KVM: MMU: Introduce get_cr3 function pointer
[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 affilates.
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_MASK(level) PT64_LEVEL_MASK(level)
35         #define PT_LEVEL_BITS PT64_LEVEL_BITS
36         #ifdef CONFIG_X86_64
37         #define PT_MAX_FULL_LEVELS 4
38         #define CMPXCHG cmpxchg
39         #else
40         #define CMPXCHG cmpxchg64
41         #define PT_MAX_FULL_LEVELS 2
42         #endif
43 #elif PTTYPE == 32
44         #define pt_element_t u32
45         #define guest_walker guest_walker32
46         #define FNAME(name) paging##32_##name
47         #define PT_BASE_ADDR_MASK PT32_BASE_ADDR_MASK
48         #define PT_LVL_ADDR_MASK(lvl) PT32_LVL_ADDR_MASK(lvl)
49         #define PT_LVL_OFFSET_MASK(lvl) PT32_LVL_OFFSET_MASK(lvl)
50         #define PT_INDEX(addr, level) PT32_INDEX(addr, level)
51         #define PT_LEVEL_MASK(level) PT32_LEVEL_MASK(level)
52         #define PT_LEVEL_BITS PT32_LEVEL_BITS
53         #define PT_MAX_FULL_LEVELS 2
54         #define CMPXCHG cmpxchg
55 #else
56         #error Invalid PTTYPE value
57 #endif
58
59 #define gpte_to_gfn_lvl FNAME(gpte_to_gfn_lvl)
60 #define gpte_to_gfn(pte) gpte_to_gfn_lvl((pte), PT_PAGE_TABLE_LEVEL)
61
62 /*
63  * The guest_walker structure emulates the behavior of the hardware page
64  * table walker.
65  */
66 struct guest_walker {
67         int level;
68         gfn_t table_gfn[PT_MAX_FULL_LEVELS];
69         pt_element_t ptes[PT_MAX_FULL_LEVELS];
70         pt_element_t prefetch_ptes[PTE_PREFETCH_NUM];
71         gpa_t pte_gpa[PT_MAX_FULL_LEVELS];
72         unsigned pt_access;
73         unsigned pte_access;
74         gfn_t gfn;
75         u32 error_code;
76 };
77
78 static gfn_t gpte_to_gfn_lvl(pt_element_t gpte, int lvl)
79 {
80         return (gpte & PT_LVL_ADDR_MASK(lvl)) >> PAGE_SHIFT;
81 }
82
83 static bool FNAME(cmpxchg_gpte)(struct kvm *kvm,
84                          gfn_t table_gfn, unsigned index,
85                          pt_element_t orig_pte, pt_element_t new_pte)
86 {
87         pt_element_t ret;
88         pt_element_t *table;
89         struct page *page;
90
91         page = gfn_to_page(kvm, table_gfn);
92
93         table = kmap_atomic(page, KM_USER0);
94         ret = CMPXCHG(&table[index], orig_pte, new_pte);
95         kunmap_atomic(table, KM_USER0);
96
97         kvm_release_page_dirty(page);
98
99         return (ret != orig_pte);
100 }
101
102 static unsigned FNAME(gpte_access)(struct kvm_vcpu *vcpu, pt_element_t gpte)
103 {
104         unsigned access;
105
106         access = (gpte & (PT_WRITABLE_MASK | PT_USER_MASK)) | ACC_EXEC_MASK;
107 #if PTTYPE == 64
108         if (is_nx(vcpu))
109                 access &= ~(gpte >> PT64_NX_SHIFT);
110 #endif
111         return access;
112 }
113
114 /*
115  * Fetch a guest pte for a guest virtual address
116  */
117 static int FNAME(walk_addr)(struct guest_walker *walker,
118                             struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t addr,
119                             int write_fault, int user_fault, int fetch_fault)
120 {
121         pt_element_t pte;
122         gfn_t table_gfn;
123         unsigned index, pt_access, uninitialized_var(pte_access);
124         gpa_t pte_gpa;
125         bool eperm, present, rsvd_fault;
126
127         trace_kvm_mmu_pagetable_walk(addr, write_fault, user_fault,
128                                      fetch_fault);
129 walk:
130         present = true;
131         eperm = rsvd_fault = false;
132         walker->level = vcpu->arch.mmu.root_level;
133         pte = vcpu->arch.mmu.get_cr3(vcpu);
134 #if PTTYPE == 64
135         if (vcpu->arch.mmu.root_level == PT32E_ROOT_LEVEL) {
136                 pte = kvm_pdptr_read(vcpu, (addr >> 30) & 3);
137                 trace_kvm_mmu_paging_element(pte, walker->level);
138                 if (!is_present_gpte(pte)) {
139                         present = false;
140                         goto error;
141                 }
142                 --walker->level;
143         }
144 #endif
145         ASSERT((!is_long_mode(vcpu) && is_pae(vcpu)) ||
146                (vcpu->arch.mmu.get_cr3(vcpu) & CR3_NONPAE_RESERVED_BITS) == 0);
147
148         pt_access = ACC_ALL;
149
150         for (;;) {
151                 index = PT_INDEX(addr, walker->level);
152
153                 table_gfn = gpte_to_gfn(pte);
154                 pte_gpa = gfn_to_gpa(table_gfn);
155                 pte_gpa += index * sizeof(pt_element_t);
156                 walker->table_gfn[walker->level - 1] = table_gfn;
157                 walker->pte_gpa[walker->level - 1] = pte_gpa;
158
159                 if (kvm_read_guest(vcpu->kvm, pte_gpa, &pte, sizeof(pte))) {
160                         present = false;
161                         break;
162                 }
163
164                 trace_kvm_mmu_paging_element(pte, walker->level);
165
166                 if (!is_present_gpte(pte)) {
167                         present = false;
168                         break;
169                 }
170
171                 if (is_rsvd_bits_set(vcpu, pte, walker->level)) {
172                         rsvd_fault = true;
173                         break;
174                 }
175
176                 if (write_fault && !is_writable_pte(pte))
177                         if (user_fault || is_write_protection(vcpu))
178                                 eperm = true;
179
180                 if (user_fault && !(pte & PT_USER_MASK))
181                         eperm = true;
182
183 #if PTTYPE == 64
184                 if (fetch_fault && (pte & PT64_NX_MASK))
185                         eperm = true;
186 #endif
187
188                 if (!eperm && !rsvd_fault && !(pte & PT_ACCESSED_MASK)) {
189                         trace_kvm_mmu_set_accessed_bit(table_gfn, index,
190                                                        sizeof(pte));
191                         if (FNAME(cmpxchg_gpte)(vcpu->kvm, table_gfn,
192                             index, pte, pte|PT_ACCESSED_MASK))
193                                 goto walk;
194                         mark_page_dirty(vcpu->kvm, table_gfn);
195                         pte |= PT_ACCESSED_MASK;
196                 }
197
198                 pte_access = pt_access & FNAME(gpte_access)(vcpu, pte);
199
200                 walker->ptes[walker->level - 1] = pte;
201
202                 if ((walker->level == PT_PAGE_TABLE_LEVEL) ||
203                     ((walker->level == PT_DIRECTORY_LEVEL) &&
204                                 is_large_pte(pte) &&
205                                 (PTTYPE == 64 || is_pse(vcpu))) ||
206                     ((walker->level == PT_PDPE_LEVEL) &&
207                                 is_large_pte(pte) &&
208                                 vcpu->arch.mmu.root_level == PT64_ROOT_LEVEL)) {
209                         int lvl = walker->level;
210
211                         walker->gfn = gpte_to_gfn_lvl(pte, lvl);
212                         walker->gfn += (addr & PT_LVL_OFFSET_MASK(lvl))
213                                         >> PAGE_SHIFT;
214
215                         if (PTTYPE == 32 &&
216                             walker->level == PT_DIRECTORY_LEVEL &&
217                             is_cpuid_PSE36())
218                                 walker->gfn += pse36_gfn_delta(pte);
219
220                         break;
221                 }
222
223                 pt_access = pte_access;
224                 --walker->level;
225         }
226
227         if (!present || eperm || rsvd_fault)
228                 goto error;
229
230         if (write_fault && !is_dirty_gpte(pte)) {
231                 bool ret;
232
233                 trace_kvm_mmu_set_dirty_bit(table_gfn, index, sizeof(pte));
234                 ret = FNAME(cmpxchg_gpte)(vcpu->kvm, table_gfn, index, pte,
235                             pte|PT_DIRTY_MASK);
236                 if (ret)
237                         goto walk;
238                 mark_page_dirty(vcpu->kvm, table_gfn);
239                 pte |= PT_DIRTY_MASK;
240                 walker->ptes[walker->level - 1] = pte;
241         }
242
243         walker->pt_access = pt_access;
244         walker->pte_access = pte_access;
245         pgprintk("%s: pte %llx pte_access %x pt_access %x\n",
246                  __func__, (u64)pte, pte_access, pt_access);
247         return 1;
248
249 error:
250         walker->error_code = 0;
251         if (present)
252                 walker->error_code |= PFERR_PRESENT_MASK;
253         if (write_fault)
254                 walker->error_code |= PFERR_WRITE_MASK;
255         if (user_fault)
256                 walker->error_code |= PFERR_USER_MASK;
257         if (fetch_fault && is_nx(vcpu))
258                 walker->error_code |= PFERR_FETCH_MASK;
259         if (rsvd_fault)
260                 walker->error_code |= PFERR_RSVD_MASK;
261         trace_kvm_mmu_walker_error(walker->error_code);
262         return 0;
263 }
264
265 static void FNAME(update_pte)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu_page *sp,
266                               u64 *spte, const void *pte)
267 {
268         pt_element_t gpte;
269         unsigned pte_access;
270         pfn_t pfn;
271         u64 new_spte;
272
273         gpte = *(const pt_element_t *)pte;
274         if (~gpte & (PT_PRESENT_MASK | PT_ACCESSED_MASK)) {
275                 if (!is_present_gpte(gpte)) {
276                         if (sp->unsync)
277                                 new_spte = shadow_trap_nonpresent_pte;
278                         else
279                                 new_spte = shadow_notrap_nonpresent_pte;
280                         __set_spte(spte, new_spte);
281                 }
282                 return;
283         }
284         pgprintk("%s: gpte %llx spte %p\n", __func__, (u64)gpte, spte);
285         pte_access = sp->role.access & FNAME(gpte_access)(vcpu, gpte);
286         if (gpte_to_gfn(gpte) != vcpu->arch.update_pte.gfn)
287                 return;
288         pfn = vcpu->arch.update_pte.pfn;
289         if (is_error_pfn(pfn))
290                 return;
291         if (mmu_notifier_retry(vcpu, vcpu->arch.update_pte.mmu_seq))
292                 return;
293         kvm_get_pfn(pfn);
294         /*
295          * we call mmu_set_spte() with reset_host_protection = true beacuse that
296          * vcpu->arch.update_pte.pfn was fetched from get_user_pages(write = 1).
297          */
298         mmu_set_spte(vcpu, spte, sp->role.access, pte_access, 0, 0,
299                      is_dirty_gpte(gpte), NULL, PT_PAGE_TABLE_LEVEL,
300                      gpte_to_gfn(gpte), pfn, true, true);
301 }
302
303 static bool FNAME(gpte_changed)(struct kvm_vcpu *vcpu,
304                                 struct guest_walker *gw, int level)
305 {
306         pt_element_t curr_pte;
307         gpa_t base_gpa, pte_gpa = gw->pte_gpa[level - 1];
308         u64 mask;
309         int r, index;
310
311         if (level == PT_PAGE_TABLE_LEVEL) {
312                 mask = PTE_PREFETCH_NUM * sizeof(pt_element_t) - 1;
313                 base_gpa = pte_gpa & ~mask;
314                 index = (pte_gpa - base_gpa) / sizeof(pt_element_t);
315
316                 r = kvm_read_guest_atomic(vcpu->kvm, base_gpa,
317                                 gw->prefetch_ptes, sizeof(gw->prefetch_ptes));
318                 curr_pte = gw->prefetch_ptes[index];
319         } else
320                 r = kvm_read_guest_atomic(vcpu->kvm, pte_gpa,
321                                   &curr_pte, sizeof(curr_pte));
322
323         return r || curr_pte != gw->ptes[level - 1];
324 }
325
326 static void FNAME(pte_prefetch)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct guest_walker *gw,
327                                 u64 *sptep)
328 {
329         struct kvm_mmu_page *sp;
330         pt_element_t *gptep = gw->prefetch_ptes;
331         u64 *spte;
332         int i;
333
334         sp = page_header(__pa(sptep));
335
336         if (sp->role.level > PT_PAGE_TABLE_LEVEL)
337                 return;
338
339         if (sp->role.direct)
340                 return __direct_pte_prefetch(vcpu, sp, sptep);
341
342         i = (sptep - sp->spt) & ~(PTE_PREFETCH_NUM - 1);
343         spte = sp->spt + i;
344
345         for (i = 0; i < PTE_PREFETCH_NUM; i++, spte++) {
346                 pt_element_t gpte;
347                 unsigned pte_access;
348                 gfn_t gfn;
349                 pfn_t pfn;
350                 bool dirty;
351
352                 if (spte == sptep)
353                         continue;
354
355                 if (*spte != shadow_trap_nonpresent_pte)
356                         continue;
357
358                 gpte = gptep[i];
359
360                 if (!is_present_gpte(gpte) ||
361                       is_rsvd_bits_set(vcpu, gpte, PT_PAGE_TABLE_LEVEL)) {
362                         if (!sp->unsync)
363                                 __set_spte(spte, shadow_notrap_nonpresent_pte);
364                         continue;
365                 }
366
367                 if (!(gpte & PT_ACCESSED_MASK))
368                         continue;
369
370                 pte_access = sp->role.access & FNAME(gpte_access)(vcpu, gpte);
371                 gfn = gpte_to_gfn(gpte);
372                 dirty = is_dirty_gpte(gpte);
373                 pfn = pte_prefetch_gfn_to_pfn(vcpu, gfn,
374                                       (pte_access & ACC_WRITE_MASK) && dirty);
375                 if (is_error_pfn(pfn)) {
376                         kvm_release_pfn_clean(pfn);
377                         break;
378                 }
379
380                 mmu_set_spte(vcpu, spte, sp->role.access, pte_access, 0, 0,
381                              dirty, NULL, PT_PAGE_TABLE_LEVEL, gfn,
382                              pfn, true, true);
383         }
384 }
385
386 /*
387  * Fetch a shadow pte for a specific level in the paging hierarchy.
388  */
389 static u64 *FNAME(fetch)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t addr,
390                          struct guest_walker *gw,
391                          int user_fault, int write_fault, int hlevel,
392                          int *ptwrite, pfn_t pfn)
393 {
394         unsigned access = gw->pt_access;
395         struct kvm_mmu_page *sp = NULL;
396         bool dirty = is_dirty_gpte(gw->ptes[gw->level - 1]);
397         int top_level;
398         unsigned direct_access;
399         struct kvm_shadow_walk_iterator it;
400
401         if (!is_present_gpte(gw->ptes[gw->level - 1]))
402                 return NULL;
403
404         direct_access = gw->pt_access & gw->pte_access;
405         if (!dirty)
406                 direct_access &= ~ACC_WRITE_MASK;
407
408         top_level = vcpu->arch.mmu.root_level;
409         if (top_level == PT32E_ROOT_LEVEL)
410                 top_level = PT32_ROOT_LEVEL;
411         /*
412          * Verify that the top-level gpte is still there.  Since the page
413          * is a root page, it is either write protected (and cannot be
414          * changed from now on) or it is invalid (in which case, we don't
415          * really care if it changes underneath us after this point).
416          */
417         if (FNAME(gpte_changed)(vcpu, gw, top_level))
418                 goto out_gpte_changed;
419
420         for (shadow_walk_init(&it, vcpu, addr);
421              shadow_walk_okay(&it) && it.level > gw->level;
422              shadow_walk_next(&it)) {
423                 gfn_t table_gfn;
424
425                 drop_large_spte(vcpu, it.sptep);
426
427                 sp = NULL;
428                 if (!is_shadow_present_pte(*it.sptep)) {
429                         table_gfn = gw->table_gfn[it.level - 2];
430                         sp = kvm_mmu_get_page(vcpu, table_gfn, addr, it.level-1,
431                                               false, access, it.sptep);
432                 }
433
434                 /*
435                  * Verify that the gpte in the page we've just write
436                  * protected is still there.
437                  */
438                 if (FNAME(gpte_changed)(vcpu, gw, it.level - 1))
439                         goto out_gpte_changed;
440
441                 if (sp)
442                         link_shadow_page(it.sptep, sp);
443         }
444
445         for (;
446              shadow_walk_okay(&it) && it.level > hlevel;
447              shadow_walk_next(&it)) {
448                 gfn_t direct_gfn;
449
450                 validate_direct_spte(vcpu, it.sptep, direct_access);
451
452                 drop_large_spte(vcpu, it.sptep);
453
454                 if (is_shadow_present_pte(*it.sptep))
455                         continue;
456
457                 direct_gfn = gw->gfn & ~(KVM_PAGES_PER_HPAGE(it.level) - 1);
458
459                 sp = kvm_mmu_get_page(vcpu, direct_gfn, addr, it.level-1,
460                                       true, direct_access, it.sptep);
461                 link_shadow_page(it.sptep, sp);
462         }
463
464         mmu_set_spte(vcpu, it.sptep, access, gw->pte_access & access,
465                      user_fault, write_fault, dirty, ptwrite, it.level,
466                      gw->gfn, pfn, false, true);
467         FNAME(pte_prefetch)(vcpu, gw, it.sptep);
468
469         return it.sptep;
470
471 out_gpte_changed:
472         if (sp)
473                 kvm_mmu_put_page(sp, it.sptep);
474         kvm_release_pfn_clean(pfn);
475         return NULL;
476 }
477
478 /*
479  * Page fault handler.  There are several causes for a page fault:
480  *   - there is no shadow pte for the guest pte
481  *   - write access through a shadow pte marked read only so that we can set
482  *     the dirty bit
483  *   - write access to a shadow pte marked read only so we can update the page
484  *     dirty bitmap, when userspace requests it
485  *   - mmio access; in this case we will never install a present shadow pte
486  *   - normal guest page fault due to the guest pte marked not present, not
487  *     writable, or not executable
488  *
489  *  Returns: 1 if we need to emulate the instruction, 0 otherwise, or
490  *           a negative value on error.
491  */
492 static int FNAME(page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t addr,
493                                u32 error_code)
494 {
495         int write_fault = error_code & PFERR_WRITE_MASK;
496         int user_fault = error_code & PFERR_USER_MASK;
497         int fetch_fault = error_code & PFERR_FETCH_MASK;
498         struct guest_walker walker;
499         u64 *sptep;
500         int write_pt = 0;
501         int r;
502         pfn_t pfn;
503         int level = PT_PAGE_TABLE_LEVEL;
504         unsigned long mmu_seq;
505
506         pgprintk("%s: addr %lx err %x\n", __func__, addr, error_code);
507
508         r = mmu_topup_memory_caches(vcpu);
509         if (r)
510                 return r;
511
512         /*
513          * Look up the guest pte for the faulting address.
514          */
515         r = FNAME(walk_addr)(&walker, vcpu, addr, write_fault, user_fault,
516                              fetch_fault);
517
518         /*
519          * The page is not mapped by the guest.  Let the guest handle it.
520          */
521         if (!r) {
522                 pgprintk("%s: guest page fault\n", __func__);
523                 inject_page_fault(vcpu, addr, walker.error_code);
524                 vcpu->arch.last_pt_write_count = 0; /* reset fork detector */
525                 return 0;
526         }
527
528         if (walker.level >= PT_DIRECTORY_LEVEL) {
529                 level = min(walker.level, mapping_level(vcpu, walker.gfn));
530                 walker.gfn = walker.gfn & ~(KVM_PAGES_PER_HPAGE(level) - 1);
531         }
532
533         mmu_seq = vcpu->kvm->mmu_notifier_seq;
534         smp_rmb();
535         pfn = gfn_to_pfn(vcpu->kvm, walker.gfn);
536
537         /* mmio */
538         if (is_error_pfn(pfn))
539                 return kvm_handle_bad_page(vcpu->kvm, walker.gfn, pfn);
540
541         spin_lock(&vcpu->kvm->mmu_lock);
542         if (mmu_notifier_retry(vcpu, mmu_seq))
543                 goto out_unlock;
544
545         trace_kvm_mmu_audit(vcpu, AUDIT_PRE_PAGE_FAULT);
546         kvm_mmu_free_some_pages(vcpu);
547         sptep = FNAME(fetch)(vcpu, addr, &walker, user_fault, write_fault,
548                              level, &write_pt, pfn);
549         (void)sptep;
550         pgprintk("%s: shadow pte %p %llx ptwrite %d\n", __func__,
551                  sptep, *sptep, write_pt);
552
553         if (!write_pt)
554                 vcpu->arch.last_pt_write_count = 0; /* reset fork detector */
555
556         ++vcpu->stat.pf_fixed;
557         trace_kvm_mmu_audit(vcpu, AUDIT_POST_PAGE_FAULT);
558         spin_unlock(&vcpu->kvm->mmu_lock);
559
560         return write_pt;
561
562 out_unlock:
563         spin_unlock(&vcpu->kvm->mmu_lock);
564         kvm_release_pfn_clean(pfn);
565         return 0;
566 }
567
568 static void FNAME(invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva)
569 {
570         struct kvm_shadow_walk_iterator iterator;
571         struct kvm_mmu_page *sp;
572         gpa_t pte_gpa = -1;
573         int level;
574         u64 *sptep;
575         int need_flush = 0;
576
577         spin_lock(&vcpu->kvm->mmu_lock);
578
579         for_each_shadow_entry(vcpu, gva, iterator) {
580                 level = iterator.level;
581                 sptep = iterator.sptep;
582
583                 sp = page_header(__pa(sptep));
584                 if (is_last_spte(*sptep, level)) {
585                         int offset, shift;
586
587                         if (!sp->unsync)
588                                 break;
589
590                         shift = PAGE_SHIFT -
591                                   (PT_LEVEL_BITS - PT64_LEVEL_BITS) * level;
592                         offset = sp->role.quadrant << shift;
593
594                         pte_gpa = (sp->gfn << PAGE_SHIFT) + offset;
595                         pte_gpa += (sptep - sp->spt) * sizeof(pt_element_t);
596
597                         if (is_shadow_present_pte(*sptep)) {
598                                 if (is_large_pte(*sptep))
599                                         --vcpu->kvm->stat.lpages;
600                                 drop_spte(vcpu->kvm, sptep,
601                                           shadow_trap_nonpresent_pte);
602                                 need_flush = 1;
603                         } else
604                                 __set_spte(sptep, shadow_trap_nonpresent_pte);
605                         break;
606                 }
607
608                 if (!is_shadow_present_pte(*sptep) || !sp->unsync_children)
609                         break;
610         }
611
612         if (need_flush)
613                 kvm_flush_remote_tlbs(vcpu->kvm);
614
615         atomic_inc(&vcpu->kvm->arch.invlpg_counter);
616
617         spin_unlock(&vcpu->kvm->mmu_lock);
618
619         if (pte_gpa == -1)
620                 return;
621
622         if (mmu_topup_memory_caches(vcpu))
623                 return;
624         kvm_mmu_pte_write(vcpu, pte_gpa, NULL, sizeof(pt_element_t), 0);
625 }
626
627 static gpa_t FNAME(gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t vaddr, u32 access,
628                                u32 *error)
629 {
630         struct guest_walker walker;
631         gpa_t gpa = UNMAPPED_GVA;
632         int r;
633
634         r = FNAME(walk_addr)(&walker, vcpu, vaddr,
635                              !!(access & PFERR_WRITE_MASK),
636                              !!(access & PFERR_USER_MASK),
637                              !!(access & PFERR_FETCH_MASK));
638
639         if (r) {
640                 gpa = gfn_to_gpa(walker.gfn);
641                 gpa |= vaddr & ~PAGE_MASK;
642         } else if (error)
643                 *error = walker.error_code;
644
645         return gpa;
646 }
647
648 static void FNAME(prefetch_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
649                                  struct kvm_mmu_page *sp)
650 {
651         int i, j, offset, r;
652         pt_element_t pt[256 / sizeof(pt_element_t)];
653         gpa_t pte_gpa;
654
655         if (sp->role.direct
656             || (PTTYPE == 32 && sp->role.level > PT_PAGE_TABLE_LEVEL)) {
657                 nonpaging_prefetch_page(vcpu, sp);
658                 return;
659         }
660
661         pte_gpa = gfn_to_gpa(sp->gfn);
662         if (PTTYPE == 32) {
663                 offset = sp->role.quadrant << PT64_LEVEL_BITS;
664                 pte_gpa += offset * sizeof(pt_element_t);
665         }
666
667         for (i = 0; i < PT64_ENT_PER_PAGE; i += ARRAY_SIZE(pt)) {
668                 r = kvm_read_guest_atomic(vcpu->kvm, pte_gpa, pt, sizeof pt);
669                 pte_gpa += ARRAY_SIZE(pt) * sizeof(pt_element_t);
670                 for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(pt); ++j)
671                         if (r || is_present_gpte(pt[j]))
672                                 sp->spt[i+j] = shadow_trap_nonpresent_pte;
673                         else
674                                 sp->spt[i+j] = shadow_notrap_nonpresent_pte;
675         }
676 }
677
678 /*
679  * Using the cached information from sp->gfns is safe because:
680  * - The spte has a reference to the struct page, so the pfn for a given gfn
681  *   can't change unless all sptes pointing to it are nuked first.
682  */
683 static int FNAME(sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu_page *sp,
684                             bool clear_unsync)
685 {
686         int i, offset, nr_present;
687         bool reset_host_protection;
688         gpa_t first_pte_gpa;
689
690         offset = nr_present = 0;
691
692         /* direct kvm_mmu_page can not be unsync. */
693         BUG_ON(sp->role.direct);
694
695         if (PTTYPE == 32)
696                 offset = sp->role.quadrant << PT64_LEVEL_BITS;
697
698         first_pte_gpa = gfn_to_gpa(sp->gfn) + offset * sizeof(pt_element_t);
699
700         for (i = 0; i < PT64_ENT_PER_PAGE; i++) {
701                 unsigned pte_access;
702                 pt_element_t gpte;
703                 gpa_t pte_gpa;
704                 gfn_t gfn;
705
706                 if (!is_shadow_present_pte(sp->spt[i]))
707                         continue;
708
709                 pte_gpa = first_pte_gpa + i * sizeof(pt_element_t);
710
711                 if (kvm_read_guest_atomic(vcpu->kvm, pte_gpa, &gpte,
712                                           sizeof(pt_element_t)))
713                         return -EINVAL;
714
715                 gfn = gpte_to_gfn(gpte);
716                 if (is_rsvd_bits_set(vcpu, gpte, PT_PAGE_TABLE_LEVEL)
717                       || gfn != sp->gfns[i] || !is_present_gpte(gpte)
718                       || !(gpte & PT_ACCESSED_MASK)) {
719                         u64 nonpresent;
720
721                         if (is_present_gpte(gpte) || !clear_unsync)
722                                 nonpresent = shadow_trap_nonpresent_pte;
723                         else
724                                 nonpresent = shadow_notrap_nonpresent_pte;
725                         drop_spte(vcpu->kvm, &sp->spt[i], nonpresent);
726                         continue;
727                 }
728
729                 nr_present++;
730                 pte_access = sp->role.access & FNAME(gpte_access)(vcpu, gpte);
731                 if (!(sp->spt[i] & SPTE_HOST_WRITEABLE)) {
732                         pte_access &= ~ACC_WRITE_MASK;
733                         reset_host_protection = 0;
734                 } else {
735                         reset_host_protection = 1;
736                 }
737                 set_spte(vcpu, &sp->spt[i], pte_access, 0, 0,
738                          is_dirty_gpte(gpte), PT_PAGE_TABLE_LEVEL, gfn,
739                          spte_to_pfn(sp->spt[i]), true, false,
740                          reset_host_protection);
741         }
742
743         return !nr_present;
744 }
745
746 #undef pt_element_t
747 #undef guest_walker
748 #undef FNAME
749 #undef PT_BASE_ADDR_MASK
750 #undef PT_INDEX
751 #undef PT_LEVEL_MASK
752 #undef PT_LVL_ADDR_MASK
753 #undef PT_LVL_OFFSET_MASK
754 #undef PT_LEVEL_BITS
755 #undef PT_MAX_FULL_LEVELS
756 #undef gpte_to_gfn
757 #undef gpte_to_gfn_lvl
758 #undef CMPXCHG