x86: remove the second argument of k[un]map_atomic()
[linux-3.10.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 int FNAME(cmpxchg_gpte)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
82                                pt_element_t __user *ptep_user, unsigned index,
83                                pt_element_t orig_pte, pt_element_t new_pte)
84 {
85         int npages;
86         pt_element_t ret;
87         pt_element_t *table;
88         struct page *page;
89
90         npages = get_user_pages_fast((unsigned long)ptep_user, 1, 1, &page);
91         /* Check if the user is doing something meaningless. */
92         if (unlikely(npages != 1))
93                 return -EFAULT;
94
95         table = kmap_atomic(page);
96         ret = CMPXCHG(&table[index], orig_pte, new_pte);
97         kunmap_atomic(table);
98
99         kvm_release_page_dirty(page);
100
101         return (ret != orig_pte);
102 }
103
104 static unsigned FNAME(gpte_access)(struct kvm_vcpu *vcpu, pt_element_t gpte,
105                                    bool last)
106 {
107         unsigned access;
108
109         access = (gpte & (PT_WRITABLE_MASK | PT_USER_MASK)) | ACC_EXEC_MASK;
110         if (last && !is_dirty_gpte(gpte))
111                 access &= ~ACC_WRITE_MASK;
112
113 #if PTTYPE == 64
114         if (vcpu->arch.mmu.nx)
115                 access &= ~(gpte >> PT64_NX_SHIFT);
116 #endif
117         return access;
118 }
119
120 static bool FNAME(is_last_gpte)(struct guest_walker *walker,
121                                 struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
122                                 pt_element_t gpte)
123 {
124         if (walker->level == PT_PAGE_TABLE_LEVEL)
125                 return true;
126
127         if ((walker->level == PT_DIRECTORY_LEVEL) && is_large_pte(gpte) &&
128             (PTTYPE == 64 || is_pse(vcpu)))
129                 return true;
130
131         if ((walker->level == PT_PDPE_LEVEL) && is_large_pte(gpte) &&
132             (mmu->root_level == PT64_ROOT_LEVEL))
133                 return true;
134
135         return false;
136 }
137
138 /*
139  * Fetch a guest pte for a guest virtual address
140  */
141 static int FNAME(walk_addr_generic)(struct guest_walker *walker,
142                                     struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
143                                     gva_t addr, u32 access)
144 {
145         pt_element_t pte;
146         pt_element_t __user *uninitialized_var(ptep_user);
147         gfn_t table_gfn;
148         unsigned index, pt_access, uninitialized_var(pte_access);
149         gpa_t pte_gpa;
150         bool eperm, last_gpte;
151         int offset;
152         const int write_fault = access & PFERR_WRITE_MASK;
153         const int user_fault  = access & PFERR_USER_MASK;
154         const int fetch_fault = access & PFERR_FETCH_MASK;
155         u16 errcode = 0;
156
157         trace_kvm_mmu_pagetable_walk(addr, write_fault, user_fault,
158                                      fetch_fault);
159 retry_walk:
160         eperm = false;
161         walker->level = mmu->root_level;
162         pte           = mmu->get_cr3(vcpu);
163
164 #if PTTYPE == 64
165         if (walker->level == PT32E_ROOT_LEVEL) {
166                 pte = mmu->get_pdptr(vcpu, (addr >> 30) & 3);
167                 trace_kvm_mmu_paging_element(pte, walker->level);
168                 if (!is_present_gpte(pte))
169                         goto error;
170                 --walker->level;
171         }
172 #endif
173         ASSERT((!is_long_mode(vcpu) && is_pae(vcpu)) ||
174                (mmu->get_cr3(vcpu) & CR3_NONPAE_RESERVED_BITS) == 0);
175
176         pt_access = ACC_ALL;
177
178         for (;;) {
179                 gfn_t real_gfn;
180                 unsigned long host_addr;
181
182                 index = PT_INDEX(addr, walker->level);
183
184                 table_gfn = gpte_to_gfn(pte);
185                 offset    = index * sizeof(pt_element_t);
186                 pte_gpa   = gfn_to_gpa(table_gfn) + offset;
187                 walker->table_gfn[walker->level - 1] = table_gfn;
188                 walker->pte_gpa[walker->level - 1] = pte_gpa;
189
190                 real_gfn = mmu->translate_gpa(vcpu, gfn_to_gpa(table_gfn),
191                                               PFERR_USER_MASK|PFERR_WRITE_MASK);
192                 if (unlikely(real_gfn == UNMAPPED_GVA))
193                         goto error;
194                 real_gfn = gpa_to_gfn(real_gfn);
195
196                 host_addr = gfn_to_hva(vcpu->kvm, real_gfn);
197                 if (unlikely(kvm_is_error_hva(host_addr)))
198                         goto error;
199
200                 ptep_user = (pt_element_t __user *)((void *)host_addr + offset);
201                 if (unlikely(__copy_from_user(&pte, ptep_user, sizeof(pte))))
202                         goto error;
203
204                 trace_kvm_mmu_paging_element(pte, walker->level);
205
206                 if (unlikely(!is_present_gpte(pte)))
207                         goto error;
208
209                 if (unlikely(is_rsvd_bits_set(&vcpu->arch.mmu, pte,
210                                               walker->level))) {
211                         errcode |= PFERR_RSVD_MASK | PFERR_PRESENT_MASK;
212                         goto error;
213                 }
214
215                 if (!check_write_user_access(vcpu, write_fault, user_fault,
216                                           pte))
217                         eperm = true;
218
219 #if PTTYPE == 64
220                 if (unlikely(fetch_fault && (pte & PT64_NX_MASK)))
221                         eperm = true;
222 #endif
223
224                 last_gpte = FNAME(is_last_gpte)(walker, vcpu, mmu, pte);
225                 if (last_gpte) {
226                         pte_access = pt_access &
227                                      FNAME(gpte_access)(vcpu, pte, true);
228                         /* check if the kernel is fetching from user page */
229                         if (unlikely(pte_access & PT_USER_MASK) &&
230                             kvm_read_cr4_bits(vcpu, X86_CR4_SMEP))
231                                 if (fetch_fault && !user_fault)
232                                         eperm = true;
233                 }
234
235                 if (!eperm && unlikely(!(pte & PT_ACCESSED_MASK))) {
236                         int ret;
237                         trace_kvm_mmu_set_accessed_bit(table_gfn, index,
238                                                        sizeof(pte));
239                         ret = FNAME(cmpxchg_gpte)(vcpu, mmu, ptep_user, index,
240                                                   pte, pte|PT_ACCESSED_MASK);
241                         if (unlikely(ret < 0))
242                                 goto error;
243                         else if (ret)
244                                 goto retry_walk;
245
246                         mark_page_dirty(vcpu->kvm, table_gfn);
247                         pte |= PT_ACCESSED_MASK;
248                 }
249
250                 walker->ptes[walker->level - 1] = pte;
251
252                 if (last_gpte) {
253                         int lvl = walker->level;
254                         gpa_t real_gpa;
255                         gfn_t gfn;
256                         u32 ac;
257
258                         gfn = gpte_to_gfn_lvl(pte, lvl);
259                         gfn += (addr & PT_LVL_OFFSET_MASK(lvl)) >> PAGE_SHIFT;
260
261                         if (PTTYPE == 32 &&
262                             walker->level == PT_DIRECTORY_LEVEL &&
263                             is_cpuid_PSE36())
264                                 gfn += pse36_gfn_delta(pte);
265
266                         ac = write_fault | fetch_fault | user_fault;
267
268                         real_gpa = mmu->translate_gpa(vcpu, gfn_to_gpa(gfn),
269                                                       ac);
270                         if (real_gpa == UNMAPPED_GVA)
271                                 return 0;
272
273                         walker->gfn = real_gpa >> PAGE_SHIFT;
274
275                         break;
276                 }
277
278                 pt_access &= FNAME(gpte_access)(vcpu, pte, false);
279                 --walker->level;
280         }
281
282         if (unlikely(eperm)) {
283                 errcode |= PFERR_PRESENT_MASK;
284                 goto error;
285         }
286
287         if (write_fault && unlikely(!is_dirty_gpte(pte))) {
288                 int ret;
289
290                 trace_kvm_mmu_set_dirty_bit(table_gfn, index, sizeof(pte));
291                 ret = FNAME(cmpxchg_gpte)(vcpu, mmu, ptep_user, index,
292                                           pte, pte|PT_DIRTY_MASK);
293                 if (unlikely(ret < 0))
294                         goto error;
295                 else if (ret)
296                         goto retry_walk;
297
298                 mark_page_dirty(vcpu->kvm, table_gfn);
299                 pte |= PT_DIRTY_MASK;
300                 walker->ptes[walker->level - 1] = pte;
301         }
302
303         walker->pt_access = pt_access;
304         walker->pte_access = pte_access;
305         pgprintk("%s: pte %llx pte_access %x pt_access %x\n",
306                  __func__, (u64)pte, pte_access, pt_access);
307         return 1;
308
309 error:
310         errcode |= write_fault | user_fault;
311         if (fetch_fault && (mmu->nx ||
312                             kvm_read_cr4_bits(vcpu, X86_CR4_SMEP)))
313                 errcode |= PFERR_FETCH_MASK;
314
315         walker->fault.vector = PF_VECTOR;
316         walker->fault.error_code_valid = true;
317         walker->fault.error_code = errcode;
318         walker->fault.address = addr;
319         walker->fault.nested_page_fault = mmu != vcpu->arch.walk_mmu;
320
321         trace_kvm_mmu_walker_error(walker->fault.error_code);
322         return 0;
323 }
324
325 static int FNAME(walk_addr)(struct guest_walker *walker,
326                             struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t addr, u32 access)
327 {
328         return FNAME(walk_addr_generic)(walker, vcpu, &vcpu->arch.mmu, addr,
329                                         access);
330 }
331
332 static int FNAME(walk_addr_nested)(struct guest_walker *walker,
333                                    struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t addr,
334                                    u32 access)
335 {
336         return FNAME(walk_addr_generic)(walker, vcpu, &vcpu->arch.nested_mmu,
337                                         addr, access);
338 }
339
340 static bool FNAME(prefetch_invalid_gpte)(struct kvm_vcpu *vcpu,
341                                     struct kvm_mmu_page *sp, u64 *spte,
342                                     pt_element_t gpte)
343 {
344         if (is_rsvd_bits_set(&vcpu->arch.mmu, gpte, PT_PAGE_TABLE_LEVEL))
345                 goto no_present;
346
347         if (!is_present_gpte(gpte))
348                 goto no_present;
349
350         if (!(gpte & PT_ACCESSED_MASK))
351                 goto no_present;
352
353         return false;
354
355 no_present:
356         drop_spte(vcpu->kvm, spte);
357         return true;
358 }
359
360 static void FNAME(update_pte)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu_page *sp,
361                               u64 *spte, const void *pte)
362 {
363         pt_element_t gpte;
364         unsigned pte_access;
365         pfn_t pfn;
366
367         gpte = *(const pt_element_t *)pte;
368         if (FNAME(prefetch_invalid_gpte)(vcpu, sp, spte, gpte))
369                 return;
370
371         pgprintk("%s: gpte %llx spte %p\n", __func__, (u64)gpte, spte);
372         pte_access = sp->role.access & FNAME(gpte_access)(vcpu, gpte, true);
373         pfn = gfn_to_pfn_atomic(vcpu->kvm, gpte_to_gfn(gpte));
374         if (mmu_invalid_pfn(pfn)) {
375                 kvm_release_pfn_clean(pfn);
376                 return;
377         }
378
379         /*
380          * we call mmu_set_spte() with host_writable = true because that
381          * vcpu->arch.update_pte.pfn was fetched from get_user_pages(write = 1).
382          */
383         mmu_set_spte(vcpu, spte, sp->role.access, pte_access, 0, 0,
384                      NULL, PT_PAGE_TABLE_LEVEL,
385                      gpte_to_gfn(gpte), pfn, true, true);
386 }
387
388 static bool FNAME(gpte_changed)(struct kvm_vcpu *vcpu,
389                                 struct guest_walker *gw, int level)
390 {
391         pt_element_t curr_pte;
392         gpa_t base_gpa, pte_gpa = gw->pte_gpa[level - 1];
393         u64 mask;
394         int r, index;
395
396         if (level == PT_PAGE_TABLE_LEVEL) {
397                 mask = PTE_PREFETCH_NUM * sizeof(pt_element_t) - 1;
398                 base_gpa = pte_gpa & ~mask;
399                 index = (pte_gpa - base_gpa) / sizeof(pt_element_t);
400
401                 r = kvm_read_guest_atomic(vcpu->kvm, base_gpa,
402                                 gw->prefetch_ptes, sizeof(gw->prefetch_ptes));
403                 curr_pte = gw->prefetch_ptes[index];
404         } else
405                 r = kvm_read_guest_atomic(vcpu->kvm, pte_gpa,
406                                   &curr_pte, sizeof(curr_pte));
407
408         return r || curr_pte != gw->ptes[level - 1];
409 }
410
411 static void FNAME(pte_prefetch)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct guest_walker *gw,
412                                 u64 *sptep)
413 {
414         struct kvm_mmu_page *sp;
415         pt_element_t *gptep = gw->prefetch_ptes;
416         u64 *spte;
417         int i;
418
419         sp = page_header(__pa(sptep));
420
421         if (sp->role.level > PT_PAGE_TABLE_LEVEL)
422                 return;
423
424         if (sp->role.direct)
425                 return __direct_pte_prefetch(vcpu, sp, sptep);
426
427         i = (sptep - sp->spt) & ~(PTE_PREFETCH_NUM - 1);
428         spte = sp->spt + i;
429
430         for (i = 0; i < PTE_PREFETCH_NUM; i++, spte++) {
431                 pt_element_t gpte;
432                 unsigned pte_access;
433                 gfn_t gfn;
434                 pfn_t pfn;
435
436                 if (spte == sptep)
437                         continue;
438
439                 if (is_shadow_present_pte(*spte))
440                         continue;
441
442                 gpte = gptep[i];
443
444                 if (FNAME(prefetch_invalid_gpte)(vcpu, sp, spte, gpte))
445                         continue;
446
447                 pte_access = sp->role.access & FNAME(gpte_access)(vcpu, gpte,
448                                                                   true);
449                 gfn = gpte_to_gfn(gpte);
450                 pfn = pte_prefetch_gfn_to_pfn(vcpu, gfn,
451                                       pte_access & ACC_WRITE_MASK);
452                 if (mmu_invalid_pfn(pfn)) {
453                         kvm_release_pfn_clean(pfn);
454                         break;
455                 }
456
457                 mmu_set_spte(vcpu, spte, sp->role.access, pte_access, 0, 0,
458                              NULL, PT_PAGE_TABLE_LEVEL, gfn,
459                              pfn, true, true);
460         }
461 }
462
463 /*
464  * Fetch a shadow pte for a specific level in the paging hierarchy.
465  */
466 static u64 *FNAME(fetch)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t addr,
467                          struct guest_walker *gw,
468                          int user_fault, int write_fault, int hlevel,
469                          int *emulate, pfn_t pfn, bool map_writable,
470                          bool prefault)
471 {
472         unsigned access = gw->pt_access;
473         struct kvm_mmu_page *sp = NULL;
474         int top_level;
475         unsigned direct_access;
476         struct kvm_shadow_walk_iterator it;
477
478         if (!is_present_gpte(gw->ptes[gw->level - 1]))
479                 return NULL;
480
481         direct_access = gw->pte_access;
482
483         top_level = vcpu->arch.mmu.root_level;
484         if (top_level == PT32E_ROOT_LEVEL)
485                 top_level = PT32_ROOT_LEVEL;
486         /*
487          * Verify that the top-level gpte is still there.  Since the page
488          * is a root page, it is either write protected (and cannot be
489          * changed from now on) or it is invalid (in which case, we don't
490          * really care if it changes underneath us after this point).
491          */
492         if (FNAME(gpte_changed)(vcpu, gw, top_level))
493                 goto out_gpte_changed;
494
495         for (shadow_walk_init(&it, vcpu, addr);
496              shadow_walk_okay(&it) && it.level > gw->level;
497              shadow_walk_next(&it)) {
498                 gfn_t table_gfn;
499
500                 clear_sp_write_flooding_count(it.sptep);
501                 drop_large_spte(vcpu, it.sptep);
502
503                 sp = NULL;
504                 if (!is_shadow_present_pte(*it.sptep)) {
505                         table_gfn = gw->table_gfn[it.level - 2];
506                         sp = kvm_mmu_get_page(vcpu, table_gfn, addr, it.level-1,
507                                               false, access, it.sptep);
508                 }
509
510                 /*
511                  * Verify that the gpte in the page we've just write
512                  * protected is still there.
513                  */
514                 if (FNAME(gpte_changed)(vcpu, gw, it.level - 1))
515                         goto out_gpte_changed;
516
517                 if (sp)
518                         link_shadow_page(it.sptep, sp);
519         }
520
521         for (;
522              shadow_walk_okay(&it) && it.level > hlevel;
523              shadow_walk_next(&it)) {
524                 gfn_t direct_gfn;
525
526                 clear_sp_write_flooding_count(it.sptep);
527                 validate_direct_spte(vcpu, it.sptep, direct_access);
528
529                 drop_large_spte(vcpu, it.sptep);
530
531                 if (is_shadow_present_pte(*it.sptep))
532                         continue;
533
534                 direct_gfn = gw->gfn & ~(KVM_PAGES_PER_HPAGE(it.level) - 1);
535
536                 sp = kvm_mmu_get_page(vcpu, direct_gfn, addr, it.level-1,
537                                       true, direct_access, it.sptep);
538                 link_shadow_page(it.sptep, sp);
539         }
540
541         clear_sp_write_flooding_count(it.sptep);
542         mmu_set_spte(vcpu, it.sptep, access, gw->pte_access,
543                      user_fault, write_fault, emulate, it.level,
544                      gw->gfn, pfn, prefault, map_writable);
545         FNAME(pte_prefetch)(vcpu, gw, it.sptep);
546
547         return it.sptep;
548
549 out_gpte_changed:
550         if (sp)
551                 kvm_mmu_put_page(sp, it.sptep);
552         kvm_release_pfn_clean(pfn);
553         return NULL;
554 }
555
556 /*
557  * Page fault handler.  There are several causes for a page fault:
558  *   - there is no shadow pte for the guest pte
559  *   - write access through a shadow pte marked read only so that we can set
560  *     the dirty bit
561  *   - write access to a shadow pte marked read only so we can update the page
562  *     dirty bitmap, when userspace requests it
563  *   - mmio access; in this case we will never install a present shadow pte
564  *   - normal guest page fault due to the guest pte marked not present, not
565  *     writable, or not executable
566  *
567  *  Returns: 1 if we need to emulate the instruction, 0 otherwise, or
568  *           a negative value on error.
569  */
570 static int FNAME(page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t addr, u32 error_code,
571                              bool prefault)
572 {
573         int write_fault = error_code & PFERR_WRITE_MASK;
574         int user_fault = error_code & PFERR_USER_MASK;
575         struct guest_walker walker;
576         u64 *sptep;
577         int emulate = 0;
578         int r;
579         pfn_t pfn;
580         int level = PT_PAGE_TABLE_LEVEL;
581         int force_pt_level;
582         unsigned long mmu_seq;
583         bool map_writable;
584
585         pgprintk("%s: addr %lx err %x\n", __func__, addr, error_code);
586
587         if (unlikely(error_code & PFERR_RSVD_MASK))
588                 return handle_mmio_page_fault(vcpu, addr, error_code,
589                                               mmu_is_nested(vcpu));
590
591         r = mmu_topup_memory_caches(vcpu);
592         if (r)
593                 return r;
594
595         /*
596          * Look up the guest pte for the faulting address.
597          */
598         r = FNAME(walk_addr)(&walker, vcpu, addr, error_code);
599
600         /*
601          * The page is not mapped by the guest.  Let the guest handle it.
602          */
603         if (!r) {
604                 pgprintk("%s: guest page fault\n", __func__);
605                 if (!prefault)
606                         inject_page_fault(vcpu, &walker.fault);
607
608                 return 0;
609         }
610
611         if (walker.level >= PT_DIRECTORY_LEVEL)
612                 force_pt_level = mapping_level_dirty_bitmap(vcpu, walker.gfn);
613         else
614                 force_pt_level = 1;
615         if (!force_pt_level) {
616                 level = min(walker.level, mapping_level(vcpu, walker.gfn));
617                 walker.gfn = walker.gfn & ~(KVM_PAGES_PER_HPAGE(level) - 1);
618         }
619
620         mmu_seq = vcpu->kvm->mmu_notifier_seq;
621         smp_rmb();
622
623         if (try_async_pf(vcpu, prefault, walker.gfn, addr, &pfn, write_fault,
624                          &map_writable))
625                 return 0;
626
627         if (handle_abnormal_pfn(vcpu, mmu_is_nested(vcpu) ? 0 : addr,
628                                 walker.gfn, pfn, walker.pte_access, &r))
629                 return r;
630
631         spin_lock(&vcpu->kvm->mmu_lock);
632         if (mmu_notifier_retry(vcpu, mmu_seq))
633                 goto out_unlock;
634
635         kvm_mmu_audit(vcpu, AUDIT_PRE_PAGE_FAULT);
636         kvm_mmu_free_some_pages(vcpu);
637         if (!force_pt_level)
638                 transparent_hugepage_adjust(vcpu, &walker.gfn, &pfn, &level);
639         sptep = FNAME(fetch)(vcpu, addr, &walker, user_fault, write_fault,
640                              level, &emulate, pfn, map_writable, prefault);
641         (void)sptep;
642         pgprintk("%s: shadow pte %p %llx emulate %d\n", __func__,
643                  sptep, *sptep, emulate);
644
645         ++vcpu->stat.pf_fixed;
646         kvm_mmu_audit(vcpu, AUDIT_POST_PAGE_FAULT);
647         spin_unlock(&vcpu->kvm->mmu_lock);
648
649         return emulate;
650
651 out_unlock:
652         spin_unlock(&vcpu->kvm->mmu_lock);
653         kvm_release_pfn_clean(pfn);
654         return 0;
655 }
656
657 static gpa_t FNAME(get_level1_sp_gpa)(struct kvm_mmu_page *sp)
658 {
659         int offset = 0;
660
661         WARN_ON(sp->role.level != 1);
662
663         if (PTTYPE == 32)
664                 offset = sp->role.quadrant << PT64_LEVEL_BITS;
665
666         return gfn_to_gpa(sp->gfn) + offset * sizeof(pt_element_t);
667 }
668
669 static void FNAME(invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva)
670 {
671         struct kvm_shadow_walk_iterator iterator;
672         struct kvm_mmu_page *sp;
673         int level;
674         u64 *sptep;
675
676         vcpu_clear_mmio_info(vcpu, gva);
677
678         /*
679          * No need to check return value here, rmap_can_add() can
680          * help us to skip pte prefetch later.
681          */
682         mmu_topup_memory_caches(vcpu);
683
684         spin_lock(&vcpu->kvm->mmu_lock);
685         for_each_shadow_entry(vcpu, gva, iterator) {
686                 level = iterator.level;
687                 sptep = iterator.sptep;
688
689                 sp = page_header(__pa(sptep));
690                 if (is_last_spte(*sptep, level)) {
691                         pt_element_t gpte;
692                         gpa_t pte_gpa;
693
694                         if (!sp->unsync)
695                                 break;
696
697                         pte_gpa = FNAME(get_level1_sp_gpa)(sp);
698                         pte_gpa += (sptep - sp->spt) * sizeof(pt_element_t);
699
700                         if (mmu_page_zap_pte(vcpu->kvm, sp, sptep))
701                                 kvm_flush_remote_tlbs(vcpu->kvm);
702
703                         if (!rmap_can_add(vcpu))
704                                 break;
705
706                         if (kvm_read_guest_atomic(vcpu->kvm, pte_gpa, &gpte,
707                                                   sizeof(pt_element_t)))
708                                 break;
709
710                         FNAME(update_pte)(vcpu, sp, sptep, &gpte);
711                 }
712
713                 if (!is_shadow_present_pte(*sptep) || !sp->unsync_children)
714                         break;
715         }
716         spin_unlock(&vcpu->kvm->mmu_lock);
717 }
718
719 static gpa_t FNAME(gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t vaddr, u32 access,
720                                struct x86_exception *exception)
721 {
722         struct guest_walker walker;
723         gpa_t gpa = UNMAPPED_GVA;
724         int r;
725
726         r = FNAME(walk_addr)(&walker, vcpu, vaddr, access);
727
728         if (r) {
729                 gpa = gfn_to_gpa(walker.gfn);
730                 gpa |= vaddr & ~PAGE_MASK;
731         } else if (exception)
732                 *exception = walker.fault;
733
734         return gpa;
735 }
736
737 static gpa_t FNAME(gva_to_gpa_nested)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t vaddr,
738                                       u32 access,
739                                       struct x86_exception *exception)
740 {
741         struct guest_walker walker;
742         gpa_t gpa = UNMAPPED_GVA;
743         int r;
744
745         r = FNAME(walk_addr_nested)(&walker, vcpu, vaddr, access);
746
747         if (r) {
748                 gpa = gfn_to_gpa(walker.gfn);
749                 gpa |= vaddr & ~PAGE_MASK;
750         } else if (exception)
751                 *exception = walker.fault;
752
753         return gpa;
754 }
755
756 /*
757  * Using the cached information from sp->gfns is safe because:
758  * - The spte has a reference to the struct page, so the pfn for a given gfn
759  *   can't change unless all sptes pointing to it are nuked first.
760  *
761  * Note:
762  *   We should flush all tlbs if spte is dropped even though guest is
763  *   responsible for it. Since if we don't, kvm_mmu_notifier_invalidate_page
764  *   and kvm_mmu_notifier_invalidate_range_start detect the mapping page isn't
765  *   used by guest then tlbs are not flushed, so guest is allowed to access the
766  *   freed pages.
767  *   And we increase kvm->tlbs_dirty to delay tlbs flush in this case.
768  */
769 static int FNAME(sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu_page *sp)
770 {
771         int i, nr_present = 0;
772         bool host_writable;
773         gpa_t first_pte_gpa;
774
775         /* direct kvm_mmu_page can not be unsync. */
776         BUG_ON(sp->role.direct);
777
778         first_pte_gpa = FNAME(get_level1_sp_gpa)(sp);
779
780         for (i = 0; i < PT64_ENT_PER_PAGE; i++) {
781                 unsigned pte_access;
782                 pt_element_t gpte;
783                 gpa_t pte_gpa;
784                 gfn_t gfn;
785
786                 if (!sp->spt[i])
787                         continue;
788
789                 pte_gpa = first_pte_gpa + i * sizeof(pt_element_t);
790
791                 if (kvm_read_guest_atomic(vcpu->kvm, pte_gpa, &gpte,
792                                           sizeof(pt_element_t)))
793                         return -EINVAL;
794
795                 if (FNAME(prefetch_invalid_gpte)(vcpu, sp, &sp->spt[i], gpte)) {
796                         vcpu->kvm->tlbs_dirty++;
797                         continue;
798                 }
799
800                 gfn = gpte_to_gfn(gpte);
801                 pte_access = sp->role.access;
802                 pte_access &= FNAME(gpte_access)(vcpu, gpte, true);
803
804                 if (sync_mmio_spte(&sp->spt[i], gfn, pte_access, &nr_present))
805                         continue;
806
807                 if (gfn != sp->gfns[i]) {
808                         drop_spte(vcpu->kvm, &sp->spt[i]);
809                         vcpu->kvm->tlbs_dirty++;
810                         continue;
811                 }
812
813                 nr_present++;
814
815                 host_writable = sp->spt[i] & SPTE_HOST_WRITEABLE;
816
817                 set_spte(vcpu, &sp->spt[i], pte_access, 0, 0,
818                          PT_PAGE_TABLE_LEVEL, gfn,
819                          spte_to_pfn(sp->spt[i]), true, false,
820                          host_writable);
821         }
822
823         return !nr_present;
824 }
825
826 #undef pt_element_t
827 #undef guest_walker
828 #undef FNAME
829 #undef PT_BASE_ADDR_MASK
830 #undef PT_INDEX
831 #undef PT_LVL_ADDR_MASK
832 #undef PT_LVL_OFFSET_MASK
833 #undef PT_LEVEL_BITS
834 #undef PT_MAX_FULL_LEVELS
835 #undef gpte_to_gfn
836 #undef gpte_to_gfn_lvl
837 #undef CMPXCHG