arch/x86/kvm/mmu/tdp_iter.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2
   3 #include "mmu_internal.h"
   4 #include "tdp_iter.h"
   5 #include "spte.h"
   6
   7 /*
   8  * Recalculates the pointer to the SPTE for the current GFN and level and
   9  * reread the SPTE.
  10  */
  11 static void tdp_iter_refresh_sptep(struct tdp_iter *iter)
  12 {
  13         iter->sptep = iter->pt_path[iter->level - 1] +
  14                 SHADOW_PT_INDEX(iter->gfn << PAGE_SHIFT, iter->level);
  15         iter->old_spte = READ_ONCE(*iter->sptep);
  16 }
  17
  18 static gfn_t round_gfn_for_level(gfn_t gfn, int level)
  19 {
  20         return gfn & -KVM_PAGES_PER_HPAGE(level);
  21 }
  22
  23 /*
  24  * Sets a TDP iterator to walk a pre-order traversal of the paging structure
  25  * rooted at root_pt, starting with the walk to translate goal_gfn.
  26  */
  27 void tdp_iter_start(struct tdp_iter *iter, u64 *root_pt, int root_level,
  28                     int min_level, gfn_t goal_gfn)
  29 {
  30         WARN_ON(root_level < 1);
  31         WARN_ON(root_level > PT64_ROOT_MAX_LEVEL);
  32
  33         iter->goal_gfn = goal_gfn;
  34         iter->root_level = root_level;
  35         iter->min_level = min_level;
  36         iter->level = root_level;
  37         iter->pt_path[iter->level - 1] = root_pt;
  38
  39         iter->gfn = round_gfn_for_level(iter->goal_gfn, iter->level);
  40         tdp_iter_refresh_sptep(iter);
  41
  42         iter->valid = true;
  43 }
  44
  45 /*
  46  * Given an SPTE and its level, returns a pointer containing the host virtual
  47  * address of the child page table referenced by the SPTE. Returns null if
  48  * there is no such entry.
  49  */
  50 u64 *spte_to_child_pt(u64 spte, int level)
  51 {
  52         /*
  53          * There's no child entry if this entry isn't present or is a
  54          * last-level entry.
  55          */
  56         if (!is_shadow_present_pte(spte) || is_last_spte(spte, level))
  57                 return NULL;
  58
  59         return __va(spte_to_pfn(spte) << PAGE_SHIFT);
  60 }
  61
  62 /*
  63  * Steps down one level in the paging structure towards the goal GFN. Returns
  64  * true if the iterator was able to step down a level, false otherwise.
  65  */
  66 static bool try_step_down(struct tdp_iter *iter)
  67 {
  68         u64 *child_pt;
  69
  70         if (iter->level == iter->min_level)
  71                 return false;
  72
  73         /*
  74          * Reread the SPTE before stepping down to avoid traversing into page
  75          * tables that are no longer linked from this entry.
  76          */
  77         iter->old_spte = READ_ONCE(*iter->sptep);
  78
  79         child_pt = spte_to_child_pt(iter->old_spte, iter->level);
  80         if (!child_pt)
  81                 return false;
  82
  83         iter->level--;
  84         iter->pt_path[iter->level - 1] = child_pt;
  85         iter->gfn = round_gfn_for_level(iter->goal_gfn, iter->level);
  86         tdp_iter_refresh_sptep(iter);
  87
  88         return true;
  89 }
  90
  91 /*
  92  * Steps to the next entry in the current page table, at the current page table
  93  * level. The next entry could point to a page backing guest memory or another
  94  * page table, or it could be non-present. Returns true if the iterator was
  95  * able to step to the next entry in the page table, false if the iterator was
  96  * already at the end of the current page table.
  97  */
  98 static bool try_step_side(struct tdp_iter *iter)
  99 {
 100         /*
 101          * Check if the iterator is already at the end of the current page
 102          * table.
 103          */
 104         if (SHADOW_PT_INDEX(iter->gfn << PAGE_SHIFT, iter->level) ==
 105             (PT64_ENT_PER_PAGE - 1))
 106                 return false;
 107
 108         iter->gfn += KVM_PAGES_PER_HPAGE(iter->level);
 109         iter->goal_gfn = iter->gfn;
 110         iter->sptep++;
 111         iter->old_spte = READ_ONCE(*iter->sptep);
 112
 113         return true;
 114 }
 115
 116 /*
 117  * Tries to traverse back up a level in the paging structure so that the walk
 118  * can continue from the next entry in the parent page table. Returns true on a
 119  * successful step up, false if already in the root page.
 120  */
 121 static bool try_step_up(struct tdp_iter *iter)
 122 {
 123         if (iter->level == iter->root_level)
 124                 return false;
 125
 126         iter->level++;
 127         iter->gfn = round_gfn_for_level(iter->gfn, iter->level);
 128         tdp_iter_refresh_sptep(iter);
 129
 130         return true;
 131 }
 132
 133 /*
 134  * Step to the next SPTE in a pre-order traversal of the paging structure.
 135  * To get to the next SPTE, the iterator either steps down towards the goal
 136  * GFN, if at a present, non-last-level SPTE, or over to a SPTE mapping a
 137  * highter GFN.
 138  *
 139  * The basic algorithm is as follows:
 140  * 1. If the current SPTE is a non-last-level SPTE, step down into the page
 141  *    table it points to.
 142  * 2. If the iterator cannot step down, it will try to step to the next SPTE
 143  *    in the current page of the paging structure.
 144  * 3. If the iterator cannot step to the next entry in the current page, it will
 145  *    try to step up to the parent paging structure page. In this case, that
 146  *    SPTE will have already been visited, and so the iterator must also step
 147  *    to the side again.
 148  */
 149 void tdp_iter_next(struct tdp_iter *iter)
 150 {
 151         if (try_step_down(iter))
 152                 return;
 153
 154         do {
 155                 if (try_step_side(iter))
 156                         return;
 157         } while (try_step_up(iter));
 158         iter->valid = false;
 159 }
 160
 161 /*
 162  * Restart the walk over the paging structure from the root, starting from the
 163  * highest gfn the iterator had previously reached. Assumes that the entire
 164  * paging structure, except the root page, may have been completely torn down
 165  * and rebuilt.
 166  */
 167 void tdp_iter_refresh_walk(struct tdp_iter *iter)
 168 {
 169         gfn_t goal_gfn = iter->goal_gfn;
 170
 171         if (iter->gfn > goal_gfn)
 172                 goal_gfn = iter->gfn;
 173
 174         tdp_iter_start(iter, iter->pt_path[iter->root_level - 1],
 175                        iter->root_level, iter->min_level, goal_gfn);
 176 }
 177
 178 u64 *tdp_iter_root_pt(struct tdp_iter *iter)
 179 {
 180         return iter->pt_path[iter->root_level - 1];
 181 }
 182