS,
 815                             desc_base, desc_limit, desc_access);
 816         if (error)
 817                 goto done;
 818
 819         sel = 0xf000;
 820         if ((error = vm_set_register(vmctx, vcpu, VM_REG_GUEST_CS, sel)) != 0)
 821                 goto done;
 822
 823         /*
 824          * SS,DS,ES,FS,GS: present, r/w, accessed, 16-bit, byte granularity
 825          */
 826         desc_base = 0;
 827         desc_limit = 0xffff;
 828         desc_access = 0x0093;
 829         error = vm_set_desc(vmctx, vcpu, VM_REG_GUEST_SS,
 830                             desc_base, desc_limit, desc_access);
 831         if (error)
 832                 goto done;
 833
 834         error = vm_set_desc(vmctx, vcpu, VM_REG_GUEST_DS,
 835                             desc_base, desc_limit, desc_access);
 836         if (error)
 837                 goto done;
 838
 839         error = vm_set_desc(vmctx, vcpu, VM_REG_GUEST_ES,
 840                             desc_base, desc_limit, desc_access);
 841         if (error)
 842                 goto done;
 843
 844         error = vm_set_desc(vmctx, vcpu, VM_REG_GUEST_FS,
 845                             desc_base, desc_limit, desc_access);
 846         if (error)
 847                 goto done;
 848
 849         error = vm_set_desc(vmctx, vcpu, VM_REG_GUEST_GS,
 850                             desc_base, desc_limit, desc_access);
 851         if (error)
 852                 goto done;
 853
 854         sel = 0;
 855         if ((error = vm_set_register(vmctx, vcpu, VM_REG_GUEST_SS, sel)) != 0)
 856                 goto done;
 857         if ((error = vm_set_register(vmctx, vcpu, VM_REG_GUEST_DS, sel)) != 0)
 858                 goto done;
 859         if ((error = vm_set_register(vmctx, vcpu, VM_REG_GUEST_ES, sel)) != 0)
 860                 goto done;
 861         if ((error = vm_set_register(vmctx, vcpu, VM_REG_GUEST_FS, sel)) != 0)
 862                 goto done;
 863         if ((error = vm_set_register(vmctx, vcpu, VM_REG_GUEST_GS, sel)) != 0)
 864                 goto done;
 865
 866         /* General purpose registers */
 867         rdx = 0xf00;
 868         if ((error = vm_set_register(vmctx, vcpu, VM_REG_GUEST_RAX, zero)) != 0)
 869                 goto done;
 870         if ((error = vm_set_register(vmctx, vcpu, VM_REG_GUEST_RBX, zero)) != 0)
 871                 goto done;
 872         if ((error = vm_set_register(vmctx, vcpu, VM_REG_GUEST_RCX, zero)) != 0)
 873                 goto done;
 874         if ((error = vm_set_register(vmctx, vcpu, VM_REG_GUEST_RDX, rdx)) != 0)
 875                 goto done;
 876         if ((error = vm_set_register(vmctx, vcpu, VM_REG_GUEST_RSI, zero)) != 0)
 877                 goto done;
 878         if ((error = vm_set_register(vmctx, vcpu, VM_REG_GUEST_RDI, zero)) != 0)
 879                 goto done;
 880         if ((error = vm_set_register(vmctx, vcpu, VM_REG_GUEST_RBP, zero)) != 0)
 881                 goto done;
 882         if ((error = vm_set_register(vmctx, vcpu, VM_REG_GUEST_RSP, zero)) != 0)
 883                 goto done;
 884
 885         /* GDTR, IDTR */
 886         desc_base = 0;
 887         desc_limit = 0xffff;
 888         desc_access = 0;
 889         error = vm_set_desc(vmctx, vcpu, VM_REG_GUEST_GDTR,
 890                             desc_base, desc_limit, desc_access);
 891         if (error != 0)
 892                 goto done;
 893
 894         error = vm_set_desc(vmctx, vcpu, VM_REG_GUEST_IDTR,
 895                             desc_base, desc_limit, desc_access);
 896         if (error != 0)
 897                 goto done;
 898
 899         /* TR */
 900         desc_base = 0;
 901         desc_limit = 0xffff;
 902         desc_access = 0x0000008b;
 903         error = vm_set_desc(vmctx, vcpu, VM_REG_GUEST_TR, 0, 0, desc_access);
 904         if (error)
 905                 goto done;
 906
 907         sel = 0;
 908         if ((error = vm_set_register(vmctx, vcpu, VM_REG_GUEST_TR, sel)) != 0)
 909                 goto done;
 910
 911         /* LDTR */
 912         desc_base = 0;
 913         desc_limit = 0xffff;
 914         desc_access = 0x00000082;
 915         error = vm_set_desc(vmctx, vcpu, VM_REG_GUEST_LDTR, desc_base,
 916                             desc_limit, desc_access);
 917         if (error)
 918                 goto done;
 919
 920         sel = 0;
 921         if ((error = vm_set_register(vmctx, vcpu, VM_REG_GUEST_LDTR, 0)) != 0)
 922                 goto done;
 923
 924         /* XXX cr2, debug registers */
 925
 926         error = 0;
 927 done:
 928         return (error);
 929 }
 930
 931 int
 932 vm_get_gpa_pmap(struct vmctx *ctx, uint64_t gpa, uint64_t *pte, int *num)
 933 {
 934         int error, i;
 935         struct vm_gpa_pte gpapte;
 936
 937         bzero(&gpapte, sizeof(gpapte));
 938         gpapte.gpa = gpa;
 939
 940         error = ioctl(ctx->fd, VM_GET_GPA_PMAP, &gpapte);
 941
 942         if (error == 0) {
 943                 *num = gpapte.ptenum;
 944                 for (i = 0; i < gpapte.ptenum; i++)
 945                         pte[i] = gpapte.pte[i];
 946         }
 947
 948         return (error);
 949 }
 950
 951 int
 952 vm_get_hpet_capabilities(struct vmctx *ctx, uint32_t *capabilities)
 953 {
 954         int error;
 955         struct vm_hpet_cap cap;
 956
 957         bzero(&cap, sizeof(struct vm_hpet_cap));
 958         error = ioctl(ctx->fd, VM_GET_HPET_CAPABILITIES, &cap);
 959         if (capabilities != NULL)
 960                 *capabilities = cap.capabilities;
 961         return (error);
 962 }
 963
 964 int
 965 vm_gla2gpa(struct vmctx *ctx, int vcpu, struct vm_guest_paging *paging,
 966     uint64_t gla, int prot, uint64_t *gpa, int *fault)
 967 {
 968         struct vm_gla2gpa gg;
 969         int error;
 970
 971         bzero(&gg, sizeof(struct vm_gla2gpa));
 972         gg.vcpuid = vcpu;
 973         gg.prot = prot;
 974         gg.gla = gla;
 975         gg.paging = *paging;
 976
 977         error = ioctl(ctx->fd, VM_GLA2GPA, &gg);
 978         if (error == 0) {
 979                 *fault = gg.fault;
 980                 *gpa = gg.gpa;
 981         }
 982         return (error);
 983 }
 984
 985 #ifndef min
 986 #define min(a,b)        (((a) < (b)) ? (a) : (b))
 987 #endif
 988
 989 int
 990 vm_copy_setup(struct vmctx *ctx, int vcpu, struct vm_guest_paging *paging,
 991     uint64_t gla, size_t len, int prot, struct iovec *iov, int iovcnt,
 992     int *fault)
 993 {
 994         void *va;
 995         uint64_t gpa;
 996         int error, i, n, off;
 997
 998         for (i = 0; i < iovcnt; i++) {
 999                 iov[i].iov_base = 0;
1000                 iov[i].iov_len = 0;
1001         }
1002
1003         while (len) {
1004                 assert(iovcnt > 0);
1005                 error = vm_gla2gpa(ctx, vcpu, paging, gla, prot, &gpa, fault);
1006                 if (error || *fault)
1007                         return (error);
1008
1009                 off = gpa & PAGE_MASK;
1010                 n = min(len, PAGE_SIZE - off);
1011
1012                 va = vm_map_gpa(ctx, gpa, n);
1013                 if (va == NULL)
1014                         return (EFAULT);
1015
1016                 iov->iov_base = va;
1017                 iov->iov_len = n;
1018                 iov++;
1019                 iovcnt--;
1020
1021                 gla += n;
1022                 len -= n;
1023         }
1024         return (0);
1025 }
1026
1027 void
1028 vm_copy_teardown(struct vmctx *ctx, int vcpu, struct iovec *iov, int iovcnt)
1029 {
1030
1031         return;
1032 }
1033
1034 void
1035 vm_copyin(struct vmctx *ctx, int vcpu, struct iovec *iov, void *vp, size_t len)
1036 {
1037         const char *src;
1038         char *dst;
1039         size_t n;
1040
1041         dst = vp;
1042         while (len) {
1043                 assert(iov->iov_len);
1044                 n = min(len, iov->iov_len);
1045                 src = iov->iov_base;
1046                 bcopy(src, dst, n);
1047
1048                 iov++;
1049                 dst += n;
1050                 len -= n;
1051         }
1052 }
1053
1054 void
1055 vm_copyout(struct vmctx *ctx, int vcpu, const void *vp, struct iovec *iov,
1056     size_t len)
1057 {
1058         const char *src;
1059         char *dst;
1060         size_t n;
1061
1062         src = vp;
1063         while (len) {
1064                 assert(iov->iov_len);
1065                 n = min(len, iov->iov_len);
1066                 dst = iov->iov_base;
1067                 bcopy(src, dst, n);
1068
1069                 iov++;
1070                 src += n;
1071                 len -= n;
1072         }
1073 }
1074
1075 static int
1076 vm_get_cpus(struct vmctx *ctx, int which, cpuset_t *cpus)
1077 {
1078         struct vm_cpuset vm_cpuset;
1079         int error;
1080
1081         bzero(&vm_cpuset, sizeof(struct vm_cpuset));
1082         vm_cpuset.which = which;
1083         vm_cpuset.cpusetsize = sizeof(cpuset_t);
1084         vm_cpuset.cpus = cpus;
1085
1086         error = ioctl(ctx->fd, VM_GET_CPUS, &vm_cpuset);
1087         return (error);
1088 }
1089
1090 int
1091 vm_active_cpus(struct vmctx *ctx, cpuset_t *cpus)
1092 {
1093
1094         return (vm_get_cpus(ctx, VM_ACTIVE_CPUS, cpus));
1095 }
1096
1097 int
1098 vm_suspended_cpus(struct vmctx *ctx, cpuset_t *cpus)
1099 {
1100
1101         return (vm_get_cpus(ctx, VM_SUSPENDED_CPUS, cpus));
1102 }
1103
1104 int
1105 vm_activate_cpu(struct vmctx *ctx, int vcpu)
1106 {
1107         struct vm_activate_cpu ac;
1108         int error;
1109
1110         bzero(&ac, sizeof(struct vm_activate_cpu));
1111         ac.vcpuid = vcpu;
1112         error = ioctl(ctx->fd, VM_ACTIVATE_CPU, &ac);
1113         return (error);
1114 }
1115
1116 int
1117 vm_get_intinfo(struct vmctx *ctx, int vcpu, uint64_t *info1, uint64_t *info2)
1118 {
1119         struct vm_intinfo vmii;
1120         int error;
1121
1122         bzero(&vmii, sizeof(struct vm_intinfo));
1123         vmii.vcpuid = vcpu;
1124         error = ioctl(ctx->fd, VM_GET_INTINFO, &vmii);
1125         if (error == 0) {
1126                 *info1 = vmii.info1;
1127                 *info2 = vmii.info2;
1128         }
1129         return (error);
1130 }
1131
1132 int
1133 vm_set_intinfo(struct vmctx *ctx, int vcpu, uint64_t info1)
1134 {
1135         struct vm_intinfo vmii;
1136         int error;
1137
1138         bzero(&vmii, sizeof(struct vm_intinfo));
1139         vmii.vcpuid = vcpu;
1140         vmii.info1 = info1;
1141         error = ioctl(ctx->fd, VM_SET_INTINFO, &vmii);
1142         return (error);
1143 }
1144
1145 int
1146 vm_rtc_write(struct vmctx *ctx, int offset, uint8_t value)
1147 {
1148         struct vm_rtc_data rtcdata;
1149         int error;
1150
1151         bzero(&rtcdata, sizeof(struct vm_rtc_data));
1152         rtcdata.offset = offset;
1153         rtcdata.value = value;
1154         error = ioctl(ctx->fd, VM_RTC_WRITE, &rtcdata);
1155         return (error);
1156 }
1157
1158 int
1159 vm_rtc_read(struct vmctx *ctx, int offset, uint8_t *retval)
1160 {
1161         struct vm_rtc_data rtcdata;
1162         int error;
1163
1164         bzero(&rtcdata, sizeof(struct vm_rtc_data));
1165         rtcdata.offset = offset;
1166         error = ioctl(ctx->fd, VM_RTC_READ, &rtcdata);
1167         if (error == 0)
1168                 *retval = rtcdata.value;
1169         return (error);
1170 }
1171
1172 int
1173 vm_rtc_settime(struct vmctx *ctx, time_t secs)
1174 {
1175         struct vm_rtc_time rtctime;
1176         int error;
1177
1178         bzero(&rtctime, sizeof(struct vm_rtc_time));
1179         rtctime.secs = secs;
1180         error = ioctl(ctx->fd, VM_RTC_SETTIME, &rtctime);
1181         return (error);
1182 }
1183
1184 int
1185 vm_rtc_gettime(struct vmctx *ctx, time_t *secs)
1186 {
1187         struct vm_rtc_time rtctime;
1188         int error;
1189
1190         bzero(&rtctime, sizeof(struct vm_rtc_time));
1191         error = ioctl(ctx->fd, VM_RTC_GETTIME, &rtctime);
1192         if (error == 0)
1193                 *secs = rtctime.secs;
1194         return (error);
1195 }
1196
1197 int
1198 vm_restart_instruction(void *arg, int vcpu)
1199 {
1200         struct vmctx *ctx = arg;
1201
1202         return (ioctl(ctx->fd, VM_RESTART_INSTRUCTION, &vcpu));
1203 }