palacios/src/palacios/vmm_shadow_paging_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_64(struct guest_info * info, addr_t fault_addr, pf_error_t error_code,
  56                                           pte64_t * shadow_pt, pde64_2MB_t * large_guest_pde);
  57
  58 static int handle_pte_shadow_pagefault_64(struct guest_info * info, addr_t fault_addr, pf_error_t error_code,
  59                                           pte64_t * shadow_pt, pte64_t * guest_pt);
  60
  61 static int handle_pde_shadow_pagefault_64(struct guest_info * info, addr_t fault_addr, pf_error_t error_code,
  62                                           pde64_t * shadow_pd, pde64_t * guest_pd);
  63
  64 static int handle_pdpe_shadow_pagefault_64(struct guest_info * info, addr_t fault_addr, pf_error_t error_code,
  65                                            pdpe64_t * shadow_pdp, pdpe64_t * guest_pdp);
  66
  67
  68 static inline int handle_shadow_pagefault_64(struct guest_info * info, addr_t fault_addr, pf_error_t error_code) {
  69     pml4e64_t * guest_pml = NULL;
  70     pml4e64_t * shadow_pml = CR3_TO_PML4E64_VA(info->ctrl_regs.cr3);
  71     addr_t guest_cr3 = CR3_TO_PML4E64_PA(info->shdw_pg_state.guest_cr3);
  72     pt_access_status_t guest_pml4e_access;
  73     pt_access_status_t shadow_pml4e_access;
  74     pml4e64_t * guest_pml4e = NULL;
  75     pml4e64_t * shadow_pml4e = (pml4e64_t *)&(shadow_pml[PML4E64_INDEX(fault_addr)]);
  76
  77     PrintDebug("64 bit Shadow page fault handler: %p\n", (void *)fault_addr);
  78     PrintDebug("Handling PML fault\n");
  79
  80     if (guest_pa_to_host_va(info, guest_cr3, (addr_t*)&guest_pml) == -1) {
  81         PrintError("Invalid Guest PML4E Address: 0x%p\n",  (void *)guest_cr3);
  82         return -1;
  83     }
  84
  85     guest_pml4e = (pml4e64_t *)&(guest_pml[PML4E64_INDEX(fault_addr)]);
  86
  87     PrintDebug("Checking Guest %p\n", (void *)guest_pml);
  88     // Check the guest page permissions
  89     guest_pml4e_access = v3_can_access_pml4e64(guest_pml, fault_addr, error_code);
  90
  91     PrintDebug("Checking shadow %p\n", (void *)shadow_pml);
  92     // Check the shadow page permissions
  93     shadow_pml4e_access = v3_can_access_pml4e64(shadow_pml, fault_addr, error_code);
  94
  95     /* Was the page fault caused by the Guest's page tables? */
  96     if (is_guest_pf(guest_pml4e_access, shadow_pml4e_access) == 1) {
  97         PrintDebug("Injecting PML4E pf to guest: (guest access error=%d) (pf error code=%d)\n",
  98                    *(uint_t *)&guest_pml4e_access, *(uint_t *)&error_code);
  99         inject_guest_pf(info, fault_addr, error_code);
 100         return 0;
 101     }
 102
 103     if (shadow_pml4e_access == PT_ACCESS_USER_ERROR) {
 104         //
 105         // PML4 Entry marked non-user
 106         //
 107         PrintDebug("Shadow Paging User access error (shadow_pml4e_access=0x%x, guest_pml4e_access=0x%x)\n",
 108                    shadow_pml4e_access, guest_pml4e_access);
 109         inject_guest_pf(info, fault_addr, error_code);
 110         return 0;
 111     } else if ((shadow_pml4e_access != PT_ACCESS_NOT_PRESENT) &&
 112                (shadow_pml4e_access != PT_ACCESS_OK)) {
 113         // inject page fault in guest
 114         inject_guest_pf(info, fault_addr, error_code);
 115         PrintDebug("Unknown Error occurred (shadow_pde_access=%d)\n", shadow_pml4e_access);
 116         PrintDebug("Manual Says to inject page fault into guest\n");
 117         return 0;
 118     }
 119
 120
 121     pdpe64_t * shadow_pdp = NULL;
 122     pdpe64_t * guest_pdp = NULL;
 123
 124     // Get the next shadow page level, allocate if not present
 125
 126     if (shadow_pml4e_access == PT_ACCESS_NOT_PRESENT) {
 127         struct shadow_page_data * shdw_page =  create_new_shadow_pt(info);
 128         shadow_pdp = (pdpe64_t *)V3_VAddr((void *)shdw_page->page_pa);
 129
 130
 131         shadow_pml4e->present = 1;
 132         shadow_pml4e->user_page = guest_pml4e->user_page;
 133         shadow_pml4e->writable = guest_pml4e->writable;
 134         shadow_pml4e->cache_disable = guest_pml4e->cache_disable;
 135         shadow_pml4e->write_through = guest_pml4e->write_through;
 136
 137         guest_pml4e->accessed = 1;
 138
 139         shadow_pml4e->pdp_base_addr = PAGE_BASE_ADDR(shdw_page->page_pa);
 140     } else {
 141         shadow_pdp = (pdpe64_t *)V3_VAddr((void *)(addr_t)BASE_TO_PAGE_ADDR(shadow_pml4e->pdp_base_addr));
 142     }
 143
 144     // Continue processing at the next level
 145
 146     if (guest_pa_to_host_va(info, BASE_TO_PAGE_ADDR(guest_pml4e->pdp_base_addr), (addr_t *)&guest_pdp) == -1) {
 147         // Machine check the guest
 148         PrintDebug("Invalid Guest PDP Address: 0x%p\n", (void *)BASE_TO_PAGE_ADDR(guest_pml4e->pdp_base_addr));
 149         v3_raise_exception(info, MC_EXCEPTION);
 150         return 0;
 151     }
 152
 153     if (handle_pdpe_shadow_pagefault_64(info, fault_addr, error_code, shadow_pdp, guest_pdp) == -1) {
 154         PrintError("Error handling Page fault caused by PDPE\n");
 155         return -1;
 156     }
 157
 158     return 0;
 159 }
 160
 161
 162
 163 // For now we are not going to handle 1 Gigabyte pages
 164 static int handle_pdpe_shadow_pagefault_64(struct guest_info * info, addr_t fault_addr, pf_error_t error_code,
 165                                            pdpe64_t * shadow_pdp, pdpe64_t * guest_pdp) {
 166     pt_access_status_t guest_pdpe_access;
 167     pt_access_status_t shadow_pdpe_access;
 168     pdpe64_t * guest_pdpe = (pdpe64_t *)&(guest_pdp[PDPE64_INDEX(fault_addr)]);
 169     pdpe64_t * shadow_pdpe = (pdpe64_t *)&(shadow_pdp[PDPE64_INDEX(fault_addr)]);
 170
 171     PrintDebug("Handling PDP fault\n");
 172
 173     if (fault_addr==0) {
 174         PrintDebug("Guest Page Tree for guest virtual address zero fault\n");
 175         PrintGuestPageTree(info,fault_addr,(addr_t)(info->shdw_pg_state.guest_cr3));
 176         PrintDebug("Host Page Tree for guest virtual address zero fault\n");
 177         PrintHostPageTree(info,fault_addr,(addr_t)(info->ctrl_regs.cr3));
 178     }
 179
 180     // Check the guest page permissions
 181     guest_pdpe_access = v3_can_access_pdpe64(guest_pdp, fault_addr, error_code);
 182
 183     // Check the shadow page permissions
 184     shadow_pdpe_access = v3_can_access_pdpe64(shadow_pdp, fault_addr, error_code);
 185
 186     /* Was the page fault caused by the Guest's page tables? */
 187     if (is_guest_pf(guest_pdpe_access, shadow_pdpe_access) == 1) {
 188         PrintDebug("Injecting PDPE pf to guest: (guest access error=%d) (pf error code=%d)\n",
 189                    *(uint_t *)&guest_pdpe_access, *(uint_t *)&error_code);
 190         inject_guest_pf(info, fault_addr, error_code);
 191         return 0;
 192     }
 193
 194     if (shadow_pdpe_access == PT_ACCESS_USER_ERROR) {
 195         //
 196         // PML4 Entry marked non-user
 197         //
 198         PrintDebug("Shadow Paging User access error (shadow_pdpe_access=0x%x, guest_pdpe_access=0x%x)\n",
 199                    shadow_pdpe_access, guest_pdpe_access);
 200         inject_guest_pf(info, fault_addr, error_code);
 201         return 0;
 202     } else if ((shadow_pdpe_access != PT_ACCESS_NOT_PRESENT) &&
 203                (shadow_pdpe_access != PT_ACCESS_OK)) {
 204         // inject page fault in guest
 205         inject_guest_pf(info, fault_addr, error_code);
 206         PrintDebug("Unknown Error occurred (shadow_pde_access=%d)\n", shadow_pdpe_access);
 207         PrintDebug("Manual Says to inject page fault into guest\n");
 208         return 0;
 209     }
 210
 211
 212     pde64_t * shadow_pd = NULL;
 213     pde64_t * guest_pd = NULL;
 214
 215     // Get the next shadow page level, allocate if not present
 216
 217     if (shadow_pdpe_access == PT_ACCESS_NOT_PRESENT) {
 218         struct shadow_page_data * shdw_page = create_new_shadow_pt(info);
 219         shadow_pd = (pde64_t *)V3_VAddr((void *)shdw_page->page_pa);
 220
 221
 222         shadow_pdpe->present = 1;
 223         shadow_pdpe->user_page = guest_pdpe->user_page;
 224         shadow_pdpe->writable = guest_pdpe->writable;
 225         shadow_pdpe->write_through = guest_pdpe->write_through;
 226         shadow_pdpe->cache_disable = guest_pdpe->cache_disable;
 227
 228
 229         guest_pdpe->accessed = 1;
 230
 231         shadow_pdpe->pd_base_addr = PAGE_BASE_ADDR(shdw_page->page_pa);
 232     } else {
 233         shadow_pd = (pde64_t *)V3_VAddr((void *)(addr_t)BASE_TO_PAGE_ADDR(shadow_pdpe->pd_base_addr));
 234     }
 235
 236     // Continue processing at the next level
 237
 238     if (guest_pa_to_host_va(info, BASE_TO_PAGE_ADDR(guest_pdpe->pd_base_addr), (addr_t *)&guest_pd) == -1) {
 239         // Machine check the guest
 240         PrintDebug("Invalid Guest PTE Address: 0x%p\n", (void *)BASE_TO_PAGE_ADDR(guest_pdpe->pd_base_addr));
 241         v3_raise_exception(info, MC_EXCEPTION);
 242         return 0;
 243     }
 244
 245     if (handle_pde_shadow_pagefault_64(info, fault_addr, error_code, shadow_pd, guest_pd) == -1) {
 246         PrintError("Error handling Page fault caused by PDE\n");
 247         return -1;
 248     }
 249
 250     return 0;
 251 }
 252
 253
 254 static int handle_pde_shadow_pagefault_64(struct guest_info * info, addr_t fault_addr, pf_error_t error_code,
 255                                           pde64_t * shadow_pd, pde64_t * guest_pd) {
 256     pt_access_status_t guest_pde_access;
 257     pt_access_status_t shadow_pde_access;
 258     pde64_t * guest_pde = (pde64_t *)&(guest_pd[PDE64_INDEX(fault_addr)]);
 259     pde64_t * shadow_pde = (pde64_t *)&(shadow_pd[PDE64_INDEX(fault_addr)]);
 260
 261     PrintDebug("Handling PDE fault\n");
 262
 263     // Check the guest page permissions
 264     guest_pde_access = v3_can_access_pde64(guest_pd, fault_addr, error_code);
 265
 266     // Check the shadow page permissions
 267     shadow_pde_access = v3_can_access_pde64(shadow_pd, fault_addr, error_code);
 268
 269     /* Was the page fault caused by the Guest's page tables? */
 270     if (is_guest_pf(guest_pde_access, shadow_pde_access) == 1) {
 271         PrintDebug("Injecting PDE pf to guest: (guest access error=%d) (pf error code=%d)\n",
 272                    *(uint_t *)&guest_pde_access, *(uint_t *)&error_code);
 273         inject_guest_pf(info, fault_addr, error_code);
 274         return 0;
 275     }
 276
 277     if (shadow_pde_access == PT_ACCESS_USER_ERROR) {
 278         //
 279         // PDE Entry marked non-user
 280         //
 281         PrintDebug("Shadow Paging User access error (shadow_pdpe_access=0x%x, guest_pdpe_access=0x%x)\n",
 282                    shadow_pde_access, guest_pde_access);
 283         inject_guest_pf(info, fault_addr, error_code);
 284         return 0;
 285
 286     } else if ((shadow_pde_access == PT_ACCESS_WRITE_ERROR) &&
 287                (guest_pde->large_page == 1)) {
 288
 289         ((pde64_2MB_t *)guest_pde)->dirty = 1;
 290         shadow_pde->writable = guest_pde->writable;
 291
 292         //PrintDebug("Returning due to large page Write Error\n");
 293         //PrintHostPageTree(info, fault_addr, info->ctrl_regs.cr3);
 294
 295         return 0;
 296     } else if ((shadow_pde_access != PT_ACCESS_NOT_PRESENT) &&
 297                (shadow_pde_access != PT_ACCESS_OK)) {
 298         // inject page fault in guest
 299         inject_guest_pf(info, fault_addr, error_code);
 300         PrintDebug("Unknown Error occurred (shadow_pde_access=%d)\n", shadow_pde_access);
 301         PrintDebug("Manual Says to inject page fault into guest\n");
 302         return 0;
 303     }
 304
 305
 306     pte64_t * shadow_pt = NULL;
 307     pte64_t * guest_pt = NULL;
 308
 309     // Get the next shadow page level, allocate if not present
 310
 311     if (shadow_pde_access == PT_ACCESS_NOT_PRESENT) {
 312         struct shadow_page_data * shdw_page = create_new_shadow_pt(info);
 313         shadow_pt = (pte64_t *)V3_VAddr((void *)shdw_page->page_pa);
 314
 315         PrintDebug("Creating new shadow PT: %p\n", shadow_pt);
 316
 317         shadow_pde->present = 1;
 318         shadow_pde->user_page = guest_pde->user_page;
 319
 320
 321         if (guest_pde->large_page == 0) {
 322             shadow_pde->writable = guest_pde->writable;
 323         } else {
 324             // This large page flag is temporary until we can get a working cache....
 325             ((pde64_2MB_t *)guest_pde)->vmm_info = V3_LARGE_PG;
 326
 327             if (error_code.write) {
 328                 shadow_pde->writable = guest_pde->writable;
 329                 ((pde64_2MB_t *)guest_pde)->dirty = 1;
 330             } else {
 331                 shadow_pde->writable = 0;
 332                 ((pde64_2MB_t *)guest_pde)->dirty = 0;
 333             }
 334         }
 335
 336         // VMM Specific options
 337         shadow_pde->write_through = guest_pde->write_through;
 338         shadow_pde->cache_disable = guest_pde->cache_disable;
 339         shadow_pde->global_page = guest_pde->global_page;
 340         //
 341
 342         guest_pde->accessed = 1;
 343
 344         shadow_pde->pt_base_addr = PAGE_BASE_ADDR(shdw_page->page_pa);
 345     } else {
 346         shadow_pt = (pte64_t *)V3_VAddr((void *)BASE_TO_PAGE_ADDR(shadow_pde->pt_base_addr));
 347     }
 348
 349     // Continue processing at the next level
 350     if (guest_pde->large_page == 0) {
 351         if (guest_pa_to_host_va(info, BASE_TO_PAGE_ADDR(guest_pde->pt_base_addr), (addr_t *)&guest_pt) == -1) {
 352             // Machine check the guest
 353             PrintDebug("Invalid Guest PTE Address: 0x%p\n", (void *)BASE_TO_PAGE_ADDR(guest_pde->pt_base_addr));
 354             v3_raise_exception(info, MC_EXCEPTION);
 355             return 0;
 356         }
 357
 358         if (handle_pte_shadow_pagefault_64(info, fault_addr, error_code, shadow_pt, guest_pt) == -1) {
 359             PrintError("Error handling Page fault caused by PDE\n");
 360             return -1;
 361         }
 362     } else {
 363         if (handle_2MB_shadow_pagefault_64(info, fault_addr, error_code, shadow_pt, (pde64_2MB_t *)guest_pde) == -1) {
 364             PrintError("Error handling large pagefault\n");
 365             return -1;
 366         }
 367     }
 368
 369     return 0;
 370 }
 371
 372
 373 static int handle_pte_shadow_pagefault_64(struct guest_info * info, addr_t fault_addr, pf_error_t error_code,
 374                                           pte64_t * shadow_pt, pte64_t * guest_pt) {
 375     pt_access_status_t guest_pte_access;
 376     pt_access_status_t shadow_pte_access;
 377     pte64_t * guest_pte = (pte64_t *)&(guest_pt[PTE64_INDEX(fault_addr)]);;
 378     pte64_t * shadow_pte = (pte64_t *)&(shadow_pt[PTE64_INDEX(fault_addr)]);
 379     addr_t guest_pa = BASE_TO_PAGE_ADDR((addr_t)(guest_pte->page_base_addr)) +  PAGE_OFFSET(fault_addr);
 380     //  struct shadow_page_state * state = &(info->shdw_pg_state);
 381
 382     PrintDebug("Handling PTE fault\n");
 383
 384     struct v3_shadow_region * shdw_reg =  v3_get_shadow_region(info, guest_pa);
 385
 386
 387
 388     if ((shdw_reg == NULL) ||
 389         (shdw_reg->host_type == SHDW_REGION_INVALID)) {
 390         // Inject a machine check in the guest
 391         PrintDebug("Invalid Guest Address in page table (0x%p)\n", (void *)guest_pa);
 392         v3_raise_exception(info, MC_EXCEPTION);
 393         return 0;
 394     }
 395
 396     // Check the guest page permissions
 397     guest_pte_access = v3_can_access_pte64(guest_pt, fault_addr, error_code);
 398
 399     // Check the shadow page permissions
 400     shadow_pte_access = v3_can_access_pte64(shadow_pt, fault_addr, error_code);
 401
 402     /* Was the page fault caused by the Guest's page tables? */
 403     if (is_guest_pf(guest_pte_access, shadow_pte_access) == 1) {
 404         PrintDebug("Access error injecting pf to guest (guest access error=%d) (pf error code=%d)\n",
 405                    guest_pte_access, *(uint_t*)&error_code);
 406         inject_guest_pf(info, fault_addr, error_code);
 407         return 0;
 408     }
 409
 410
 411     if (shadow_pte_access == PT_ACCESS_OK) {
 412         // Inconsistent state...
 413         // Guest Re-Entry will flush page tables and everything should now work
 414         PrintDebug("Inconsistent state... Guest re-entry should flush tlb\n");
 415         return 0;
 416     }
 417
 418
 419     if (shadow_pte_access == PT_ACCESS_NOT_PRESENT) {
 420         // Page Table Entry Not Present
 421         PrintDebug("guest_pa =%p\n", (void *)guest_pa);
 422
 423         if ((shdw_reg->host_type == SHDW_REGION_ALLOCATED) ||
 424             (shdw_reg->host_type == SHDW_REGION_WRITE_HOOK)) {
 425             addr_t shadow_pa = v3_get_shadow_addr(shdw_reg, guest_pa);
 426
 427             shadow_pte->page_base_addr = PAGE_BASE_ADDR(shadow_pa);
 428
 429             shadow_pte->present = guest_pte->present;
 430             shadow_pte->user_page = guest_pte->user_page;
 431
 432             //set according to VMM policy
 433             shadow_pte->write_through = guest_pte->write_through;
 434             shadow_pte->cache_disable = guest_pte->cache_disable;
 435             shadow_pte->global_page = guest_pte->global_page;
 436             //
 437
 438             guest_pte->accessed = 1;
 439
 440             if (guest_pte->dirty == 1) {
 441                 shadow_pte->writable = guest_pte->writable;
 442             } else if ((guest_pte->dirty == 0) && (error_code.write == 1)) {
 443                 shadow_pte->writable = guest_pte->writable;
 444                 guest_pte->dirty = 1;
 445             } else if ((guest_pte->dirty == 0) && (error_code.write == 0)) {
 446                 shadow_pte->writable = 0;
 447             }
 448
 449             // dirty flag has been set, check if its in the cache
 450             /*       if (find_pte_map(state->cached_ptes, PAGE_ADDR(guest_pa)) != NULL) { */
 451             /*  if (error_code.write == 1) { */
 452             /*    state->cached_cr3 = 0; */
 453             /*    shadow_pte->writable = guest_pte->writable; */
 454             /*  } else { */
 455             /*    shadow_pte->writable = 0; */
 456             /*  } */
 457             /*       } */
 458
 459             // Write hooks trump all, and are set Read Only
 460             if (shdw_reg->host_type == SHDW_REGION_WRITE_HOOK) {
 461                 shadow_pte->writable = 0;
 462             }
 463
 464         } else {
 465             // Page fault handled by hook functions
 466
 467             if (v3_handle_mem_full_hook(info, fault_addr, guest_pa, shdw_reg, error_code) == -1) {
 468                 PrintError("Special Page fault handler returned error for address: %p\n",  (void *)fault_addr);
 469                 return -1;
 470             }
 471         }
 472     } else if (shadow_pte_access == PT_ACCESS_WRITE_ERROR) {
 473         guest_pte->dirty = 1;
 474
 475         if (shdw_reg->host_type == SHDW_REGION_WRITE_HOOK) {
 476             if (v3_handle_mem_wr_hook(info, fault_addr, guest_pa, shdw_reg, error_code) == -1) {
 477                 PrintError("Special Page fault handler returned error for address: %p\n",  (void *)fault_addr);
 478                 return -1;
 479             }
 480         } else {
 481             PrintDebug("Shadow PTE Write Error\n");
 482             shadow_pte->writable = guest_pte->writable;
 483         }
 484
 485         /*     if (find_pte_map(state->cached_ptes, PAGE_ADDR(guest_pa)) != NULL) { */
 486         /*       struct shadow_page_state * state = &(info->shdw_pg_state); */
 487         /*       PrintDebug("Write operation on Guest PAge Table Page\n"); */
 488         /*       state->cached_cr3 = 0; */
 489         /*     } */
 490
 491         return 0;
 492
 493     } else {
 494         // Inject page fault into the guest
 495         inject_guest_pf(info, fault_addr, error_code);
 496         PrintError("PTE Page fault fell through... Not sure if this should ever happen\n");
 497         PrintError("Manual Says to inject page fault into guest\n");
 498         return -1;
 499     }
 500
 501     return 0;
 502 }
 503
 504
 505
 506 static int handle_2MB_shadow_pagefault_64(struct guest_info * info,
 507                                           addr_t fault_addr, pf_error_t error_code,
 508                                           pte64_t * shadow_pt, pde64_2MB_t * large_guest_pde)
 509 {
 510     pt_access_status_t shadow_pte_access = v3_can_access_pte64(shadow_pt, fault_addr, error_code);
 511     pte64_t * shadow_pte = (pte64_t *)&(shadow_pt[PTE64_INDEX(fault_addr)]);
 512     addr_t guest_fault_pa = BASE_TO_PAGE_ADDR_2MB(large_guest_pde->page_base_addr) + PAGE_OFFSET_2MB(fault_addr);
 513     //  struct shadow_page_state * state = &(info->shdw_pg_state);
 514
 515     PrintDebug("Handling 2MB fault (guest_fault_pa=%p) (error_code=%x)\n", (void *)guest_fault_pa, *(uint_t*)&error_code);
 516     PrintDebug("ShadowPT=%p, LargeGuestPDE=%p\n", shadow_pt, large_guest_pde);
 517
 518     struct v3_shadow_region * shdw_reg = v3_get_shadow_region(info, guest_fault_pa);
 519
 520
 521     if ((shdw_reg == NULL) ||
 522         (shdw_reg->host_type == SHDW_REGION_INVALID)) {
 523         // Inject a machine check in the guest
 524         PrintDebug("Invalid Guest Address in page table (0x%p)\n", (void *)guest_fault_pa);
 525         v3_raise_exception(info, MC_EXCEPTION);
 526         return 0;
 527     }
 528
 529     if (shadow_pte_access == PT_ACCESS_OK) {
 530         // Inconsistent state...
 531         // Guest Re-Entry will flush tables and everything should now workd
 532         PrintDebug("Inconsistent state... Guest re-entry should flush tlb\n");
 533         //PrintHostPageTree(info, fault_addr, info->ctrl_regs.cr3);
 534         return 0;
 535     }
 536
 537
 538     if (shadow_pte_access == PT_ACCESS_NOT_PRESENT) {
 539         // Get the guest physical address of the fault
 540
 541         if ((shdw_reg->host_type == SHDW_REGION_ALLOCATED) ||
 542             (shdw_reg->host_type == SHDW_REGION_WRITE_HOOK)) {
 543             addr_t shadow_pa = v3_get_shadow_addr(shdw_reg, guest_fault_pa);
 544
 545             PrintDebug("Shadow PA=%p, ShadowPTE=%p\n", (void *)shadow_pa, (void *)shadow_pte);
 546
 547             shadow_pte->page_base_addr = PAGE_BASE_ADDR(shadow_pa);
 548             PrintDebug("Test1\n");
 549
 550             shadow_pte->present = 1;
 551
 552             /* We are assuming that the PDE entry has precedence
 553              * so the Shadow PDE will mirror the guest PDE settings,
 554              * and we don't have to worry about them here
 555              * Allow everything
 556              */
 557             shadow_pte->user_page = 1;
 558
 559
 560
 561             /*       if (find_pte_map(state->cached_ptes, PAGE_ADDR(guest_fault_pa)) != NULL) { */
 562             /*  // Check if the entry is a page table... */
 563                  /*     PrintDebug("Marking page as Guest Page Table (large page)\n"); */
 564                  /*     shadow_pte->writable = 0; */
 565                  /*       } else */ if (shdw_reg->host_type == SHDW_REGION_WRITE_HOOK) {
 566                 shadow_pte->writable = 0;
 567             } else {
 568                 shadow_pte->writable = 1;
 569             }
 570
 571             //set according to VMM policy
 572             shadow_pte->write_through = large_guest_pde->write_through;
 573             shadow_pte->cache_disable = large_guest_pde->cache_disable;
 574             shadow_pte->global_page = large_guest_pde->global_page;
 575             //
 576
 577         } else {
 578             // Handle hooked pages as well as other special pages
 579             //      if (handle_special_page_fault(info, fault_addr, guest_fault_pa, error_code) == -1) {
 580
 581             if (v3_handle_mem_full_hook(info, fault_addr, guest_fault_pa, shdw_reg, error_code) == -1) {
 582                 PrintError("Special Page Fault handler returned error for address: %p\n", (void *)fault_addr);
 583                 return -1;
 584             }
 585         }
 586     } else if (shadow_pte_access == PT_ACCESS_WRITE_ERROR) {
 587
 588         if (shdw_reg->host_type == SHDW_REGION_WRITE_HOOK) {
 589
 590             if (v3_handle_mem_wr_hook(info, fault_addr, guest_fault_pa, shdw_reg, error_code) == -1) {
 591                 PrintError("Special Page Fault handler returned error for address: %p\n", (void *)fault_addr);
 592                 return -1;
 593             }
 594         }
 595
 596
 597         /*     if (find_pte_map(state->cached_ptes, PAGE_ADDR(guest_fault_pa)) != NULL) { */
 598         /*       struct shadow_page_state * state = &(info->shdw_pg_state); */
 599         /*       PrintDebug("Write operation on Guest PAge Table Page (large page)\n"); */
 600         /*       state->cached_cr3 = 0; */
 601         /*       shadow_pte->writable = 1; */
 602         /*     } */
 603
 604     } else {
 605         PrintError("Error in large page fault handler...\n");
 606         PrintError("This case should have been handled at the top level handler\n");
 607         return -1;
 608     }
 609
 610     //  PrintHostPageTree(info, fault_addr, info->ctrl_regs.cr3);
 611     PrintDebug("Returning from large page fault handler\n");
 612     return 0;
 613 }
 614
 615
 616
 617
 618 static int invalidation_cb_64(struct guest_info * info, page_type_t type,
 619                               addr_t vaddr, addr_t page_ptr, addr_t page_pa,
 620                               void * private_data) {
 621
 622     switch (type) {
 623         case PAGE_PML464:
 624             {
 625                 pml4e64_t * pml = (pml4e64_t *)page_ptr;
 626
 627                 if (pml[PML4E64_INDEX(vaddr)].present == 0) {
 628                     return 1;
 629                 }
 630                 return 0;
 631             }
 632         case PAGE_PDP64:
 633             {
 634                 pdpe64_t * pdp = (pdpe64_t *)page_ptr;
 635                 pdpe64_t * pdpe = &(pdp[PDPE64_INDEX(vaddr)]);
 636
 637                 if (pdpe->present == 0) {
 638                     return 1;
 639                 }
 640
 641                 if (pdpe->vmm_info == V3_LARGE_PG) {
 642                     PrintError("1 Gigabyte pages not supported\n");
 643                     return -1;
 644
 645                     pdpe->present = 0;
 646                     return 1;
 647                 }
 648
 649                 return 0;
 650             }
 651         case PAGE_PD64:
 652             {
 653                 pde64_t * pd = (pde64_t *)page_ptr;
 654                 pde64_t * pde = &(pd[PDE64_INDEX(vaddr)]);
 655
 656                 if (pde->present == 0) {
 657                     return 1;
 658                 }
 659
 660                 if (pde->vmm_info == V3_LARGE_PG) {
 661                     pde->present = 0;
 662                     return 1;
 663                 }
 664
 665                 return 0;
 666             }
 667         case PAGE_PT64:
 668             {
 669                 pte64_t * pt = (pte64_t *)page_ptr;
 670
 671                 pt[PTE64_INDEX(vaddr)].present = 0;
 672
 673                 return 1;
 674             }
 675         default:
 676             PrintError("Invalid Page Type\n");
 677             return -1;
 678
 679     }
 680
 681     // should not get here
 682     PrintError("Should not get here....\n");
 683     return -1;
 684 }
 685
 686
 687 static inline int handle_shadow_invlpg_64(struct guest_info * info, addr_t vaddr) {
 688     PrintDebug("INVLPG64 - %p\n",(void*)vaddr);
 689
 690     int ret =  v3_drill_host_pt_64(info, info->ctrl_regs.cr3, vaddr, invalidation_cb_64, NULL);
 691     if (ret == -1) {
 692         PrintError("Page table drill returned error.... \n");
 693         PrintHostPageTree(info, vaddr, info->ctrl_regs.cr3);
 694     }
 695
 696     return (ret == -1) ? -1 : 0;
 697 }