palacios/src/palacios/vmm_shadow_paging.c

   1 #include <palacios/vmm_shadow_paging.h>
   2
   3
   4 #include <palacios/vmm.h>
   5 #include <palacios/vm_guest_mem.h>
   6
   7
   8
   9
  10 int init_shadow_page_state(struct shadow_page_state * state) {
  11   state->guest_mode = PDE32;
  12   state->shadow_mode = PDE32;
  13
  14   state->guest_cr3 = 0;
  15   state->shadow_cr3 = 0;
  16
  17   return 0;
  18 }
  19
  20 int handle_shadow_pagefault(struct guest_info * info, addr_t fault_addr, pf_error_t error_code) {
  21   if (info->cpu_mode == PROTECTED_PG) {
  22     return handle_shadow_pagefault32(info, fault_addr, error_code);
  23   } else {
  24     return -1;
  25   }
  26 }
  27
  28
  29 int handle_shadow_pagefault32(struct guest_info * info, addr_t fault_addr, pf_error_t error_code) {
  30   pde32_t * guest_pde = NULL;
  31   pde32_t * shadow_pde = (pde32_t *)CR3_TO_PDE32(info->shdw_pg_state.shadow_cr3);
  32   addr_t guest_cr3 = CR3_TO_PDE32(info->shdw_pg_state.guest_cr3);
  33   pt_access_status_t guest_pde_access;
  34   pt_access_status_t shadow_pde_access;
  35   pde32_t * guest_pde_entry = NULL;
  36   pde32_t * shadow_pde_entry = (pde32_t *)&(shadow_pde[PDE32_INDEX(fault_addr)]);
  37
  38   if (guest_pa_to_host_va(info, guest_cr3, (addr_t*)&guest_pde) == -1) {
  39     PrintDebug("Invalid Guest PDE Address: 0x%x\n", guest_cr3);
  40     return -1;
  41   }
  42
  43
  44   guest_pde_entry = (pde32_t *)&(guest_pde[PDE32_INDEX(fault_addr)]);
  45
  46   // Check the guest page permissions
  47   guest_pde_access = can_access_pde32(guest_pde, fault_addr, error_code);
  48
  49   if (guest_pde_access != PT_ACCESS_OK) {
  50
  51     //
  52     // inject page fault to the guest (Guest PDE fault)
  53     //
  54
  55     PrintDebug("Guest Page fault (currently not handled)\n");
  56     return -1;
  57   }
  58
  59   shadow_pde_access = can_access_pde32(shadow_pde, fault_addr, error_code);
  60
  61
  62   if (shadow_pde_access == PT_ENTRY_NOT_PRESENT) {
  63     pte32_t * shadow_pte = NULL;
  64
  65     V3_AllocPages(shadow_pte, 1);
  66     memset(shadow_pte, 0, PAGE_SIZE);
  67
  68     shadow_pde_entry->pt_base_addr = PD32_BASE_ADDR(shadow_pte);
  69
  70
  71     shadow_pde_entry->present = 1;
  72     shadow_pde_entry->user_page = guest_pde_entry->user_page;
  73
  74     // VMM Specific options
  75     shadow_pde_entry->write_through = 0;
  76     shadow_pde_entry->cache_disable = 0;
  77     shadow_pde_entry->global_page = 0;
  78     //
  79
  80     guest_pde_entry->accessed = 1;
  81
  82     if (guest_pde_entry->large_page == 0) {
  83       shadow_pde_entry->writable = guest_pde_entry->writable;
  84     } else {
  85       /*
  86        * Check the Intel manual because we are ignoring Large Page issues here
  87        */
  88     }
  89
  90   } else if (shadow_pde_access == PT_WRITE_ERROR) {
  91
  92     //
  93     // Page Directory Entry marked read-only
  94     //
  95
  96     PrintDebug("Shadow Paging Write Error\n");
  97     return -1;
  98   } else if (shadow_pde_access == PT_USER_ERROR) {
  99
 100     //
 101     // Page Directory Entry marked non-user
 102     //
 103
 104     PrintDebug("Shadow Paging User access error\n");
 105     return -1;
 106   } else if (shadow_pde_access == PT_ACCESS_OK) {
 107     pte32_t * shadow_pte = (pte32_t *)PDE32_T_ADDR((*shadow_pde_entry));
 108     pte32_t * guest_pte = NULL;
 109
 110     // Page Table entry fault
 111
 112     if (guest_pa_to_host_va(info, PDE32_T_ADDR((*guest_pde_entry)), (addr_t*)&guest_pte) == -1) {
 113       PrintDebug("Invalid Guest PTE Address: 0x%x\n", PDE32_T_ADDR((*guest_pde_entry)));
 114       return -1;
 115     }
 116
 117
 118     if (handle_shadow_pte32_fault(info, fault_addr, error_code, shadow_pte, guest_pte)  == -1) {
 119       PrintDebug("Error handling Page fault caused by PTE\n");
 120       return -1;
 121     }
 122
 123  }
 124
 125   PrintDebugPageTables(shadow_pde);
 126
 127   return 0;
 128 }
 129
 130
 131
 132 /*
 133  * We assume the the guest pte pointer has already been translated to a host virtual address
 134  */
 135 int handle_shadow_pte32_fault(struct guest_info* info,
 136                               addr_t fault_addr,
 137                               pf_error_t error_code,
 138                               pte32_t * shadow_pte,
 139                               pte32_t * guest_pte) {
 140
 141   pt_access_status_t guest_pte_access;
 142   pt_access_status_t shadow_pte_access;
 143   //  pte32_t * guest_pte_entry = (pte32_t *)&(guest_pte[PTE32_INDEX(fault_addr)]);;
 144   //  pte32_t * shadow_pte_entry = (pte32_t *)&(shadow_pte[PTE32_INDEX(fault_addr)]);
 145
 146
 147   // Check the guest page permissions
 148   guest_pte_access = can_access_pte32(guest_pte, fault_addr, error_code);
 149
 150   if (guest_pte_access != PT_ACCESS_OK) {
 151
 152     //
 153     // Inject page fault into the guest
 154     //
 155
 156     PrintDebug("Guest Page fault (currently not handled)\n");
 157     return -1;
 158   }
 159
 160
 161   shadow_pte_access = can_access_pte32(shadow_pte, fault_addr, error_code);
 162
 163   if (shadow_pte_access == PT_ENTRY_NOT_PRESENT) {
 164
 165     //
 166     // Page Table Entry Not Present
 167     //
 168
 169   } else if (shadow_pte_access == PT_WRITE_ERROR) {
 170
 171     //
 172     // Page Table Entry marked read-only
 173     //
 174
 175     PrintDebug("Shadow Paging Write Error\n");
 176     return -1;
 177   } else if (shadow_pte_access == PT_USER_ERROR) {
 178
 179     //
 180     // Page Table Entry marked non-user
 181     //
 182
 183     PrintDebug("Shadow Paging User access error\n");
 184     return -1;
 185   } else if (shadow_pte_access == PT_ACCESS_OK) {
 186
 187     PrintDebug("Page Fault occurred for No Reason\n");
 188     return -1;
 189   }
 190
 191
 192   return 0;
 193 }
 194
 195
 196
 197 addr_t create_new_shadow_pt32(struct guest_info * info) {
 198   void * host_pde = 0;
 199
 200   V3_AllocPages(host_pde, 1);
 201   memset(host_pde, 0, PAGE_SIZE);
 202
 203   return (addr_t)host_pde;
 204 }
 205
 206
 207
 208
 209 addr_t setup_shadow_pt32(struct guest_info * info, addr_t virt_cr3) {
 210   addr_t cr3_guest_addr = CR3_TO_PDE32(virt_cr3);
 211   pde32_t * guest_pde;
 212   pde32_t * host_pde = NULL;
 213   int i;
 214
 215   // Setup up guest_pde to point to the PageDir in host addr
 216   if (guest_pa_to_host_va(info, cr3_guest_addr, (addr_t*)&guest_pde) == -1) {
 217     return 0;
 218   }
 219
 220   V3_AllocPages(host_pde, 1);
 221   memset(host_pde, 0, PAGE_SIZE);
 222
 223   for (i = 0; i < MAX_PDE32_ENTRIES; i++) {
 224     if (guest_pde[i].present == 1) {
 225       addr_t pt_host_addr;
 226       addr_t host_pte;
 227
 228       if (guest_pa_to_host_va(info, PDE32_T_ADDR(guest_pde[i]), &pt_host_addr) == -1) {
 229         return 0;
 230       }
 231
 232       if ((host_pte = setup_shadow_pte32(info, pt_host_addr)) == 0) {
 233         return 0;
 234       }
 235
 236       host_pde[i].present = 1;
 237       host_pde[i].pt_base_addr = PD32_BASE_ADDR(host_pte);
 238
 239       //
 240       // Set Page DIR flags
 241       //
 242     }
 243   }
 244
 245   PrintDebugPageTables(host_pde);
 246
 247   return (addr_t)host_pde;
 248 }
 249
 250
 251
 252 addr_t setup_shadow_pte32(struct guest_info * info, addr_t pt_host_addr) {
 253   pte32_t * guest_pte = (pte32_t *)pt_host_addr;
 254   pte32_t * host_pte = NULL;
 255   int i;
 256
 257   V3_AllocPages(host_pte, 1);
 258   memset(host_pte, 0, PAGE_SIZE);
 259
 260   for (i = 0; i < MAX_PTE32_ENTRIES; i++) {
 261     if (guest_pte[i].present == 1) {
 262       addr_t guest_pa = PTE32_T_ADDR(guest_pte[i]);
 263       shadow_mem_type_t page_type;
 264       addr_t host_pa = 0;
 265
 266       page_type = get_shadow_addr_type(info, guest_pa);
 267
 268       if (page_type == HOST_REGION_PHYSICAL_MEMORY) {
 269         host_pa = get_shadow_addr(info, guest_pa);
 270       } else {
 271
 272         //
 273         // Setup various memory types
 274         //
 275       }
 276
 277       host_pte[i].page_base_addr = PT32_BASE_ADDR(host_pa);
 278       host_pte[i].present = 1;
 279     }
 280   }
 281
 282   return (addr_t)host_pte;
 283 }
 284
 285