palacios/src/palacios/mmu/vmm_shdw_pg_tlb_64.h

   1 /*
   2  * This file is part of the Palacios Virtual Machine Monitor developed
   3  * by the V3VEE Project with funding from the United States National
   4  * Science Foundation and the Department of Energy.
   5  *
   6  * The V3VEE Project is a joint project between Northwestern University
   7  * and the University of New Mexico.  You can find out more at
   8  * http://www.v3vee.org
   9  *
  10  * Copyright (c) 2008, Jack Lange <jarusl@cs.northwestern.edu>
  11  * Copyright (c) 2008, The V3VEE Project <http://www.v3vee.org>
  12  * All rights reserved.
  13  *
  14  * Author: Jack Lange <jarusl@cs.northwestern.edu>
  15  *
  16  * This is free software.  You are permitted to use,
  17  * redistribute, and modify it as specified in the file "V3VEE_LICENSE".
  18  */
  19
  20
  21 static inline int activate_shadow_pt_64(struct guest_info * info) {
  22     struct cr3_64 * shadow_cr3 = (struct cr3_64 *)&(info->ctrl_regs.cr3);
  23     struct cr3_64 * guest_cr3 = (struct cr3_64 *)&(info->shdw_pg_state.guest_cr3);
  24     struct shadow_page_data * shadow_pt = create_new_shadow_pt(info);
  25     addr_t shadow_pt_addr = shadow_pt->page_pa;
  26
  27     // Because this is a new CR3 load the allocated page is the new CR3 value
  28     shadow_pt->cr3 = shadow_pt->page_pa;
  29
  30     PrintDebug("Top level Shadow page pa=%p\n", (void *)shadow_pt_addr);
  31
  32     shadow_cr3->pml4t_base_addr = PAGE_BASE_ADDR_4KB(shadow_pt_addr);
  33     PrintDebug("Creating new 64 bit shadow page table %p\n", (void *)BASE_TO_PAGE_ADDR(shadow_cr3->pml4t_base_addr));
  34
  35
  36     shadow_cr3->pwt = guest_cr3->pwt;
  37     shadow_cr3->pcd = guest_cr3->pcd;
  38
  39     return 0;
  40 }
  41
  42
  43
  44
  45
  46
  47 /*
  48  * *
  49  * *
  50  * * 64 bit Page table fault handlers
  51  * *
  52  * *
  53  */
  54
  55 static int handle_2MB_shadow_pagefault_pde_64(struct guest_info * info, addr_t fault_addr, pf_error_t error_code,
  56                                               pt_access_status_t shadow_pde_access, pde64_2MB_t * shadow_pt,
  57                                               pde64_2MB_t * large_guest_pde);
  58 static int handle_2MB_shadow_pagefault_pte_64(struct guest_info * info, addr_t fault_addr, pf_error_t error_code,
  59                                               pte64_t * shadow_pt, pde64_2MB_t * large_guest_pde);
  60
  61 static int handle_pte_shadow_pagefault_64(struct guest_info * info, addr_t fault_addr, pf_error_t error_code,
  62                                           pte64_t * shadow_pt, pte64_t * guest_pt);
  63
  64 static int handle_pde_shadow_pagefault_64(struct guest_info * info, addr_t fault_addr, pf_error_t error_code,
  65                                           pde64_t * shadow_pd, pde64_t * guest_pd);
  66
  67 static int handle_pdpe_shadow_pagefault_64(struct guest_info * info, addr_t fault_addr, pf_error_t error_code,
  68                                            pdpe64_t * shadow_pdp, pdpe64_t * guest_pdp);
  69
  70
  71 static inline int handle_shadow_pagefault_64(struct guest_info * info, addr_t fault_addr, pf_error_t error_code) {
  72     pml4e64_t * guest_pml = NULL;
  73     pml4e64_t * shadow_pml = CR3_TO_PML4E64_VA(info->ctrl_regs.cr3);
  74     addr_t guest_cr3 = CR3_TO_PML4E64_PA(info->shdw_pg_state.guest_cr3);
  75     pt_access_status_t guest_pml4e_access;
  76     pt_access_status_t shadow_pml4e_access;
  77     pml4e64_t * guest_pml4e = NULL;
  78     pml4e64_t * shadow_pml4e = (pml4e64_t *)&(shadow_pml[PML4E64_INDEX(fault_addr)]);
  79
  80     PrintDebug("64 bit Shadow page fault handler: %p\n", (void *)fault_addr);
  81     PrintDebug("Handling PML fault\n");
  82
  83     if (v3_gpa_to_hva(info, guest_cr3, (addr_t*)&guest_pml) == -1) {
  84         PrintError("Invalid Guest PML4E Address: 0x%p\n",  (void *)guest_cr3);
  85         return -1;
  86     }
  87
  88     guest_pml4e = (pml4e64_t *)&(guest_pml[PML4E64_INDEX(fault_addr)]);
  89
  90     PrintDebug("Checking Guest %p\n", (void *)guest_pml);
  91     // Check the guest page permissions
  92     guest_pml4e_access = v3_can_access_pml4e64(guest_pml, fault_addr, error_code);
  93
  94     PrintDebug("Checking shadow %p\n", (void *)shadow_pml);
  95     // Check the shadow page permissions
  96     shadow_pml4e_access = v3_can_access_pml4e64(shadow_pml, fault_addr, error_code);
  97
  98     /* Was the page fault caused by the Guest's page tables? */
  99     if (v3_is_guest_pf(guest_pml4e_access, shadow_pml4e_access) == 1) {
 100         PrintDebug("Injecting PML4E pf to guest: (guest access error=%d) (pf error code=%d)\n",
 101                    *(uint_t *)&guest_pml4e_access, *(uint_t *)&error_code);
 102         if (v3_inject_guest_pf(info, fault_addr, error_code) == -1) {
 103             PrintError("Could not inject guest page fault\n");
 104             return -1;
 105         }
 106         return 0;
 107     }
 108
 109     if (shadow_pml4e_access == PT_ACCESS_USER_ERROR) {
 110         //
 111         // PML4 Entry marked non-user
 112         //
 113         PrintDebug("Shadow Paging User access error (shadow_pml4e_access=0x%x, guest_pml4e_access=0x%x)\n",
 114                    shadow_pml4e_access, guest_pml4e_access);
 115         if (v3_inject_guest_pf(info, fault_addr, error_code) == -1) {
 116             PrintError("Could not inject guest page fault\n");
 117             return -1;
 118         }
 119         return 0;
 120     } else if ((shadow_pml4e_access != PT_ACCESS_NOT_PRESENT) &&
 121                (shadow_pml4e_access != PT_ACCESS_OK)) {
 122         // inject page fault in guest
 123         if (v3_inject_guest_pf(info, fault_addr, error_code) == -1) {
 124             PrintError("Could not inject guest page fault\n");
 125             return -1;
 126         }
 127         PrintDebug("Unknown Error occurred (shadow_pde_access=%d)\n", shadow_pml4e_access);
 128         PrintDebug("Manual Says to inject page fault into guest\n");
 129         return 0;
 130     }
 131
 132
 133     pdpe64_t * shadow_pdp = NULL;
 134     pdpe64_t * guest_pdp = NULL;
 135
 136     // Get the next shadow page level, allocate if not present
 137
 138     if (shadow_pml4e_access == PT_ACCESS_NOT_PRESENT) {
 139         struct shadow_page_data * shdw_page =  create_new_shadow_pt(info);
 140         shadow_pdp = (pdpe64_t *)V3_VAddr((void *)shdw_page->page_pa);
 141
 142
 143         shadow_pml4e->present = 1;
 144         shadow_pml4e->user_page = guest_pml4e->user_page;
 145         shadow_pml4e->writable = guest_pml4e->writable;
 146         shadow_pml4e->cache_disable = guest_pml4e->cache_disable;
 147         shadow_pml4e->write_through = guest_pml4e->write_through;
 148
 149         guest_pml4e->accessed = 1;
 150
 151         shadow_pml4e->pdp_base_addr = PAGE_BASE_ADDR(shdw_page->page_pa);
 152     } else {
 153         shadow_pdp = (pdpe64_t *)V3_VAddr((void *)(addr_t)BASE_TO_PAGE_ADDR(shadow_pml4e->pdp_base_addr));
 154     }
 155
 156     // Continue processing at the next level
 157
 158     if (v3_gpa_to_hva(info, BASE_TO_PAGE_ADDR(guest_pml4e->pdp_base_addr), (addr_t *)&guest_pdp) == -1) {
 159         // Machine check the guest
 160         PrintError("Invalid Guest PDP Address: 0x%p\n", (void *)BASE_TO_PAGE_ADDR(guest_pml4e->pdp_base_addr));
 161         v3_raise_exception(info, MC_EXCEPTION);
 162         return 0;
 163     }
 164
 165     if (handle_pdpe_shadow_pagefault_64(info, fault_addr, error_code, shadow_pdp, guest_pdp) == -1) {
 166         PrintError("Error handling Page fault caused by PDPE\n");
 167         return -1;
 168     }
 169
 170     return 0;
 171 }
 172
 173
 174
 175 // For now we are not going to handle 1 Gigabyte pages
 176 static int handle_pdpe_shadow_pagefault_64(struct guest_info * info, addr_t fault_addr, pf_error_t error_code,
 177                                            pdpe64_t * shadow_pdp, pdpe64_t * guest_pdp) {
 178     pt_access_status_t guest_pdpe_access;
 179     pt_access_status_t shadow_pdpe_access;
 180     pdpe64_t * guest_pdpe = (pdpe64_t *)&(guest_pdp[PDPE64_INDEX(fault_addr)]);
 181     pdpe64_t * shadow_pdpe = (pdpe64_t *)&(shadow_pdp[PDPE64_INDEX(fault_addr)]);
 182
 183     PrintDebug("Handling PDP fault\n");
 184
 185     if (fault_addr==0) {
 186         PrintDebug("Guest Page Tree for guest virtual address zero fault\n");
 187         PrintGuestPageTree(info,fault_addr,(addr_t)(info->shdw_pg_state.guest_cr3));
 188         PrintDebug("Host Page Tree for guest virtual address zero fault\n");
 189         PrintHostPageTree(info,fault_addr,(addr_t)(info->ctrl_regs.cr3));
 190     }
 191
 192     // Check the guest page permissions
 193     guest_pdpe_access = v3_can_access_pdpe64(guest_pdp, fault_addr, error_code);
 194
 195     // Check the shadow page permissions
 196     shadow_pdpe_access = v3_can_access_pdpe64(shadow_pdp, fault_addr, error_code);
 197
 198     /* Was the page fault caused by the Guest's page tables? */
 199     if (v3_is_guest_pf(guest_pdpe_access, shadow_pdpe_access) == 1) {
 200         PrintDebug("Injecting PDPE pf to guest: (guest access error=%d) (pf error code=%d)\n",
 201                    *(uint_t *)&guest_pdpe_access, *(uint_t *)&error_code);
 202         if (v3_inject_guest_pf(info, fault_addr, error_code) == -1) {
 203             PrintError("Could not inject guest page fault\n");
 204             return -1;
 205         }
 206         return 0;
 207     }
 208
 209     if (shadow_pdpe_access == PT_ACCESS_USER_ERROR) {
 210         //
 211         // PML4 Entry marked non-user
 212         //
 213         PrintDebug("Shadow Paging User access error (shadow_pdpe_access=0x%x, guest_pdpe_access=0x%x)\n",
 214                    shadow_pdpe_access, guest_pdpe_access);
 215         if (v3_inject_guest_pf(info, fault_addr, error_code) == -1) {
 216             PrintError("Could not inject guest page fault\n");
 217             return -1;
 218         }
 219         return 0;
 220     } else if ((shadow_pdpe_access != PT_ACCESS_NOT_PRESENT) &&
 221                (shadow_pdpe_access != PT_ACCESS_OK)) {
 222         // inject page fault in guest
 223         if (v3_inject_guest_pf(info, fault_addr, error_code) == -1) {
 224             PrintError("Could not inject guest page fault\n");
 225             return -1;
 226         }
 227         PrintDebug("Unknown Error occurred (shadow_pde_access=%d)\n", shadow_pdpe_access);
 228         PrintDebug("Manual Says to inject page fault into guest\n");
 229         return 0;
 230     }
 231
 232
 233     pde64_t * shadow_pd = NULL;
 234     pde64_t * guest_pd = NULL;
 235
 236     // Get the next shadow page level, allocate if not present
 237
 238     if (shadow_pdpe_access == PT_ACCESS_NOT_PRESENT) {
 239         struct shadow_page_data * shdw_page = create_new_shadow_pt(info);
 240         shadow_pd = (pde64_t *)V3_VAddr((void *)shdw_page->page_pa);
 241
 242
 243         shadow_pdpe->present = 1;
 244         shadow_pdpe->user_page = guest_pdpe->user_page;
 245         shadow_pdpe->writable = guest_pdpe->writable;
 246         shadow_pdpe->write_through = guest_pdpe->write_through;
 247         shadow_pdpe->cache_disable = guest_pdpe->cache_disable;
 248
 249
 250         guest_pdpe->accessed = 1;
 251
 252         shadow_pdpe->pd_base_addr = PAGE_BASE_ADDR(shdw_page->page_pa);
 253     } else {
 254         shadow_pd = (pde64_t *)V3_VAddr((void *)(addr_t)BASE_TO_PAGE_ADDR(shadow_pdpe->pd_base_addr));
 255     }
 256
 257     // Continue processing at the next level
 258
 259     if (v3_gpa_to_hva(info, BASE_TO_PAGE_ADDR(guest_pdpe->pd_base_addr), (addr_t *)&guest_pd) == -1) {
 260         // Machine check the guest
 261         PrintError("Invalid Guest PTE Address: 0x%p\n", (void *)BASE_TO_PAGE_ADDR(guest_pdpe->pd_base_addr));
 262         v3_raise_exception(info, MC_EXCEPTION);
 263         return 0;
 264     }
 265
 266     if (handle_pde_shadow_pagefault_64(info, fault_addr, error_code, shadow_pd, guest_pd) == -1) {
 267         PrintError("Error handling Page fault caused by PDE\n");
 268         return -1;
 269     }
 270
 271     return 0;
 272 }
 273
 274
 275 static int handle_pde_shadow_pagefault_64(struct guest_info * info, addr_t fault_addr, pf_error_t error_code,
 276                                           pde64_t * shadow_pd, pde64_t * guest_pd) {
 277     pt_access_status_t guest_pde_access;
 278     pt_access_status_t shadow_pde_access;
 279     pde64_t * guest_pde = (pde64_t *)&(guest_pd[PDE64_INDEX(fault_addr)]);
 280     pde64_t * shadow_pde = (pde64_t *)&(shadow_pd[PDE64_INDEX(fault_addr)]);
 281
 282     PrintDebug("Handling PDE fault\n");
 283
 284     // Check the guest page permissions
 285     guest_pde_access = v3_can_access_pde64(guest_pd, fault_addr, error_code);
 286
 287     // Check the shadow page permissions
 288     shadow_pde_access = v3_can_access_pde64(shadow_pd, fault_addr, error_code);
 289
 290     /* Was the page fault caused by the Guest's page tables? */
 291     if (v3_is_guest_pf(guest_pde_access, shadow_pde_access) == 1) {
 292         PrintDebug("Injecting PDE pf to guest: (guest access error=%d) (pf error code=%d)\n",
 293                    *(uint_t *)&guest_pde_access, *(uint_t *)&error_code);
 294         if (v3_inject_guest_pf(info, fault_addr, error_code) == -1) {
 295             PrintError("Could not inject guest page fault\n");
 296             return -1;
 297         }
 298         return 0;
 299     }
 300
 301     if (shadow_pde_access == PT_ACCESS_USER_ERROR) {
 302         //
 303         // PDE Entry marked non-user
 304         //
 305         PrintDebug("Shadow Paging User access error (shadow_pdpe_access=0x%x, guest_pdpe_access=0x%x)\n",
 306                    shadow_pde_access, guest_pde_access);
 307         if (v3_inject_guest_pf(info, fault_addr, error_code) == -1) {
 308             PrintError("Could not inject guest page fault\n");
 309             return -1;
 310         }
 311         return 0;
 312
 313     } else if ((shadow_pde_access == PT_ACCESS_WRITE_ERROR) &&
 314                (guest_pde->large_page == 1)) {
 315
 316         ((pde64_2MB_t *)guest_pde)->dirty = 1;
 317         shadow_pde->writable = guest_pde->writable;
 318
 319         //PrintDebug("Returning due to large page Write Error\n");
 320         //PrintHostPageTree(info, fault_addr, info->ctrl_regs.cr3);
 321
 322         return 0;
 323     } else if ((shadow_pde_access != PT_ACCESS_NOT_PRESENT) &&
 324                (shadow_pde_access != PT_ACCESS_OK)) {
 325         // inject page fault in guest
 326         if (v3_inject_guest_pf(info, fault_addr, error_code) == -1) {
 327             PrintError("Could not inject guest page fault\n");
 328             return -1;
 329         }
 330         PrintDebug("Unknown Error occurred (shadow_pde_access=%d)\n", shadow_pde_access);
 331         PrintDebug("Manual Says to inject page fault into guest\n");
 332         return 0;
 333     }
 334
 335     pte64_t * shadow_pt = NULL;
 336     pte64_t * guest_pt = NULL;
 337
 338     // get the next shadow page level, allocate if not present
 339     if (shadow_pde_access == PT_ACCESS_NOT_PRESENT) {
 340         // Check if  we can use large pages and the guest memory is properly aligned
 341         // to potentially use a large page
 342         if (info->use_large_pages && guest_pde->large_page
 343             && (info->vm_info->mem_align >= PAGE_SIZE_2MB)) {
 344             // Check underlying physical memory map to see if a large page is viable
 345             addr_t guest_pa = BASE_TO_PAGE_ADDR_2MB(((pde64_2MB_t *)guest_pde)->page_base_addr);
 346             uint32_t max_size = v3_get_max_page_size(info, guest_pa, PAGE_SIZE_2MB);
 347             if (max_size >= PAGE_SIZE_2MB) {
 348                 if (handle_2MB_shadow_pagefault_pde_64(info, fault_addr, error_code, shadow_pde_access,
 349                                                        (pde64_2MB_t *)shadow_pde, (pde64_2MB_t *)guest_pde) ==  0) {
 350                     return 0;
 351                 } else {
 352                     PrintError("Error handling large pagefault with large page\n");
 353                     return -1;
 354                 }
 355             } else {
 356                 PrintDebug("Underlying physical memory map doesn't allow use of a large page.\n");
 357             }
 358             // Fallthrough to handle the region with small pages
 359         }
 360
 361         struct shadow_page_data * shdw_page = create_new_shadow_pt(info);
 362         shadow_pt = (pte64_t *)V3_VAddr((void *)shdw_page->page_pa);
 363
 364         PrintDebug("Creating new shadow PT: %p\n", shadow_pt);
 365
 366         shadow_pde->present = 1;
 367         shadow_pde->user_page = guest_pde->user_page;
 368
 369
 370         if (guest_pde->large_page == 0) {
 371             shadow_pde->writable = guest_pde->writable;
 372         } else {
 373             // This large page flag is temporary until we can get a working cache....
 374             ((pde64_2MB_t *)guest_pde)->vmm_info = V3_LARGE_PG;
 375
 376             if (error_code.write) {
 377                 shadow_pde->writable = guest_pde->writable;
 378                 ((pde64_2MB_t *)guest_pde)->dirty = 1;
 379             } else {
 380                 shadow_pde->writable = 0;
 381                 ((pde64_2MB_t *)guest_pde)->dirty = 0;
 382             }
 383         }
 384
 385         // VMM Specific options
 386         shadow_pde->write_through = guest_pde->write_through;
 387         shadow_pde->cache_disable = guest_pde->cache_disable;
 388         shadow_pde->global_page = guest_pde->global_page;
 389         //
 390
 391         guest_pde->accessed = 1;
 392
 393         shadow_pde->pt_base_addr = PAGE_BASE_ADDR(shdw_page->page_pa);
 394     } else {
 395         shadow_pt = (pte64_t *)V3_VAddr((void *)BASE_TO_PAGE_ADDR(shadow_pde->pt_base_addr));
 396     }
 397
 398     // Continue processing at the next level
 399     if (guest_pde->large_page == 0) {
 400         if (v3_gpa_to_hva(info, BASE_TO_PAGE_ADDR(guest_pde->pt_base_addr), (addr_t *)&guest_pt) == -1) {
 401             // Machine check the guest
 402             PrintError("Invalid Guest PTE Address: 0x%p\n", (void *)BASE_TO_PAGE_ADDR(guest_pde->pt_base_addr));
 403             v3_raise_exception(info, MC_EXCEPTION);
 404             return 0;
 405         }
 406
 407         if (handle_pte_shadow_pagefault_64(info, fault_addr, error_code, shadow_pt, guest_pt) == -1) {
 408             PrintError("Error handling Page fault caused by PDE\n");
 409             return -1;
 410         }
 411     } else {
 412         if (handle_2MB_shadow_pagefault_pte_64(info, fault_addr, error_code, shadow_pt, (pde64_2MB_t *)guest_pde) == -1) {
 413             PrintError("Error handling large pagefault with small page\n");
 414             return -1;
 415         }
 416     }
 417
 418     return 0;
 419 }
 420
 421
 422 static int handle_pte_shadow_pagefault_64(struct guest_info * info, addr_t fault_addr, pf_error_t error_code,
 423                                           pte64_t * shadow_pt, pte64_t * guest_pt) {
 424     pt_access_status_t guest_pte_access;
 425     pt_access_status_t shadow_pte_access;
 426     pte64_t * guest_pte = (pte64_t *)&(guest_pt[PTE64_INDEX(fault_addr)]);;
 427     pte64_t * shadow_pte = (pte64_t *)&(shadow_pt[PTE64_INDEX(fault_addr)]);
 428     addr_t guest_pa = BASE_TO_PAGE_ADDR((addr_t)(guest_pte->page_base_addr)) +  PAGE_OFFSET(fault_addr);
 429     //  struct shadow_page_state * state = &(info->shdw_pg_state);
 430
 431     PrintDebug("Handling PTE fault\n");
 432
 433     struct v3_mem_region * shdw_reg =  v3_get_mem_region(info->vm_info, info->cpu_id, guest_pa);
 434
 435
 436
 437     if (shdw_reg == NULL) {
 438         // Inject a machine check in the guest
 439         PrintError("Invalid Guest Address in page table (0x%p)\n", (void *)guest_pa);
 440         v3_raise_exception(info, MC_EXCEPTION);
 441         return 0;
 442     }
 443
 444     // Check the guest page permissions
 445     guest_pte_access = v3_can_access_pte64(guest_pt, fault_addr, error_code);
 446
 447     // Check the shadow page permissions
 448     shadow_pte_access = v3_can_access_pte64(shadow_pt, fault_addr, error_code);
 449
 450     /* Was the page fault caused by the Guest's page tables? */
 451     if (v3_is_guest_pf(guest_pte_access, shadow_pte_access) == 1) {
 452
 453         PrintDebug("Access error injecting pf to guest (guest access error=%d) (pf error code=%d)\n",
 454                    guest_pte_access, *(uint_t*)&error_code);
 455
 456         if (v3_inject_guest_pf(info, fault_addr, error_code) == -1) {
 457             PrintError("Could not inject guest page fault\n");
 458             return -1;
 459         }
 460
 461         return 0;
 462     }
 463
 464
 465     if (shadow_pte_access == PT_ACCESS_OK) {
 466         // Inconsistent state...
 467         // Guest Re-Entry will flush page tables and everything should now work
 468         PrintDebug("Inconsistent state... Guest re-entry should flush tlb\n");
 469         return 0;
 470     }
 471
 472
 473     if (shadow_pte_access == PT_ACCESS_NOT_PRESENT) {
 474         // Page Table Entry Not Present
 475         PrintDebug("guest_pa =%p\n", (void *)guest_pa);
 476
 477         if ((shdw_reg->flags.alloced == 1) ||
 478             (shdw_reg->flags.read == 1)) {
 479             addr_t shadow_pa = 0;
 480
 481             if (v3_gpa_to_hpa(info, guest_pa, &shadow_pa) == -1) {
 482                 PrintError("could not translate page fault address (%p)\n", (void *)guest_pa);
 483                 return -1;
 484             }
 485
 486             shadow_pte->page_base_addr = PAGE_BASE_ADDR(shadow_pa);
 487
 488             shadow_pte->present = guest_pte->present;
 489             shadow_pte->user_page = guest_pte->user_page;
 490
 491             //set according to VMM policy
 492             shadow_pte->write_through = guest_pte->write_through;
 493             shadow_pte->cache_disable = guest_pte->cache_disable;
 494             shadow_pte->global_page = guest_pte->global_page;
 495             //
 496
 497             guest_pte->accessed = 1;
 498
 499             if (guest_pte->dirty == 1) {
 500                 shadow_pte->writable = guest_pte->writable;
 501             } else if ((guest_pte->dirty == 0) && (error_code.write == 1)) {
 502                 shadow_pte->writable = guest_pte->writable;
 503                 guest_pte->dirty = 1;
 504             } else if ((guest_pte->dirty == 0) && (error_code.write == 0)) {
 505                 shadow_pte->writable = 0;
 506             }
 507
 508
 509             // Write hooks trump all, and are set Read Only
 510             if (shdw_reg->flags.write == 0) {
 511                 shadow_pte->writable = 0;
 512             }
 513
 514         } else {
 515             // Pass to unhandled call back
 516             if (shdw_reg->unhandled(info, fault_addr, guest_pa, shdw_reg, error_code) == -1) {
 517                 PrintError("Special Page fault handler returned error for address: %p\n",  (void *)fault_addr);
 518                 return -1;
 519             }
 520         }
 521     } else if (shadow_pte_access == PT_ACCESS_WRITE_ERROR) {
 522         guest_pte->dirty = 1;
 523
 524
 525         if (shdw_reg->flags.write == 1) {
 526             PrintDebug("Shadow PTE Write Error\n");
 527             shadow_pte->writable = guest_pte->writable;
 528         } else {
 529             if (shdw_reg->unhandled(info, fault_addr, guest_pa, shdw_reg, error_code) == -1) {
 530                 PrintError("Special Page fault handler returned error for address: %p\n",  (void *)fault_addr);
 531                 return -1;
 532             }
 533         }
 534
 535
 536
 537         return 0;
 538
 539     } else {
 540         // Inject page fault into the guest
 541         if (v3_inject_guest_pf(info, fault_addr, error_code) == -1) {
 542             PrintError("Could not inject guest page fault\n");
 543             return -1;
 544         }
 545         PrintError("PTE Page fault fell through... Not sure if this should ever happen\n");
 546         PrintError("Manual Says to inject page fault into guest\n");
 547         return -1;
 548     }
 549
 550     return 0;
 551 }
 552
 553
 554 static int handle_2MB_shadow_pagefault_pde_64(struct guest_info * info,
 555                                               addr_t fault_addr, pf_error_t error_code,
 556                                               pt_access_status_t shadow_pde_access,
 557                                               pde64_2MB_t * large_shadow_pde, pde64_2MB_t * large_guest_pde)
 558 {
 559     addr_t guest_fault_pa = BASE_TO_PAGE_ADDR_2MB(large_guest_pde->page_base_addr) + PAGE_OFFSET_2MB(fault_addr);
 560     //  struct shadow_page_state * state = &(info->shdw_pg_state);
 561
 562     PrintDebug("Handling 2MB fault with large page (guest_fault_pa=%p) (error_code=%x)\n", (void *)guest_fault_pa, *(uint_t*)&error_code);
 563     PrintDebug("LargeShadowPDE=%p, LargeGuestPDE=%p\n", large_shadow_pde, large_guest_pde);
 564
 565     struct v3_mem_region * shdw_reg = v3_get_mem_region(info->vm_info, info->cpu_id, guest_fault_pa);
 566
 567     if (shdw_reg == NULL) {
 568         // Inject a machine check in the guest
 569         PrintError("Invalid Guest Address in page table (0x%p)\n", (void *)guest_fault_pa);
 570         v3_raise_exception(info, MC_EXCEPTION);
 571         return 0;
 572     }
 573
 574     if (shadow_pde_access == PT_ACCESS_OK) {
 575         // Inconsistent state...
 576         // Guest Re-Entry will flush tables and everything should now workd
 577         PrintDebug("Inconsistent state... Guest re-entry should flush tlb\n");
 578         //PrintHostPageTree(info, fault_addr, info->ctrl_regs.cr3);
 579         return 0;
 580     }
 581
 582
 583     if (shadow_pde_access == PT_ACCESS_NOT_PRESENT) {
 584         // Get the guest physical address of the fault
 585
 586         if ((shdw_reg->flags.alloced == 1) ||
 587             (shdw_reg->flags.read == 1)) {
 588             addr_t shadow_pa = 0;
 589
 590             if (v3_gpa_to_hpa(info, guest_fault_pa, &shadow_pa) == -1) {
 591                 PrintError("could not translate page fault address (%p)\n", (void *)guest_fault_pa);
 592                 return -1;
 593             }
 594
 595             large_guest_pde->vmm_info = V3_LARGE_PG; /* For invalidations */
 596             large_shadow_pde->page_base_addr = PAGE_BASE_ADDR_2MB(shadow_pa);
 597             large_shadow_pde->large_page = 1;
 598             large_shadow_pde->present = 1;
 599             large_shadow_pde->user_page = 1;
 600
 601             if (shdw_reg->flags.write == 0) {
 602                 large_shadow_pde->writable = 0;
 603             } else {
 604                 large_shadow_pde->writable = 1;
 605             }
 606
 607             //set according to VMM policy
 608             large_shadow_pde->write_through = large_guest_pde->write_through;
 609             large_shadow_pde->cache_disable = large_guest_pde->cache_disable;
 610             large_shadow_pde->global_page = large_guest_pde->global_page;
 611             //
 612
 613         } else {
 614             if (shdw_reg->unhandled(info, fault_addr, guest_fault_pa, shdw_reg, error_code) == -1) {
 615                 PrintError("Special Page Fault handler returned error for address: %p\n", (void *)fault_addr);
 616                 return -1;
 617             }
 618         }
 619     } else if (shadow_pde_access == PT_ACCESS_WRITE_ERROR) {
 620         if (shdw_reg->unhandled(info, fault_addr, guest_fault_pa, shdw_reg, error_code) == -1) {
 621             PrintError("Special Page Fault handler returned error for address: %p\n", (void *)fault_addr);
 622             return -1;
 623         }
 624     } else {
 625         PrintError("Error in large page fault handler...\n");
 626         PrintError("This case should have been handled at the top level handler\n");
 627         return -1;
 628     }
 629
 630     //  PrintHostPageTree(info, fault_addr, info->ctrl_regs.cr3);
 631     PrintDebug("Returning from large page->large page fault handler\n");
 632     return 0;
 633 }
 634
 635 static int handle_2MB_shadow_pagefault_pte_64(struct guest_info * info,
 636                                               addr_t fault_addr, pf_error_t error_code,
 637                                               pte64_t * shadow_pt, pde64_2MB_t * large_guest_pde)
 638 {
 639     pt_access_status_t shadow_pte_access = v3_can_access_pte64(shadow_pt, fault_addr, error_code);
 640     pte64_t * shadow_pte = (pte64_t *)&(shadow_pt[PTE64_INDEX(fault_addr)]);
 641     addr_t guest_fault_pa = BASE_TO_PAGE_ADDR_2MB(large_guest_pde->page_base_addr) + PAGE_OFFSET_2MB(fault_addr);
 642     //  struct shadow_page_state * state = &(info->shdw_pg_state);
 643
 644     PrintDebug("Handling 2MB fault (guest_fault_pa=%p) (error_code=%x)\n", (void *)guest_fault_pa, *(uint_t*)&error_code);
 645     PrintDebug("ShadowPT=%p, LargeGuestPDE=%p\n", shadow_pt, large_guest_pde);
 646
 647     struct v3_mem_region * shdw_reg = v3_get_mem_region(info->vm_info, info->cpu_id, guest_fault_pa);
 648
 649
 650     if (shdw_reg == NULL) {
 651         // Inject a machine check in the guest
 652         PrintError("Invalid Guest Address in page table (0x%p)\n", (void *)guest_fault_pa);
 653         v3_raise_exception(info, MC_EXCEPTION);
 654         return 0;
 655     }
 656
 657     if (shadow_pte_access == PT_ACCESS_OK) {
 658         // Inconsistent state...
 659         // Guest Re-Entry will flush tables and everything should now workd
 660         PrintDebug("Inconsistent state... Guest re-entry should flush tlb\n");
 661         //PrintHostPageTree(info, fault_addr, info->ctrl_regs.cr3);
 662         return 0;
 663     }
 664
 665
 666     if (shadow_pte_access == PT_ACCESS_NOT_PRESENT) {
 667         // Get the guest physical address of the fault
 668
 669         if ((shdw_reg->flags.alloced == 1) ||
 670             (shdw_reg->flags.read == 1)) {
 671             addr_t shadow_pa = 0;
 672
 673             if (v3_gpa_to_hpa(info, guest_fault_pa, &shadow_pa) == -1) {
 674                 PrintError("could not translate page fault address (%p)\n", (void *)guest_fault_pa);
 675                 return -1;
 676             }
 677
 678             shadow_pte->page_base_addr = PAGE_BASE_ADDR(shadow_pa);
 679
 680             shadow_pte->present = 1;
 681
 682             /* We are assuming that the PDE entry has precedence
 683              * so the Shadow PDE will mirror the guest PDE settings,
 684              * and we don't have to worry about them here
 685              * Allow everything
 686              */
 687             shadow_pte->user_page = 1;
 688
 689             if (shdw_reg->flags.write == 0) {
 690                 shadow_pte->writable = 0;
 691             } else {
 692                 shadow_pte->writable = 1;
 693             }
 694
 695             //set according to VMM policy
 696             shadow_pte->write_through = large_guest_pde->write_through;
 697             shadow_pte->cache_disable = large_guest_pde->cache_disable;
 698             shadow_pte->global_page = large_guest_pde->global_page;
 699             //
 700
 701         } else {
 702             if (shdw_reg->unhandled(info, fault_addr, guest_fault_pa, shdw_reg, error_code) == -1) {
 703                 PrintError("Special Page Fault handler returned error for address: %p\n", (void *)fault_addr);
 704                 return -1;
 705             }
 706         }
 707     } else if (shadow_pte_access == PT_ACCESS_WRITE_ERROR) {
 708         if (shdw_reg->unhandled(info, fault_addr, guest_fault_pa, shdw_reg, error_code) == -1) {
 709             PrintError("Special Page Fault handler returned error for address: %p\n", (void *)fault_addr);
 710             return -1;
 711         }
 712     } else {
 713         PrintError("Error in large page fault handler...\n");
 714         PrintError("This case should have been handled at the top level handler\n");
 715         return -1;
 716     }
 717
 718     //  PrintHostPageTree(info, fault_addr, info->ctrl_regs.cr3);
 719     PrintDebug("Returning from large page->small page fault handler\n");
 720     return 0;
 721 }
 722
 723
 724
 725
 726 static int invalidation_cb_64(struct guest_info * info, page_type_t type,
 727                               addr_t vaddr, addr_t page_ptr, addr_t page_pa,
 728                               void * private_data) {
 729
 730     switch (type) {
 731         case PAGE_PML464:
 732             {
 733                 pml4e64_t * pml = (pml4e64_t *)page_ptr;
 734
 735                 if (pml[PML4E64_INDEX(vaddr)].present == 0) {
 736                     return 1;
 737                 }
 738                 return 0;
 739             }
 740         case PAGE_PDP64:
 741             {
 742                 pdpe64_t * pdp = (pdpe64_t *)page_ptr;
 743                 pdpe64_t * pdpe = &(pdp[PDPE64_INDEX(vaddr)]);
 744
 745                 if (pdpe->present == 0) {
 746                     return 1;
 747                 }
 748
 749                 if (pdpe->vmm_info == V3_LARGE_PG) {
 750                     PrintError("1 Gigabyte pages not supported\n");
 751                     return -1;
 752
 753                     pdpe->present = 0;
 754                     return 1;
 755                 }
 756
 757                 return 0;
 758             }
 759         case PAGE_PD64:
 760             {
 761                 pde64_t * pd = (pde64_t *)page_ptr;
 762                 pde64_t * pde = &(pd[PDE64_INDEX(vaddr)]);
 763
 764                 if (pde->present == 0) {
 765                     return 1;
 766                 }
 767
 768                 if (pde->vmm_info == V3_LARGE_PG) {
 769                     pde->present = 0;
 770                     return 1;
 771                 }
 772
 773                 return 0;
 774             }
 775         case PAGE_PT64:
 776             {
 777                 pte64_t * pt = (pte64_t *)page_ptr;
 778
 779                 pt[PTE64_INDEX(vaddr)].present = 0;
 780
 781                 return 1;
 782             }
 783         default:
 784             PrintError("Invalid Page Type\n");
 785             return -1;
 786
 787     }
 788
 789     // should not get here
 790     PrintError("Should not get here....\n");
 791     return -1;
 792 }
 793
 794
 795 static inline int handle_shadow_invlpg_64(struct guest_info * info, addr_t vaddr) {
 796     PrintDebug("INVLPG64 - %p\n",(void*)vaddr);
 797
 798     int ret =  v3_drill_host_pt_64(info, info->ctrl_regs.cr3, vaddr, invalidation_cb_64, NULL);
 799     if (ret == -1) {
 800         PrintError("Page table drill returned error.... \n");
 801         PrintHostPageTree(info, vaddr, info->ctrl_regs.cr3);
 802     }
 803
 804     return (ret == -1) ? -1 : 0;
 805 }