palacios/src/palacios/vmm_paging.c

   1 /* Northwestern University */
   2 /* (c) 2008, Jack Lange <jarusl@cs.northwestern.edu> */
   3
   4 #include <palacios/vmm_paging.h>
   5
   6 #include <palacios/vmm.h>
   7
   8 #include <palacios/vm_guest_mem.h>
   9
  10
  11
  12
  13 void delete_page_tables_pde32(pde32_t * pde) {
  14   int i;//, j;
  15
  16   if (pde == NULL) {
  17     return;
  18   }
  19
  20   for (i = 0; (i < MAX_PDE32_ENTRIES); i++) {
  21     if (pde[i].present) {
  22       pte32_t * pte = (pte32_t *)(pde[i].pt_base_addr << PAGE_POWER);
  23
  24       /*
  25         for (j = 0; (j < MAX_PTE32_ENTRIES); j++) {
  26         if ((pte[j].present)) {
  27         os_hooks->free_page((void *)(pte[j].page_base_addr << PAGE_POWER));
  28         }
  29         }
  30       */
  31       //PrintDebug("Deleting PTE %d (%x)\n", i, pte);
  32       V3_FreePage(pte);
  33     }
  34   }
  35
  36   //  PrintDebug("Deleting PDE (%x)\n", pde);
  37   V3_FreePage(pde);
  38 }
  39
  40
  41
  42
  43
  44 int pt32_lookup(pde32_t * pd, addr_t vaddr, addr_t * paddr) {
  45   addr_t pde_entry;
  46   pde32_entry_type_t pde_entry_type;
  47
  48   if (pd == 0) {
  49     return -1;
  50   }
  51
  52   pde_entry_type = pde32_lookup(pd, vaddr, &pde_entry);
  53
  54   if (pde_entry_type == PDE32_ENTRY_PTE32) {
  55     return pte32_lookup((pte32_t *)pde_entry, vaddr, paddr);
  56   } else if (pde_entry_type == PDE32_ENTRY_LARGE_PAGE) {
  57     *paddr = pde_entry;
  58     return 0;
  59   }
  60
  61   return -1;
  62 }
  63
  64
  65
  66 /* We can't do a full lookup because we don't know what context the page tables are in...
  67  * The entry addresses could be pointing to either guest physical memory or host physical memory
  68  * Instead we just return the entry address, and a flag to show if it points to a pte or a large page...
  69  */
  70 pde32_entry_type_t pde32_lookup(pde32_t * pd, addr_t addr, addr_t * entry) {
  71   pde32_t * pde_entry = &(pd[PDE32_INDEX(addr)]);
  72
  73   if (!pde_entry->present) {
  74     *entry = 0;
  75     return PDE32_ENTRY_NOT_PRESENT;
  76   } else  {
  77
  78     if (pde_entry->large_page) {
  79       pde32_4MB_t * large_pde = (pde32_4MB_t *)pde_entry;
  80
  81       *entry = PDE32_4MB_T_ADDR(*large_pde);
  82       *entry += PD32_4MB_PAGE_OFFSET(addr);
  83       return PDE32_ENTRY_LARGE_PAGE;
  84     } else {
  85       *entry = PDE32_T_ADDR(*pde_entry);
  86       return PDE32_ENTRY_PTE32;
  87     }
  88   }
  89   return PDE32_ENTRY_NOT_PRESENT;
  90 }
  91
  92
  93
  94 /* Takes a virtual addr (addr) and returns the physical addr (entry) as defined in the page table
  95  */
  96 int pte32_lookup(pte32_t * pt, addr_t addr, addr_t * entry) {
  97   pte32_t * pte_entry = &(pt[PTE32_INDEX(addr)]);
  98
  99   if (!pte_entry->present) {
 100     *entry = 0;
 101     PrintDebug("Lookup at non present page (index=%d)\n", PTE32_INDEX(addr));
 102     return -1;
 103   } else {
 104     *entry = PTE32_T_ADDR(*pte_entry) + PT32_PAGE_OFFSET(addr);
 105     return 0;
 106   }
 107
 108   return -1;
 109 }
 110
 111
 112
 113 pt_access_status_t can_access_pde32(pde32_t * pde, addr_t addr, pf_error_t access_type) {
 114   pde32_t * entry = &pde[PDE32_INDEX(addr)];
 115
 116   if (entry->present == 0) {
 117     return PT_ENTRY_NOT_PRESENT;
 118   } else if ((entry->writable == 0) && (access_type.write == 1)) {
 119     return PT_WRITE_ERROR;
 120   } else if ((entry->user_page == 0) && (access_type.user == 1)) {
 121     // Check CR0.WP?
 122     return PT_USER_ERROR;
 123   }
 124
 125   return PT_ACCESS_OK;
 126 }
 127
 128
 129 pt_access_status_t can_access_pte32(pte32_t * pte, addr_t addr, pf_error_t access_type) {
 130   pte32_t * entry = &pte[PTE32_INDEX(addr)];
 131
 132   if (entry->present == 0) {
 133     return PT_ENTRY_NOT_PRESENT;
 134   } else if ((entry->writable == 0) && (access_type.write == 1)) {
 135     return PT_WRITE_ERROR;
 136   } else if ((entry->user_page == 0) && (access_type.user == 1)) {
 137     // Check CR0.WP?
 138     return PT_USER_ERROR;
 139   }
 140
 141   return PT_ACCESS_OK;
 142 }
 143
 144
 145
 146
 147 /* We generate a page table to correspond to a given memory layout
 148  * pulling pages from the mem_list when necessary
 149  * If there are any gaps in the layout, we add them as unmapped pages
 150  */
 151 pde32_t * create_passthrough_pde32_pts(struct guest_info * guest_info) {
 152   ullong_t current_page_addr = 0;
 153   int i, j;
 154   struct shadow_map * map = &(guest_info->mem_map);
 155
 156   pde32_t * pde = V3_AllocPages(1);
 157
 158   for (i = 0; i < MAX_PDE32_ENTRIES; i++) {
 159     int pte_present = 0;
 160     pte32_t * pte = V3_AllocPages(1);
 161
 162
 163     for (j = 0; j < MAX_PTE32_ENTRIES; j++) {
 164       struct shadow_region * region = get_shadow_region_by_addr(map, current_page_addr);
 165
 166       if (!region ||
 167           (region->host_type == HOST_REGION_HOOK) ||
 168           (region->host_type == HOST_REGION_UNALLOCATED) ||
 169           (region->host_type == HOST_REGION_MEMORY_MAPPED_DEVICE) ||
 170           (region->host_type == HOST_REGION_REMOTE) ||
 171           (region->host_type == HOST_REGION_SWAPPED)) {
 172         pte[j].present = 0;
 173         pte[j].writable = 0;
 174         pte[j].user_page = 0;
 175         pte[j].write_through = 0;
 176         pte[j].cache_disable = 0;
 177         pte[j].accessed = 0;
 178         pte[j].dirty = 0;
 179         pte[j].pte_attr = 0;
 180         pte[j].global_page = 0;
 181         pte[j].vmm_info = 0;
 182         pte[j].page_base_addr = 0;
 183       } else {
 184         addr_t host_addr;
 185         pte[j].present = 1;
 186         pte[j].writable = 1;
 187         pte[j].user_page = 1;
 188         pte[j].write_through = 0;
 189         pte[j].cache_disable = 0;
 190         pte[j].accessed = 0;
 191         pte[j].dirty = 0;
 192         pte[j].pte_attr = 0;
 193         pte[j].global_page = 0;
 194         pte[j].vmm_info = 0;
 195
 196         if (guest_pa_to_host_pa(guest_info, current_page_addr, &host_addr) == -1) {
 197           // BIG ERROR
 198           // PANIC
 199           return NULL;
 200         }
 201
 202         pte[j].page_base_addr = host_addr >> 12;
 203
 204         pte_present = 1;
 205       }
 206
 207       current_page_addr += PAGE_SIZE;
 208     }
 209
 210     if (pte_present == 0) {
 211       V3_FreePage(pte);
 212
 213       pde[i].present = 0;
 214       pde[i].writable = 0;
 215       pde[i].user_page = 0;
 216       pde[i].write_through = 0;
 217       pde[i].cache_disable = 0;
 218       pde[i].accessed = 0;
 219       pde[i].reserved = 0;
 220       pde[i].large_page = 0;
 221       pde[i].global_page = 0;
 222       pde[i].vmm_info = 0;
 223       pde[i].pt_base_addr = 0;
 224     } else {
 225       pde[i].present = 1;
 226       pde[i].writable = 1;
 227       pde[i].user_page = 1;
 228       pde[i].write_through = 0;
 229       pde[i].cache_disable = 0;
 230       pde[i].accessed = 0;
 231       pde[i].reserved = 0;
 232       pde[i].large_page = 0;
 233       pde[i].global_page = 0;
 234       pde[i].vmm_info = 0;
 235       pde[i].pt_base_addr = PAGE_ALIGNED_ADDR(pte);
 236     }
 237
 238   }
 239
 240   return pde;
 241 }
 242
 243
 244
 245
 246
 247
 248 void PrintPDE32(addr_t virtual_address, pde32_t * pde)
 249 {
 250   PrintDebug("PDE %p -> %p : present=%x, writable=%x, user=%x, wt=%x, cd=%x, accessed=%x, reserved=%x, largePages=%x, globalPage=%x, kernelInfo=%x\n",
 251              virtual_address,
 252              (void *) (pde->pt_base_addr << PAGE_POWER),
 253              pde->present,
 254              pde->writable,
 255              pde->user_page,
 256              pde->write_through,
 257              pde->cache_disable,
 258              pde->accessed,
 259              pde->reserved,
 260              pde->large_page,
 261              pde->global_page,
 262              pde->vmm_info);
 263 }
 264
 265 void PrintPTE32(addr_t virtual_address, pte32_t * pte)
 266 {
 267   PrintDebug("PTE %p -> %p : present=%x, writable=%x, user=%x, wt=%x, cd=%x, accessed=%x, dirty=%x, pteAttribute=%x, globalPage=%x, vmm_info=%x\n",
 268              virtual_address,
 269              (void*)(pte->page_base_addr << PAGE_POWER),
 270              pte->present,
 271              pte->writable,
 272              pte->user_page,
 273              pte->write_through,
 274              pte->cache_disable,
 275              pte->accessed,
 276              pte->dirty,
 277              pte->pte_attr,
 278              pte->global_page,
 279              pte->vmm_info);
 280 }
 281
 282
 283
 284 void PrintPD32(pde32_t * pde)
 285 {
 286   int i;
 287
 288   PrintDebug("Page Directory at %p:\n", pde);
 289   for (i = 0; (i < MAX_PDE32_ENTRIES); i++) {
 290     if ( pde[i].present) {
 291       PrintPDE32((addr_t)(PAGE_SIZE * MAX_PTE32_ENTRIES * i), &(pde[i]));
 292     }
 293   }
 294 }
 295
 296 void PrintPT32(addr_t starting_address, pte32_t * pte)
 297 {
 298   int i;
 299
 300   PrintDebug("Page Table at %p:\n", pte);
 301   for (i = 0; (i < MAX_PTE32_ENTRIES) ; i++) {
 302     if (pte[i].present) {
 303       PrintPTE32(starting_address + (PAGE_SIZE * i), &(pte[i]));
 304     }
 305   }
 306 }
 307
 308
 309
 310
 311
 312 void PrintDebugPageTables(pde32_t * pde)
 313 {
 314   int i;
 315
 316   PrintDebug("Dumping the pages starting with the pde page at %p\n", pde);
 317
 318   for (i = 0; (i < MAX_PDE32_ENTRIES); i++) {
 319     if (pde[i].present) {
 320       PrintPDE32((addr_t)(PAGE_SIZE * MAX_PTE32_ENTRIES * i), &(pde[i]));
 321       PrintPT32((addr_t)(PAGE_SIZE * MAX_PTE32_ENTRIES * i), (pte32_t *)(pde[i].pt_base_addr << PAGE_POWER));
 322     }
 323   }
 324 }
 325