Palacios Public Git Repository

To checkout Palacios execute

  git clone http://v3vee.org/palacios/palacios.web/palacios.git
This will give you the master branch. You probably want the devel branch or one of the release branches. To switch to the devel branch, simply execute
  cd palacios
  git checkout --track -b devel origin/devel
The other branches are similar.


Refactoring and additions to direct paging (nested and passthrough)
[palacios.git] / palacios / src / palacios / vmm_direct_paging_64.h
index 80dce91..6afb9fb 100644 (file)
 #include <palacios/vm_guest_mem.h>
 #include <palacios/vm_guest.h>
 
-// Reference: AMD Software Developer Manual Vol.2 Ch.5 "Page Translation and Protection"
-
-static int get_page_size() {
-
-    // Need to fix this....
-    return PAGE_SIZE_4KB; 
-
-
-#if 0
-   struct v3_mem_region * base_reg = &(info->vm_info->mem_map.base_region);
-
-   /* If the guest has been configured for 2MiB pages, then we must check for hooked regions of
-     * memory which may overlap with the 2MiB page containing the faulting address (due to
-     * potentially differing access policies in place for e.g. i/o devices and APIC). A 2MiB page
-     * can be used if a) no region overlaps the page [or b) a region does overlap but fully contains
-     * the page]. The [bracketed] text pertains to the #if 0'd code below, state D. TODO modify this
-     * note if someone decides to enable this optimization. It can be tested with the SeaStar
-     * mapping.
-     *
-     * Examples: (CAPS regions are returned by v3_get_next_mem_region; state A returns the base reg)
-     *
-     *    |region| |region|                               2MiB mapped (state A)
-     *                   |reg|          |REG|             2MiB mapped (state B)
-     *   |region|     |reg|   |REG| |region|   |reg|      4KiB mapped (state C)
-     *        |reg|  |reg|   |--REGION---|                [2MiB mapped (state D)]
-     * |--------------------------------------------|     RAM
-     *                             ^                      fault addr
-     * |----|----|----|----|----|page|----|----|----|     2MB pages
-     *                           >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>     search space
-     */
-    addr_t pg_start = 0UL, pg_end = 0UL; // 2MiB page containing the faulting address
-    struct v3_mem_region * pg_next_reg = NULL; // next immediate mem reg after page start addr
-    bool use_large_page = false;
-
-    if (region == NULL) {
-       PrintError("%s: invalid region, addr=%p\n", __FUNCTION__, (void *)fault_addr);
-       return -1;
-    }
-
-    // set use_large_page here
-    if (info->vm_info->paging_size == PAGING_2MB) {
-
-       // guest page maps to a host page + offset (so when we shift, it aligns with a host page)
-       pg_start = PAGE_ADDR_2MB(fault_addr);
-       pg_end = (pg_start + PAGE_SIZE_2MB);
-
-       PrintDebug("%s: page   [%p,%p) contains address\n", __FUNCTION__, (void *)pg_start, (void *)pg_end);
-
-       pg_next_reg = v3_get_next_mem_region(info->vm_info, info->cpu_id, pg_start);
-
-       if (pg_next_reg == NULL) {
-           PrintError("%s: Error: address not in base region, %p\n", __FUNCTION__, (void *)fault_addr);
-           return -1;
-       }
-
-       if (pg_next_reg->base == 1) { // next region == base region
-           use_large_page = 1; // State A
-       } else {
-#if 0       // State B/C and D optimization
-           use_large_page = (pg_next_reg->guest_end >= pg_end) &&
-               ((pg_next_reg->guest_start >= pg_end) || (pg_next_reg->guest_start <= pg_start));
-           PrintDebug("%s: region [%p,%p) %s partial overlap with page\n", __FUNCTION__,
-                   (void *)pg_next_reg->guest_start, (void *)pg_next_reg->guest_end,
-                   (use_large_page ? "does not have" : "has"));
-#else       // State B/C
-           use_large_page = (pg_next_reg->guest_start >= pg_end);
-           PrintDebug("%s: region [%p,%p) %s overlap with page\n", __FUNCTION__,
-                   (void *)pg_next_reg->guest_start, (void *)pg_next_reg->guest_end,
-                   (use_large_page ? "does not have" : "has"));
-#endif
-       }
-    }
-
-    PrintDebug("%s: Address gets a 2MiB page? %s\n", __FUNCTION__, (use_large_page ? "yes" : "no"));
-#endif
-}
+/* this always builds 4 level page tables, but large pages are allowed */
 
+// Reference: AMD Software Developer Manual Vol.2 Ch.5 "Page Translation and Protection"
 
-static inline int handle_passthrough_pagefault_64(struct guest_info * core, addr_t fault_addr, pf_error_t error_code) {
+static inline int handle_passthrough_pagefault_64(struct guest_info * core, addr_t fault_addr, pf_error_t error_code,
+                                                 addr_t *actual_start, addr_t *actual_end) {
     pml4e64_t * pml      = NULL;
     pdpe64_t * pdpe      = NULL;
     pde64_t * pde        = NULL;
@@ -118,18 +45,24 @@ static inline int handle_passthrough_pagefault_64(struct guest_info * core, addr
     int pde_index  = PDE64_INDEX(fault_addr);
     int pte_index  = PTE64_INDEX(fault_addr);
 
-    struct v3_mem_region * region =  v3_get_mem_region(core->vm_info, core->cpu_id, fault_addr);
+    struct v3_mem_region * region =  v3_get_mem_region(core->vm_info, core->vcpu_id, fault_addr);
     int page_size = PAGE_SIZE_4KB;
 
+    if (region == NULL) {
+       PrintError(core->vm_info, core, "%s: invalid region, addr=%p\n", __FUNCTION__, (void *)fault_addr);
+       return -1;
+    }
 
     /*  Check if:
      *  1. the guest is configured to use large pages and 
      *         2. the memory regions can be referenced by a large page
      */
-    if ((core->use_large_pages == 1) ) {
-       page_size = get_page_size();
+    if ((core->use_large_pages == 1) || (core->use_giant_pages == 1)) {
+       page_size = v3_get_max_page_size(core, fault_addr, LONG);
     }
 
+    PrintDebug(core->vm_info, core, "Using page size of %dKB\n", page_size / 1024);
+
  
     // Lookup the correct PML address based on the PAGING MODE
     if (core->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) {
@@ -140,7 +73,7 @@ static inline int handle_passthrough_pagefault_64(struct guest_info * core, addr
 
     //Fix up the PML entry
     if (pml[pml_index].present == 0) {
-       pdpe = (pdpe64_t *)create_generic_pt_page();
+       pdpe = (pdpe64_t *)create_generic_pt_page(core);
    
        // Set default PML Flags...
        pml[pml_index].present = 1;
@@ -154,7 +87,7 @@ static inline int handle_passthrough_pagefault_64(struct guest_info * core, addr
 
     // Fix up the PDPE entry
     if (pdpe[pdpe_index].present == 0) {
-       pde = (pde64_t *)create_generic_pt_page();
+       pde = (pde64_t *)create_generic_pt_page(core);
        
        // Set default PDPE Flags...
        pdpe[pdpe_index].present = 1;
@@ -171,6 +104,9 @@ static inline int handle_passthrough_pagefault_64(struct guest_info * core, addr
        pde2mb = (pde64_2MB_t *)pde; // all but these two lines are the same for PTE
        pde2mb[pde_index].large_page = 1;
 
+       *actual_start = BASE_TO_PAGE_ADDR_2MB(PAGE_BASE_ADDR_2MB(fault_addr));
+       *actual_end = BASE_TO_PAGE_ADDR_2MB(PAGE_BASE_ADDR_2MB(fault_addr)+1)-1;
+
        if (pde2mb[pde_index].present == 0) {
            pde2mb[pde_index].user_page = 1;
 
@@ -186,7 +122,7 @@ static inline int handle_passthrough_pagefault_64(struct guest_info * core, addr
                }
 
                if (v3_gpa_to_hpa(core, fault_addr, &host_addr) == -1) {
-                   PrintError("Error Could not translate fault addr (%p)\n", (void *)fault_addr);
+                   PrintError(core->vm_info, core, "Error Could not translate fault addr (%p)\n", (void *)fault_addr);
                    return -1;
                }
 
@@ -207,9 +143,12 @@ static inline int handle_passthrough_pagefault_64(struct guest_info * core, addr
 
     // Continue with the 4KiB page heirarchy
     
+    *actual_start = BASE_TO_PAGE_ADDR_4KB(PAGE_BASE_ADDR_4KB(fault_addr));
+    *actual_end = BASE_TO_PAGE_ADDR_4KB(PAGE_BASE_ADDR_4KB(fault_addr)+1)-1;
+
     // Fix up the PDE entry
     if (pde[pde_index].present == 0) {
-       pte = (pte64_t *)create_generic_pt_page();
+       pte = (pte64_t *)create_generic_pt_page(core);
        
        pde[pde_index].present = 1;
        pde[pde_index].writable = 1;
@@ -236,7 +175,7 @@ static inline int handle_passthrough_pagefault_64(struct guest_info * core, addr
            }
 
            if (v3_gpa_to_hpa(core, fault_addr, &host_addr) == -1) {
-               PrintError("Error Could not translate fault addr (%p)\n", (void *)fault_addr);
+               PrintError(core->vm_info, core, "Error Could not translate fault addr (%p)\n", (void *)fault_addr);
                return -1;
            }
 
@@ -254,7 +193,8 @@ static inline int handle_passthrough_pagefault_64(struct guest_info * core, addr
     return 0;
 }
 
-static inline int invalidate_addr_64(struct guest_info * core, addr_t inv_addr) {
+static inline int invalidate_addr_64_internal(struct guest_info * core, addr_t inv_addr,
+                                             addr_t *actual_start, uint64_t *actual_size) {
     pml4e64_t * pml = NULL;
     pdpe64_t * pdpe = NULL;
     pde64_t * pde = NULL;
@@ -279,34 +219,91 @@ static inline int invalidate_addr_64(struct guest_info * core, addr_t inv_addr)
     }
 
     if (pml[pml_index].present == 0) {
-       return 0;
+        *actual_start = BASE_TO_PAGE_ADDR_512GB(PAGE_BASE_ADDR_512GB(inv_addr));
+        *actual_size = PAGE_SIZE_512GB;
+       return 0;
     }
 
     pdpe = V3_VAddr((void*)BASE_TO_PAGE_ADDR(pml[pml_index].pdp_base_addr));
 
     if (pdpe[pdpe_index].present == 0) {
+        *actual_start = BASE_TO_PAGE_ADDR_1GB(PAGE_BASE_ADDR_1GB(inv_addr));
+        *actual_size = PAGE_SIZE_1GB;
        return 0;
     } else if (pdpe[pdpe_index].large_page == 1) { // 1GiB
        pdpe[pdpe_index].present = 0;
+       pdpe[pdpe_index].writable = 0;
+       pdpe[pdpe_index].user_page = 0;
+        *actual_start = BASE_TO_PAGE_ADDR_1GB(PAGE_BASE_ADDR_1GB(inv_addr));
+        *actual_size = PAGE_SIZE_1GB;
        return 0;
     }
 
     pde = V3_VAddr((void*)BASE_TO_PAGE_ADDR(pdpe[pdpe_index].pd_base_addr));
 
     if (pde[pde_index].present == 0) {
+        *actual_start = BASE_TO_PAGE_ADDR_2MB(PAGE_BASE_ADDR_2MB(inv_addr));
+        *actual_size = PAGE_SIZE_2MB;
        return 0;
     } else if (pde[pde_index].large_page == 1) { // 2MiB
        pde[pde_index].present = 0;
+       pde[pde_index].writable = 0;
+       pde[pde_index].user_page = 0;
+        *actual_start = BASE_TO_PAGE_ADDR_2MB(PAGE_BASE_ADDR_2MB(inv_addr));
+        *actual_size = PAGE_SIZE_2MB;
        return 0;
     }
 
     pte = V3_VAddr((void*)BASE_TO_PAGE_ADDR(pde[pde_index].pt_base_addr));
 
     pte[pte_index].present = 0; // 4KiB
+    pte[pte_index].writable = 0;
+    pte[pte_index].user_page = 0;
+
+    *actual_start = BASE_TO_PAGE_ADDR_4KB(PAGE_BASE_ADDR_4KB(inv_addr));
+    *actual_size = PAGE_SIZE_4KB;
 
     return 0;
 }
 
+static inline int invalidate_addr_64(struct guest_info * core, addr_t inv_addr, 
+                                    addr_t *actual_start, addr_t *actual_end)
+{
+  uint64_t len;
+  int rc;
+  
+  rc = invalidate_addr_64_internal(core,inv_addr,actual_start,&len);
+
+  *actual_end = *actual_start + len - 1;
+
+  return rc;
+}
+   
+static inline int invalidate_addr_64_range(struct guest_info * core, addr_t inv_addr_start, addr_t inv_addr_end, 
+                                          addr_t *actual_start, addr_t *actual_end)
+{
+  addr_t next;
+  addr_t start;
+  uint64_t len;
+  int rc;
+  
+  for (next=inv_addr_start; next<=inv_addr_end; ) {
+    rc = invalidate_addr_64_internal(core,next,&start, &len);
+    if (next==inv_addr_start) { 
+      // first iteration, capture where we start invalidating
+      *actual_start = start;
+    }
+    if (rc) { 
+      return rc;
+    }
+    next = start + len;
+    *actual_end = next;
+  }
+  // last iteration, actual_end is off by one
+  (*actual_end)--;
+  return 0;
+}
+
 
 
 #endif