KVM: MMU: remove unused macros
[linux-2.6.git] / arch / x86 / kvm / paging_tmpl.h
1 /*
2  * Kernel-based Virtual Machine driver for Linux
3  *
4  * This module enables machines with Intel VT-x extensions to run virtual
5  * machines without emulation or binary translation.
6  *
7  * MMU support
8  *
9  * Copyright (C) 2006 Qumranet, Inc.
10  * Copyright 2010 Red Hat, Inc. and/or its affiliates.
11  *
12  * Authors:
13  *   Yaniv Kamay  <yaniv@qumranet.com>
14  *   Avi Kivity   <avi@qumranet.com>
15  *
16  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.  See
17  * the COPYING file in the top-level directory.
18  *
19  */
20
21 /*
22  * We need the mmu code to access both 32-bit and 64-bit guest ptes,
23  * so the code in this file is compiled twice, once per pte size.
24  */
25
26 #if PTTYPE == 64
27         #define pt_element_t u64
28         #define guest_walker guest_walker64
29         #define FNAME(name) paging##64_##name
30         #define PT_BASE_ADDR_MASK PT64_BASE_ADDR_MASK
31         #define PT_LVL_ADDR_MASK(lvl) PT64_LVL_ADDR_MASK(lvl)
32         #define PT_LVL_OFFSET_MASK(lvl) PT64_LVL_OFFSET_MASK(lvl)
33         #define PT_INDEX(addr, level) PT64_INDEX(addr, level)
34         #define PT_LEVEL_BITS PT64_LEVEL_BITS
35         #ifdef CONFIG_X86_64
36         #define PT_MAX_FULL_LEVELS 4
37         #define CMPXCHG cmpxchg
38         #else
39         #define CMPXCHG cmpxchg64
40         #define PT_MAX_FULL_LEVELS 2
41         #endif
42 #elif PTTYPE == 32
43         #define pt_element_t u32
44         #define guest_walker guest_walker32
45         #define FNAME(name) paging##32_##name
46         #define PT_BASE_ADDR_MASK PT32_BASE_ADDR_MASK
47         #define PT_LVL_ADDR_MASK(lvl) PT32_LVL_ADDR_MASK(lvl)
48         #define PT_LVL_OFFSET_MASK(lvl) PT32_LVL_OFFSET_MASK(lvl)
49         #define PT_INDEX(addr, level) PT32_INDEX(addr, level)
50         #define PT_LEVEL_BITS PT32_LEVEL_BITS
51         #define PT_MAX_FULL_LEVELS 2
52         #define CMPXCHG cmpxchg
53 #else
54         #error Invalid PTTYPE value
55 #endif
56
57 #define gpte_to_gfn_lvl FNAME(gpte_to_gfn_lvl)
58 #define gpte_to_gfn(pte) gpte_to_gfn_lvl((pte), PT_PAGE_TABLE_LEVEL)
59
60 /*
61  * The guest_walker structure emulates the behavior of the hardware page
62  * table walker.
63  */
64 struct guest_walker {
65         int level;
66         gfn_t table_gfn[PT_MAX_FULL_LEVELS];
67         pt_element_t ptes[PT_MAX_FULL_LEVELS];
68         pt_element_t prefetch_ptes[PTE_PREFETCH_NUM];
69         gpa_t pte_gpa[PT_MAX_FULL_LEVELS];
70         unsigned pt_access;
71         unsigned pte_access;
72         gfn_t gfn;
73         struct x86_exception fault;
74 };
75
76 static gfn_t gpte_to_gfn_lvl(pt_element_t gpte, int lvl)
77 {
78         return (gpte & PT_LVL_ADDR_MASK(lvl)) >> PAGE_SHIFT;
79 }
80
81 static bool FNAME(cmpxchg_gpte)(struct kvm *kvm,
82                          gfn_t table_gfn, unsigned index,
83                          pt_element_t orig_pte, pt_element_t new_pte)
84 {
85         pt_element_t ret;
86         pt_element_t *table;
87         struct page *page;
88
89         page = gfn_to_page(kvm, table_gfn);
90
91         table = kmap_atomic(page, KM_USER0);
92         ret = CMPXCHG(&table[index], orig_pte, new_pte);
93         kunmap_atomic(table, KM_USER0);
94
95         kvm_release_page_dirty(page);
96
97         return (ret != orig_pte);
98 }
99
100 static unsigned FNAME(gpte_access)(struct kvm_vcpu *vcpu, pt_element_t gpte)
101 {
102         unsigned access;
103
104         access = (gpte & (PT_WRITABLE_MASK | PT_USER_MASK)) | ACC_EXEC_MASK;
105 #if PTTYPE == 64
106         if (vcpu->arch.mmu.nx)
107                 access &= ~(gpte >> PT64_NX_SHIFT);
108 #endif
109         return access;
110 }
111
112 /*
113  * Fetch a guest pte for a guest virtual address
114  */
115 static int FNAME(walk_addr_generic)(struct guest_walker *walker,
116                                     struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
117                                     gva_t addr, u32 access)
118 {
119         pt_element_t pte;
120         gfn_t table_gfn;
121         unsigned index, pt_access, uninitialized_var(pte_access);
122         gpa_t pte_gpa;
123         bool eperm, present, rsvd_fault;
124         int offset, write_fault, user_fault, fetch_fault;
125
126         write_fault = access & PFERR_WRITE_MASK;
127         user_fault = access & PFERR_USER_MASK;
128         fetch_fault = access & PFERR_FETCH_MASK;
129
130         trace_kvm_mmu_pagetable_walk(addr, write_fault, user_fault,
131                                      fetch_fault);
132 walk:
133         present = true;
134         eperm = rsvd_fault = false;
135         walker->level = mmu->root_level;
136         pte           = mmu->get_cr3(vcpu);
137
138 #if PTTYPE == 64
139         if (walker->level == PT32E_ROOT_LEVEL) {
140                 pte = kvm_pdptr_read_mmu(vcpu, mmu, (addr >> 30) & 3);
141                 trace_kvm_mmu_paging_element(pte, walker->level);
142                 if (!is_present_gpte(pte)) {
143                         present = false;
144                         goto error;
145                 }
146                 --walker->level;
147         }
148 #endif
149         ASSERT((!is_long_mode(vcpu) && is_pae(vcpu)) ||
150                (mmu->get_cr3(vcpu) & CR3_NONPAE_RESERVED_BITS) == 0);
151
152         pt_access = ACC_ALL;
153
154         for (;;) {
155                 index = PT_INDEX(addr, walker->level);
156
157                 table_gfn = gpte_to_gfn(pte);
158                 offset    = index * sizeof(pt_element_t);
159                 pte_gpa   = gfn_to_gpa(table_gfn) + offset;
160                 walker->table_gfn[walker->level - 1] = table_gfn;
161                 walker->pte_gpa[walker->level - 1] = pte_gpa;
162
163                 if (kvm_read_guest_page_mmu(vcpu, mmu, table_gfn, &pte,
164                                             offset, sizeof(pte),
165                                             PFERR_USER_MASK|PFERR_WRITE_MASK)) {
166                         present = false;
167                         break;
168                 }
169
170                 trace_kvm_mmu_paging_element(pte, walker->level);
171
172                 if (!is_present_gpte(pte)) {
173                         present = false;
174                         break;
175                 }
176
177                 if (is_rsvd_bits_set(&vcpu->arch.mmu, pte, walker->level)) {
178                         rsvd_fault = true;
179                         break;
180                 }
181
182                 if (write_fault && !is_writable_pte(pte))
183                         if (user_fault || is_write_protection(vcpu))
184                                 eperm = true;
185
186                 if (user_fault && !(pte & PT_USER_MASK))
187                         eperm = true;
188
189 #if PTTYPE == 64
190                 if (fetch_fault && (pte & PT64_NX_MASK))
191                         eperm = true;
192 #endif
193
194                 if (!eperm && !rsvd_fault && !(pte & PT_ACCESSED_MASK)) {
195                         trace_kvm_mmu_set_accessed_bit(table_gfn, index,
196                                                        sizeof(pte));
197                         if (FNAME(cmpxchg_gpte)(vcpu->kvm, table_gfn,
198                             index, pte, pte|PT_ACCESSED_MASK))
199                                 goto walk;
200                         mark_page_dirty(vcpu->kvm, table_gfn);
201                         pte |= PT_ACCESSED_MASK;
202                 }
203
204                 pte_access = pt_access & FNAME(gpte_access)(vcpu, pte);
205
206                 walker->ptes[walker->level - 1] = pte;
207
208                 if ((walker->level == PT_PAGE_TABLE_LEVEL) ||
209                     ((walker->level == PT_DIRECTORY_LEVEL) &&
210                                 is_large_pte(pte) &&
211                                 (PTTYPE == 64 || is_pse(vcpu))) ||
212                     ((walker->level == PT_PDPE_LEVEL) &&
213                                 is_large_pte(pte) &&
214                                 mmu->root_level == PT64_ROOT_LEVEL)) {
215                         int lvl = walker->level;
216                         gpa_t real_gpa;
217                         gfn_t gfn;
218                         u32 ac;
219
220                         gfn = gpte_to_gfn_lvl(pte, lvl);
221                         gfn += (addr & PT_LVL_OFFSET_MASK(lvl)) >> PAGE_SHIFT;
222
223                         if (PTTYPE == 32 &&
224                             walker->level == PT_DIRECTORY_LEVEL &&
225                             is_cpuid_PSE36())
226                                 gfn += pse36_gfn_delta(pte);
227
228                         ac = write_fault | fetch_fault | user_fault;
229
230                         real_gpa = mmu->translate_gpa(vcpu, gfn_to_gpa(gfn),
231                                                       ac);
232                         if (real_gpa == UNMAPPED_GVA)
233                                 return 0;
234
235                         walker->gfn = real_gpa >> PAGE_SHIFT;
236
237                         break;
238                 }
239
240                 pt_access = pte_access;
241                 --walker->level;
242         }
243
244         if (!present || eperm || rsvd_fault)
245                 goto error;
246
247         if (write_fault && !is_dirty_gpte(pte)) {
248                 bool ret;
249
250                 trace_kvm_mmu_set_dirty_bit(table_gfn, index, sizeof(pte));
251                 ret = FNAME(cmpxchg_gpte)(vcpu->kvm, table_gfn, index, pte,
252                             pte|PT_DIRTY_MASK);
253                 if (ret)
254                         goto walk;
255                 mark_page_dirty(vcpu->kvm, table_gfn);
256                 pte |= PT_DIRTY_MASK;
257                 walker->ptes[walker->level - 1] = pte;
258         }
259
260         walker->pt_access = pt_access;
261         walker->pte_access = pte_access;
262         pgprintk("%s: pte %llx pte_access %x pt_access %x\n",
263                  __func__, (u64)pte, pte_access, pt_access);
264         return 1;
265
266 error:
267         walker->fault.vector = PF_VECTOR;
268         walker->fault.error_code_valid = true;
269         walker->fault.error_code = 0;
270         if (present)
271                 walker->fault.error_code |= PFERR_PRESENT_MASK;
272
273         walker->fault.error_code |= write_fault | user_fault;
274
275         if (fetch_fault && mmu->nx)
276                 walker->fault.error_code |= PFERR_FETCH_MASK;
277         if (rsvd_fault)
278                 walker->fault.error_code |= PFERR_RSVD_MASK;
279
280         walker->fault.address = addr;
281         walker->fault.nested_page_fault = mmu != vcpu->arch.walk_mmu;
282
283         trace_kvm_mmu_walker_error(walker->fault.error_code);
284         return 0;
285 }
286
287 static int FNAME(walk_addr)(struct guest_walker *walker,
288                             struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t addr, u32 access)
289 {
290         return FNAME(walk_addr_generic)(walker, vcpu, &vcpu->arch.mmu, addr,
291                                         access);
292 }
293
294 static int FNAME(walk_addr_nested)(struct guest_walker *walker,
295                                    struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t addr,
296                                    u32 access)
297 {
298         return FNAME(walk_addr_generic)(walker, vcpu, &vcpu->arch.nested_mmu,
299                                         addr, access);
300 }
301
302 static bool FNAME(prefetch_invalid_gpte)(struct kvm_vcpu *vcpu,
303                                     struct kvm_mmu_page *sp, u64 *spte,
304                                     pt_element_t gpte)
305 {
306         u64 nonpresent = shadow_trap_nonpresent_pte;
307
308         if (is_rsvd_bits_set(&vcpu->arch.mmu, gpte, PT_PAGE_TABLE_LEVEL))
309                 goto no_present;
310
311         if (!is_present_gpte(gpte)) {
312                 if (!sp->unsync)
313                         nonpresent = shadow_notrap_nonpresent_pte;
314                 goto no_present;
315         }
316
317         if (!(gpte & PT_ACCESSED_MASK))
318                 goto no_present;
319
320         return false;
321
322 no_present:
323         drop_spte(vcpu->kvm, spte, nonpresent);
324         return true;
325 }
326
327 static void FNAME(update_pte)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu_page *sp,
328                               u64 *spte, const void *pte)
329 {
330         pt_element_t gpte;
331         unsigned pte_access;
332         pfn_t pfn;
333
334         gpte = *(const pt_element_t *)pte;
335         if (FNAME(prefetch_invalid_gpte)(vcpu, sp, spte, gpte))
336                 return;
337
338         pgprintk("%s: gpte %llx spte %p\n", __func__, (u64)gpte, spte);
339         pte_access = sp->role.access & FNAME(gpte_access)(vcpu, gpte);
340         pfn = vcpu->arch.update_pte.pfn;
341         if (is_error_pfn(pfn))
342                 return;
343         if (mmu_notifier_retry(vcpu, vcpu->arch.update_pte.mmu_seq))
344                 return;
345         kvm_get_pfn(pfn);
346         /*
347          * we call mmu_set_spte() with host_writable = true beacuse that
348          * vcpu->arch.update_pte.pfn was fetched from get_user_pages(write = 1).
349          */
350         mmu_set_spte(vcpu, spte, sp->role.access, pte_access, 0, 0,
351                      is_dirty_gpte(gpte), NULL, PT_PAGE_TABLE_LEVEL,
352                      gpte_to_gfn(gpte), pfn, true, true);
353 }
354
355 static bool FNAME(gpte_changed)(struct kvm_vcpu *vcpu,
356                                 struct guest_walker *gw, int level)
357 {
358         pt_element_t curr_pte;
359         gpa_t base_gpa, pte_gpa = gw->pte_gpa[level - 1];
360         u64 mask;
361         int r, index;
362
363         if (level == PT_PAGE_TABLE_LEVEL) {
364                 mask = PTE_PREFETCH_NUM * sizeof(pt_element_t) - 1;
365                 base_gpa = pte_gpa & ~mask;
366                 index = (pte_gpa - base_gpa) / sizeof(pt_element_t);
367
368                 r = kvm_read_guest_atomic(vcpu->kvm, base_gpa,
369                                 gw->prefetch_ptes, sizeof(gw->prefetch_ptes));
370                 curr_pte = gw->prefetch_ptes[index];
371         } else
372                 r = kvm_read_guest_atomic(vcpu->kvm, pte_gpa,
373                                   &curr_pte, sizeof(curr_pte));
374
375         return r || curr_pte != gw->ptes[level - 1];
376 }
377
378 static void FNAME(pte_prefetch)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct guest_walker *gw,
379                                 u64 *sptep)
380 {
381         struct kvm_mmu_page *sp;
382         pt_element_t *gptep = gw->prefetch_ptes;
383         u64 *spte;
384         int i;
385
386         sp = page_header(__pa(sptep));
387
388         if (sp->role.level > PT_PAGE_TABLE_LEVEL)
389                 return;
390
391         if (sp->role.direct)
392                 return __direct_pte_prefetch(vcpu, sp, sptep);
393
394         i = (sptep - sp->spt) & ~(PTE_PREFETCH_NUM - 1);
395         spte = sp->spt + i;
396
397         for (i = 0; i < PTE_PREFETCH_NUM; i++, spte++) {
398                 pt_element_t gpte;
399                 unsigned pte_access;
400                 gfn_t gfn;
401                 pfn_t pfn;
402                 bool dirty;
403
404                 if (spte == sptep)
405                         continue;
406
407                 if (*spte != shadow_trap_nonpresent_pte)
408                         continue;
409
410                 gpte = gptep[i];
411
412                 if (FNAME(prefetch_invalid_gpte)(vcpu, sp, spte, gpte))
413                         continue;
414
415                 pte_access = sp->role.access & FNAME(gpte_access)(vcpu, gpte);
416                 gfn = gpte_to_gfn(gpte);
417                 dirty = is_dirty_gpte(gpte);
418                 pfn = pte_prefetch_gfn_to_pfn(vcpu, gfn,
419                                       (pte_access & ACC_WRITE_MASK) && dirty);
420                 if (is_error_pfn(pfn)) {
421                         kvm_release_pfn_clean(pfn);
422                         break;
423                 }
424
425                 mmu_set_spte(vcpu, spte, sp->role.access, pte_access, 0, 0,
426                              dirty, NULL, PT_PAGE_TABLE_LEVEL, gfn,
427                              pfn, true, true);
428         }
429 }
430
431 /*
432  * Fetch a shadow pte for a specific level in the paging hierarchy.
433  */
434 static u64 *FNAME(fetch)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t addr,
435                          struct guest_walker *gw,
436                          int user_fault, int write_fault, int hlevel,
437                          int *ptwrite, pfn_t pfn, bool map_writable,
438                          bool prefault)
439 {
440         unsigned access = gw->pt_access;
441         struct kvm_mmu_page *sp = NULL;
442         bool dirty = is_dirty_gpte(gw->ptes[gw->level - 1]);
443         int top_level;
444         unsigned direct_access;
445         struct kvm_shadow_walk_iterator it;
446
447         if (!is_present_gpte(gw->ptes[gw->level - 1]))
448                 return NULL;
449
450         direct_access = gw->pt_access & gw->pte_access;
451         if (!dirty)
452                 direct_access &= ~ACC_WRITE_MASK;
453
454         top_level = vcpu->arch.mmu.root_level;
455         if (top_level == PT32E_ROOT_LEVEL)
456                 top_level = PT32_ROOT_LEVEL;
457         /*
458          * Verify that the top-level gpte is still there.  Since the page
459          * is a root page, it is either write protected (and cannot be
460          * changed from now on) or it is invalid (in which case, we don't
461          * really care if it changes underneath us after this point).
462          */
463         if (FNAME(gpte_changed)(vcpu, gw, top_level))
464                 goto out_gpte_changed;
465
466         for (shadow_walk_init(&it, vcpu, addr);
467              shadow_walk_okay(&it) && it.level > gw->level;
468              shadow_walk_next(&it)) {
469                 gfn_t table_gfn;
470
471                 drop_large_spte(vcpu, it.sptep);
472
473                 sp = NULL;
474                 if (!is_shadow_present_pte(*it.sptep)) {
475                         table_gfn = gw->table_gfn[it.level - 2];
476                         sp = kvm_mmu_get_page(vcpu, table_gfn, addr, it.level-1,
477                                               false, access, it.sptep);
478                 }
479
480                 /*
481                  * Verify that the gpte in the page we've just write
482                  * protected is still there.
483                  */
484                 if (FNAME(gpte_changed)(vcpu, gw, it.level - 1))
485                         goto out_gpte_changed;
486
487                 if (sp)
488                         link_shadow_page(it.sptep, sp);
489         }
490
491         for (;
492              shadow_walk_okay(&it) && it.level > hlevel;
493              shadow_walk_next(&it)) {
494                 gfn_t direct_gfn;
495
496                 validate_direct_spte(vcpu, it.sptep, direct_access);
497
498                 drop_large_spte(vcpu, it.sptep);
499
500                 if (is_shadow_present_pte(*it.sptep))
501                         continue;
502
503                 direct_gfn = gw->gfn & ~(KVM_PAGES_PER_HPAGE(it.level) - 1);
504
505                 sp = kvm_mmu_get_page(vcpu, direct_gfn, addr, it.level-1,
506                                       true, direct_access, it.sptep);
507                 link_shadow_page(it.sptep, sp);
508         }
509
510         mmu_set_spte(vcpu, it.sptep, access, gw->pte_access & access,
511                      user_fault, write_fault, dirty, ptwrite, it.level,
512                      gw->gfn, pfn, prefault, map_writable);
513         FNAME(pte_prefetch)(vcpu, gw, it.sptep);
514
515         return it.sptep;
516
517 out_gpte_changed:
518         if (sp)
519                 kvm_mmu_put_page(sp, it.sptep);
520         kvm_release_pfn_clean(pfn);
521         return NULL;
522 }
523
524 /*
525  * Page fault handler.  There are several causes for a page fault:
526  *   - there is no shadow pte for the guest pte
527  *   - write access through a shadow pte marked read only so that we can set
528  *     the dirty bit
529  *   - write access to a shadow pte marked read only so we can update the page
530  *     dirty bitmap, when userspace requests it
531  *   - mmio access; in this case we will never install a present shadow pte
532  *   - normal guest page fault due to the guest pte marked not present, not
533  *     writable, or not executable
534  *
535  *  Returns: 1 if we need to emulate the instruction, 0 otherwise, or
536  *           a negative value on error.
537  */
538 static int FNAME(page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t addr, u32 error_code,
539                              bool prefault)
540 {
541         int write_fault = error_code & PFERR_WRITE_MASK;
542         int user_fault = error_code & PFERR_USER_MASK;
543         struct guest_walker walker;
544         u64 *sptep;
545         int write_pt = 0;
546         int r;
547         pfn_t pfn;
548         int level = PT_PAGE_TABLE_LEVEL;
549         int force_pt_level;
550         unsigned long mmu_seq;
551         bool map_writable;
552
553         pgprintk("%s: addr %lx err %x\n", __func__, addr, error_code);
554
555         r = mmu_topup_memory_caches(vcpu);
556         if (r)
557                 return r;
558
559         /*
560          * Look up the guest pte for the faulting address.
561          */
562         r = FNAME(walk_addr)(&walker, vcpu, addr, error_code);
563
564         /*
565          * The page is not mapped by the guest.  Let the guest handle it.
566          */
567         if (!r) {
568                 pgprintk("%s: guest page fault\n", __func__);
569                 if (!prefault) {
570                         inject_page_fault(vcpu, &walker.fault);
571                         /* reset fork detector */
572                         vcpu->arch.last_pt_write_count = 0;
573                 }
574                 return 0;
575         }
576
577         if (walker.level >= PT_DIRECTORY_LEVEL)
578                 force_pt_level = mapping_level_dirty_bitmap(vcpu, walker.gfn);
579         else
580                 force_pt_level = 1;
581         if (!force_pt_level) {
582                 level = min(walker.level, mapping_level(vcpu, walker.gfn));
583                 walker.gfn = walker.gfn & ~(KVM_PAGES_PER_HPAGE(level) - 1);
584         }
585
586         mmu_seq = vcpu->kvm->mmu_notifier_seq;
587         smp_rmb();
588
589         if (try_async_pf(vcpu, prefault, walker.gfn, addr, &pfn, write_fault,
590                          &map_writable))
591                 return 0;
592
593         /* mmio */
594         if (is_error_pfn(pfn))
595                 return kvm_handle_bad_page(vcpu->kvm, walker.gfn, pfn);
596
597         spin_lock(&vcpu->kvm->mmu_lock);
598         if (mmu_notifier_retry(vcpu, mmu_seq))
599                 goto out_unlock;
600
601         trace_kvm_mmu_audit(vcpu, AUDIT_PRE_PAGE_FAULT);
602         kvm_mmu_free_some_pages(vcpu);
603         if (!force_pt_level)
604                 transparent_hugepage_adjust(vcpu, &walker.gfn, &pfn, &level);
605         sptep = FNAME(fetch)(vcpu, addr, &walker, user_fault, write_fault,
606                              level, &write_pt, pfn, map_writable, prefault);
607         (void)sptep;
608         pgprintk("%s: shadow pte %p %llx ptwrite %d\n", __func__,
609                  sptep, *sptep, write_pt);
610
611         if (!write_pt)
612                 vcpu->arch.last_pt_write_count = 0; /* reset fork detector */
613
614         ++vcpu->stat.pf_fixed;
615         trace_kvm_mmu_audit(vcpu, AUDIT_POST_PAGE_FAULT);
616         spin_unlock(&vcpu->kvm->mmu_lock);
617
618         return write_pt;
619
620 out_unlock:
621         spin_unlock(&vcpu->kvm->mmu_lock);
622         kvm_release_pfn_clean(pfn);
623         return 0;
624 }
625
626 static void FNAME(invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva)
627 {
628         struct kvm_shadow_walk_iterator iterator;
629         struct kvm_mmu_page *sp;
630         gpa_t pte_gpa = -1;
631         int level;
632         u64 *sptep;
633         int need_flush = 0;
634
635         spin_lock(&vcpu->kvm->mmu_lock);
636
637         for_each_shadow_entry(vcpu, gva, iterator) {
638                 level = iterator.level;
639                 sptep = iterator.sptep;
640
641                 sp = page_header(__pa(sptep));
642                 if (is_last_spte(*sptep, level)) {
643                         int offset, shift;
644
645                         if (!sp->unsync)
646                                 break;
647
648                         shift = PAGE_SHIFT -
649                                   (PT_LEVEL_BITS - PT64_LEVEL_BITS) * level;
650                         offset = sp->role.quadrant << shift;
651
652                         pte_gpa = (sp->gfn << PAGE_SHIFT) + offset;
653                         pte_gpa += (sptep - sp->spt) * sizeof(pt_element_t);
654
655                         if (is_shadow_present_pte(*sptep)) {
656                                 if (is_large_pte(*sptep))
657                                         --vcpu->kvm->stat.lpages;
658                                 drop_spte(vcpu->kvm, sptep,
659                                           shadow_trap_nonpresent_pte);
660                                 need_flush = 1;
661                         } else
662                                 __set_spte(sptep, shadow_trap_nonpresent_pte);
663                         break;
664                 }
665
666                 if (!is_shadow_present_pte(*sptep) || !sp->unsync_children)
667                         break;
668         }
669
670         if (need_flush)
671                 kvm_flush_remote_tlbs(vcpu->kvm);
672
673         atomic_inc(&vcpu->kvm->arch.invlpg_counter);
674
675         spin_unlock(&vcpu->kvm->mmu_lock);
676
677         if (pte_gpa == -1)
678                 return;
679
680         if (mmu_topup_memory_caches(vcpu))
681                 return;
682         kvm_mmu_pte_write(vcpu, pte_gpa, NULL, sizeof(pt_element_t), 0);
683 }
684
685 static gpa_t FNAME(gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t vaddr, u32 access,
686                                struct x86_exception *exception)
687 {
688         struct guest_walker walker;
689         gpa_t gpa = UNMAPPED_GVA;
690         int r;
691
692         r = FNAME(walk_addr)(&walker, vcpu, vaddr, access);
693
694         if (r) {
695                 gpa = gfn_to_gpa(walker.gfn);
696                 gpa |= vaddr & ~PAGE_MASK;
697         } else if (exception)
698                 *exception = walker.fault;
699
700         return gpa;
701 }
702
703 static gpa_t FNAME(gva_to_gpa_nested)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t vaddr,
704                                       u32 access,
705                                       struct x86_exception *exception)
706 {
707         struct guest_walker walker;
708         gpa_t gpa = UNMAPPED_GVA;
709         int r;
710
711         r = FNAME(walk_addr_nested)(&walker, vcpu, vaddr, access);
712
713         if (r) {
714                 gpa = gfn_to_gpa(walker.gfn);
715                 gpa |= vaddr & ~PAGE_MASK;
716         } else if (exception)
717                 *exception = walker.fault;
718
719         return gpa;
720 }
721
722 static void FNAME(prefetch_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
723                                  struct kvm_mmu_page *sp)
724 {
725         int i, j, offset, r;
726         pt_element_t pt[256 / sizeof(pt_element_t)];
727         gpa_t pte_gpa;
728
729         if (sp->role.direct
730             || (PTTYPE == 32 && sp->role.level > PT_PAGE_TABLE_LEVEL)) {
731                 nonpaging_prefetch_page(vcpu, sp);
732                 return;
733         }
734
735         pte_gpa = gfn_to_gpa(sp->gfn);
736         if (PTTYPE == 32) {
737                 offset = sp->role.quadrant << PT64_LEVEL_BITS;
738                 pte_gpa += offset * sizeof(pt_element_t);
739         }
740
741         for (i = 0; i < PT64_ENT_PER_PAGE; i += ARRAY_SIZE(pt)) {
742                 r = kvm_read_guest_atomic(vcpu->kvm, pte_gpa, pt, sizeof pt);
743                 pte_gpa += ARRAY_SIZE(pt) * sizeof(pt_element_t);
744                 for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(pt); ++j)
745                         if (r || is_present_gpte(pt[j]))
746                                 sp->spt[i+j] = shadow_trap_nonpresent_pte;
747                         else
748                                 sp->spt[i+j] = shadow_notrap_nonpresent_pte;
749         }
750 }
751
752 /*
753  * Using the cached information from sp->gfns is safe because:
754  * - The spte has a reference to the struct page, so the pfn for a given gfn
755  *   can't change unless all sptes pointing to it are nuked first.
756  *
757  * Note:
758  *   We should flush all tlbs if spte is dropped even though guest is
759  *   responsible for it. Since if we don't, kvm_mmu_notifier_invalidate_page
760  *   and kvm_mmu_notifier_invalidate_range_start detect the mapping page isn't
761  *   used by guest then tlbs are not flushed, so guest is allowed to access the
762  *   freed pages.
763  *   And we increase kvm->tlbs_dirty to delay tlbs flush in this case.
764  */
765 static int FNAME(sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu_page *sp)
766 {
767         int i, offset, nr_present;
768         bool host_writable;
769         gpa_t first_pte_gpa;
770
771         offset = nr_present = 0;
772
773         /* direct kvm_mmu_page can not be unsync. */
774         BUG_ON(sp->role.direct);
775
776         if (PTTYPE == 32)
777                 offset = sp->role.quadrant << PT64_LEVEL_BITS;
778
779         first_pte_gpa = gfn_to_gpa(sp->gfn) + offset * sizeof(pt_element_t);
780
781         for (i = 0; i < PT64_ENT_PER_PAGE; i++) {
782                 unsigned pte_access;
783                 pt_element_t gpte;
784                 gpa_t pte_gpa;
785                 gfn_t gfn;
786
787                 if (!is_shadow_present_pte(sp->spt[i]))
788                         continue;
789
790                 pte_gpa = first_pte_gpa + i * sizeof(pt_element_t);
791
792                 if (kvm_read_guest_atomic(vcpu->kvm, pte_gpa, &gpte,
793                                           sizeof(pt_element_t)))
794                         return -EINVAL;
795
796                 gfn = gpte_to_gfn(gpte);
797
798                 if (FNAME(prefetch_invalid_gpte)(vcpu, sp, &sp->spt[i], gpte)) {
799                         vcpu->kvm->tlbs_dirty++;
800                         continue;
801                 }
802
803                 if (gfn != sp->gfns[i]) {
804                         drop_spte(vcpu->kvm, &sp->spt[i],
805                                       shadow_trap_nonpresent_pte);
806                         vcpu->kvm->tlbs_dirty++;
807                         continue;
808                 }
809
810                 nr_present++;
811                 pte_access = sp->role.access & FNAME(gpte_access)(vcpu, gpte);
812                 host_writable = sp->spt[i] & SPTE_HOST_WRITEABLE;
813
814                 set_spte(vcpu, &sp->spt[i], pte_access, 0, 0,
815                          is_dirty_gpte(gpte), PT_PAGE_TABLE_LEVEL, gfn,
816                          spte_to_pfn(sp->spt[i]), true, false,
817                          host_writable);
818         }
819
820         return !nr_present;
821 }
822
823 #undef pt_element_t
824 #undef guest_walker
825 #undef FNAME
826 #undef PT_BASE_ADDR_MASK
827 #undef PT_INDEX
828 #undef PT_LVL_ADDR_MASK
829 #undef PT_LVL_OFFSET_MASK
830 #undef PT_LEVEL_BITS
831 #undef PT_MAX_FULL_LEVELS
832 #undef gpte_to_gfn
833 #undef gpte_to_gfn_lvl
834 #undef CMPXCHG