610d1326f03d0c48e5be20553d45d9fb1846b4b0
[linux-2.6-microblaze.git] / tools / testing / selftests / kvm / lib / kvm_util.c
1 /*
2  * tools/testing/selftests/kvm/lib/kvm_util.c
3  *
4  * Copyright (C) 2018, Google LLC.
5  *
6  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.
7  */
8
9 #include "test_util.h"
10 #include "kvm_util.h"
11 #include "kvm_util_internal.h"
12
13 #include <assert.h>
14 #include <sys/mman.h>
15 #include <sys/types.h>
16 #include <sys/stat.h>
17
18 #define KVM_DEV_PATH "/dev/kvm"
19
20 #define KVM_UTIL_PGS_PER_HUGEPG 512
21 #define KVM_UTIL_MIN_PADDR      0x2000
22
23 /* Aligns x up to the next multiple of size. Size must be a power of 2. */
24 static void *align(void *x, size_t size)
25 {
26         size_t mask = size - 1;
27         TEST_ASSERT(size != 0 && !(size & (size - 1)),
28                     "size not a power of 2: %lu", size);
29         return (void *) (((size_t) x + mask) & ~mask);
30 }
31
32 /* Capability
33  *
34  * Input Args:
35  *   cap - Capability
36  *
37  * Output Args: None
38  *
39  * Return:
40  *   On success, the Value corresponding to the capability (KVM_CAP_*)
41  *   specified by the value of cap.  On failure a TEST_ASSERT failure
42  *   is produced.
43  *
44  * Looks up and returns the value corresponding to the capability
45  * (KVM_CAP_*) given by cap.
46  */
47 int kvm_check_cap(long cap)
48 {
49         int ret;
50         int kvm_fd;
51
52         kvm_fd = open(KVM_DEV_PATH, O_RDONLY);
53         if (kvm_fd < 0)
54                 exit(KSFT_SKIP);
55
56         ret = ioctl(kvm_fd, KVM_CHECK_EXTENSION, cap);
57         TEST_ASSERT(ret != -1, "KVM_CHECK_EXTENSION IOCTL failed,\n"
58                 "  rc: %i errno: %i", ret, errno);
59
60         close(kvm_fd);
61
62         return ret;
63 }
64
65 /* VM Create
66  *
67  * Input Args:
68  *   mode - VM Mode (e.g. VM_MODE_FLAT48PG)
69  *   phy_pages - Physical memory pages
70  *   perm - permission
71  *
72  * Output Args: None
73  *
74  * Return:
75  *   Pointer to opaque structure that describes the created VM.
76  *
77  * Creates a VM with the mode specified by mode (e.g. VM_MODE_FLAT48PG).
78  * When phy_pages is non-zero, a memory region of phy_pages physical pages
79  * is created and mapped starting at guest physical address 0.  The file
80  * descriptor to control the created VM is created with the permissions
81  * given by perm (e.g. O_RDWR).
82  */
83 struct kvm_vm *vm_create(enum vm_guest_mode mode, uint64_t phy_pages, int perm)
84 {
85         struct kvm_vm *vm;
86         int kvm_fd;
87
88         /* Allocate memory. */
89         vm = calloc(1, sizeof(*vm));
90         TEST_ASSERT(vm != NULL, "Insufficent Memory");
91
92         vm->mode = mode;
93         kvm_fd = open(KVM_DEV_PATH, perm);
94         if (kvm_fd < 0)
95                 exit(KSFT_SKIP);
96
97         /* Create VM. */
98         vm->fd = ioctl(kvm_fd, KVM_CREATE_VM, NULL);
99         TEST_ASSERT(vm->fd >= 0, "KVM_CREATE_VM ioctl failed, "
100                 "rc: %i errno: %i", vm->fd, errno);
101
102         close(kvm_fd);
103
104         /* Setup mode specific traits. */
105         switch (vm->mode) {
106         case VM_MODE_FLAT48PG:
107                 vm->page_size = 0x1000;
108                 vm->page_shift = 12;
109
110                 /* Limit to 48-bit canonical virtual addresses. */
111                 vm->vpages_valid = sparsebit_alloc();
112                 sparsebit_set_num(vm->vpages_valid,
113                         0, (1ULL << (48 - 1)) >> vm->page_shift);
114                 sparsebit_set_num(vm->vpages_valid,
115                         (~((1ULL << (48 - 1)) - 1)) >> vm->page_shift,
116                         (1ULL << (48 - 1)) >> vm->page_shift);
117
118                 /* Limit physical addresses to 52-bits. */
119                 vm->max_gfn = ((1ULL << 52) >> vm->page_shift) - 1;
120                 break;
121
122         default:
123                 TEST_ASSERT(false, "Unknown guest mode, mode: 0x%x", mode);
124         }
125
126         /* Allocate and setup memory for guest. */
127         vm->vpages_mapped = sparsebit_alloc();
128         if (phy_pages != 0)
129                 vm_userspace_mem_region_add(vm, VM_MEM_SRC_ANONYMOUS,
130                                             0, 0, phy_pages, 0);
131
132         return vm;
133 }
134
135 /* Userspace Memory Region Find
136  *
137  * Input Args:
138  *   vm - Virtual Machine
139  *   start - Starting VM physical address
140  *   end - Ending VM physical address, inclusive.
141  *
142  * Output Args: None
143  *
144  * Return:
145  *   Pointer to overlapping region, NULL if no such region.
146  *
147  * Searches for a region with any physical memory that overlaps with
148  * any portion of the guest physical addresses from start to end
149  * inclusive.  If multiple overlapping regions exist, a pointer to any
150  * of the regions is returned.  Null is returned only when no overlapping
151  * region exists.
152  */
153 static struct userspace_mem_region *userspace_mem_region_find(
154         struct kvm_vm *vm, uint64_t start, uint64_t end)
155 {
156         struct userspace_mem_region *region;
157
158         for (region = vm->userspace_mem_region_head; region;
159                 region = region->next) {
160                 uint64_t existing_start = region->region.guest_phys_addr;
161                 uint64_t existing_end = region->region.guest_phys_addr
162                         + region->region.memory_size - 1;
163                 if (start <= existing_end && end >= existing_start)
164                         return region;
165         }
166
167         return NULL;
168 }
169
170 /* KVM Userspace Memory Region Find
171  *
172  * Input Args:
173  *   vm - Virtual Machine
174  *   start - Starting VM physical address
175  *   end - Ending VM physical address, inclusive.
176  *
177  * Output Args: None
178  *
179  * Return:
180  *   Pointer to overlapping region, NULL if no such region.
181  *
182  * Public interface to userspace_mem_region_find. Allows tests to look up
183  * the memslot datastructure for a given range of guest physical memory.
184  */
185 struct kvm_userspace_memory_region *
186 kvm_userspace_memory_region_find(struct kvm_vm *vm, uint64_t start,
187                                  uint64_t end)
188 {
189         struct userspace_mem_region *region;
190
191         region = userspace_mem_region_find(vm, start, end);
192         if (!region)
193                 return NULL;
194
195         return &region->region;
196 }
197
198 /* VCPU Find
199  *
200  * Input Args:
201  *   vm - Virtual Machine
202  *   vcpuid - VCPU ID
203  *
204  * Output Args: None
205  *
206  * Return:
207  *   Pointer to VCPU structure
208  *
209  * Locates a vcpu structure that describes the VCPU specified by vcpuid and
210  * returns a pointer to it.  Returns NULL if the VM doesn't contain a VCPU
211  * for the specified vcpuid.
212  */
213 struct vcpu *vcpu_find(struct kvm_vm *vm,
214         uint32_t vcpuid)
215 {
216         struct vcpu *vcpup;
217
218         for (vcpup = vm->vcpu_head; vcpup; vcpup = vcpup->next) {
219                 if (vcpup->id == vcpuid)
220                         return vcpup;
221         }
222
223         return NULL;
224 }
225
226 /* VM VCPU Remove
227  *
228  * Input Args:
229  *   vm - Virtual Machine
230  *   vcpuid - VCPU ID
231  *
232  * Output Args: None
233  *
234  * Return: None, TEST_ASSERT failures for all error conditions
235  *
236  * Within the VM specified by vm, removes the VCPU given by vcpuid.
237  */
238 static void vm_vcpu_rm(struct kvm_vm *vm, uint32_t vcpuid)
239 {
240         struct vcpu *vcpu = vcpu_find(vm, vcpuid);
241
242         int ret = close(vcpu->fd);
243         TEST_ASSERT(ret == 0, "Close of VCPU fd failed, rc: %i "
244                 "errno: %i", ret, errno);
245
246         if (vcpu->next)
247                 vcpu->next->prev = vcpu->prev;
248         if (vcpu->prev)
249                 vcpu->prev->next = vcpu->next;
250         else
251                 vm->vcpu_head = vcpu->next;
252         free(vcpu);
253 }
254
255
256 /* Destroys and frees the VM pointed to by vmp.
257  */
258 void kvm_vm_free(struct kvm_vm *vmp)
259 {
260         int ret;
261
262         if (vmp == NULL)
263                 return;
264
265         /* Free userspace_mem_regions. */
266         while (vmp->userspace_mem_region_head) {
267                 struct userspace_mem_region *region
268                         = vmp->userspace_mem_region_head;
269
270                 region->region.memory_size = 0;
271                 ret = ioctl(vmp->fd, KVM_SET_USER_MEMORY_REGION,
272                         &region->region);
273                 TEST_ASSERT(ret == 0, "KVM_SET_USER_MEMORY_REGION IOCTL failed, "
274                         "rc: %i errno: %i", ret, errno);
275
276                 vmp->userspace_mem_region_head = region->next;
277                 sparsebit_free(&region->unused_phy_pages);
278                 ret = munmap(region->mmap_start, region->mmap_size);
279                 TEST_ASSERT(ret == 0, "munmap failed, rc: %i errno: %i",
280                             ret, errno);
281
282                 free(region);
283         }
284
285         /* Free VCPUs. */
286         while (vmp->vcpu_head)
287                 vm_vcpu_rm(vmp, vmp->vcpu_head->id);
288
289         /* Free sparsebit arrays. */
290         sparsebit_free(&vmp->vpages_valid);
291         sparsebit_free(&vmp->vpages_mapped);
292
293         /* Close file descriptor for the VM. */
294         ret = close(vmp->fd);
295         TEST_ASSERT(ret == 0, "Close of vm fd failed,\n"
296                 "  vmp->fd: %i rc: %i errno: %i", vmp->fd, ret, errno);
297
298         /* Free the structure describing the VM. */
299         free(vmp);
300 }
301
302 /* Memory Compare, host virtual to guest virtual
303  *
304  * Input Args:
305  *   hva - Starting host virtual address
306  *   vm - Virtual Machine
307  *   gva - Starting guest virtual address
308  *   len - number of bytes to compare
309  *
310  * Output Args: None
311  *
312  * Input/Output Args: None
313  *
314  * Return:
315  *   Returns 0 if the bytes starting at hva for a length of len
316  *   are equal the guest virtual bytes starting at gva.  Returns
317  *   a value < 0, if bytes at hva are less than those at gva.
318  *   Otherwise a value > 0 is returned.
319  *
320  * Compares the bytes starting at the host virtual address hva, for
321  * a length of len, to the guest bytes starting at the guest virtual
322  * address given by gva.
323  */
324 int kvm_memcmp_hva_gva(void *hva,
325         struct kvm_vm *vm, vm_vaddr_t gva, size_t len)
326 {
327         size_t amt;
328
329         /* Compare a batch of bytes until either a match is found
330          * or all the bytes have been compared.
331          */
332         for (uintptr_t offset = 0; offset < len; offset += amt) {
333                 uintptr_t ptr1 = (uintptr_t)hva + offset;
334
335                 /* Determine host address for guest virtual address
336                  * at offset.
337                  */
338                 uintptr_t ptr2 = (uintptr_t)addr_gva2hva(vm, gva + offset);
339
340                 /* Determine amount to compare on this pass.
341                  * Don't allow the comparsion to cross a page boundary.
342                  */
343                 amt = len - offset;
344                 if ((ptr1 >> vm->page_shift) != ((ptr1 + amt) >> vm->page_shift))
345                         amt = vm->page_size - (ptr1 % vm->page_size);
346                 if ((ptr2 >> vm->page_shift) != ((ptr2 + amt) >> vm->page_shift))
347                         amt = vm->page_size - (ptr2 % vm->page_size);
348
349                 assert((ptr1 >> vm->page_shift) == ((ptr1 + amt - 1) >> vm->page_shift));
350                 assert((ptr2 >> vm->page_shift) == ((ptr2 + amt - 1) >> vm->page_shift));
351
352                 /* Perform the comparison.  If there is a difference
353                  * return that result to the caller, otherwise need
354                  * to continue on looking for a mismatch.
355                  */
356                 int ret = memcmp((void *)ptr1, (void *)ptr2, amt);
357                 if (ret != 0)
358                         return ret;
359         }
360
361         /* No mismatch found.  Let the caller know the two memory
362          * areas are equal.
363          */
364         return 0;
365 }
366
367 /* Allocate an instance of struct kvm_cpuid2
368  *
369  * Input Args: None
370  *
371  * Output Args: None
372  *
373  * Return: A pointer to the allocated struct. The caller is responsible
374  * for freeing this struct.
375  *
376  * Since kvm_cpuid2 uses a 0-length array to allow a the size of the
377  * array to be decided at allocation time, allocation is slightly
378  * complicated. This function uses a reasonable default length for
379  * the array and performs the appropriate allocation.
380  */
381 static struct kvm_cpuid2 *allocate_kvm_cpuid2(void)
382 {
383         struct kvm_cpuid2 *cpuid;
384         int nent = 100;
385         size_t size;
386
387         size = sizeof(*cpuid);
388         size += nent * sizeof(struct kvm_cpuid_entry2);
389         cpuid = malloc(size);
390         if (!cpuid) {
391                 perror("malloc");
392                 abort();
393         }
394
395         cpuid->nent = nent;
396
397         return cpuid;
398 }
399
400 /* KVM Supported CPUID Get
401  *
402  * Input Args: None
403  *
404  * Output Args:
405  *
406  * Return: The supported KVM CPUID
407  *
408  * Get the guest CPUID supported by KVM.
409  */
410 struct kvm_cpuid2 *kvm_get_supported_cpuid(void)
411 {
412         static struct kvm_cpuid2 *cpuid;
413         int ret;
414         int kvm_fd;
415
416         if (cpuid)
417                 return cpuid;
418
419         cpuid = allocate_kvm_cpuid2();
420         kvm_fd = open(KVM_DEV_PATH, O_RDONLY);
421         if (kvm_fd < 0)
422                 exit(KSFT_SKIP);
423
424         ret = ioctl(kvm_fd, KVM_GET_SUPPORTED_CPUID, cpuid);
425         TEST_ASSERT(ret == 0, "KVM_GET_SUPPORTED_CPUID failed %d %d\n",
426                     ret, errno);
427
428         close(kvm_fd);
429         return cpuid;
430 }
431
432 /* Locate a cpuid entry.
433  *
434  * Input Args:
435  *   cpuid: The cpuid.
436  *   function: The function of the cpuid entry to find.
437  *
438  * Output Args: None
439  *
440  * Return: A pointer to the cpuid entry. Never returns NULL.
441  */
442 struct kvm_cpuid_entry2 *
443 kvm_get_supported_cpuid_index(uint32_t function, uint32_t index)
444 {
445         struct kvm_cpuid2 *cpuid;
446         struct kvm_cpuid_entry2 *entry = NULL;
447         int i;
448
449         cpuid = kvm_get_supported_cpuid();
450         for (i = 0; i < cpuid->nent; i++) {
451                 if (cpuid->entries[i].function == function &&
452                     cpuid->entries[i].index == index) {
453                         entry = &cpuid->entries[i];
454                         break;
455                 }
456         }
457
458         TEST_ASSERT(entry, "Guest CPUID entry not found: (EAX=%x, ECX=%x).",
459                     function, index);
460         return entry;
461 }
462
463 /* VM Userspace Memory Region Add
464  *
465  * Input Args:
466  *   vm - Virtual Machine
467  *   backing_src - Storage source for this region.
468  *                 NULL to use anonymous memory.
469  *   guest_paddr - Starting guest physical address
470  *   slot - KVM region slot
471  *   npages - Number of physical pages
472  *   flags - KVM memory region flags (e.g. KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES)
473  *
474  * Output Args: None
475  *
476  * Return: None
477  *
478  * Allocates a memory area of the number of pages specified by npages
479  * and maps it to the VM specified by vm, at a starting physical address
480  * given by guest_paddr.  The region is created with a KVM region slot
481  * given by slot, which must be unique and < KVM_MEM_SLOTS_NUM.  The
482  * region is created with the flags given by flags.
483  */
484 void vm_userspace_mem_region_add(struct kvm_vm *vm,
485         enum vm_mem_backing_src_type src_type,
486         uint64_t guest_paddr, uint32_t slot, uint64_t npages,
487         uint32_t flags)
488 {
489         int ret;
490         unsigned long pmem_size = 0;
491         struct userspace_mem_region *region;
492         size_t huge_page_size = KVM_UTIL_PGS_PER_HUGEPG * vm->page_size;
493
494         TEST_ASSERT((guest_paddr % vm->page_size) == 0, "Guest physical "
495                 "address not on a page boundary.\n"
496                 "  guest_paddr: 0x%lx vm->page_size: 0x%x",
497                 guest_paddr, vm->page_size);
498         TEST_ASSERT((((guest_paddr >> vm->page_shift) + npages) - 1)
499                 <= vm->max_gfn, "Physical range beyond maximum "
500                 "supported physical address,\n"
501                 "  guest_paddr: 0x%lx npages: 0x%lx\n"
502                 "  vm->max_gfn: 0x%lx vm->page_size: 0x%x",
503                 guest_paddr, npages, vm->max_gfn, vm->page_size);
504
505         /* Confirm a mem region with an overlapping address doesn't
506          * already exist.
507          */
508         region = (struct userspace_mem_region *) userspace_mem_region_find(
509                 vm, guest_paddr, guest_paddr + npages * vm->page_size);
510         if (region != NULL)
511                 TEST_ASSERT(false, "overlapping userspace_mem_region already "
512                         "exists\n"
513                         "  requested guest_paddr: 0x%lx npages: 0x%lx "
514                         "page_size: 0x%x\n"
515                         "  existing guest_paddr: 0x%lx size: 0x%lx",
516                         guest_paddr, npages, vm->page_size,
517                         (uint64_t) region->region.guest_phys_addr,
518                         (uint64_t) region->region.memory_size);
519
520         /* Confirm no region with the requested slot already exists. */
521         for (region = vm->userspace_mem_region_head; region;
522                 region = region->next) {
523                 if (region->region.slot == slot)
524                         break;
525                 if ((guest_paddr <= (region->region.guest_phys_addr
526                                 + region->region.memory_size))
527                         && ((guest_paddr + npages * vm->page_size)
528                                 >= region->region.guest_phys_addr))
529                         break;
530         }
531         if (region != NULL)
532                 TEST_ASSERT(false, "A mem region with the requested slot "
533                         "or overlapping physical memory range already exists.\n"
534                         "  requested slot: %u paddr: 0x%lx npages: 0x%lx\n"
535                         "  existing slot: %u paddr: 0x%lx size: 0x%lx",
536                         slot, guest_paddr, npages,
537                         region->region.slot,
538                         (uint64_t) region->region.guest_phys_addr,
539                         (uint64_t) region->region.memory_size);
540
541         /* Allocate and initialize new mem region structure. */
542         region = calloc(1, sizeof(*region));
543         TEST_ASSERT(region != NULL, "Insufficient Memory");
544         region->mmap_size = npages * vm->page_size;
545
546         /* Enough memory to align up to a huge page. */
547         if (src_type == VM_MEM_SRC_ANONYMOUS_THP)
548                 region->mmap_size += huge_page_size;
549         region->mmap_start = mmap(NULL, region->mmap_size,
550                                   PROT_READ | PROT_WRITE,
551                                   MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS
552                                   | (src_type == VM_MEM_SRC_ANONYMOUS_HUGETLB ? MAP_HUGETLB : 0),
553                                   -1, 0);
554         TEST_ASSERT(region->mmap_start != MAP_FAILED,
555                     "test_malloc failed, mmap_start: %p errno: %i",
556                     region->mmap_start, errno);
557
558         /* Align THP allocation up to start of a huge page. */
559         region->host_mem = align(region->mmap_start,
560                                  src_type == VM_MEM_SRC_ANONYMOUS_THP ?  huge_page_size : 1);
561
562         /* As needed perform madvise */
563         if (src_type == VM_MEM_SRC_ANONYMOUS || src_type == VM_MEM_SRC_ANONYMOUS_THP) {
564                 ret = madvise(region->host_mem, npages * vm->page_size,
565                              src_type == VM_MEM_SRC_ANONYMOUS ? MADV_NOHUGEPAGE : MADV_HUGEPAGE);
566                 TEST_ASSERT(ret == 0, "madvise failed,\n"
567                             "  addr: %p\n"
568                             "  length: 0x%lx\n"
569                             "  src_type: %x",
570                             region->host_mem, npages * vm->page_size, src_type);
571         }
572
573         region->unused_phy_pages = sparsebit_alloc();
574         sparsebit_set_num(region->unused_phy_pages,
575                 guest_paddr >> vm->page_shift, npages);
576         region->region.slot = slot;
577         region->region.flags = flags;
578         region->region.guest_phys_addr = guest_paddr;
579         region->region.memory_size = npages * vm->page_size;
580         region->region.userspace_addr = (uintptr_t) region->host_mem;
581         ret = ioctl(vm->fd, KVM_SET_USER_MEMORY_REGION, &region->region);
582         TEST_ASSERT(ret == 0, "KVM_SET_USER_MEMORY_REGION IOCTL failed,\n"
583                 "  rc: %i errno: %i\n"
584                 "  slot: %u flags: 0x%x\n"
585                 "  guest_phys_addr: 0x%lx size: 0x%lx",
586                 ret, errno, slot, flags,
587                 guest_paddr, (uint64_t) region->region.memory_size);
588
589         /* Add to linked-list of memory regions. */
590         if (vm->userspace_mem_region_head)
591                 vm->userspace_mem_region_head->prev = region;
592         region->next = vm->userspace_mem_region_head;
593         vm->userspace_mem_region_head = region;
594 }
595
596 /* Memslot to region
597  *
598  * Input Args:
599  *   vm - Virtual Machine
600  *   memslot - KVM memory slot ID
601  *
602  * Output Args: None
603  *
604  * Return:
605  *   Pointer to memory region structure that describe memory region
606  *   using kvm memory slot ID given by memslot.  TEST_ASSERT failure
607  *   on error (e.g. currently no memory region using memslot as a KVM
608  *   memory slot ID).
609  */
610 static struct userspace_mem_region *memslot2region(struct kvm_vm *vm,
611         uint32_t memslot)
612 {
613         struct userspace_mem_region *region;
614
615         for (region = vm->userspace_mem_region_head; region;
616                 region = region->next) {
617                 if (region->region.slot == memslot)
618                         break;
619         }
620         if (region == NULL) {
621                 fprintf(stderr, "No mem region with the requested slot found,\n"
622                         "  requested slot: %u\n", memslot);
623                 fputs("---- vm dump ----\n", stderr);
624                 vm_dump(stderr, vm, 2);
625                 TEST_ASSERT(false, "Mem region not found");
626         }
627
628         return region;
629 }
630
631 /* VM Memory Region Flags Set
632  *
633  * Input Args:
634  *   vm - Virtual Machine
635  *   flags - Starting guest physical address
636  *
637  * Output Args: None
638  *
639  * Return: None
640  *
641  * Sets the flags of the memory region specified by the value of slot,
642  * to the values given by flags.
643  */
644 void vm_mem_region_set_flags(struct kvm_vm *vm, uint32_t slot, uint32_t flags)
645 {
646         int ret;
647         struct userspace_mem_region *region;
648
649         /* Locate memory region. */
650         region = memslot2region(vm, slot);
651
652         region->region.flags = flags;
653
654         ret = ioctl(vm->fd, KVM_SET_USER_MEMORY_REGION, &region->region);
655
656         TEST_ASSERT(ret == 0, "KVM_SET_USER_MEMORY_REGION IOCTL failed,\n"
657                 "  rc: %i errno: %i slot: %u flags: 0x%x",
658                 ret, errno, slot, flags);
659 }
660
661 /* VCPU mmap Size
662  *
663  * Input Args: None
664  *
665  * Output Args: None
666  *
667  * Return:
668  *   Size of VCPU state
669  *
670  * Returns the size of the structure pointed to by the return value
671  * of vcpu_state().
672  */
673 static int vcpu_mmap_sz(void)
674 {
675         int dev_fd, ret;
676
677         dev_fd = open(KVM_DEV_PATH, O_RDONLY);
678         if (dev_fd < 0)
679                 exit(KSFT_SKIP);
680
681         ret = ioctl(dev_fd, KVM_GET_VCPU_MMAP_SIZE, NULL);
682         TEST_ASSERT(ret >= sizeof(struct kvm_run),
683                 "%s KVM_GET_VCPU_MMAP_SIZE ioctl failed, rc: %i errno: %i",
684                 __func__, ret, errno);
685
686         close(dev_fd);
687
688         return ret;
689 }
690
691 /* VM VCPU Add
692  *
693  * Input Args:
694  *   vm - Virtual Machine
695  *   vcpuid - VCPU ID
696  *
697  * Output Args: None
698  *
699  * Return: None
700  *
701  * Creates and adds to the VM specified by vm and virtual CPU with
702  * the ID given by vcpuid.
703  */
704 void vm_vcpu_add(struct kvm_vm *vm, uint32_t vcpuid, int pgd_memslot, int gdt_memslot)
705 {
706         struct vcpu *vcpu;
707
708         /* Confirm a vcpu with the specified id doesn't already exist. */
709         vcpu = vcpu_find(vm, vcpuid);
710         if (vcpu != NULL)
711                 TEST_ASSERT(false, "vcpu with the specified id "
712                         "already exists,\n"
713                         "  requested vcpuid: %u\n"
714                         "  existing vcpuid: %u state: %p",
715                         vcpuid, vcpu->id, vcpu->state);
716
717         /* Allocate and initialize new vcpu structure. */
718         vcpu = calloc(1, sizeof(*vcpu));
719         TEST_ASSERT(vcpu != NULL, "Insufficient Memory");
720         vcpu->id = vcpuid;
721         vcpu->fd = ioctl(vm->fd, KVM_CREATE_VCPU, vcpuid);
722         TEST_ASSERT(vcpu->fd >= 0, "KVM_CREATE_VCPU failed, rc: %i errno: %i",
723                 vcpu->fd, errno);
724
725         TEST_ASSERT(vcpu_mmap_sz() >= sizeof(*vcpu->state), "vcpu mmap size "
726                 "smaller than expected, vcpu_mmap_sz: %i expected_min: %zi",
727                 vcpu_mmap_sz(), sizeof(*vcpu->state));
728         vcpu->state = (struct kvm_run *) mmap(NULL, sizeof(*vcpu->state),
729                 PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, vcpu->fd, 0);
730         TEST_ASSERT(vcpu->state != MAP_FAILED, "mmap vcpu_state failed, "
731                 "vcpu id: %u errno: %i", vcpuid, errno);
732
733         /* Add to linked-list of VCPUs. */
734         if (vm->vcpu_head)
735                 vm->vcpu_head->prev = vcpu;
736         vcpu->next = vm->vcpu_head;
737         vm->vcpu_head = vcpu;
738
739         vcpu_setup(vm, vcpuid, pgd_memslot, gdt_memslot);
740 }
741
742 /* VM Virtual Address Unused Gap
743  *
744  * Input Args:
745  *   vm - Virtual Machine
746  *   sz - Size (bytes)
747  *   vaddr_min - Minimum Virtual Address
748  *
749  * Output Args: None
750  *
751  * Return:
752  *   Lowest virtual address at or below vaddr_min, with at least
753  *   sz unused bytes.  TEST_ASSERT failure if no area of at least
754  *   size sz is available.
755  *
756  * Within the VM specified by vm, locates the lowest starting virtual
757  * address >= vaddr_min, that has at least sz unallocated bytes.  A
758  * TEST_ASSERT failure occurs for invalid input or no area of at least
759  * sz unallocated bytes >= vaddr_min is available.
760  */
761 static vm_vaddr_t vm_vaddr_unused_gap(struct kvm_vm *vm, size_t sz,
762         vm_vaddr_t vaddr_min)
763 {
764         uint64_t pages = (sz + vm->page_size - 1) >> vm->page_shift;
765
766         /* Determine lowest permitted virtual page index. */
767         uint64_t pgidx_start = (vaddr_min + vm->page_size - 1) >> vm->page_shift;
768         if ((pgidx_start * vm->page_size) < vaddr_min)
769                         goto no_va_found;
770
771         /* Loop over section with enough valid virtual page indexes. */
772         if (!sparsebit_is_set_num(vm->vpages_valid,
773                 pgidx_start, pages))
774                 pgidx_start = sparsebit_next_set_num(vm->vpages_valid,
775                         pgidx_start, pages);
776         do {
777                 /*
778                  * Are there enough unused virtual pages available at
779                  * the currently proposed starting virtual page index.
780                  * If not, adjust proposed starting index to next
781                  * possible.
782                  */
783                 if (sparsebit_is_clear_num(vm->vpages_mapped,
784                         pgidx_start, pages))
785                         goto va_found;
786                 pgidx_start = sparsebit_next_clear_num(vm->vpages_mapped,
787                         pgidx_start, pages);
788                 if (pgidx_start == 0)
789                         goto no_va_found;
790
791                 /*
792                  * If needed, adjust proposed starting virtual address,
793                  * to next range of valid virtual addresses.
794                  */
795                 if (!sparsebit_is_set_num(vm->vpages_valid,
796                         pgidx_start, pages)) {
797                         pgidx_start = sparsebit_next_set_num(
798                                 vm->vpages_valid, pgidx_start, pages);
799                         if (pgidx_start == 0)
800                                 goto no_va_found;
801                 }
802         } while (pgidx_start != 0);
803
804 no_va_found:
805         TEST_ASSERT(false, "No vaddr of specified pages available, "
806                 "pages: 0x%lx", pages);
807
808         /* NOT REACHED */
809         return -1;
810
811 va_found:
812         TEST_ASSERT(sparsebit_is_set_num(vm->vpages_valid,
813                 pgidx_start, pages),
814                 "Unexpected, invalid virtual page index range,\n"
815                 "  pgidx_start: 0x%lx\n"
816                 "  pages: 0x%lx",
817                 pgidx_start, pages);
818         TEST_ASSERT(sparsebit_is_clear_num(vm->vpages_mapped,
819                 pgidx_start, pages),
820                 "Unexpected, pages already mapped,\n"
821                 "  pgidx_start: 0x%lx\n"
822                 "  pages: 0x%lx",
823                 pgidx_start, pages);
824
825         return pgidx_start * vm->page_size;
826 }
827
828 /* VM Virtual Address Allocate
829  *
830  * Input Args:
831  *   vm - Virtual Machine
832  *   sz - Size in bytes
833  *   vaddr_min - Minimum starting virtual address
834  *   data_memslot - Memory region slot for data pages
835  *   pgd_memslot - Memory region slot for new virtual translation tables
836  *
837  * Output Args: None
838  *
839  * Return:
840  *   Starting guest virtual address
841  *
842  * Allocates at least sz bytes within the virtual address space of the vm
843  * given by vm.  The allocated bytes are mapped to a virtual address >=
844  * the address given by vaddr_min.  Note that each allocation uses a
845  * a unique set of pages, with the minimum real allocation being at least
846  * a page.
847  */
848 vm_vaddr_t vm_vaddr_alloc(struct kvm_vm *vm, size_t sz, vm_vaddr_t vaddr_min,
849         uint32_t data_memslot, uint32_t pgd_memslot)
850 {
851         uint64_t pages = (sz >> vm->page_shift) + ((sz % vm->page_size) != 0);
852
853         virt_pgd_alloc(vm, pgd_memslot);
854
855         /* Find an unused range of virtual page addresses of at least
856          * pages in length.
857          */
858         vm_vaddr_t vaddr_start = vm_vaddr_unused_gap(vm, sz, vaddr_min);
859
860         /* Map the virtual pages. */
861         for (vm_vaddr_t vaddr = vaddr_start; pages > 0;
862                 pages--, vaddr += vm->page_size) {
863                 vm_paddr_t paddr;
864
865                 paddr = vm_phy_page_alloc(vm, KVM_UTIL_MIN_PADDR, data_memslot);
866
867                 virt_pg_map(vm, vaddr, paddr, pgd_memslot);
868
869                 sparsebit_set(vm->vpages_mapped,
870                         vaddr >> vm->page_shift);
871         }
872
873         return vaddr_start;
874 }
875
876 /* Address VM Physical to Host Virtual
877  *
878  * Input Args:
879  *   vm - Virtual Machine
880  *   gpa - VM physical address
881  *
882  * Output Args: None
883  *
884  * Return:
885  *   Equivalent host virtual address
886  *
887  * Locates the memory region containing the VM physical address given
888  * by gpa, within the VM given by vm.  When found, the host virtual
889  * address providing the memory to the vm physical address is returned.
890  * A TEST_ASSERT failure occurs if no region containing gpa exists.
891  */
892 void *addr_gpa2hva(struct kvm_vm *vm, vm_paddr_t gpa)
893 {
894         struct userspace_mem_region *region;
895         for (region = vm->userspace_mem_region_head; region;
896              region = region->next) {
897                 if ((gpa >= region->region.guest_phys_addr)
898                         && (gpa <= (region->region.guest_phys_addr
899                                 + region->region.memory_size - 1)))
900                         return (void *) ((uintptr_t) region->host_mem
901                                 + (gpa - region->region.guest_phys_addr));
902         }
903
904         TEST_ASSERT(false, "No vm physical memory at 0x%lx", gpa);
905         return NULL;
906 }
907
908 /* Address Host Virtual to VM Physical
909  *
910  * Input Args:
911  *   vm - Virtual Machine
912  *   hva - Host virtual address
913  *
914  * Output Args: None
915  *
916  * Return:
917  *   Equivalent VM physical address
918  *
919  * Locates the memory region containing the host virtual address given
920  * by hva, within the VM given by vm.  When found, the equivalent
921  * VM physical address is returned. A TEST_ASSERT failure occurs if no
922  * region containing hva exists.
923  */
924 vm_paddr_t addr_hva2gpa(struct kvm_vm *vm, void *hva)
925 {
926         struct userspace_mem_region *region;
927         for (region = vm->userspace_mem_region_head; region;
928              region = region->next) {
929                 if ((hva >= region->host_mem)
930                         && (hva <= (region->host_mem
931                                 + region->region.memory_size - 1)))
932                         return (vm_paddr_t) ((uintptr_t)
933                                 region->region.guest_phys_addr
934                                 + (hva - (uintptr_t) region->host_mem));
935         }
936
937         TEST_ASSERT(false, "No mapping to a guest physical address, "
938                 "hva: %p", hva);
939         return -1;
940 }
941
942 /* VM Create IRQ Chip
943  *
944  * Input Args:
945  *   vm - Virtual Machine
946  *
947  * Output Args: None
948  *
949  * Return: None
950  *
951  * Creates an interrupt controller chip for the VM specified by vm.
952  */
953 void vm_create_irqchip(struct kvm_vm *vm)
954 {
955         int ret;
956
957         ret = ioctl(vm->fd, KVM_CREATE_IRQCHIP, 0);
958         TEST_ASSERT(ret == 0, "KVM_CREATE_IRQCHIP IOCTL failed, "
959                 "rc: %i errno: %i", ret, errno);
960 }
961
962 /* VM VCPU State
963  *
964  * Input Args:
965  *   vm - Virtual Machine
966  *   vcpuid - VCPU ID
967  *
968  * Output Args: None
969  *
970  * Return:
971  *   Pointer to structure that describes the state of the VCPU.
972  *
973  * Locates and returns a pointer to a structure that describes the
974  * state of the VCPU with the given vcpuid.
975  */
976 struct kvm_run *vcpu_state(struct kvm_vm *vm, uint32_t vcpuid)
977 {
978         struct vcpu *vcpu = vcpu_find(vm, vcpuid);
979         TEST_ASSERT(vcpu != NULL, "vcpu not found, vcpuid: %u", vcpuid);
980
981         return vcpu->state;
982 }
983
984 /* VM VCPU Run
985  *
986  * Input Args:
987  *   vm - Virtual Machine
988  *   vcpuid - VCPU ID
989  *
990  * Output Args: None
991  *
992  * Return: None
993  *
994  * Switch to executing the code for the VCPU given by vcpuid, within the VM
995  * given by vm.
996  */
997 void vcpu_run(struct kvm_vm *vm, uint32_t vcpuid)
998 {
999         int ret = _vcpu_run(vm, vcpuid);
1000         TEST_ASSERT(ret == 0, "KVM_RUN IOCTL failed, "
1001                 "rc: %i errno: %i", ret, errno);
1002 }
1003
1004 int _vcpu_run(struct kvm_vm *vm, uint32_t vcpuid)
1005 {
1006         struct vcpu *vcpu = vcpu_find(vm, vcpuid);
1007         int rc;
1008
1009         TEST_ASSERT(vcpu != NULL, "vcpu not found, vcpuid: %u", vcpuid);
1010         do {
1011                 rc = ioctl(vcpu->fd, KVM_RUN, NULL);
1012         } while (rc == -1 && errno == EINTR);
1013         return rc;
1014 }
1015
1016 /* VM VCPU Set MP State
1017  *
1018  * Input Args:
1019  *   vm - Virtual Machine
1020  *   vcpuid - VCPU ID
1021  *   mp_state - mp_state to be set
1022  *
1023  * Output Args: None
1024  *
1025  * Return: None
1026  *
1027  * Sets the MP state of the VCPU given by vcpuid, to the state given
1028  * by mp_state.
1029  */
1030 void vcpu_set_mp_state(struct kvm_vm *vm, uint32_t vcpuid,
1031         struct kvm_mp_state *mp_state)
1032 {
1033         struct vcpu *vcpu = vcpu_find(vm, vcpuid);
1034         int ret;
1035
1036         TEST_ASSERT(vcpu != NULL, "vcpu not found, vcpuid: %u", vcpuid);
1037
1038         ret = ioctl(vcpu->fd, KVM_SET_MP_STATE, mp_state);
1039         TEST_ASSERT(ret == 0, "KVM_SET_MP_STATE IOCTL failed, "
1040                 "rc: %i errno: %i", ret, errno);
1041 }
1042
1043 /* VM VCPU Regs Get
1044  *
1045  * Input Args:
1046  *   vm - Virtual Machine
1047  *   vcpuid - VCPU ID
1048  *
1049  * Output Args:
1050  *   regs - current state of VCPU regs
1051  *
1052  * Return: None
1053  *
1054  * Obtains the current register state for the VCPU specified by vcpuid
1055  * and stores it at the location given by regs.
1056  */
1057 void vcpu_regs_get(struct kvm_vm *vm,
1058         uint32_t vcpuid, struct kvm_regs *regs)
1059 {
1060         struct vcpu *vcpu = vcpu_find(vm, vcpuid);
1061         int ret;
1062
1063         TEST_ASSERT(vcpu != NULL, "vcpu not found, vcpuid: %u", vcpuid);
1064
1065         /* Get the regs. */
1066         ret = ioctl(vcpu->fd, KVM_GET_REGS, regs);
1067         TEST_ASSERT(ret == 0, "KVM_GET_REGS failed, rc: %i errno: %i",
1068                 ret, errno);
1069 }
1070
1071 /* VM VCPU Regs Set
1072  *
1073  * Input Args:
1074  *   vm - Virtual Machine
1075  *   vcpuid - VCPU ID
1076  *   regs - Values to set VCPU regs to
1077  *
1078  * Output Args: None
1079  *
1080  * Return: None
1081  *
1082  * Sets the regs of the VCPU specified by vcpuid to the values
1083  * given by regs.
1084  */
1085 void vcpu_regs_set(struct kvm_vm *vm,
1086         uint32_t vcpuid, struct kvm_regs *regs)
1087 {
1088         struct vcpu *vcpu = vcpu_find(vm, vcpuid);
1089         int ret;
1090
1091         TEST_ASSERT(vcpu != NULL, "vcpu not found, vcpuid: %u", vcpuid);
1092
1093         /* Set the regs. */
1094         ret = ioctl(vcpu->fd, KVM_SET_REGS, regs);
1095         TEST_ASSERT(ret == 0, "KVM_SET_REGS failed, rc: %i errno: %i",
1096                 ret, errno);
1097 }
1098
1099 void vcpu_events_get(struct kvm_vm *vm, uint32_t vcpuid,
1100                           struct kvm_vcpu_events *events)
1101 {
1102         struct vcpu *vcpu = vcpu_find(vm, vcpuid);
1103         int ret;
1104
1105         TEST_ASSERT(vcpu != NULL, "vcpu not found, vcpuid: %u", vcpuid);
1106
1107         /* Get the regs. */
1108         ret = ioctl(vcpu->fd, KVM_GET_VCPU_EVENTS, events);
1109         TEST_ASSERT(ret == 0, "KVM_GET_VCPU_EVENTS, failed, rc: %i errno: %i",
1110                 ret, errno);
1111 }
1112
1113 void vcpu_events_set(struct kvm_vm *vm, uint32_t vcpuid,
1114                           struct kvm_vcpu_events *events)
1115 {
1116         struct vcpu *vcpu = vcpu_find(vm, vcpuid);
1117         int ret;
1118
1119         TEST_ASSERT(vcpu != NULL, "vcpu not found, vcpuid: %u", vcpuid);
1120
1121         /* Set the regs. */
1122         ret = ioctl(vcpu->fd, KVM_SET_VCPU_EVENTS, events);
1123         TEST_ASSERT(ret == 0, "KVM_SET_VCPU_EVENTS, failed, rc: %i errno: %i",
1124                 ret, errno);
1125 }
1126
1127 /* VM VCPU Args Set
1128  *
1129  * Input Args:
1130  *   vm - Virtual Machine
1131  *   vcpuid - VCPU ID
1132  *   num - number of arguments
1133  *   ... - arguments, each of type uint64_t
1134  *
1135  * Output Args: None
1136  *
1137  * Return: None
1138  *
1139  * Sets the first num function input arguments to the values
1140  * given as variable args.  Each of the variable args is expected to
1141  * be of type uint64_t.
1142  */
1143 void vcpu_args_set(struct kvm_vm *vm, uint32_t vcpuid, unsigned int num, ...)
1144 {
1145         va_list ap;
1146         struct kvm_regs regs;
1147
1148         TEST_ASSERT(num >= 1 && num <= 6, "Unsupported number of args,\n"
1149                     "  num: %u\n",
1150                     num);
1151
1152         va_start(ap, num);
1153         vcpu_regs_get(vm, vcpuid, &regs);
1154
1155         if (num >= 1)
1156                 regs.rdi = va_arg(ap, uint64_t);
1157
1158         if (num >= 2)
1159                 regs.rsi = va_arg(ap, uint64_t);
1160
1161         if (num >= 3)
1162                 regs.rdx = va_arg(ap, uint64_t);
1163
1164         if (num >= 4)
1165                 regs.rcx = va_arg(ap, uint64_t);
1166
1167         if (num >= 5)
1168                 regs.r8 = va_arg(ap, uint64_t);
1169
1170         if (num >= 6)
1171                 regs.r9 = va_arg(ap, uint64_t);
1172
1173         vcpu_regs_set(vm, vcpuid, &regs);
1174         va_end(ap);
1175 }
1176
1177 /* VM VCPU System Regs Get
1178  *
1179  * Input Args:
1180  *   vm - Virtual Machine
1181  *   vcpuid - VCPU ID
1182  *
1183  * Output Args:
1184  *   sregs - current state of VCPU system regs
1185  *
1186  * Return: None
1187  *
1188  * Obtains the current system register state for the VCPU specified by
1189  * vcpuid and stores it at the location given by sregs.
1190  */
1191 void vcpu_sregs_get(struct kvm_vm *vm,
1192         uint32_t vcpuid, struct kvm_sregs *sregs)
1193 {
1194         struct vcpu *vcpu = vcpu_find(vm, vcpuid);
1195         int ret;
1196
1197         TEST_ASSERT(vcpu != NULL, "vcpu not found, vcpuid: %u", vcpuid);
1198
1199         /* Get the regs. */
1200         /* Get the regs. */
1201         ret = ioctl(vcpu->fd, KVM_GET_SREGS, sregs);
1202         TEST_ASSERT(ret == 0, "KVM_GET_SREGS failed, rc: %i errno: %i",
1203                 ret, errno);
1204 }
1205
1206 /* VM VCPU System Regs Set
1207  *
1208  * Input Args:
1209  *   vm - Virtual Machine
1210  *   vcpuid - VCPU ID
1211  *   sregs - Values to set VCPU system regs to
1212  *
1213  * Output Args: None
1214  *
1215  * Return: None
1216  *
1217  * Sets the system regs of the VCPU specified by vcpuid to the values
1218  * given by sregs.
1219  */
1220 void vcpu_sregs_set(struct kvm_vm *vm,
1221         uint32_t vcpuid, struct kvm_sregs *sregs)
1222 {
1223         int ret = _vcpu_sregs_set(vm, vcpuid, sregs);
1224         TEST_ASSERT(ret == 0, "KVM_RUN IOCTL failed, "
1225                 "rc: %i errno: %i", ret, errno);
1226 }
1227
1228 int _vcpu_sregs_set(struct kvm_vm *vm,
1229         uint32_t vcpuid, struct kvm_sregs *sregs)
1230 {
1231         struct vcpu *vcpu = vcpu_find(vm, vcpuid);
1232         int ret;
1233
1234         TEST_ASSERT(vcpu != NULL, "vcpu not found, vcpuid: %u", vcpuid);
1235
1236         /* Get the regs. */
1237         return ioctl(vcpu->fd, KVM_SET_SREGS, sregs);
1238 }
1239
1240 /* VCPU Ioctl
1241  *
1242  * Input Args:
1243  *   vm - Virtual Machine
1244  *   vcpuid - VCPU ID
1245  *   cmd - Ioctl number
1246  *   arg - Argument to pass to the ioctl
1247  *
1248  * Return: None
1249  *
1250  * Issues an arbitrary ioctl on a VCPU fd.
1251  */
1252 void vcpu_ioctl(struct kvm_vm *vm,
1253         uint32_t vcpuid, unsigned long cmd, void *arg)
1254 {
1255         struct vcpu *vcpu = vcpu_find(vm, vcpuid);
1256         int ret;
1257
1258         TEST_ASSERT(vcpu != NULL, "vcpu not found, vcpuid: %u", vcpuid);
1259
1260         ret = ioctl(vcpu->fd, cmd, arg);
1261         TEST_ASSERT(ret == 0, "vcpu ioctl %lu failed, rc: %i errno: %i (%s)",
1262                 cmd, ret, errno, strerror(errno));
1263 }
1264
1265 /* VM Ioctl
1266  *
1267  * Input Args:
1268  *   vm - Virtual Machine
1269  *   cmd - Ioctl number
1270  *   arg - Argument to pass to the ioctl
1271  *
1272  * Return: None
1273  *
1274  * Issues an arbitrary ioctl on a VM fd.
1275  */
1276 void vm_ioctl(struct kvm_vm *vm, unsigned long cmd, void *arg)
1277 {
1278         int ret;
1279
1280         ret = ioctl(vm->fd, cmd, arg);
1281         TEST_ASSERT(ret == 0, "vm ioctl %lu failed, rc: %i errno: %i (%s)",
1282                 cmd, ret, errno, strerror(errno));
1283 }
1284
1285 /* VM Dump
1286  *
1287  * Input Args:
1288  *   vm - Virtual Machine
1289  *   indent - Left margin indent amount
1290  *
1291  * Output Args:
1292  *   stream - Output FILE stream
1293  *
1294  * Return: None
1295  *
1296  * Dumps the current state of the VM given by vm, to the FILE stream
1297  * given by stream.
1298  */
1299 void vm_dump(FILE *stream, struct kvm_vm *vm, uint8_t indent)
1300 {
1301         struct userspace_mem_region *region;
1302         struct vcpu *vcpu;
1303
1304         fprintf(stream, "%*smode: 0x%x\n", indent, "", vm->mode);
1305         fprintf(stream, "%*sfd: %i\n", indent, "", vm->fd);
1306         fprintf(stream, "%*spage_size: 0x%x\n", indent, "", vm->page_size);
1307         fprintf(stream, "%*sMem Regions:\n", indent, "");
1308         for (region = vm->userspace_mem_region_head; region;
1309                 region = region->next) {
1310                 fprintf(stream, "%*sguest_phys: 0x%lx size: 0x%lx "
1311                         "host_virt: %p\n", indent + 2, "",
1312                         (uint64_t) region->region.guest_phys_addr,
1313                         (uint64_t) region->region.memory_size,
1314                         region->host_mem);
1315                 fprintf(stream, "%*sunused_phy_pages: ", indent + 2, "");
1316                 sparsebit_dump(stream, region->unused_phy_pages, 0);
1317         }
1318         fprintf(stream, "%*sMapped Virtual Pages:\n", indent, "");
1319         sparsebit_dump(stream, vm->vpages_mapped, indent + 2);
1320         fprintf(stream, "%*spgd_created: %u\n", indent, "",
1321                 vm->pgd_created);
1322         if (vm->pgd_created) {
1323                 fprintf(stream, "%*sVirtual Translation Tables:\n",
1324                         indent + 2, "");
1325                 virt_dump(stream, vm, indent + 4);
1326         }
1327         fprintf(stream, "%*sVCPUs:\n", indent, "");
1328         for (vcpu = vm->vcpu_head; vcpu; vcpu = vcpu->next)
1329                 vcpu_dump(stream, vm, vcpu->id, indent + 2);
1330 }
1331
1332 /* VM VCPU Dump
1333  *
1334  * Input Args:
1335  *   vm - Virtual Machine
1336  *   vcpuid - VCPU ID
1337  *   indent - Left margin indent amount
1338  *
1339  * Output Args:
1340  *   stream - Output FILE stream
1341  *
1342  * Return: None
1343  *
1344  * Dumps the current state of the VCPU specified by vcpuid, within the VM
1345  * given by vm, to the FILE stream given by stream.
1346  */
1347 void vcpu_dump(FILE *stream, struct kvm_vm *vm,
1348         uint32_t vcpuid, uint8_t indent)
1349 {
1350                 struct kvm_regs regs;
1351                 struct kvm_sregs sregs;
1352
1353                 fprintf(stream, "%*scpuid: %u\n", indent, "", vcpuid);
1354
1355                 fprintf(stream, "%*sregs:\n", indent + 2, "");
1356                 vcpu_regs_get(vm, vcpuid, &regs);
1357                 regs_dump(stream, &regs, indent + 4);
1358
1359                 fprintf(stream, "%*ssregs:\n", indent + 2, "");
1360                 vcpu_sregs_get(vm, vcpuid, &sregs);
1361                 sregs_dump(stream, &sregs, indent + 4);
1362 }
1363
1364 /* Known KVM exit reasons */
1365 static struct exit_reason {
1366         unsigned int reason;
1367         const char *name;
1368 } exit_reasons_known[] = {
1369         {KVM_EXIT_UNKNOWN, "UNKNOWN"},
1370         {KVM_EXIT_EXCEPTION, "EXCEPTION"},
1371         {KVM_EXIT_IO, "IO"},
1372         {KVM_EXIT_HYPERCALL, "HYPERCALL"},
1373         {KVM_EXIT_DEBUG, "DEBUG"},
1374         {KVM_EXIT_HLT, "HLT"},
1375         {KVM_EXIT_MMIO, "MMIO"},
1376         {KVM_EXIT_IRQ_WINDOW_OPEN, "IRQ_WINDOW_OPEN"},
1377         {KVM_EXIT_SHUTDOWN, "SHUTDOWN"},
1378         {KVM_EXIT_FAIL_ENTRY, "FAIL_ENTRY"},
1379         {KVM_EXIT_INTR, "INTR"},
1380         {KVM_EXIT_SET_TPR, "SET_TPR"},
1381         {KVM_EXIT_TPR_ACCESS, "TPR_ACCESS"},
1382         {KVM_EXIT_S390_SIEIC, "S390_SIEIC"},
1383         {KVM_EXIT_S390_RESET, "S390_RESET"},
1384         {KVM_EXIT_DCR, "DCR"},
1385         {KVM_EXIT_NMI, "NMI"},
1386         {KVM_EXIT_INTERNAL_ERROR, "INTERNAL_ERROR"},
1387         {KVM_EXIT_OSI, "OSI"},
1388         {KVM_EXIT_PAPR_HCALL, "PAPR_HCALL"},
1389 #ifdef KVM_EXIT_MEMORY_NOT_PRESENT
1390         {KVM_EXIT_MEMORY_NOT_PRESENT, "MEMORY_NOT_PRESENT"},
1391 #endif
1392 };
1393
1394 /* Exit Reason String
1395  *
1396  * Input Args:
1397  *   exit_reason - Exit reason
1398  *
1399  * Output Args: None
1400  *
1401  * Return:
1402  *   Constant string pointer describing the exit reason.
1403  *
1404  * Locates and returns a constant string that describes the KVM exit
1405  * reason given by exit_reason.  If no such string is found, a constant
1406  * string of "Unknown" is returned.
1407  */
1408 const char *exit_reason_str(unsigned int exit_reason)
1409 {
1410         unsigned int n1;
1411
1412         for (n1 = 0; n1 < ARRAY_SIZE(exit_reasons_known); n1++) {
1413                 if (exit_reason == exit_reasons_known[n1].reason)
1414                         return exit_reasons_known[n1].name;
1415         }
1416
1417         return "Unknown";
1418 }
1419
1420 /* Physical Page Allocate
1421  *
1422  * Input Args:
1423  *   vm - Virtual Machine
1424  *   paddr_min - Physical address minimum
1425  *   memslot - Memory region to allocate page from
1426  *
1427  * Output Args: None
1428  *
1429  * Return:
1430  *   Starting physical address
1431  *
1432  * Within the VM specified by vm, locates an available physical page
1433  * at or above paddr_min.  If found, the page is marked as in use
1434  * and its address is returned.  A TEST_ASSERT failure occurs if no
1435  * page is available at or above paddr_min.
1436  */
1437 vm_paddr_t vm_phy_page_alloc(struct kvm_vm *vm,
1438         vm_paddr_t paddr_min, uint32_t memslot)
1439 {
1440         struct userspace_mem_region *region;
1441         sparsebit_idx_t pg;
1442
1443         TEST_ASSERT((paddr_min % vm->page_size) == 0, "Min physical address "
1444                 "not divisible by page size.\n"
1445                 "  paddr_min: 0x%lx page_size: 0x%x",
1446                 paddr_min, vm->page_size);
1447
1448         /* Locate memory region. */
1449         region = memslot2region(vm, memslot);
1450
1451         /* Locate next available physical page at or above paddr_min. */
1452         pg = paddr_min >> vm->page_shift;
1453
1454         if (!sparsebit_is_set(region->unused_phy_pages, pg)) {
1455                 pg = sparsebit_next_set(region->unused_phy_pages, pg);
1456                 if (pg == 0) {
1457                         fprintf(stderr, "No guest physical page available, "
1458                                 "paddr_min: 0x%lx page_size: 0x%x memslot: %u",
1459                                 paddr_min, vm->page_size, memslot);
1460                         fputs("---- vm dump ----\n", stderr);
1461                         vm_dump(stderr, vm, 2);
1462                         abort();
1463                 }
1464         }
1465
1466         /* Specify page as in use and return its address. */
1467         sparsebit_clear(region->unused_phy_pages, pg);
1468
1469         return pg * vm->page_size;
1470 }
1471
1472 /* Address Guest Virtual to Host Virtual
1473  *
1474  * Input Args:
1475  *   vm - Virtual Machine
1476  *   gva - VM virtual address
1477  *
1478  * Output Args: None
1479  *
1480  * Return:
1481  *   Equivalent host virtual address
1482  */
1483 void *addr_gva2hva(struct kvm_vm *vm, vm_vaddr_t gva)
1484 {
1485         return addr_gpa2hva(vm, addr_gva2gpa(vm, gva));
1486 }