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