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 = kvm_tdp_mmu_read_spte(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, struct kvm_mmu_page *root,
  44                     int min_level, gfn_t next_last_level_gfn)
  45 {
  46         int root_level = root->role.level;
  47
  48         WARN_ON(root_level < 1);
  49         WARN_ON(root_level > PT64_ROOT_MAX_LEVEL);
  50
  51         iter->next_last_level_gfn = next_last_level_gfn;
  52         iter->root_level = root_level;
  53         iter->min_level = min_level;
  54         iter->pt_path[iter->root_level - 1] = (tdp_ptep_t)root->spt;
  55         iter->as_id = kvm_mmu_page_as_id(root);
  56
  57         tdp_iter_restart(iter);
  58 }
  59
  60 /*
  61  * Given an SPTE and its level, returns a pointer containing the host virtual
  62  * address of the child page table referenced by the SPTE. Returns null if
  63  * there is no such entry.
  64  */
  65 tdp_ptep_t spte_to_child_pt(u64 spte, int level)
  66 {
  67         /*
  68          * There's no child entry if this entry isn't present or is a
  69          * last-level entry.
  70          */
  71         if (!is_shadow_present_pte(spte) || is_last_spte(spte, level))
  72                 return NULL;
  73
  74         return (tdp_ptep_t)__va(spte_to_pfn(spte) << PAGE_SHIFT);
  75 }
  76
  77 /*
  78  * Steps down one level in the paging structure towards the goal GFN. Returns
  79  * true if the iterator was able to step down a level, false otherwise.
  80  */
  81 static bool try_step_down(struct tdp_iter *iter)
  82 {
  83         tdp_ptep_t child_pt;
  84
  85         if (iter->level == iter->min_level)
  86                 return false;
  87
  88         /*
  89          * Reread the SPTE before stepping down to avoid traversing into page
  90          * tables that are no longer linked from this entry.
  91          */
  92         iter->old_spte = kvm_tdp_mmu_read_spte(iter->sptep);
  93
  94         child_pt = spte_to_child_pt(iter->old_spte, iter->level);
  95         if (!child_pt)
  96                 return false;
  97
  98         iter->level--;
  99         iter->pt_path[iter->level - 1] = child_pt;
 100         iter->gfn = round_gfn_for_level(iter->next_last_level_gfn, iter->level);
 101         tdp_iter_refresh_sptep(iter);
 102
 103         return true;
 104 }
 105
 106 /*
 107  * Steps to the next entry in the current page table, at the current page table
 108  * level. The next entry could point to a page backing guest memory or another
 109  * page table, or it could be non-present. Returns true if the iterator was
 110  * able to step to the next entry in the page table, false if the iterator was
 111  * already at the end of the current page table.
 112  */
 113 static bool try_step_side(struct tdp_iter *iter)
 114 {
 115         /*
 116          * Check if the iterator is already at the end of the current page
 117          * table.
 118          */
 119         if (SHADOW_PT_INDEX(iter->gfn << PAGE_SHIFT, iter->level) ==
 120             (PT64_ENT_PER_PAGE - 1))
 121                 return false;
 122
 123         iter->gfn += KVM_PAGES_PER_HPAGE(iter->level);
 124         iter->next_last_level_gfn = iter->gfn;
 125         iter->sptep++;
 126         iter->old_spte = kvm_tdp_mmu_read_spte(iter->sptep);
 127
 128         return true;
 129 }
 130
 131 /*
 132  * Tries to traverse back up a level in the paging structure so that the walk
 133  * can continue from the next entry in the parent page table. Returns true on a
 134  * successful step up, false if already in the root page.
 135  */
 136 static bool try_step_up(struct tdp_iter *iter)
 137 {
 138         if (iter->level == iter->root_level)
 139                 return false;
 140
 141         iter->level++;
 142         iter->gfn = round_gfn_for_level(iter->gfn, iter->level);
 143         tdp_iter_refresh_sptep(iter);
 144
 145         return true;
 146 }
 147
 148 /*
 149  * Step the iterator back up a level in the paging structure. Should only be
 150  * used when the iterator is below the root level.
 151  */
 152 void tdp_iter_step_up(struct tdp_iter *iter)
 153 {
 154         WARN_ON(!try_step_up(iter));
 155 }
 156
 157 /*
 158  * Step to the next SPTE in a pre-order traversal of the paging structure.
 159  * To get to the next SPTE, the iterator either steps down towards the goal
 160  * GFN, if at a present, non-last-level SPTE, or over to a SPTE mapping a
 161  * highter GFN.
 162  *
 163  * The basic algorithm is as follows:
 164  * 1. If the current SPTE is a non-last-level SPTE, step down into the page
 165  *    table it points to.
 166  * 2. If the iterator cannot step down, it will try to step to the next SPTE
 167  *    in the current page of the paging structure.
 168  * 3. If the iterator cannot step to the next entry in the current page, it will
 169  *    try to step up to the parent paging structure page. In this case, that
 170  *    SPTE will have already been visited, and so the iterator must also step
 171  *    to the side again.
 172  */
 173 void tdp_iter_next(struct tdp_iter *iter)
 174 {
 175         if (iter->yielded) {
 176                 tdp_iter_restart(iter);
 177                 return;
 178         }
 179
 180         if (try_step_down(iter))
 181                 return;
 182
 183         do {
 184                 if (try_step_side(iter))
 185                         return;
 186         } while (try_step_up(iter));
 187         iter->valid = false;
 188 }
 189