xref: /freebsd/sys/amd64/vmm/vmm.c (revision de5ea6b65e816550dd7704f8e030f4781d17b4b8)
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25366f6083SPeter Grehan  *
26366f6083SPeter Grehan  * $FreeBSD$
27366f6083SPeter Grehan  */
28366f6083SPeter Grehan 
29366f6083SPeter Grehan #include <sys/cdefs.h>
30366f6083SPeter Grehan __FBSDID("$FreeBSD$");
31366f6083SPeter Grehan 
32366f6083SPeter Grehan #include <sys/param.h>
3338f1b189SPeter Grehan #include <sys/systm.h>
34366f6083SPeter Grehan #include <sys/kernel.h>
35366f6083SPeter Grehan #include <sys/module.h>
36366f6083SPeter Grehan #include <sys/sysctl.h>
37366f6083SPeter Grehan #include <sys/malloc.h>
38366f6083SPeter Grehan #include <sys/pcpu.h>
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41366f6083SPeter Grehan #include <sys/proc.h>
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45366f6083SPeter Grehan #include <sys/systm.h>
46366f6083SPeter Grehan 
47366f6083SPeter Grehan #include <vm/vm.h>
48318224bbSNeel Natu #include <vm/vm_object.h>
49318224bbSNeel Natu #include <vm/vm_page.h>
50318224bbSNeel Natu #include <vm/pmap.h>
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53318224bbSNeel Natu #include <vm/vm_param.h>
54366f6083SPeter Grehan 
5563e62d39SJohn Baldwin #include <machine/cpu.h>
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5875dd3366SNeel Natu #include <machine/smp.h>
591c052192SNeel Natu #include <x86/psl.h>
6034a6b2d6SJohn Baldwin #include <x86/apicreg.h>
61318224bbSNeel Natu #include <machine/vmparam.h>
62366f6083SPeter Grehan 
63366f6083SPeter Grehan #include <machine/vmm.h>
64565bbb86SNeel Natu #include <machine/vmm_dev.h>
65565bbb86SNeel Natu 
66318224bbSNeel Natu #include "vmm_ktr.h"
67b01c2033SNeel Natu #include "vmm_host.h"
68366f6083SPeter Grehan #include "vmm_mem.h"
69366f6083SPeter Grehan #include "vmm_util.h"
7008e3ff32SNeel Natu #include "vhpet.h"
71565bbb86SNeel Natu #include "vioapic.h"
72366f6083SPeter Grehan #include "vlapic.h"
73366f6083SPeter Grehan #include "vmm_msr.h"
74366f6083SPeter Grehan #include "vmm_ipi.h"
75366f6083SPeter Grehan #include "vmm_stat.h"
76f76fc5d4SNeel Natu #include "vmm_lapic.h"
77366f6083SPeter Grehan 
78366f6083SPeter Grehan #include "io/ppt.h"
79366f6083SPeter Grehan #include "io/iommu.h"
80366f6083SPeter Grehan 
81366f6083SPeter Grehan struct vlapic;
82366f6083SPeter Grehan 
83366f6083SPeter Grehan struct vcpu {
84366f6083SPeter Grehan 	int		flags;
8575dd3366SNeel Natu 	enum vcpu_state	state;
8675dd3366SNeel Natu 	struct mtx	mtx;
87366f6083SPeter Grehan 	int		hostcpu;	/* host cpuid this vcpu last ran on */
88366f6083SPeter Grehan 	uint64_t	guest_msrs[VMM_MSR_NUM];
89366f6083SPeter Grehan 	struct vlapic	*vlapic;
90366f6083SPeter Grehan 	int		 vcpuid;
9138f1b189SPeter Grehan 	struct savefpu	*guestfpu;	/* guest fpu state */
92366f6083SPeter Grehan 	void		*stats;
9398ed632cSNeel Natu 	struct vm_exit	exitinfo;
94e9027382SNeel Natu 	enum x2apic_state x2apic_state;
95f352ff0cSNeel Natu 	int		nmi_pending;
96366f6083SPeter Grehan };
97366f6083SPeter Grehan 
98f76fc5d4SNeel Natu #define	vcpu_lock_init(v)	mtx_init(&((v)->mtx), "vcpu lock", 0, MTX_SPIN)
99f76fc5d4SNeel Natu #define	vcpu_lock(v)		mtx_lock_spin(&((v)->mtx))
100f76fc5d4SNeel Natu #define	vcpu_unlock(v)		mtx_unlock_spin(&((v)->mtx))
101318224bbSNeel Natu #define	vcpu_assert_locked(v)	mtx_assert(&((v)->mtx), MA_OWNED)
10275dd3366SNeel Natu 
103318224bbSNeel Natu struct mem_seg {
104318224bbSNeel Natu 	vm_paddr_t	gpa;
105318224bbSNeel Natu 	size_t		len;
106318224bbSNeel Natu 	boolean_t	wired;
107318224bbSNeel Natu 	vm_object_t	object;
108318224bbSNeel Natu };
109366f6083SPeter Grehan #define	VM_MAX_MEMORY_SEGMENTS	2
110366f6083SPeter Grehan 
111366f6083SPeter Grehan struct vm {
112366f6083SPeter Grehan 	void		*cookie;	/* processor-specific data */
113366f6083SPeter Grehan 	void		*iommu;		/* iommu-specific data */
11408e3ff32SNeel Natu 	struct vhpet	*vhpet;		/* virtual HPET */
115565bbb86SNeel Natu 	struct vioapic	*vioapic;	/* virtual ioapic */
116318224bbSNeel Natu 	struct vmspace	*vmspace;	/* guest's address space */
117366f6083SPeter Grehan 	struct vcpu	vcpu[VM_MAXCPU];
118366f6083SPeter Grehan 	int		num_mem_segs;
119318224bbSNeel Natu 	struct mem_seg	mem_segs[VM_MAX_MEMORY_SEGMENTS];
120366f6083SPeter Grehan 	char		name[VM_MAX_NAMELEN];
121366f6083SPeter Grehan 
122366f6083SPeter Grehan 	/*
123a5615c90SPeter Grehan 	 * Set of active vcpus.
124366f6083SPeter Grehan 	 * An active vcpu is one that has been started implicitly (BSP) or
125366f6083SPeter Grehan 	 * explicitly (AP) by sending it a startup ipi.
126366f6083SPeter Grehan 	 */
127a5615c90SPeter Grehan 	cpuset_t	active_cpus;
128366f6083SPeter Grehan };
129366f6083SPeter Grehan 
130d5408b1dSNeel Natu static int vmm_initialized;
131d5408b1dSNeel Natu 
132366f6083SPeter Grehan static struct vmm_ops *ops;
133366f6083SPeter Grehan #define	VMM_INIT()	(ops != NULL ? (*ops->init)() : 0)
134366f6083SPeter Grehan #define	VMM_CLEANUP()	(ops != NULL ? (*ops->cleanup)() : 0)
13563e62d39SJohn Baldwin #define	VMM_RESUME()	(ops != NULL ? (*ops->resume)() : 0)
136366f6083SPeter Grehan 
137318224bbSNeel Natu #define	VMINIT(vm, pmap) (ops != NULL ? (*ops->vminit)(vm, pmap): NULL)
138318224bbSNeel Natu #define	VMRUN(vmi, vcpu, rip, pmap) \
139318224bbSNeel Natu 	(ops != NULL ? (*ops->vmrun)(vmi, vcpu, rip, pmap) : ENXIO)
140366f6083SPeter Grehan #define	VMCLEANUP(vmi)	(ops != NULL ? (*ops->vmcleanup)(vmi) : NULL)
141318224bbSNeel Natu #define	VMSPACE_ALLOC(min, max) \
142318224bbSNeel Natu 	(ops != NULL ? (*ops->vmspace_alloc)(min, max) : NULL)
143318224bbSNeel Natu #define	VMSPACE_FREE(vmspace) \
144318224bbSNeel Natu 	(ops != NULL ? (*ops->vmspace_free)(vmspace) : ENXIO)
145366f6083SPeter Grehan #define	VMGETREG(vmi, vcpu, num, retval)		\
146366f6083SPeter Grehan 	(ops != NULL ? (*ops->vmgetreg)(vmi, vcpu, num, retval) : ENXIO)
147366f6083SPeter Grehan #define	VMSETREG(vmi, vcpu, num, val)		\
148366f6083SPeter Grehan 	(ops != NULL ? (*ops->vmsetreg)(vmi, vcpu, num, val) : ENXIO)
149366f6083SPeter Grehan #define	VMGETDESC(vmi, vcpu, num, desc)		\
150366f6083SPeter Grehan 	(ops != NULL ? (*ops->vmgetdesc)(vmi, vcpu, num, desc) : ENXIO)
151366f6083SPeter Grehan #define	VMSETDESC(vmi, vcpu, num, desc)		\
152366f6083SPeter Grehan 	(ops != NULL ? (*ops->vmsetdesc)(vmi, vcpu, num, desc) : ENXIO)
153366f6083SPeter Grehan #define	VMINJECT(vmi, vcpu, type, vec, ec, ecv)	\
154366f6083SPeter Grehan 	(ops != NULL ? (*ops->vminject)(vmi, vcpu, type, vec, ec, ecv) : ENXIO)
155366f6083SPeter Grehan #define	VMGETCAP(vmi, vcpu, num, retval)	\
156366f6083SPeter Grehan 	(ops != NULL ? (*ops->vmgetcap)(vmi, vcpu, num, retval) : ENXIO)
157366f6083SPeter Grehan #define	VMSETCAP(vmi, vcpu, num, val)		\
158366f6083SPeter Grehan 	(ops != NULL ? (*ops->vmsetcap)(vmi, vcpu, num, val) : ENXIO)
159*de5ea6b6SNeel Natu #define	VLAPIC_INIT(vmi, vcpu)			\
160*de5ea6b6SNeel Natu 	(ops != NULL ? (*ops->vlapic_init)(vmi, vcpu) : NULL)
161*de5ea6b6SNeel Natu #define	VLAPIC_CLEANUP(vmi, vlapic)		\
162*de5ea6b6SNeel Natu 	(ops != NULL ? (*ops->vlapic_cleanup)(vmi, vlapic) : NULL)
163366f6083SPeter Grehan 
164014a52f3SNeel Natu #define	fpu_start_emulating()	load_cr0(rcr0() | CR0_TS)
165014a52f3SNeel Natu #define	fpu_stop_emulating()	clts()
166366f6083SPeter Grehan 
167366f6083SPeter Grehan static MALLOC_DEFINE(M_VM, "vm", "vm");
168366f6083SPeter Grehan CTASSERT(VMM_MSR_NUM <= 64);	/* msr_mask can keep track of up to 64 msrs */
169366f6083SPeter Grehan 
170366f6083SPeter Grehan /* statistics */
17161592433SNeel Natu static VMM_STAT(VCPU_TOTAL_RUNTIME, "vcpu total runtime");
172366f6083SPeter Grehan 
173366f6083SPeter Grehan static void
174*de5ea6b6SNeel Natu vcpu_cleanup(struct vm *vm, int i)
175366f6083SPeter Grehan {
176*de5ea6b6SNeel Natu 	struct vcpu *vcpu = &vm->vcpu[i];
177*de5ea6b6SNeel Natu 
178*de5ea6b6SNeel Natu 	VLAPIC_CLEANUP(vm->cookie, vcpu->vlapic);
179366f6083SPeter Grehan 	vmm_stat_free(vcpu->stats);
18038f1b189SPeter Grehan 	fpu_save_area_free(vcpu->guestfpu);
181366f6083SPeter Grehan }
182366f6083SPeter Grehan 
183366f6083SPeter Grehan static void
184366f6083SPeter Grehan vcpu_init(struct vm *vm, uint32_t vcpu_id)
185366f6083SPeter Grehan {
186366f6083SPeter Grehan 	struct vcpu *vcpu;
187366f6083SPeter Grehan 
188366f6083SPeter Grehan 	vcpu = &vm->vcpu[vcpu_id];
189366f6083SPeter Grehan 
19075dd3366SNeel Natu 	vcpu_lock_init(vcpu);
19175dd3366SNeel Natu 	vcpu->hostcpu = NOCPU;
192366f6083SPeter Grehan 	vcpu->vcpuid = vcpu_id;
193*de5ea6b6SNeel Natu 	vcpu->vlapic = VLAPIC_INIT(vm->cookie, vcpu_id);
19473820fb0SNeel Natu 	vm_set_x2apic_state(vm, vcpu_id, X2APIC_ENABLED);
19538f1b189SPeter Grehan 	vcpu->guestfpu = fpu_save_area_alloc();
19638f1b189SPeter Grehan 	fpu_save_area_reset(vcpu->guestfpu);
197366f6083SPeter Grehan 	vcpu->stats = vmm_stat_alloc();
198366f6083SPeter Grehan }
199366f6083SPeter Grehan 
20098ed632cSNeel Natu struct vm_exit *
20198ed632cSNeel Natu vm_exitinfo(struct vm *vm, int cpuid)
20298ed632cSNeel Natu {
20398ed632cSNeel Natu 	struct vcpu *vcpu;
20498ed632cSNeel Natu 
20598ed632cSNeel Natu 	if (cpuid < 0 || cpuid >= VM_MAXCPU)
20698ed632cSNeel Natu 		panic("vm_exitinfo: invalid cpuid %d", cpuid);
20798ed632cSNeel Natu 
20898ed632cSNeel Natu 	vcpu = &vm->vcpu[cpuid];
20998ed632cSNeel Natu 
21098ed632cSNeel Natu 	return (&vcpu->exitinfo);
21198ed632cSNeel Natu }
21298ed632cSNeel Natu 
21363e62d39SJohn Baldwin static void
21463e62d39SJohn Baldwin vmm_resume(void)
21563e62d39SJohn Baldwin {
21663e62d39SJohn Baldwin 	VMM_RESUME();
21763e62d39SJohn Baldwin }
21863e62d39SJohn Baldwin 
219366f6083SPeter Grehan static int
220366f6083SPeter Grehan vmm_init(void)
221366f6083SPeter Grehan {
222366f6083SPeter Grehan 	int error;
223366f6083SPeter Grehan 
224b01c2033SNeel Natu 	vmm_host_state_init();
225366f6083SPeter Grehan 	vmm_ipi_init();
226366f6083SPeter Grehan 
227366f6083SPeter Grehan 	error = vmm_mem_init();
228366f6083SPeter Grehan 	if (error)
229366f6083SPeter Grehan 		return (error);
230366f6083SPeter Grehan 
231366f6083SPeter Grehan 	if (vmm_is_intel())
232366f6083SPeter Grehan 		ops = &vmm_ops_intel;
233366f6083SPeter Grehan 	else if (vmm_is_amd())
234366f6083SPeter Grehan 		ops = &vmm_ops_amd;
235366f6083SPeter Grehan 	else
236366f6083SPeter Grehan 		return (ENXIO);
237366f6083SPeter Grehan 
238366f6083SPeter Grehan 	vmm_msr_init();
23963e62d39SJohn Baldwin 	vmm_resume_p = vmm_resume;
240366f6083SPeter Grehan 
241366f6083SPeter Grehan 	return (VMM_INIT());
242366f6083SPeter Grehan }
243366f6083SPeter Grehan 
244366f6083SPeter Grehan static int
245366f6083SPeter Grehan vmm_handler(module_t mod, int what, void *arg)
246366f6083SPeter Grehan {
247366f6083SPeter Grehan 	int error;
248366f6083SPeter Grehan 
249366f6083SPeter Grehan 	switch (what) {
250366f6083SPeter Grehan 	case MOD_LOAD:
251366f6083SPeter Grehan 		vmmdev_init();
252366f6083SPeter Grehan 		iommu_init();
253366f6083SPeter Grehan 		error = vmm_init();
254d5408b1dSNeel Natu 		if (error == 0)
255d5408b1dSNeel Natu 			vmm_initialized = 1;
256366f6083SPeter Grehan 		break;
257366f6083SPeter Grehan 	case MOD_UNLOAD:
258cdc5b9e7SNeel Natu 		error = vmmdev_cleanup();
259cdc5b9e7SNeel Natu 		if (error == 0) {
26063e62d39SJohn Baldwin 			vmm_resume_p = NULL;
261366f6083SPeter Grehan 			iommu_cleanup();
262366f6083SPeter Grehan 			vmm_ipi_cleanup();
263366f6083SPeter Grehan 			error = VMM_CLEANUP();
26481ef6611SPeter Grehan 			/*
26581ef6611SPeter Grehan 			 * Something bad happened - prevent new
26681ef6611SPeter Grehan 			 * VMs from being created
26781ef6611SPeter Grehan 			 */
26881ef6611SPeter Grehan 			if (error)
269d5408b1dSNeel Natu 				vmm_initialized = 0;
27081ef6611SPeter Grehan 		}
271366f6083SPeter Grehan 		break;
272366f6083SPeter Grehan 	default:
273366f6083SPeter Grehan 		error = 0;
274366f6083SPeter Grehan 		break;
275366f6083SPeter Grehan 	}
276366f6083SPeter Grehan 	return (error);
277366f6083SPeter Grehan }
278366f6083SPeter Grehan 
279366f6083SPeter Grehan static moduledata_t vmm_kmod = {
280366f6083SPeter Grehan 	"vmm",
281366f6083SPeter Grehan 	vmm_handler,
282366f6083SPeter Grehan 	NULL
283366f6083SPeter Grehan };
284366f6083SPeter Grehan 
285366f6083SPeter Grehan /*
286e3f0800bSNeel Natu  * vmm initialization has the following dependencies:
287e3f0800bSNeel Natu  *
288e3f0800bSNeel Natu  * - iommu initialization must happen after the pci passthru driver has had
289e3f0800bSNeel Natu  *   a chance to attach to any passthru devices (after SI_SUB_CONFIGURE).
290e3f0800bSNeel Natu  *
291e3f0800bSNeel Natu  * - VT-x initialization requires smp_rendezvous() and therefore must happen
292e3f0800bSNeel Natu  *   after SMP is fully functional (after SI_SUB_SMP).
293366f6083SPeter Grehan  */
294e3f0800bSNeel Natu DECLARE_MODULE(vmm, vmm_kmod, SI_SUB_SMP + 1, SI_ORDER_ANY);
295366f6083SPeter Grehan MODULE_VERSION(vmm, 1);
296366f6083SPeter Grehan 
297366f6083SPeter Grehan SYSCTL_NODE(_hw, OID_AUTO, vmm, CTLFLAG_RW, NULL, NULL);
298366f6083SPeter Grehan 
299d5408b1dSNeel Natu int
300d5408b1dSNeel Natu vm_create(const char *name, struct vm **retvm)
301366f6083SPeter Grehan {
302366f6083SPeter Grehan 	int i;
303366f6083SPeter Grehan 	struct vm *vm;
304318224bbSNeel Natu 	struct vmspace *vmspace;
305366f6083SPeter Grehan 
306366f6083SPeter Grehan 	const int BSP = 0;
307366f6083SPeter Grehan 
308d5408b1dSNeel Natu 	/*
309d5408b1dSNeel Natu 	 * If vmm.ko could not be successfully initialized then don't attempt
310d5408b1dSNeel Natu 	 * to create the virtual machine.
311d5408b1dSNeel Natu 	 */
312d5408b1dSNeel Natu 	if (!vmm_initialized)
313d5408b1dSNeel Natu 		return (ENXIO);
314d5408b1dSNeel Natu 
315366f6083SPeter Grehan 	if (name == NULL || strlen(name) >= VM_MAX_NAMELEN)
316d5408b1dSNeel Natu 		return (EINVAL);
317366f6083SPeter Grehan 
318318224bbSNeel Natu 	vmspace = VMSPACE_ALLOC(VM_MIN_ADDRESS, VM_MAXUSER_ADDRESS);
319318224bbSNeel Natu 	if (vmspace == NULL)
320318224bbSNeel Natu 		return (ENOMEM);
321318224bbSNeel Natu 
322366f6083SPeter Grehan 	vm = malloc(sizeof(struct vm), M_VM, M_WAITOK | M_ZERO);
323366f6083SPeter Grehan 	strcpy(vm->name, name);
324318224bbSNeel Natu 	vm->cookie = VMINIT(vm, vmspace_pmap(vmspace));
325565bbb86SNeel Natu 	vm->vioapic = vioapic_init(vm);
32608e3ff32SNeel Natu 	vm->vhpet = vhpet_init(vm);
327366f6083SPeter Grehan 
328366f6083SPeter Grehan 	for (i = 0; i < VM_MAXCPU; i++) {
329366f6083SPeter Grehan 		vcpu_init(vm, i);
330366f6083SPeter Grehan 		guest_msrs_init(vm, i);
331366f6083SPeter Grehan 	}
332366f6083SPeter Grehan 
333366f6083SPeter Grehan 	vm_activate_cpu(vm, BSP);
334318224bbSNeel Natu 	vm->vmspace = vmspace;
335366f6083SPeter Grehan 
336d5408b1dSNeel Natu 	*retvm = vm;
337d5408b1dSNeel Natu 	return (0);
338366f6083SPeter Grehan }
339366f6083SPeter Grehan 
340f7d51510SNeel Natu static void
341318224bbSNeel Natu vm_free_mem_seg(struct vm *vm, struct mem_seg *seg)
342f7d51510SNeel Natu {
3437ce04d0aSNeel Natu 
344318224bbSNeel Natu 	if (seg->object != NULL)
345318224bbSNeel Natu 		vmm_mem_free(vm->vmspace, seg->gpa, seg->len);
346f7d51510SNeel Natu 
347318224bbSNeel Natu 	bzero(seg, sizeof(*seg));
348f7d51510SNeel Natu }
349f7d51510SNeel Natu 
350366f6083SPeter Grehan void
351366f6083SPeter Grehan vm_destroy(struct vm *vm)
352366f6083SPeter Grehan {
353366f6083SPeter Grehan 	int i;
354366f6083SPeter Grehan 
355366f6083SPeter Grehan 	ppt_unassign_all(vm);
356366f6083SPeter Grehan 
357318224bbSNeel Natu 	if (vm->iommu != NULL)
358318224bbSNeel Natu 		iommu_destroy_domain(vm->iommu);
359318224bbSNeel Natu 
36008e3ff32SNeel Natu 	vhpet_cleanup(vm->vhpet);
36108e3ff32SNeel Natu 	vioapic_cleanup(vm->vioapic);
36208e3ff32SNeel Natu 
363366f6083SPeter Grehan 	for (i = 0; i < vm->num_mem_segs; i++)
364f7d51510SNeel Natu 		vm_free_mem_seg(vm, &vm->mem_segs[i]);
365f7d51510SNeel Natu 
366f7d51510SNeel Natu 	vm->num_mem_segs = 0;
367366f6083SPeter Grehan 
368366f6083SPeter Grehan 	for (i = 0; i < VM_MAXCPU; i++)
369*de5ea6b6SNeel Natu 		vcpu_cleanup(vm, i);
370366f6083SPeter Grehan 
371318224bbSNeel Natu 	VMSPACE_FREE(vm->vmspace);
372366f6083SPeter Grehan 
373366f6083SPeter Grehan 	VMCLEANUP(vm->cookie);
374366f6083SPeter Grehan 
375366f6083SPeter Grehan 	free(vm, M_VM);
376366f6083SPeter Grehan }
377366f6083SPeter Grehan 
378366f6083SPeter Grehan const char *
379366f6083SPeter Grehan vm_name(struct vm *vm)
380366f6083SPeter Grehan {
381366f6083SPeter Grehan 	return (vm->name);
382366f6083SPeter Grehan }
383366f6083SPeter Grehan 
384366f6083SPeter Grehan int
385366f6083SPeter Grehan vm_map_mmio(struct vm *vm, vm_paddr_t gpa, size_t len, vm_paddr_t hpa)
386366f6083SPeter Grehan {
387318224bbSNeel Natu 	vm_object_t obj;
388366f6083SPeter Grehan 
389318224bbSNeel Natu 	if ((obj = vmm_mmio_alloc(vm->vmspace, gpa, len, hpa)) == NULL)
390318224bbSNeel Natu 		return (ENOMEM);
391318224bbSNeel Natu 	else
392318224bbSNeel Natu 		return (0);
393366f6083SPeter Grehan }
394366f6083SPeter Grehan 
395366f6083SPeter Grehan int
396366f6083SPeter Grehan vm_unmap_mmio(struct vm *vm, vm_paddr_t gpa, size_t len)
397366f6083SPeter Grehan {
398366f6083SPeter Grehan 
399318224bbSNeel Natu 	vmm_mmio_free(vm->vmspace, gpa, len);
400318224bbSNeel Natu 	return (0);
401366f6083SPeter Grehan }
402366f6083SPeter Grehan 
403318224bbSNeel Natu boolean_t
404318224bbSNeel Natu vm_mem_allocated(struct vm *vm, vm_paddr_t gpa)
405366f6083SPeter Grehan {
406341f19c9SNeel Natu 	int i;
407341f19c9SNeel Natu 	vm_paddr_t gpabase, gpalimit;
408341f19c9SNeel Natu 
409341f19c9SNeel Natu 	for (i = 0; i < vm->num_mem_segs; i++) {
410341f19c9SNeel Natu 		gpabase = vm->mem_segs[i].gpa;
411341f19c9SNeel Natu 		gpalimit = gpabase + vm->mem_segs[i].len;
412341f19c9SNeel Natu 		if (gpa >= gpabase && gpa < gpalimit)
413318224bbSNeel Natu 			return (TRUE);		/* 'gpa' is regular memory */
414341f19c9SNeel Natu 	}
415341f19c9SNeel Natu 
416318224bbSNeel Natu 	if (ppt_is_mmio(vm, gpa))
417318224bbSNeel Natu 		return (TRUE);			/* 'gpa' is pci passthru mmio */
418318224bbSNeel Natu 
419318224bbSNeel Natu 	return (FALSE);
420341f19c9SNeel Natu }
421341f19c9SNeel Natu 
422341f19c9SNeel Natu int
423341f19c9SNeel Natu vm_malloc(struct vm *vm, vm_paddr_t gpa, size_t len)
424341f19c9SNeel Natu {
425318224bbSNeel Natu 	int available, allocated;
426318224bbSNeel Natu 	struct mem_seg *seg;
427318224bbSNeel Natu 	vm_object_t object;
428318224bbSNeel Natu 	vm_paddr_t g;
429366f6083SPeter Grehan 
430341f19c9SNeel Natu 	if ((gpa & PAGE_MASK) || (len & PAGE_MASK) || len == 0)
431341f19c9SNeel Natu 		return (EINVAL);
432341f19c9SNeel Natu 
433341f19c9SNeel Natu 	available = allocated = 0;
434341f19c9SNeel Natu 	g = gpa;
435341f19c9SNeel Natu 	while (g < gpa + len) {
436318224bbSNeel Natu 		if (vm_mem_allocated(vm, g))
437341f19c9SNeel Natu 			allocated++;
438318224bbSNeel Natu 		else
439318224bbSNeel Natu 			available++;
440341f19c9SNeel Natu 
441341f19c9SNeel Natu 		g += PAGE_SIZE;
442341f19c9SNeel Natu 	}
443341f19c9SNeel Natu 
444366f6083SPeter Grehan 	/*
445341f19c9SNeel Natu 	 * If there are some allocated and some available pages in the address
446341f19c9SNeel Natu 	 * range then it is an error.
447366f6083SPeter Grehan 	 */
448341f19c9SNeel Natu 	if (allocated && available)
449341f19c9SNeel Natu 		return (EINVAL);
450341f19c9SNeel Natu 
451341f19c9SNeel Natu 	/*
452341f19c9SNeel Natu 	 * If the entire address range being requested has already been
453341f19c9SNeel Natu 	 * allocated then there isn't anything more to do.
454341f19c9SNeel Natu 	 */
455341f19c9SNeel Natu 	if (allocated && available == 0)
456341f19c9SNeel Natu 		return (0);
457366f6083SPeter Grehan 
458366f6083SPeter Grehan 	if (vm->num_mem_segs >= VM_MAX_MEMORY_SEGMENTS)
459366f6083SPeter Grehan 		return (E2BIG);
460366f6083SPeter Grehan 
461f7d51510SNeel Natu 	seg = &vm->mem_segs[vm->num_mem_segs];
462366f6083SPeter Grehan 
463318224bbSNeel Natu 	if ((object = vmm_mem_alloc(vm->vmspace, gpa, len)) == NULL)
464318224bbSNeel Natu 		return (ENOMEM);
465318224bbSNeel Natu 
466f7d51510SNeel Natu 	seg->gpa = gpa;
467318224bbSNeel Natu 	seg->len = len;
468318224bbSNeel Natu 	seg->object = object;
469318224bbSNeel Natu 	seg->wired = FALSE;
4707ce04d0aSNeel Natu 
471366f6083SPeter Grehan 	vm->num_mem_segs++;
472341f19c9SNeel Natu 
473366f6083SPeter Grehan 	return (0);
474366f6083SPeter Grehan }
475366f6083SPeter Grehan 
476318224bbSNeel Natu static void
477318224bbSNeel Natu vm_gpa_unwire(struct vm *vm)
478366f6083SPeter Grehan {
479318224bbSNeel Natu 	int i, rv;
480318224bbSNeel Natu 	struct mem_seg *seg;
4814db4fb2cSNeel Natu 
482318224bbSNeel Natu 	for (i = 0; i < vm->num_mem_segs; i++) {
483318224bbSNeel Natu 		seg = &vm->mem_segs[i];
484318224bbSNeel Natu 		if (!seg->wired)
485318224bbSNeel Natu 			continue;
486366f6083SPeter Grehan 
487318224bbSNeel Natu 		rv = vm_map_unwire(&vm->vmspace->vm_map,
488318224bbSNeel Natu 				   seg->gpa, seg->gpa + seg->len,
489318224bbSNeel Natu 				   VM_MAP_WIRE_USER | VM_MAP_WIRE_NOHOLES);
490318224bbSNeel Natu 		KASSERT(rv == KERN_SUCCESS, ("vm(%s) memory segment "
491318224bbSNeel Natu 		    "%#lx/%ld could not be unwired: %d",
492318224bbSNeel Natu 		    vm_name(vm), seg->gpa, seg->len, rv));
493318224bbSNeel Natu 
494318224bbSNeel Natu 		seg->wired = FALSE;
495318224bbSNeel Natu 	}
496318224bbSNeel Natu }
497318224bbSNeel Natu 
498318224bbSNeel Natu static int
499318224bbSNeel Natu vm_gpa_wire(struct vm *vm)
500318224bbSNeel Natu {
501318224bbSNeel Natu 	int i, rv;
502318224bbSNeel Natu 	struct mem_seg *seg;
503318224bbSNeel Natu 
504318224bbSNeel Natu 	for (i = 0; i < vm->num_mem_segs; i++) {
505318224bbSNeel Natu 		seg = &vm->mem_segs[i];
506318224bbSNeel Natu 		if (seg->wired)
507318224bbSNeel Natu 			continue;
508318224bbSNeel Natu 
509318224bbSNeel Natu 		/* XXX rlimits? */
510318224bbSNeel Natu 		rv = vm_map_wire(&vm->vmspace->vm_map,
511318224bbSNeel Natu 				 seg->gpa, seg->gpa + seg->len,
512318224bbSNeel Natu 				 VM_MAP_WIRE_USER | VM_MAP_WIRE_NOHOLES);
513318224bbSNeel Natu 		if (rv != KERN_SUCCESS)
514318224bbSNeel Natu 			break;
515318224bbSNeel Natu 
516318224bbSNeel Natu 		seg->wired = TRUE;
517318224bbSNeel Natu 	}
518318224bbSNeel Natu 
519318224bbSNeel Natu 	if (i < vm->num_mem_segs) {
520318224bbSNeel Natu 		/*
521318224bbSNeel Natu 		 * Undo the wiring before returning an error.
522318224bbSNeel Natu 		 */
523318224bbSNeel Natu 		vm_gpa_unwire(vm);
524318224bbSNeel Natu 		return (EAGAIN);
525318224bbSNeel Natu 	}
526318224bbSNeel Natu 
527318224bbSNeel Natu 	return (0);
528318224bbSNeel Natu }
529318224bbSNeel Natu 
530318224bbSNeel Natu static void
531318224bbSNeel Natu vm_iommu_modify(struct vm *vm, boolean_t map)
532318224bbSNeel Natu {
533318224bbSNeel Natu 	int i, sz;
534318224bbSNeel Natu 	vm_paddr_t gpa, hpa;
535318224bbSNeel Natu 	struct mem_seg *seg;
536318224bbSNeel Natu 	void *vp, *cookie, *host_domain;
537318224bbSNeel Natu 
538318224bbSNeel Natu 	sz = PAGE_SIZE;
539318224bbSNeel Natu 	host_domain = iommu_host_domain();
540318224bbSNeel Natu 
541318224bbSNeel Natu 	for (i = 0; i < vm->num_mem_segs; i++) {
542318224bbSNeel Natu 		seg = &vm->mem_segs[i];
543318224bbSNeel Natu 		KASSERT(seg->wired, ("vm(%s) memory segment %#lx/%ld not wired",
544318224bbSNeel Natu 		    vm_name(vm), seg->gpa, seg->len));
545318224bbSNeel Natu 
546318224bbSNeel Natu 		gpa = seg->gpa;
547318224bbSNeel Natu 		while (gpa < seg->gpa + seg->len) {
548318224bbSNeel Natu 			vp = vm_gpa_hold(vm, gpa, PAGE_SIZE, VM_PROT_WRITE,
549318224bbSNeel Natu 					 &cookie);
550318224bbSNeel Natu 			KASSERT(vp != NULL, ("vm(%s) could not map gpa %#lx",
551318224bbSNeel Natu 			    vm_name(vm), gpa));
552318224bbSNeel Natu 
553318224bbSNeel Natu 			vm_gpa_release(cookie);
554318224bbSNeel Natu 
555318224bbSNeel Natu 			hpa = DMAP_TO_PHYS((uintptr_t)vp);
556318224bbSNeel Natu 			if (map) {
557318224bbSNeel Natu 				iommu_create_mapping(vm->iommu, gpa, hpa, sz);
558318224bbSNeel Natu 				iommu_remove_mapping(host_domain, hpa, sz);
559318224bbSNeel Natu 			} else {
560318224bbSNeel Natu 				iommu_remove_mapping(vm->iommu, gpa, sz);
561318224bbSNeel Natu 				iommu_create_mapping(host_domain, hpa, hpa, sz);
562318224bbSNeel Natu 			}
563318224bbSNeel Natu 
564318224bbSNeel Natu 			gpa += PAGE_SIZE;
565318224bbSNeel Natu 		}
566318224bbSNeel Natu 	}
567318224bbSNeel Natu 
568318224bbSNeel Natu 	/*
569318224bbSNeel Natu 	 * Invalidate the cached translations associated with the domain
570318224bbSNeel Natu 	 * from which pages were removed.
571318224bbSNeel Natu 	 */
572318224bbSNeel Natu 	if (map)
573318224bbSNeel Natu 		iommu_invalidate_tlb(host_domain);
574318224bbSNeel Natu 	else
575318224bbSNeel Natu 		iommu_invalidate_tlb(vm->iommu);
576318224bbSNeel Natu }
577318224bbSNeel Natu 
578318224bbSNeel Natu #define	vm_iommu_unmap(vm)	vm_iommu_modify((vm), FALSE)
579318224bbSNeel Natu #define	vm_iommu_map(vm)	vm_iommu_modify((vm), TRUE)
580318224bbSNeel Natu 
581318224bbSNeel Natu int
582318224bbSNeel Natu vm_unassign_pptdev(struct vm *vm, int bus, int slot, int func)
583318224bbSNeel Natu {
584318224bbSNeel Natu 	int error;
585318224bbSNeel Natu 
586318224bbSNeel Natu 	error = ppt_unassign_device(vm, bus, slot, func);
587318224bbSNeel Natu 	if (error)
588318224bbSNeel Natu 		return (error);
589318224bbSNeel Natu 
590318224bbSNeel Natu 	if (ppt_num_devices(vm) == 0) {
591318224bbSNeel Natu 		vm_iommu_unmap(vm);
592318224bbSNeel Natu 		vm_gpa_unwire(vm);
593318224bbSNeel Natu 	}
594318224bbSNeel Natu 	return (0);
595318224bbSNeel Natu }
596318224bbSNeel Natu 
597318224bbSNeel Natu int
598318224bbSNeel Natu vm_assign_pptdev(struct vm *vm, int bus, int slot, int func)
599318224bbSNeel Natu {
600318224bbSNeel Natu 	int error;
601318224bbSNeel Natu 	vm_paddr_t maxaddr;
602318224bbSNeel Natu 
603318224bbSNeel Natu 	/*
604318224bbSNeel Natu 	 * Virtual machines with pci passthru devices get special treatment:
605318224bbSNeel Natu 	 * - the guest physical memory is wired
606318224bbSNeel Natu 	 * - the iommu is programmed to do the 'gpa' to 'hpa' translation
607318224bbSNeel Natu 	 *
608318224bbSNeel Natu 	 * We need to do this before the first pci passthru device is attached.
609318224bbSNeel Natu 	 */
610318224bbSNeel Natu 	if (ppt_num_devices(vm) == 0) {
611318224bbSNeel Natu 		KASSERT(vm->iommu == NULL,
612318224bbSNeel Natu 		    ("vm_assign_pptdev: iommu must be NULL"));
613318224bbSNeel Natu 		maxaddr = vmm_mem_maxaddr();
614318224bbSNeel Natu 		vm->iommu = iommu_create_domain(maxaddr);
615318224bbSNeel Natu 
616318224bbSNeel Natu 		error = vm_gpa_wire(vm);
617318224bbSNeel Natu 		if (error)
618318224bbSNeel Natu 			return (error);
619318224bbSNeel Natu 
620318224bbSNeel Natu 		vm_iommu_map(vm);
621318224bbSNeel Natu 	}
622318224bbSNeel Natu 
623318224bbSNeel Natu 	error = ppt_assign_device(vm, bus, slot, func);
624318224bbSNeel Natu 	return (error);
625318224bbSNeel Natu }
626318224bbSNeel Natu 
627318224bbSNeel Natu void *
628318224bbSNeel Natu vm_gpa_hold(struct vm *vm, vm_paddr_t gpa, size_t len, int reqprot,
629318224bbSNeel Natu 	    void **cookie)
630318224bbSNeel Natu {
631318224bbSNeel Natu 	int count, pageoff;
632318224bbSNeel Natu 	vm_page_t m;
633318224bbSNeel Natu 
634318224bbSNeel Natu 	pageoff = gpa & PAGE_MASK;
635318224bbSNeel Natu 	if (len > PAGE_SIZE - pageoff)
636318224bbSNeel Natu 		panic("vm_gpa_hold: invalid gpa/len: 0x%016lx/%lu", gpa, len);
637318224bbSNeel Natu 
638318224bbSNeel Natu 	count = vm_fault_quick_hold_pages(&vm->vmspace->vm_map,
639318224bbSNeel Natu 	    trunc_page(gpa), PAGE_SIZE, reqprot, &m, 1);
640318224bbSNeel Natu 
641318224bbSNeel Natu 	if (count == 1) {
642318224bbSNeel Natu 		*cookie = m;
643318224bbSNeel Natu 		return ((void *)(PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m)) + pageoff));
644318224bbSNeel Natu 	} else {
645318224bbSNeel Natu 		*cookie = NULL;
646318224bbSNeel Natu 		return (NULL);
647318224bbSNeel Natu 	}
648318224bbSNeel Natu }
649318224bbSNeel Natu 
650318224bbSNeel Natu void
651318224bbSNeel Natu vm_gpa_release(void *cookie)
652318224bbSNeel Natu {
653318224bbSNeel Natu 	vm_page_t m = cookie;
654318224bbSNeel Natu 
655318224bbSNeel Natu 	vm_page_lock(m);
656318224bbSNeel Natu 	vm_page_unhold(m);
657318224bbSNeel Natu 	vm_page_unlock(m);
658366f6083SPeter Grehan }
659366f6083SPeter Grehan 
660366f6083SPeter Grehan int
661366f6083SPeter Grehan vm_gpabase2memseg(struct vm *vm, vm_paddr_t gpabase,
662366f6083SPeter Grehan 		  struct vm_memory_segment *seg)
663366f6083SPeter Grehan {
664366f6083SPeter Grehan 	int i;
665366f6083SPeter Grehan 
666366f6083SPeter Grehan 	for (i = 0; i < vm->num_mem_segs; i++) {
667366f6083SPeter Grehan 		if (gpabase == vm->mem_segs[i].gpa) {
668318224bbSNeel Natu 			seg->gpa = vm->mem_segs[i].gpa;
669318224bbSNeel Natu 			seg->len = vm->mem_segs[i].len;
670318224bbSNeel Natu 			seg->wired = vm->mem_segs[i].wired;
671366f6083SPeter Grehan 			return (0);
672366f6083SPeter Grehan 		}
673366f6083SPeter Grehan 	}
674366f6083SPeter Grehan 	return (-1);
675366f6083SPeter Grehan }
676366f6083SPeter Grehan 
677366f6083SPeter Grehan int
678318224bbSNeel Natu vm_get_memobj(struct vm *vm, vm_paddr_t gpa, size_t len,
679318224bbSNeel Natu 	      vm_offset_t *offset, struct vm_object **object)
680318224bbSNeel Natu {
681318224bbSNeel Natu 	int i;
682318224bbSNeel Natu 	size_t seg_len;
683318224bbSNeel Natu 	vm_paddr_t seg_gpa;
684318224bbSNeel Natu 	vm_object_t seg_obj;
685318224bbSNeel Natu 
686318224bbSNeel Natu 	for (i = 0; i < vm->num_mem_segs; i++) {
687318224bbSNeel Natu 		if ((seg_obj = vm->mem_segs[i].object) == NULL)
688318224bbSNeel Natu 			continue;
689318224bbSNeel Natu 
690318224bbSNeel Natu 		seg_gpa = vm->mem_segs[i].gpa;
691318224bbSNeel Natu 		seg_len = vm->mem_segs[i].len;
692318224bbSNeel Natu 
693318224bbSNeel Natu 		if (gpa >= seg_gpa && gpa < seg_gpa + seg_len) {
694318224bbSNeel Natu 			*offset = gpa - seg_gpa;
695318224bbSNeel Natu 			*object = seg_obj;
696318224bbSNeel Natu 			vm_object_reference(seg_obj);
697318224bbSNeel Natu 			return (0);
698318224bbSNeel Natu 		}
699318224bbSNeel Natu 	}
700318224bbSNeel Natu 
701318224bbSNeel Natu 	return (EINVAL);
702318224bbSNeel Natu }
703318224bbSNeel Natu 
704318224bbSNeel Natu int
705366f6083SPeter Grehan vm_get_register(struct vm *vm, int vcpu, int reg, uint64_t *retval)
706366f6083SPeter Grehan {
707366f6083SPeter Grehan 
708366f6083SPeter Grehan 	if (vcpu < 0 || vcpu >= VM_MAXCPU)
709366f6083SPeter Grehan 		return (EINVAL);
710366f6083SPeter Grehan 
711366f6083SPeter Grehan 	if (reg >= VM_REG_LAST)
712366f6083SPeter Grehan 		return (EINVAL);
713366f6083SPeter Grehan 
714366f6083SPeter Grehan 	return (VMGETREG(vm->cookie, vcpu, reg, retval));
715366f6083SPeter Grehan }
716366f6083SPeter Grehan 
717366f6083SPeter Grehan int
718366f6083SPeter Grehan vm_set_register(struct vm *vm, int vcpu, int reg, uint64_t val)
719366f6083SPeter Grehan {
720366f6083SPeter Grehan 
721366f6083SPeter Grehan 	if (vcpu < 0 || vcpu >= VM_MAXCPU)
722366f6083SPeter Grehan 		return (EINVAL);
723366f6083SPeter Grehan 
724366f6083SPeter Grehan 	if (reg >= VM_REG_LAST)
725366f6083SPeter Grehan 		return (EINVAL);
726366f6083SPeter Grehan 
727366f6083SPeter Grehan 	return (VMSETREG(vm->cookie, vcpu, reg, val));
728366f6083SPeter Grehan }
729366f6083SPeter Grehan 
730366f6083SPeter Grehan static boolean_t
731366f6083SPeter Grehan is_descriptor_table(int reg)
732366f6083SPeter Grehan {
733366f6083SPeter Grehan 
734366f6083SPeter Grehan 	switch (reg) {
735366f6083SPeter Grehan 	case VM_REG_GUEST_IDTR:
736366f6083SPeter Grehan 	case VM_REG_GUEST_GDTR:
737366f6083SPeter Grehan 		return (TRUE);
738366f6083SPeter Grehan 	default:
739366f6083SPeter Grehan 		return (FALSE);
740366f6083SPeter Grehan 	}
741366f6083SPeter Grehan }
742366f6083SPeter Grehan 
743366f6083SPeter Grehan static boolean_t
744366f6083SPeter Grehan is_segment_register(int reg)
745366f6083SPeter Grehan {
746366f6083SPeter Grehan 
747366f6083SPeter Grehan 	switch (reg) {
748366f6083SPeter Grehan 	case VM_REG_GUEST_ES:
749366f6083SPeter Grehan 	case VM_REG_GUEST_CS:
750366f6083SPeter Grehan 	case VM_REG_GUEST_SS:
751366f6083SPeter Grehan 	case VM_REG_GUEST_DS:
752366f6083SPeter Grehan 	case VM_REG_GUEST_FS:
753366f6083SPeter Grehan 	case VM_REG_GUEST_GS:
754366f6083SPeter Grehan 	case VM_REG_GUEST_TR:
755366f6083SPeter Grehan 	case VM_REG_GUEST_LDTR:
756366f6083SPeter Grehan 		return (TRUE);
757366f6083SPeter Grehan 	default:
758366f6083SPeter Grehan 		return (FALSE);
759366f6083SPeter Grehan 	}
760366f6083SPeter Grehan }
761366f6083SPeter Grehan 
762366f6083SPeter Grehan int
763366f6083SPeter Grehan vm_get_seg_desc(struct vm *vm, int vcpu, int reg,
764366f6083SPeter Grehan 		struct seg_desc *desc)
765366f6083SPeter Grehan {
766366f6083SPeter Grehan 
767366f6083SPeter Grehan 	if (vcpu < 0 || vcpu >= VM_MAXCPU)
768366f6083SPeter Grehan 		return (EINVAL);
769366f6083SPeter Grehan 
770366f6083SPeter Grehan 	if (!is_segment_register(reg) && !is_descriptor_table(reg))
771366f6083SPeter Grehan 		return (EINVAL);
772366f6083SPeter Grehan 
773366f6083SPeter Grehan 	return (VMGETDESC(vm->cookie, vcpu, reg, desc));
774366f6083SPeter Grehan }
775366f6083SPeter Grehan 
776366f6083SPeter Grehan int
777366f6083SPeter Grehan vm_set_seg_desc(struct vm *vm, int vcpu, int reg,
778366f6083SPeter Grehan 		struct seg_desc *desc)
779366f6083SPeter Grehan {
780366f6083SPeter Grehan 	if (vcpu < 0 || vcpu >= VM_MAXCPU)
781366f6083SPeter Grehan 		return (EINVAL);
782366f6083SPeter Grehan 
783366f6083SPeter Grehan 	if (!is_segment_register(reg) && !is_descriptor_table(reg))
784366f6083SPeter Grehan 		return (EINVAL);
785366f6083SPeter Grehan 
786366f6083SPeter Grehan 	return (VMSETDESC(vm->cookie, vcpu, reg, desc));
787366f6083SPeter Grehan }
788366f6083SPeter Grehan 
789366f6083SPeter Grehan static void
790366f6083SPeter Grehan restore_guest_fpustate(struct vcpu *vcpu)
791366f6083SPeter Grehan {
792366f6083SPeter Grehan 
79338f1b189SPeter Grehan 	/* flush host state to the pcb */
79438f1b189SPeter Grehan 	fpuexit(curthread);
795bd8572e0SNeel Natu 
796bd8572e0SNeel Natu 	/* restore guest FPU state */
797366f6083SPeter Grehan 	fpu_stop_emulating();
79838f1b189SPeter Grehan 	fpurestore(vcpu->guestfpu);
799bd8572e0SNeel Natu 
800bd8572e0SNeel Natu 	/*
801bd8572e0SNeel Natu 	 * The FPU is now "dirty" with the guest's state so turn on emulation
802bd8572e0SNeel Natu 	 * to trap any access to the FPU by the host.
803bd8572e0SNeel Natu 	 */
804bd8572e0SNeel Natu 	fpu_start_emulating();
805366f6083SPeter Grehan }
806366f6083SPeter Grehan 
807366f6083SPeter Grehan static void
808366f6083SPeter Grehan save_guest_fpustate(struct vcpu *vcpu)
809366f6083SPeter Grehan {
810366f6083SPeter Grehan 
811bd8572e0SNeel Natu 	if ((rcr0() & CR0_TS) == 0)
812bd8572e0SNeel Natu 		panic("fpu emulation not enabled in host!");
813bd8572e0SNeel Natu 
814bd8572e0SNeel Natu 	/* save guest FPU state */
815bd8572e0SNeel Natu 	fpu_stop_emulating();
81638f1b189SPeter Grehan 	fpusave(vcpu->guestfpu);
817366f6083SPeter Grehan 	fpu_start_emulating();
818366f6083SPeter Grehan }
819366f6083SPeter Grehan 
82061592433SNeel Natu static VMM_STAT(VCPU_IDLE_TICKS, "number of ticks vcpu was idle");
821f76fc5d4SNeel Natu 
822318224bbSNeel Natu static int
823f80330a8SNeel Natu vcpu_set_state_locked(struct vcpu *vcpu, enum vcpu_state newstate,
824f80330a8SNeel Natu     bool from_idle)
825366f6083SPeter Grehan {
826318224bbSNeel Natu 	int error;
827366f6083SPeter Grehan 
828318224bbSNeel Natu 	vcpu_assert_locked(vcpu);
829366f6083SPeter Grehan 
830f76fc5d4SNeel Natu 	/*
831f80330a8SNeel Natu 	 * State transitions from the vmmdev_ioctl() must always begin from
832f80330a8SNeel Natu 	 * the VCPU_IDLE state. This guarantees that there is only a single
833f80330a8SNeel Natu 	 * ioctl() operating on a vcpu at any point.
834f80330a8SNeel Natu 	 */
835f80330a8SNeel Natu 	if (from_idle) {
836f80330a8SNeel Natu 		while (vcpu->state != VCPU_IDLE)
837f80330a8SNeel Natu 			msleep_spin(&vcpu->state, &vcpu->mtx, "vmstat", hz);
838f80330a8SNeel Natu 	} else {
839f80330a8SNeel Natu 		KASSERT(vcpu->state != VCPU_IDLE, ("invalid transition from "
840f80330a8SNeel Natu 		    "vcpu idle state"));
841f80330a8SNeel Natu 	}
842f80330a8SNeel Natu 
843f80330a8SNeel Natu 	/*
844318224bbSNeel Natu 	 * The following state transitions are allowed:
845318224bbSNeel Natu 	 * IDLE -> FROZEN -> IDLE
846318224bbSNeel Natu 	 * FROZEN -> RUNNING -> FROZEN
847318224bbSNeel Natu 	 * FROZEN -> SLEEPING -> FROZEN
848f76fc5d4SNeel Natu 	 */
849318224bbSNeel Natu 	switch (vcpu->state) {
850318224bbSNeel Natu 	case VCPU_IDLE:
851318224bbSNeel Natu 	case VCPU_RUNNING:
852318224bbSNeel Natu 	case VCPU_SLEEPING:
853318224bbSNeel Natu 		error = (newstate != VCPU_FROZEN);
854318224bbSNeel Natu 		break;
855318224bbSNeel Natu 	case VCPU_FROZEN:
856318224bbSNeel Natu 		error = (newstate == VCPU_FROZEN);
857318224bbSNeel Natu 		break;
858318224bbSNeel Natu 	default:
859318224bbSNeel Natu 		error = 1;
860318224bbSNeel Natu 		break;
861318224bbSNeel Natu 	}
862318224bbSNeel Natu 
863f80330a8SNeel Natu 	if (error)
864f80330a8SNeel Natu 		return (EBUSY);
865318224bbSNeel Natu 
866f80330a8SNeel Natu 	vcpu->state = newstate;
867f80330a8SNeel Natu 	if (newstate == VCPU_IDLE)
868f80330a8SNeel Natu 		wakeup(&vcpu->state);
869f80330a8SNeel Natu 
870f80330a8SNeel Natu 	return (0);
871318224bbSNeel Natu }
872318224bbSNeel Natu 
873318224bbSNeel Natu static void
874318224bbSNeel Natu vcpu_require_state(struct vm *vm, int vcpuid, enum vcpu_state newstate)
875318224bbSNeel Natu {
876318224bbSNeel Natu 	int error;
877318224bbSNeel Natu 
878f80330a8SNeel Natu 	if ((error = vcpu_set_state(vm, vcpuid, newstate, false)) != 0)
879318224bbSNeel Natu 		panic("Error %d setting state to %d\n", error, newstate);
880318224bbSNeel Natu }
881318224bbSNeel Natu 
882318224bbSNeel Natu static void
883318224bbSNeel Natu vcpu_require_state_locked(struct vcpu *vcpu, enum vcpu_state newstate)
884318224bbSNeel Natu {
885318224bbSNeel Natu 	int error;
886318224bbSNeel Natu 
887f80330a8SNeel Natu 	if ((error = vcpu_set_state_locked(vcpu, newstate, false)) != 0)
888318224bbSNeel Natu 		panic("Error %d setting state to %d", error, newstate);
889318224bbSNeel Natu }
890318224bbSNeel Natu 
891318224bbSNeel Natu /*
892318224bbSNeel Natu  * Emulate a guest 'hlt' by sleeping until the vcpu is ready to run.
893318224bbSNeel Natu  */
894318224bbSNeel Natu static int
895becd9849SNeel Natu vm_handle_hlt(struct vm *vm, int vcpuid, bool intr_disabled, bool *retu)
896318224bbSNeel Natu {
8971c052192SNeel Natu 	struct vm_exit *vmexit;
898318224bbSNeel Natu 	struct vcpu *vcpu;
899fb03ca4eSNeel Natu 	int t, timo;
900318224bbSNeel Natu 
901318224bbSNeel Natu 	vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
902318224bbSNeel Natu 
903f76fc5d4SNeel Natu 	vcpu_lock(vcpu);
904f76fc5d4SNeel Natu 
905f76fc5d4SNeel Natu 	/*
906f76fc5d4SNeel Natu 	 * Do a final check for pending NMI or interrupts before
907f76fc5d4SNeel Natu 	 * really putting this thread to sleep.
908f76fc5d4SNeel Natu 	 *
909f76fc5d4SNeel Natu 	 * These interrupts could have happened any time after we
910f76fc5d4SNeel Natu 	 * returned from VMRUN() and before we grabbed the vcpu lock.
911f76fc5d4SNeel Natu 	 */
9121c052192SNeel Natu 	if (!vm_nmi_pending(vm, vcpuid) &&
9131c052192SNeel Natu 	    (intr_disabled || vlapic_pending_intr(vcpu->vlapic) < 0)) {
914f76fc5d4SNeel Natu 		t = ticks;
915318224bbSNeel Natu 		vcpu_require_state_locked(vcpu, VCPU_SLEEPING);
9161c052192SNeel Natu 		if (vlapic_enabled(vcpu->vlapic)) {
917fb03ca4eSNeel Natu 			/*
918fb03ca4eSNeel Natu 			 * XXX msleep_spin() is not interruptible so use the
919fb03ca4eSNeel Natu 			 * 'timo' to put an upper bound on the sleep time.
920fb03ca4eSNeel Natu 			 */
921fb03ca4eSNeel Natu 			timo = hz;
922fb03ca4eSNeel Natu 			msleep_spin(vcpu, &vcpu->mtx, "vmidle", timo);
9231c052192SNeel Natu 		} else {
9241c052192SNeel Natu 			/*
9251c052192SNeel Natu 			 * Spindown the vcpu if the apic is disabled and it
9261c052192SNeel Natu 			 * had entered the halted state.
9271c052192SNeel Natu 			 */
928becd9849SNeel Natu 			*retu = true;
9291c052192SNeel Natu 			vmexit = vm_exitinfo(vm, vcpuid);
9301c052192SNeel Natu 			vmexit->exitcode = VM_EXITCODE_SPINDOWN_CPU;
9311c052192SNeel Natu 			VCPU_CTR0(vm, vcpuid, "spinning down cpu");
9321c052192SNeel Natu 		}
933318224bbSNeel Natu 		vcpu_require_state_locked(vcpu, VCPU_FROZEN);
934f76fc5d4SNeel Natu 		vmm_stat_incr(vm, vcpuid, VCPU_IDLE_TICKS, ticks - t);
935f76fc5d4SNeel Natu 	}
936f76fc5d4SNeel Natu 	vcpu_unlock(vcpu);
937f76fc5d4SNeel Natu 
938318224bbSNeel Natu 	return (0);
939318224bbSNeel Natu }
940318224bbSNeel Natu 
941318224bbSNeel Natu static int
942becd9849SNeel Natu vm_handle_paging(struct vm *vm, int vcpuid, bool *retu)
943318224bbSNeel Natu {
944318224bbSNeel Natu 	int rv, ftype;
945318224bbSNeel Natu 	struct vm_map *map;
946318224bbSNeel Natu 	struct vcpu *vcpu;
947318224bbSNeel Natu 	struct vm_exit *vme;
948318224bbSNeel Natu 
949318224bbSNeel Natu 	vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
950318224bbSNeel Natu 	vme = &vcpu->exitinfo;
951318224bbSNeel Natu 
952318224bbSNeel Natu 	ftype = vme->u.paging.fault_type;
953318224bbSNeel Natu 	KASSERT(ftype == VM_PROT_READ ||
954318224bbSNeel Natu 	    ftype == VM_PROT_WRITE || ftype == VM_PROT_EXECUTE,
955318224bbSNeel Natu 	    ("vm_handle_paging: invalid fault_type %d", ftype));
956318224bbSNeel Natu 
957318224bbSNeel Natu 	if (ftype == VM_PROT_READ || ftype == VM_PROT_WRITE) {
958318224bbSNeel Natu 		rv = pmap_emulate_accessed_dirty(vmspace_pmap(vm->vmspace),
959318224bbSNeel Natu 		    vme->u.paging.gpa, ftype);
960318224bbSNeel Natu 		if (rv == 0)
961318224bbSNeel Natu 			goto done;
962318224bbSNeel Natu 	}
963318224bbSNeel Natu 
964318224bbSNeel Natu 	map = &vm->vmspace->vm_map;
965318224bbSNeel Natu 	rv = vm_fault(map, vme->u.paging.gpa, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
966318224bbSNeel Natu 
967513c8d33SNeel Natu 	VCPU_CTR3(vm, vcpuid, "vm_handle_paging rv = %d, gpa = %#lx, "
968513c8d33SNeel Natu 	    "ftype = %d", rv, vme->u.paging.gpa, ftype);
969318224bbSNeel Natu 
970318224bbSNeel Natu 	if (rv != KERN_SUCCESS)
971318224bbSNeel Natu 		return (EFAULT);
972318224bbSNeel Natu done:
973318224bbSNeel Natu 	/* restart execution at the faulting instruction */
974318224bbSNeel Natu 	vme->inst_length = 0;
975318224bbSNeel Natu 
976318224bbSNeel Natu 	return (0);
977318224bbSNeel Natu }
978318224bbSNeel Natu 
979318224bbSNeel Natu static int
980becd9849SNeel Natu vm_handle_inst_emul(struct vm *vm, int vcpuid, bool *retu)
981318224bbSNeel Natu {
982318224bbSNeel Natu 	struct vie *vie;
983318224bbSNeel Natu 	struct vcpu *vcpu;
984318224bbSNeel Natu 	struct vm_exit *vme;
985318224bbSNeel Natu 	int error, inst_length;
986318224bbSNeel Natu 	uint64_t rip, gla, gpa, cr3;
987565bbb86SNeel Natu 	mem_region_read_t mread;
988565bbb86SNeel Natu 	mem_region_write_t mwrite;
989318224bbSNeel Natu 
990318224bbSNeel Natu 	vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
991318224bbSNeel Natu 	vme = &vcpu->exitinfo;
992318224bbSNeel Natu 
993318224bbSNeel Natu 	rip = vme->rip;
994318224bbSNeel Natu 	inst_length = vme->inst_length;
995318224bbSNeel Natu 
996318224bbSNeel Natu 	gla = vme->u.inst_emul.gla;
997318224bbSNeel Natu 	gpa = vme->u.inst_emul.gpa;
998318224bbSNeel Natu 	cr3 = vme->u.inst_emul.cr3;
999318224bbSNeel Natu 	vie = &vme->u.inst_emul.vie;
1000318224bbSNeel Natu 
1001318224bbSNeel Natu 	vie_init(vie);
1002318224bbSNeel Natu 
1003318224bbSNeel Natu 	/* Fetch, decode and emulate the faulting instruction */
1004318224bbSNeel Natu 	if (vmm_fetch_instruction(vm, vcpuid, rip, inst_length, cr3, vie) != 0)
1005318224bbSNeel Natu 		return (EFAULT);
1006318224bbSNeel Natu 
1007318224bbSNeel Natu 	if (vmm_decode_instruction(vm, vcpuid, gla, vie) != 0)
1008318224bbSNeel Natu 		return (EFAULT);
1009318224bbSNeel Natu 
101008e3ff32SNeel Natu 	/* return to userland unless this is an in-kernel emulated device */
1011565bbb86SNeel Natu 	if (gpa >= DEFAULT_APIC_BASE && gpa < DEFAULT_APIC_BASE + PAGE_SIZE) {
1012565bbb86SNeel Natu 		mread = lapic_mmio_read;
1013565bbb86SNeel Natu 		mwrite = lapic_mmio_write;
1014565bbb86SNeel Natu 	} else if (gpa >= VIOAPIC_BASE && gpa < VIOAPIC_BASE + VIOAPIC_SIZE) {
1015565bbb86SNeel Natu 		mread = vioapic_mmio_read;
1016565bbb86SNeel Natu 		mwrite = vioapic_mmio_write;
101708e3ff32SNeel Natu 	} else if (gpa >= VHPET_BASE && gpa < VHPET_BASE + VHPET_SIZE) {
101808e3ff32SNeel Natu 		mread = vhpet_mmio_read;
101908e3ff32SNeel Natu 		mwrite = vhpet_mmio_write;
1020565bbb86SNeel Natu 	} else {
1021becd9849SNeel Natu 		*retu = true;
1022318224bbSNeel Natu 		return (0);
1023318224bbSNeel Natu 	}
1024318224bbSNeel Natu 
1025becd9849SNeel Natu 	error = vmm_emulate_instruction(vm, vcpuid, gpa, vie, mread, mwrite,
1026becd9849SNeel Natu 	    retu);
1027318224bbSNeel Natu 
1028318224bbSNeel Natu 	return (error);
1029318224bbSNeel Natu }
1030318224bbSNeel Natu 
1031318224bbSNeel Natu int
1032318224bbSNeel Natu vm_run(struct vm *vm, struct vm_run *vmrun)
1033318224bbSNeel Natu {
1034318224bbSNeel Natu 	int error, vcpuid;
1035318224bbSNeel Natu 	struct vcpu *vcpu;
1036318224bbSNeel Natu 	struct pcb *pcb;
1037318224bbSNeel Natu 	uint64_t tscval, rip;
1038318224bbSNeel Natu 	struct vm_exit *vme;
1039becd9849SNeel Natu 	bool retu, intr_disabled;
1040318224bbSNeel Natu 	pmap_t pmap;
1041318224bbSNeel Natu 
1042318224bbSNeel Natu 	vcpuid = vmrun->cpuid;
1043318224bbSNeel Natu 
1044318224bbSNeel Natu 	if (vcpuid < 0 || vcpuid >= VM_MAXCPU)
1045318224bbSNeel Natu 		return (EINVAL);
1046318224bbSNeel Natu 
1047318224bbSNeel Natu 	pmap = vmspace_pmap(vm->vmspace);
1048318224bbSNeel Natu 	vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
1049318224bbSNeel Natu 	vme = &vcpu->exitinfo;
1050318224bbSNeel Natu 	rip = vmrun->rip;
1051318224bbSNeel Natu restart:
1052318224bbSNeel Natu 	critical_enter();
1053318224bbSNeel Natu 
1054318224bbSNeel Natu 	KASSERT(!CPU_ISSET(curcpu, &pmap->pm_active),
1055318224bbSNeel Natu 	    ("vm_run: absurd pm_active"));
1056318224bbSNeel Natu 
1057318224bbSNeel Natu 	tscval = rdtsc();
1058318224bbSNeel Natu 
1059318224bbSNeel Natu 	pcb = PCPU_GET(curpcb);
1060318224bbSNeel Natu 	set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
1061318224bbSNeel Natu 
1062318224bbSNeel Natu 	restore_guest_msrs(vm, vcpuid);
1063318224bbSNeel Natu 	restore_guest_fpustate(vcpu);
1064318224bbSNeel Natu 
1065318224bbSNeel Natu 	vcpu_require_state(vm, vcpuid, VCPU_RUNNING);
1066318224bbSNeel Natu 	vcpu->hostcpu = curcpu;
1067318224bbSNeel Natu 	error = VMRUN(vm->cookie, vcpuid, rip, pmap);
1068318224bbSNeel Natu 	vcpu->hostcpu = NOCPU;
1069318224bbSNeel Natu 	vcpu_require_state(vm, vcpuid, VCPU_FROZEN);
1070318224bbSNeel Natu 
1071318224bbSNeel Natu 	save_guest_fpustate(vcpu);
1072318224bbSNeel Natu 	restore_host_msrs(vm, vcpuid);
1073318224bbSNeel Natu 
1074318224bbSNeel Natu 	vmm_stat_incr(vm, vcpuid, VCPU_TOTAL_RUNTIME, rdtsc() - tscval);
1075318224bbSNeel Natu 
1076318224bbSNeel Natu 	critical_exit();
1077318224bbSNeel Natu 
1078318224bbSNeel Natu 	if (error == 0) {
1079becd9849SNeel Natu 		retu = false;
1080318224bbSNeel Natu 		switch (vme->exitcode) {
1081318224bbSNeel Natu 		case VM_EXITCODE_HLT:
1082becd9849SNeel Natu 			intr_disabled = ((vme->u.hlt.rflags & PSL_I) == 0);
10831c052192SNeel Natu 			error = vm_handle_hlt(vm, vcpuid, intr_disabled, &retu);
1084318224bbSNeel Natu 			break;
1085318224bbSNeel Natu 		case VM_EXITCODE_PAGING:
1086318224bbSNeel Natu 			error = vm_handle_paging(vm, vcpuid, &retu);
1087318224bbSNeel Natu 			break;
1088318224bbSNeel Natu 		case VM_EXITCODE_INST_EMUL:
1089318224bbSNeel Natu 			error = vm_handle_inst_emul(vm, vcpuid, &retu);
1090318224bbSNeel Natu 			break;
1091318224bbSNeel Natu 		default:
1092becd9849SNeel Natu 			retu = true;	/* handled in userland */
1093318224bbSNeel Natu 			break;
1094318224bbSNeel Natu 		}
1095318224bbSNeel Natu 	}
1096318224bbSNeel Natu 
1097becd9849SNeel Natu 	if (error == 0 && retu == false) {
1098f76fc5d4SNeel Natu 		rip = vme->rip + vme->inst_length;
1099f76fc5d4SNeel Natu 		goto restart;
1100f76fc5d4SNeel Natu 	}
1101f76fc5d4SNeel Natu 
1102318224bbSNeel Natu 	/* copy the exit information */
1103318224bbSNeel Natu 	bcopy(vme, &vmrun->vm_exit, sizeof(struct vm_exit));
1104366f6083SPeter Grehan 	return (error);
1105366f6083SPeter Grehan }
1106366f6083SPeter Grehan 
1107366f6083SPeter Grehan int
1108366f6083SPeter Grehan vm_inject_event(struct vm *vm, int vcpuid, int type,
1109366f6083SPeter Grehan 		int vector, uint32_t code, int code_valid)
1110366f6083SPeter Grehan {
1111366f6083SPeter Grehan 	if (vcpuid < 0 || vcpuid >= VM_MAXCPU)
1112366f6083SPeter Grehan 		return (EINVAL);
1113366f6083SPeter Grehan 
1114366f6083SPeter Grehan 	if ((type > VM_EVENT_NONE && type < VM_EVENT_MAX) == 0)
1115366f6083SPeter Grehan 		return (EINVAL);
1116366f6083SPeter Grehan 
1117366f6083SPeter Grehan 	if (vector < 0 || vector > 255)
1118366f6083SPeter Grehan 		return (EINVAL);
1119366f6083SPeter Grehan 
1120366f6083SPeter Grehan 	return (VMINJECT(vm->cookie, vcpuid, type, vector, code, code_valid));
1121366f6083SPeter Grehan }
1122366f6083SPeter Grehan 
112361592433SNeel Natu static VMM_STAT(VCPU_NMI_COUNT, "number of NMIs delivered to vcpu");
1124366f6083SPeter Grehan 
1125f352ff0cSNeel Natu int
1126f352ff0cSNeel Natu vm_inject_nmi(struct vm *vm, int vcpuid)
1127f352ff0cSNeel Natu {
1128f352ff0cSNeel Natu 	struct vcpu *vcpu;
1129f352ff0cSNeel Natu 
1130f352ff0cSNeel Natu 	if (vcpuid < 0 || vcpuid >= VM_MAXCPU)
1131366f6083SPeter Grehan 		return (EINVAL);
1132366f6083SPeter Grehan 
1133f352ff0cSNeel Natu 	vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
1134f352ff0cSNeel Natu 
1135f352ff0cSNeel Natu 	vcpu->nmi_pending = 1;
1136*de5ea6b6SNeel Natu 	vcpu_notify_event(vm, vcpuid, false);
1137f352ff0cSNeel Natu 	return (0);
1138f352ff0cSNeel Natu }
1139f352ff0cSNeel Natu 
1140f352ff0cSNeel Natu int
1141f352ff0cSNeel Natu vm_nmi_pending(struct vm *vm, int vcpuid)
1142f352ff0cSNeel Natu {
1143f352ff0cSNeel Natu 	struct vcpu *vcpu;
1144f352ff0cSNeel Natu 
1145f352ff0cSNeel Natu 	if (vcpuid < 0 || vcpuid >= VM_MAXCPU)
1146f352ff0cSNeel Natu 		panic("vm_nmi_pending: invalid vcpuid %d", vcpuid);
1147f352ff0cSNeel Natu 
1148f352ff0cSNeel Natu 	vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
1149f352ff0cSNeel Natu 
1150f352ff0cSNeel Natu 	return (vcpu->nmi_pending);
1151f352ff0cSNeel Natu }
1152f352ff0cSNeel Natu 
1153f352ff0cSNeel Natu void
1154f352ff0cSNeel Natu vm_nmi_clear(struct vm *vm, int vcpuid)
1155f352ff0cSNeel Natu {
1156f352ff0cSNeel Natu 	struct vcpu *vcpu;
1157f352ff0cSNeel Natu 
1158f352ff0cSNeel Natu 	if (vcpuid < 0 || vcpuid >= VM_MAXCPU)
1159f352ff0cSNeel Natu 		panic("vm_nmi_pending: invalid vcpuid %d", vcpuid);
1160f352ff0cSNeel Natu 
1161f352ff0cSNeel Natu 	vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
1162f352ff0cSNeel Natu 
1163f352ff0cSNeel Natu 	if (vcpu->nmi_pending == 0)
1164f352ff0cSNeel Natu 		panic("vm_nmi_clear: inconsistent nmi_pending state");
1165f352ff0cSNeel Natu 
1166f352ff0cSNeel Natu 	vcpu->nmi_pending = 0;
1167f352ff0cSNeel Natu 	vmm_stat_incr(vm, vcpuid, VCPU_NMI_COUNT, 1);
1168366f6083SPeter Grehan }
1169366f6083SPeter Grehan 
1170366f6083SPeter Grehan int
1171366f6083SPeter Grehan vm_get_capability(struct vm *vm, int vcpu, int type, int *retval)
1172366f6083SPeter Grehan {
1173366f6083SPeter Grehan 	if (vcpu < 0 || vcpu >= VM_MAXCPU)
1174366f6083SPeter Grehan 		return (EINVAL);
1175366f6083SPeter Grehan 
1176366f6083SPeter Grehan 	if (type < 0 || type >= VM_CAP_MAX)
1177366f6083SPeter Grehan 		return (EINVAL);
1178366f6083SPeter Grehan 
1179366f6083SPeter Grehan 	return (VMGETCAP(vm->cookie, vcpu, type, retval));
1180366f6083SPeter Grehan }
1181366f6083SPeter Grehan 
1182366f6083SPeter Grehan int
1183366f6083SPeter Grehan vm_set_capability(struct vm *vm, int vcpu, int type, int val)
1184366f6083SPeter Grehan {
1185366f6083SPeter Grehan 	if (vcpu < 0 || vcpu >= VM_MAXCPU)
1186366f6083SPeter Grehan 		return (EINVAL);
1187366f6083SPeter Grehan 
1188366f6083SPeter Grehan 	if (type < 0 || type >= VM_CAP_MAX)
1189366f6083SPeter Grehan 		return (EINVAL);
1190366f6083SPeter Grehan 
1191366f6083SPeter Grehan 	return (VMSETCAP(vm->cookie, vcpu, type, val));
1192366f6083SPeter Grehan }
1193366f6083SPeter Grehan 
1194366f6083SPeter Grehan uint64_t *
1195366f6083SPeter Grehan vm_guest_msrs(struct vm *vm, int cpu)
1196366f6083SPeter Grehan {
1197366f6083SPeter Grehan 	return (vm->vcpu[cpu].guest_msrs);
1198366f6083SPeter Grehan }
1199366f6083SPeter Grehan 
1200366f6083SPeter Grehan struct vlapic *
1201366f6083SPeter Grehan vm_lapic(struct vm *vm, int cpu)
1202366f6083SPeter Grehan {
1203366f6083SPeter Grehan 	return (vm->vcpu[cpu].vlapic);
1204366f6083SPeter Grehan }
1205366f6083SPeter Grehan 
1206565bbb86SNeel Natu struct vioapic *
1207565bbb86SNeel Natu vm_ioapic(struct vm *vm)
1208565bbb86SNeel Natu {
1209565bbb86SNeel Natu 
1210565bbb86SNeel Natu 	return (vm->vioapic);
1211565bbb86SNeel Natu }
1212565bbb86SNeel Natu 
121308e3ff32SNeel Natu struct vhpet *
121408e3ff32SNeel Natu vm_hpet(struct vm *vm)
121508e3ff32SNeel Natu {
121608e3ff32SNeel Natu 
121708e3ff32SNeel Natu 	return (vm->vhpet);
121808e3ff32SNeel Natu }
121908e3ff32SNeel Natu 
1220366f6083SPeter Grehan boolean_t
1221366f6083SPeter Grehan vmm_is_pptdev(int bus, int slot, int func)
1222366f6083SPeter Grehan {
122307044a96SNeel Natu 	int found, i, n;
122407044a96SNeel Natu 	int b, s, f;
1225366f6083SPeter Grehan 	char *val, *cp, *cp2;
1226366f6083SPeter Grehan 
1227366f6083SPeter Grehan 	/*
122807044a96SNeel Natu 	 * XXX
122907044a96SNeel Natu 	 * The length of an environment variable is limited to 128 bytes which
123007044a96SNeel Natu 	 * puts an upper limit on the number of passthru devices that may be
123107044a96SNeel Natu 	 * specified using a single environment variable.
123207044a96SNeel Natu 	 *
123307044a96SNeel Natu 	 * Work around this by scanning multiple environment variable
123407044a96SNeel Natu 	 * names instead of a single one - yuck!
1235366f6083SPeter Grehan 	 */
123607044a96SNeel Natu 	const char *names[] = { "pptdevs", "pptdevs2", "pptdevs3", NULL };
123707044a96SNeel Natu 
123807044a96SNeel Natu 	/* set pptdevs="1/2/3 4/5/6 7/8/9 10/11/12" */
1239366f6083SPeter Grehan 	found = 0;
124007044a96SNeel Natu 	for (i = 0; names[i] != NULL && !found; i++) {
124107044a96SNeel Natu 		cp = val = getenv(names[i]);
1242366f6083SPeter Grehan 		while (cp != NULL && *cp != '\0') {
1243366f6083SPeter Grehan 			if ((cp2 = strchr(cp, ' ')) != NULL)
1244366f6083SPeter Grehan 				*cp2 = '\0';
1245366f6083SPeter Grehan 
1246366f6083SPeter Grehan 			n = sscanf(cp, "%d/%d/%d", &b, &s, &f);
1247366f6083SPeter Grehan 			if (n == 3 && bus == b && slot == s && func == f) {
1248366f6083SPeter Grehan 				found = 1;
1249366f6083SPeter Grehan 				break;
1250366f6083SPeter Grehan 			}
1251366f6083SPeter Grehan 
1252366f6083SPeter Grehan 			if (cp2 != NULL)
1253366f6083SPeter Grehan 				*cp2++ = ' ';
1254366f6083SPeter Grehan 
1255366f6083SPeter Grehan 			cp = cp2;
1256366f6083SPeter Grehan 		}
1257366f6083SPeter Grehan 		freeenv(val);
125807044a96SNeel Natu 	}
1259366f6083SPeter Grehan 	return (found);
1260366f6083SPeter Grehan }
1261366f6083SPeter Grehan 
1262366f6083SPeter Grehan void *
1263366f6083SPeter Grehan vm_iommu_domain(struct vm *vm)
1264366f6083SPeter Grehan {
1265366f6083SPeter Grehan 
1266366f6083SPeter Grehan 	return (vm->iommu);
1267366f6083SPeter Grehan }
1268366f6083SPeter Grehan 
126975dd3366SNeel Natu int
1270f80330a8SNeel Natu vcpu_set_state(struct vm *vm, int vcpuid, enum vcpu_state newstate,
1271f80330a8SNeel Natu     bool from_idle)
1272366f6083SPeter Grehan {
127375dd3366SNeel Natu 	int error;
1274366f6083SPeter Grehan 	struct vcpu *vcpu;
1275366f6083SPeter Grehan 
1276366f6083SPeter Grehan 	if (vcpuid < 0 || vcpuid >= VM_MAXCPU)
1277366f6083SPeter Grehan 		panic("vm_set_run_state: invalid vcpuid %d", vcpuid);
1278366f6083SPeter Grehan 
1279366f6083SPeter Grehan 	vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
1280366f6083SPeter Grehan 
128175dd3366SNeel Natu 	vcpu_lock(vcpu);
1282f80330a8SNeel Natu 	error = vcpu_set_state_locked(vcpu, newstate, from_idle);
128375dd3366SNeel Natu 	vcpu_unlock(vcpu);
128475dd3366SNeel Natu 
128575dd3366SNeel Natu 	return (error);
128675dd3366SNeel Natu }
128775dd3366SNeel Natu 
128875dd3366SNeel Natu enum vcpu_state
1289d3c11f40SPeter Grehan vcpu_get_state(struct vm *vm, int vcpuid, int *hostcpu)
1290366f6083SPeter Grehan {
1291366f6083SPeter Grehan 	struct vcpu *vcpu;
129275dd3366SNeel Natu 	enum vcpu_state state;
1293366f6083SPeter Grehan 
1294366f6083SPeter Grehan 	if (vcpuid < 0 || vcpuid >= VM_MAXCPU)
1295366f6083SPeter Grehan 		panic("vm_get_run_state: invalid vcpuid %d", vcpuid);
1296366f6083SPeter Grehan 
1297366f6083SPeter Grehan 	vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
1298366f6083SPeter Grehan 
129975dd3366SNeel Natu 	vcpu_lock(vcpu);
130075dd3366SNeel Natu 	state = vcpu->state;
1301d3c11f40SPeter Grehan 	if (hostcpu != NULL)
1302d3c11f40SPeter Grehan 		*hostcpu = vcpu->hostcpu;
130375dd3366SNeel Natu 	vcpu_unlock(vcpu);
1304366f6083SPeter Grehan 
130575dd3366SNeel Natu 	return (state);
1306366f6083SPeter Grehan }
1307366f6083SPeter Grehan 
1308366f6083SPeter Grehan void
1309366f6083SPeter Grehan vm_activate_cpu(struct vm *vm, int vcpuid)
1310366f6083SPeter Grehan {
1311366f6083SPeter Grehan 
1312366f6083SPeter Grehan 	if (vcpuid >= 0 && vcpuid < VM_MAXCPU)
1313a5615c90SPeter Grehan 		CPU_SET(vcpuid, &vm->active_cpus);
1314366f6083SPeter Grehan }
1315366f6083SPeter Grehan 
1316a5615c90SPeter Grehan cpuset_t
1317366f6083SPeter Grehan vm_active_cpus(struct vm *vm)
1318366f6083SPeter Grehan {
1319366f6083SPeter Grehan 
1320366f6083SPeter Grehan 	return (vm->active_cpus);
1321366f6083SPeter Grehan }
1322366f6083SPeter Grehan 
1323366f6083SPeter Grehan void *
1324366f6083SPeter Grehan vcpu_stats(struct vm *vm, int vcpuid)
1325366f6083SPeter Grehan {
1326366f6083SPeter Grehan 
1327366f6083SPeter Grehan 	return (vm->vcpu[vcpuid].stats);
1328366f6083SPeter Grehan }
1329e9027382SNeel Natu 
1330e9027382SNeel Natu int
1331e9027382SNeel Natu vm_get_x2apic_state(struct vm *vm, int vcpuid, enum x2apic_state *state)
1332e9027382SNeel Natu {
1333e9027382SNeel Natu 	if (vcpuid < 0 || vcpuid >= VM_MAXCPU)
1334e9027382SNeel Natu 		return (EINVAL);
1335e9027382SNeel Natu 
1336e9027382SNeel Natu 	*state = vm->vcpu[vcpuid].x2apic_state;
1337e9027382SNeel Natu 
1338e9027382SNeel Natu 	return (0);
1339e9027382SNeel Natu }
1340e9027382SNeel Natu 
1341e9027382SNeel Natu int
1342e9027382SNeel Natu vm_set_x2apic_state(struct vm *vm, int vcpuid, enum x2apic_state state)
1343e9027382SNeel Natu {
1344e9027382SNeel Natu 	if (vcpuid < 0 || vcpuid >= VM_MAXCPU)
1345e9027382SNeel Natu 		return (EINVAL);
1346e9027382SNeel Natu 
13473f23d3caSNeel Natu 	if (state >= X2APIC_STATE_LAST)
1348e9027382SNeel Natu 		return (EINVAL);
1349e9027382SNeel Natu 
1350e9027382SNeel Natu 	vm->vcpu[vcpuid].x2apic_state = state;
1351e9027382SNeel Natu 
135273820fb0SNeel Natu 	vlapic_set_x2apic_state(vm, vcpuid, state);
135373820fb0SNeel Natu 
1354e9027382SNeel Natu 	return (0);
1355e9027382SNeel Natu }
135675dd3366SNeel Natu 
135722821874SNeel Natu /*
135822821874SNeel Natu  * This function is called to ensure that a vcpu "sees" a pending event
135922821874SNeel Natu  * as soon as possible:
136022821874SNeel Natu  * - If the vcpu thread is sleeping then it is woken up.
136122821874SNeel Natu  * - If the vcpu is running on a different host_cpu then an IPI will be directed
136222821874SNeel Natu  *   to the host_cpu to cause the vcpu to trap into the hypervisor.
136322821874SNeel Natu  */
136475dd3366SNeel Natu void
1365*de5ea6b6SNeel Natu vcpu_notify_event(struct vm *vm, int vcpuid, bool lapic_intr)
136675dd3366SNeel Natu {
136775dd3366SNeel Natu 	int hostcpu;
136875dd3366SNeel Natu 	struct vcpu *vcpu;
136975dd3366SNeel Natu 
137075dd3366SNeel Natu 	vcpu = &vm->vcpu[vcpuid];
137175dd3366SNeel Natu 
1372f76fc5d4SNeel Natu 	vcpu_lock(vcpu);
137375dd3366SNeel Natu 	hostcpu = vcpu->hostcpu;
1374f76fc5d4SNeel Natu 	if (hostcpu == NOCPU) {
1375318224bbSNeel Natu 		if (vcpu->state == VCPU_SLEEPING)
1376f76fc5d4SNeel Natu 			wakeup_one(vcpu);
1377f76fc5d4SNeel Natu 	} else {
1378f76fc5d4SNeel Natu 		if (vcpu->state != VCPU_RUNNING)
1379f76fc5d4SNeel Natu 			panic("invalid vcpu state %d", vcpu->state);
1380*de5ea6b6SNeel Natu 		if (hostcpu != curcpu) {
1381*de5ea6b6SNeel Natu 			if (lapic_intr)
1382*de5ea6b6SNeel Natu 				vlapic_post_intr(vcpu->vlapic, hostcpu);
1383*de5ea6b6SNeel Natu 			else
138475dd3366SNeel Natu 				ipi_cpu(hostcpu, vmm_ipinum);
138575dd3366SNeel Natu 		}
1386*de5ea6b6SNeel Natu 	}
1387f76fc5d4SNeel Natu 	vcpu_unlock(vcpu);
1388f76fc5d4SNeel Natu }
1389318224bbSNeel Natu 
1390318224bbSNeel Natu struct vmspace *
1391318224bbSNeel Natu vm_get_vmspace(struct vm *vm)
1392318224bbSNeel Natu {
1393318224bbSNeel Natu 
1394318224bbSNeel Natu 	return (vm->vmspace);
1395318224bbSNeel Natu }
1396565bbb86SNeel Natu 
1397565bbb86SNeel Natu int
1398565bbb86SNeel Natu vm_apicid2vcpuid(struct vm *vm, int apicid)
1399565bbb86SNeel Natu {
1400565bbb86SNeel Natu 	/*
1401565bbb86SNeel Natu 	 * XXX apic id is assumed to be numerically identical to vcpu id
1402565bbb86SNeel Natu 	 */
1403565bbb86SNeel Natu 	return (apicid);
1404565bbb86SNeel Natu }
1405