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     // Handle as a shadow large page if possible
 336     if (guest_pde->large_page
 337         && (info->vm_info->mem_align >= PAGE_SIZE_2MB)) {
 338         if (handle_2MB_shadow_pagefault_pde_64(info, fault_addr, error_code, shadow_pde_access,
 339                                                (pde64_2MB_t *)shadow_pde, (pde64_2MB_t *)guest_pde) == -1) {
 340             PrintError("Error handling large pagefault with large page\n");
 341             return -1;
 342         } else {
 343             return 0;
 344         }
 345     }
 346
 347     pte64_t * shadow_pt = NULL;
 348     pte64_t * guest_pt = NULL;
 349
 350     // get the next shadow page level, allocate if not present
 351     if (shadow_pde_access == PT_ACCESS_NOT_PRESENT) {
 352         struct shadow_page_data * shdw_page = create_new_shadow_pt(info);
 353         shadow_pt = (pte64_t *)V3_VAddr((void *)shdw_page->page_pa);
 354
 355         PrintDebug("Creating new shadow PT: %p\n", shadow_pt);
 356
 357         shadow_pde->present = 1;
 358         shadow_pde->user_page = guest_pde->user_page;
 359
 360
 361         if (guest_pde->large_page == 0) {
 362             shadow_pde->writable = guest_pde->writable;
 363         } else {
 364             // This large page flag is temporary until we can get a working cache....
 365             ((pde64_2MB_t *)guest_pde)->vmm_info = V3_LARGE_PG;
 366
 367             if (error_code.write) {
 368                 shadow_pde->writable = guest_pde->writable;
 369                 ((pde64_2MB_t *)guest_pde)->dirty = 1;
 370             } else {
 371                 shadow_pde->writable = 0;
 372                 ((pde64_2MB_t *)guest_pde)->dirty = 0;
 373             }
 374         }
 375
 376         // VMM Specific options
 377         shadow_pde->write_through = guest_pde->write_through;
 378         shadow_pde->cache_disable = guest_pde->cache_disable;
 379         shadow_pde->global_page = guest_pde->global_page;
 380         //
 381
 382         guest_pde->accessed = 1;
 383
 384         shadow_pde->pt_base_addr = PAGE_BASE_ADDR(shdw_page->page_pa);
 385     } else {
 386         shadow_pt = (pte64_t *)V3_VAddr((void *)BASE_TO_PAGE_ADDR(shadow_pde->pt_base_addr));
 387     }
 388
 389     // Continue processing at the next level
 390     if (guest_pde->large_page == 0) {
 391         if (v3_gpa_to_hva(info, BASE_TO_PAGE_ADDR(guest_pde->pt_base_addr), (addr_t *)&guest_pt) == -1) {
 392             // Machine check the guest
 393             PrintError("Invalid Guest PTE Address: 0x%p\n", (void *)BASE_TO_PAGE_ADDR(guest_pde->pt_base_addr));
 394             v3_raise_exception(info, MC_EXCEPTION);
 395             return 0;
 396         }
 397
 398         if (handle_pte_shadow_pagefault_64(info, fault_addr, error_code, shadow_pt, guest_pt) == -1) {
 399             PrintError("Error handling Page fault caused by PDE\n");
 400             return -1;
 401         }
 402     } else {
 403         if (handle_2MB_shadow_pagefault_pte_64(info, fault_addr, error_code, shadow_pt, (pde64_2MB_t *)guest_pde) == -1) {
 404             PrintError("Error handling large pagefault with small page\n");
 405             return -1;
 406         }
 407     }
 408
 409     return 0;
 410 }
 411
 412
 413 static int handle_pte_shadow_pagefault_64(struct guest_info * info, addr_t fault_addr, pf_error_t error_code,
 414                                           pte64_t * shadow_pt, pte64_t * guest_pt) {
 415     pt_access_status_t guest_pte_access;
 416     pt_access_status_t shadow_pte_access;
 417     pte64_t * guest_pte = (pte64_t *)&(guest_pt[PTE64_INDEX(fault_addr)]);;
 418     pte64_t * shadow_pte = (pte64_t *)&(shadow_pt[PTE64_INDEX(fault_addr)]);
 419     addr_t guest_pa = BASE_TO_PAGE_ADDR((addr_t)(guest_pte->page_base_addr)) +  PAGE_OFFSET(fault_addr);
 420     //  struct shadow_page_state * state = &(info->shdw_pg_state);
 421
 422     PrintDebug("Handling PTE fault\n");
 423
 424     struct v3_mem_region * shdw_reg =  v3_get_mem_region(info->vm_info, info->cpu_id, guest_pa);
 425
 426
 427
 428     if (shdw_reg == NULL) {
 429         // Inject a machine check in the guest
 430         PrintError("Invalid Guest Address in page table (0x%p)\n", (void *)guest_pa);
 431         v3_raise_exception(info, MC_EXCEPTION);
 432         return 0;
 433     }
 434
 435     // Check the guest page permissions
 436     guest_pte_access = v3_can_access_pte64(guest_pt, fault_addr, error_code);
 437
 438     // Check the shadow page permissions
 439     shadow_pte_access = v3_can_access_pte64(shadow_pt, fault_addr, error_code);
 440
 441     /* Was the page fault caused by the Guest's page tables? */
 442     if (v3_is_guest_pf(guest_pte_access, shadow_pte_access) == 1) {
 443
 444         PrintDebug("Access error injecting pf to guest (guest access error=%d) (pf error code=%d)\n",
 445                    guest_pte_access, *(uint_t*)&error_code);
 446
 447         if (v3_inject_guest_pf(info, fault_addr, error_code) == -1) {
 448             PrintError("Could not inject guest page fault\n");
 449             return -1;
 450         }
 451
 452         return 0;
 453     }
 454
 455
 456     if (shadow_pte_access == PT_ACCESS_OK) {
 457         // Inconsistent state...
 458         // Guest Re-Entry will flush page tables and everything should now work
 459         PrintDebug("Inconsistent state... Guest re-entry should flush tlb\n");
 460         return 0;
 461     }
 462
 463
 464     if (shadow_pte_access == PT_ACCESS_NOT_PRESENT) {
 465         // Page Table Entry Not Present
 466         PrintDebug("guest_pa =%p\n", (void *)guest_pa);
 467
 468         if ((shdw_reg->flags.alloced == 1) ||
 469             (shdw_reg->flags.read == 1)) {
 470             addr_t shadow_pa = 0;
 471
 472             if (v3_gpa_to_hpa(info, guest_pa, &shadow_pa) == -1) {
 473                 PrintError("could not translate page fault address (%p)\n", (void *)guest_pa);
 474                 return -1;
 475             }
 476
 477             shadow_pte->page_base_addr = PAGE_BASE_ADDR(shadow_pa);
 478
 479             shadow_pte->present = guest_pte->present;
 480             shadow_pte->user_page = guest_pte->user_page;
 481
 482             //set according to VMM policy
 483             shadow_pte->write_through = guest_pte->write_through;
 484             shadow_pte->cache_disable = guest_pte->cache_disable;
 485             shadow_pte->global_page = guest_pte->global_page;
 486             //
 487
 488             guest_pte->accessed = 1;
 489
 490             if (guest_pte->dirty == 1) {
 491                 shadow_pte->writable = guest_pte->writable;
 492             } else if ((guest_pte->dirty == 0) && (error_code.write == 1)) {
 493                 shadow_pte->writable = guest_pte->writable;
 494                 guest_pte->dirty = 1;
 495             } else if ((guest_pte->dirty == 0) && (error_code.write == 0)) {
 496                 shadow_pte->writable = 0;
 497             }
 498
 499
 500             // Write hooks trump all, and are set Read Only
 501             if (shdw_reg->flags.write == 0) {
 502                 shadow_pte->writable = 0;
 503             }
 504
 505         } else {
 506             // Pass to unhandled call back
 507             if (shdw_reg->unhandled(info, fault_addr, guest_pa, shdw_reg, error_code) == -1) {
 508                 PrintError("Special Page fault handler returned error for address: %p\n",  (void *)fault_addr);
 509                 return -1;
 510             }
 511         }
 512     } else if (shadow_pte_access == PT_ACCESS_WRITE_ERROR) {
 513         guest_pte->dirty = 1;
 514
 515
 516         if (shdw_reg->flags.write == 1) {
 517             PrintDebug("Shadow PTE Write Error\n");
 518             shadow_pte->writable = guest_pte->writable;
 519         } else {
 520             if (shdw_reg->unhandled(info, fault_addr, guest_pa, shdw_reg, error_code) == -1) {
 521                 PrintError("Special Page fault handler returned error for address: %p\n",  (void *)fault_addr);
 522                 return -1;
 523             }
 524         }
 525
 526
 527
 528         return 0;
 529
 530     } else {
 531         // Inject page fault into the guest
 532         if (v3_inject_guest_pf(info, fault_addr, error_code) == -1) {
 533             PrintError("Could not inject guest page fault\n");
 534             return -1;
 535         }
 536         PrintError("PTE Page fault fell through... Not sure if this should ever happen\n");
 537         PrintError("Manual Says to inject page fault into guest\n");
 538         return -1;
 539     }
 540
 541     return 0;
 542 }
 543
 544
 545 static int handle_2MB_shadow_pagefault_pde_64(struct guest_info * info,
 546                                               addr_t fault_addr, pf_error_t error_code,
 547                                               pt_access_status_t shadow_pde_access,
 548                                               pde64_2MB_t * large_shadow_pde, pde64_2MB_t * large_guest_pde)
 549 {
 550     addr_t guest_fault_pa = BASE_TO_PAGE_ADDR_2MB(large_guest_pde->page_base_addr) + PAGE_OFFSET_2MB(fault_addr);
 551     //  struct shadow_page_state * state = &(info->shdw_pg_state);
 552
 553     PrintDebug("Handling 2MB fault with large page (guest_fault_pa=%p) (error_code=%x)\n", (void *)guest_fault_pa, *(uint_t*)&error_code);
 554     PrintDebug("LargeShadowPDE=%p, LargeGuestPDE=%p\n", large_shadow_pde, large_guest_pde);
 555
 556     struct v3_mem_region * shdw_reg = v3_get_mem_region(info->vm_info, info->cpu_id, guest_fault_pa);
 557
 558     if (shdw_reg == NULL) {
 559         // Inject a machine check in the guest
 560         PrintError("Invalid Guest Address in page table (0x%p)\n", (void *)guest_fault_pa);
 561         v3_raise_exception(info, MC_EXCEPTION);
 562         return 0;
 563     }
 564
 565     if (shadow_pde_access == PT_ACCESS_OK) {
 566         // Inconsistent state...
 567         // Guest Re-Entry will flush tables and everything should now workd
 568         PrintDebug("Inconsistent state... Guest re-entry should flush tlb\n");
 569         //PrintHostPageTree(info, fault_addr, info->ctrl_regs.cr3);
 570         return 0;
 571     }
 572
 573
 574     if (shadow_pde_access == PT_ACCESS_NOT_PRESENT) {
 575         // Get the guest physical address of the fault
 576
 577         if ((shdw_reg->flags.alloced == 1) ||
 578             (shdw_reg->flags.read == 1)) {
 579             addr_t shadow_pa = 0;
 580
 581             if (v3_gpa_to_hpa(info, guest_fault_pa, &shadow_pa) == -1) {
 582                 PrintError("could not translate page fault address (%p)\n", (void *)guest_fault_pa);
 583                 return -1;
 584             }
 585
 586             large_guest_pde->vmm_info = V3_LARGE_PG; /* For invalidations */
 587             large_shadow_pde->page_base_addr = PAGE_BASE_ADDR_2MB(shadow_pa);
 588             large_shadow_pde->large_page = 1;
 589             large_shadow_pde->present = 1;
 590             large_shadow_pde->user_page = 1;
 591
 592             if (shdw_reg->flags.write == 0) {
 593                 large_shadow_pde->writable = 0;
 594             } else {
 595                 large_shadow_pde->writable = 1;
 596             }
 597
 598             //set according to VMM policy
 599             large_shadow_pde->write_through = large_guest_pde->write_through;
 600             large_shadow_pde->cache_disable = large_guest_pde->cache_disable;
 601             large_shadow_pde->global_page = large_guest_pde->global_page;
 602             //
 603
 604         } else {
 605             if (shdw_reg->unhandled(info, fault_addr, guest_fault_pa, shdw_reg, error_code) == -1) {
 606                 PrintError("Special Page Fault handler returned error for address: %p\n", (void *)fault_addr);
 607                 return -1;
 608             }
 609         }
 610     } else if (shadow_pde_access == PT_ACCESS_WRITE_ERROR) {
 611         if (shdw_reg->unhandled(info, fault_addr, guest_fault_pa, shdw_reg, error_code) == -1) {
 612             PrintError("Special Page Fault handler returned error for address: %p\n", (void *)fault_addr);
 613             return -1;
 614         }
 615     } else {
 616         PrintError("Error in large page fault handler...\n");
 617         PrintError("This case should have been handled at the top level handler\n");
 618         return -1;
 619     }
 620
 621     //  PrintHostPageTree(info, fault_addr, info->ctrl_regs.cr3);
 622     PrintDebug("Returning from large page->large page fault handler\n");
 623     return 0;
 624 }
 625
 626 static int handle_2MB_shadow_pagefault_pte_64(struct guest_info * info,
 627                                               addr_t fault_addr, pf_error_t error_code,
 628                                               pte64_t * shadow_pt, pde64_2MB_t * large_guest_pde)
 629 {
 630     pt_access_status_t shadow_pte_access = v3_can_access_pte64(shadow_pt, fault_addr, error_code);
 631     pte64_t * shadow_pte = (pte64_t *)&(shadow_pt[PTE64_INDEX(fault_addr)]);
 632     addr_t guest_fault_pa = BASE_TO_PAGE_ADDR_2MB(large_guest_pde->page_base_addr) + PAGE_OFFSET_2MB(fault_addr);
 633     //  struct shadow_page_state * state = &(info->shdw_pg_state);
 634
 635     PrintDebug("Handling 2MB fault (guest_fault_pa=%p) (error_code=%x)\n", (void *)guest_fault_pa, *(uint_t*)&error_code);
 636     PrintDebug("ShadowPT=%p, LargeGuestPDE=%p\n", shadow_pt, large_guest_pde);
 637
 638     struct v3_mem_region * shdw_reg = v3_get_mem_region(info->vm_info, info->cpu_id, guest_fault_pa);
 639
 640
 641     if (shdw_reg == NULL) {
 642         // Inject a machine check in the guest
 643         PrintError("Invalid Guest Address in page table (0x%p)\n", (void *)guest_fault_pa);
 644         v3_raise_exception(info, MC_EXCEPTION);
 645         return 0;
 646     }
 647
 648     if (shadow_pte_access == PT_ACCESS_OK) {
 649         // Inconsistent state...
 650         // Guest Re-Entry will flush tables and everything should now workd
 651         PrintDebug("Inconsistent state... Guest re-entry should flush tlb\n");
 652         //PrintHostPageTree(info, fault_addr, info->ctrl_regs.cr3);
 653         return 0;
 654     }
 655
 656
 657     if (shadow_pte_access == PT_ACCESS_NOT_PRESENT) {
 658         // Get the guest physical address of the fault
 659
 660         if ((shdw_reg->flags.alloced == 1) ||
 661             (shdw_reg->flags.read == 1)) {
 662             addr_t shadow_pa = 0;
 663
 664             if (v3_gpa_to_hpa(info, guest_fault_pa, &shadow_pa) == -1) {
 665                 PrintError("could not translate page fault address (%p)\n", (void *)guest_fault_pa);
 666                 return -1;
 667             }
 668
 669             shadow_pte->page_base_addr = PAGE_BASE_ADDR(shadow_pa);
 670
 671             shadow_pte->present = 1;
 672
 673             /* We are assuming that the PDE entry has precedence
 674              * so the Shadow PDE will mirror the guest PDE settings,
 675              * and we don't have to worry about them here
 676              * Allow everything
 677              */
 678             shadow_pte->user_page = 1;
 679
 680             if (shdw_reg->flags.write == 0) {
 681                 shadow_pte->writable = 0;
 682             } else {
 683                 shadow_pte->writable = 1;
 684             }
 685
 686             //set according to VMM policy
 687             shadow_pte->write_through = large_guest_pde->write_through;
 688             shadow_pte->cache_disable = large_guest_pde->cache_disable;
 689             shadow_pte->global_page = large_guest_pde->global_page;
 690             //
 691
 692         } else {
 693             if (shdw_reg->unhandled(info, fault_addr, guest_fault_pa, shdw_reg, error_code) == -1) {
 694                 PrintError("Special Page Fault handler returned error for address: %p\n", (void *)fault_addr);
 695                 return -1;
 696             }
 697         }
 698     } else if (shadow_pte_access == PT_ACCESS_WRITE_ERROR) {
 699         if (shdw_reg->unhandled(info, fault_addr, guest_fault_pa, shdw_reg, error_code) == -1) {
 700             PrintError("Special Page Fault handler returned error for address: %p\n", (void *)fault_addr);
 701             return -1;
 702         }
 703     } else {
 704         PrintError("Error in large page fault handler...\n");
 705         PrintError("This case should have been handled at the top level handler\n");
 706         return -1;
 707     }
 708
 709     //  PrintHostPageTree(info, fault_addr, info->ctrl_regs.cr3);
 710     PrintDebug("Returning from large page->small page fault handler\n");
 711     return 0;
 712 }
 713
 714
 715
 716
 717 static int invalidation_cb_64(struct guest_info * info, page_type_t type,
 718                               addr_t vaddr, addr_t page_ptr, addr_t page_pa,
 719                               void * private_data) {
 720
 721     switch (type) {
 722         case PAGE_PML464:
 723             {
 724                 pml4e64_t * pml = (pml4e64_t *)page_ptr;
 725
 726                 if (pml[PML4E64_INDEX(vaddr)].present == 0) {
 727                     return 1;
 728                 }
 729                 return 0;
 730             }
 731         case PAGE_PDP64:
 732             {
 733                 pdpe64_t * pdp = (pdpe64_t *)page_ptr;
 734                 pdpe64_t * pdpe = &(pdp[PDPE64_INDEX(vaddr)]);
 735
 736                 if (pdpe->present == 0) {
 737                     return 1;
 738                 }
 739
 740                 if (pdpe->vmm_info == V3_LARGE_PG) {
 741                     PrintError("1 Gigabyte pages not supported\n");
 742                     return -1;
 743
 744                     pdpe->present = 0;
 745                     return 1;
 746                 }
 747
 748                 return 0;
 749             }
 750         case PAGE_PD64:
 751             {
 752                 pde64_t * pd = (pde64_t *)page_ptr;
 753                 pde64_t * pde = &(pd[PDE64_INDEX(vaddr)]);
 754
 755                 if (pde->present == 0) {
 756                     return 1;
 757                 }
 758
 759                 if (pde->vmm_info == V3_LARGE_PG) {
 760                     pde->present = 0;
 761                     return 1;
 762                 }
 763
 764                 return 0;
 765             }
 766         case PAGE_PT64:
 767             {
 768                 pte64_t * pt = (pte64_t *)page_ptr;
 769
 770                 pt[PTE64_INDEX(vaddr)].present = 0;
 771
 772                 return 1;
 773             }
 774         default:
 775             PrintError("Invalid Page Type\n");
 776             return -1;
 777
 778     }
 779
 780     // should not get here
 781     PrintError("Should not get here....\n");
 782     return -1;
 783 }
 784
 785
 786 static inline int handle_shadow_invlpg_64(struct guest_info * info, addr_t vaddr) {
 787     PrintDebug("INVLPG64 - %p\n",(void*)vaddr);
 788
 789     int ret =  v3_drill_host_pt_64(info, info->ctrl_regs.cr3, vaddr, invalidation_cb_64, NULL);
 790     if (ret == -1) {
 791         PrintError("Page table drill returned error.... \n");
 792         PrintHostPageTree(info, vaddr, info->ctrl_regs.cr3);
 793     }
 794
 795     return (ret == -1) ? -1 : 0;
 796 }