xref: /kvm-unit-tests/x86/access.c (revision e7c37968d5f9fd45e6e2f88b82562fd89128e365)
17d36db35SAvi Kivity 
27d36db35SAvi Kivity #include "libcflat.h"
3*e7c37968SGleb Natapov #include "desc.h"
49c14b4d6SGleb Natapov #include "processor.h"
57d36db35SAvi Kivity 
67d36db35SAvi Kivity #define smp_id() 0
77d36db35SAvi Kivity 
87d36db35SAvi Kivity #define true 1
97d36db35SAvi Kivity #define false 0
107d36db35SAvi Kivity 
117d36db35SAvi Kivity static _Bool verbose = false;
127d36db35SAvi Kivity 
137d36db35SAvi Kivity typedef unsigned long pt_element_t;
147d36db35SAvi Kivity 
157d36db35SAvi Kivity #define PAGE_SIZE ((pt_element_t)4096)
167d36db35SAvi Kivity #define PAGE_MASK (~(PAGE_SIZE-1))
177d36db35SAvi Kivity 
187d36db35SAvi Kivity #define PT_BASE_ADDR_MASK ((pt_element_t)((((pt_element_t)1 << 40) - 1) & PAGE_MASK))
197d36db35SAvi Kivity #define PT_PSE_BASE_ADDR_MASK (PT_BASE_ADDR_MASK & ~(1ull << 21))
207d36db35SAvi Kivity 
217d36db35SAvi Kivity #define PT_PRESENT_MASK    ((pt_element_t)1 << 0)
227d36db35SAvi Kivity #define PT_WRITABLE_MASK   ((pt_element_t)1 << 1)
237d36db35SAvi Kivity #define PT_USER_MASK       ((pt_element_t)1 << 2)
247d36db35SAvi Kivity #define PT_ACCESSED_MASK   ((pt_element_t)1 << 5)
257d36db35SAvi Kivity #define PT_DIRTY_MASK      ((pt_element_t)1 << 6)
267d36db35SAvi Kivity #define PT_PSE_MASK        ((pt_element_t)1 << 7)
277d36db35SAvi Kivity #define PT_NX_MASK         ((pt_element_t)1 << 63)
287d36db35SAvi Kivity 
297d36db35SAvi Kivity #define CR0_WP_MASK (1UL << 16)
307d36db35SAvi Kivity 
317d36db35SAvi Kivity #define PFERR_PRESENT_MASK (1U << 0)
327d36db35SAvi Kivity #define PFERR_WRITE_MASK (1U << 1)
337d36db35SAvi Kivity #define PFERR_USER_MASK (1U << 2)
347d36db35SAvi Kivity #define PFERR_RESERVED_MASK (1U << 3)
357d36db35SAvi Kivity #define PFERR_FETCH_MASK (1U << 4)
367d36db35SAvi Kivity 
377d36db35SAvi Kivity #define MSR_EFER 0xc0000080
387d36db35SAvi Kivity #define EFER_NX_MASK		(1ull << 11)
397d36db35SAvi Kivity 
40988c9e88SXiao Guangrong #define PT_INDEX(address, level)       \
41988c9e88SXiao Guangrong        ((address) >> (12 + ((level)-1) * 9)) & 511
42988c9e88SXiao Guangrong 
437d36db35SAvi Kivity /*
447d36db35SAvi Kivity  * page table access check tests
457d36db35SAvi Kivity  */
467d36db35SAvi Kivity 
477d36db35SAvi Kivity enum {
487d36db35SAvi Kivity     AC_PTE_PRESENT,
497d36db35SAvi Kivity     AC_PTE_WRITABLE,
507d36db35SAvi Kivity     AC_PTE_USER,
517d36db35SAvi Kivity     AC_PTE_ACCESSED,
527d36db35SAvi Kivity     AC_PTE_DIRTY,
537d36db35SAvi Kivity     AC_PTE_NX,
547d36db35SAvi Kivity     AC_PTE_BIT51,
557d36db35SAvi Kivity 
567d36db35SAvi Kivity     AC_PDE_PRESENT,
577d36db35SAvi Kivity     AC_PDE_WRITABLE,
587d36db35SAvi Kivity     AC_PDE_USER,
597d36db35SAvi Kivity     AC_PDE_ACCESSED,
607d36db35SAvi Kivity     AC_PDE_DIRTY,
617d36db35SAvi Kivity     AC_PDE_PSE,
627d36db35SAvi Kivity     AC_PDE_NX,
637d36db35SAvi Kivity     AC_PDE_BIT51,
647d36db35SAvi Kivity 
657d36db35SAvi Kivity     AC_ACCESS_USER,
667d36db35SAvi Kivity     AC_ACCESS_WRITE,
677d36db35SAvi Kivity     AC_ACCESS_FETCH,
687d36db35SAvi Kivity     AC_ACCESS_TWICE,
697d36db35SAvi Kivity     // AC_ACCESS_PTE,
707d36db35SAvi Kivity 
717d36db35SAvi Kivity     AC_CPU_EFER_NX,
727d36db35SAvi Kivity     AC_CPU_CR0_WP,
737d36db35SAvi Kivity 
747d36db35SAvi Kivity     NR_AC_FLAGS
757d36db35SAvi Kivity };
767d36db35SAvi Kivity 
777d36db35SAvi Kivity const char *ac_names[] = {
787d36db35SAvi Kivity     [AC_PTE_PRESENT] = "pte.p",
797d36db35SAvi Kivity     [AC_PTE_ACCESSED] = "pte.a",
807d36db35SAvi Kivity     [AC_PTE_WRITABLE] = "pte.rw",
817d36db35SAvi Kivity     [AC_PTE_USER] = "pte.user",
827d36db35SAvi Kivity     [AC_PTE_DIRTY] = "pte.d",
837d36db35SAvi Kivity     [AC_PTE_NX] = "pte.nx",
847d36db35SAvi Kivity     [AC_PTE_BIT51] = "pte.51",
857d36db35SAvi Kivity     [AC_PDE_PRESENT] = "pde.p",
867d36db35SAvi Kivity     [AC_PDE_ACCESSED] = "pde.a",
877d36db35SAvi Kivity     [AC_PDE_WRITABLE] = "pde.rw",
887d36db35SAvi Kivity     [AC_PDE_USER] = "pde.user",
897d36db35SAvi Kivity     [AC_PDE_DIRTY] = "pde.d",
907d36db35SAvi Kivity     [AC_PDE_PSE] = "pde.pse",
917d36db35SAvi Kivity     [AC_PDE_NX] = "pde.nx",
927d36db35SAvi Kivity     [AC_PDE_BIT51] = "pde.51",
937d36db35SAvi Kivity     [AC_ACCESS_WRITE] = "write",
947d36db35SAvi Kivity     [AC_ACCESS_USER] = "user",
957d36db35SAvi Kivity     [AC_ACCESS_FETCH] = "fetch",
967d36db35SAvi Kivity     [AC_ACCESS_TWICE] = "twice",
977d36db35SAvi Kivity     [AC_CPU_EFER_NX] = "efer.nx",
987d36db35SAvi Kivity     [AC_CPU_CR0_WP] = "cr0.wp",
997d36db35SAvi Kivity };
1007d36db35SAvi Kivity 
1017d36db35SAvi Kivity static inline void *va(pt_element_t phys)
1027d36db35SAvi Kivity {
1037d36db35SAvi Kivity     return (void *)phys;
1047d36db35SAvi Kivity }
1057d36db35SAvi Kivity 
1067d36db35SAvi Kivity typedef struct {
1077d36db35SAvi Kivity     pt_element_t pt_pool;
1087d36db35SAvi Kivity     unsigned pt_pool_size;
1097d36db35SAvi Kivity     unsigned pt_pool_current;
1107d36db35SAvi Kivity } ac_pool_t;
1117d36db35SAvi Kivity 
1127d36db35SAvi Kivity typedef struct {
1137d36db35SAvi Kivity     unsigned flags[NR_AC_FLAGS];
1147d36db35SAvi Kivity     void *virt;
1157d36db35SAvi Kivity     pt_element_t phys;
1167d36db35SAvi Kivity     pt_element_t *ptep;
1177d36db35SAvi Kivity     pt_element_t expected_pte;
1187d36db35SAvi Kivity     pt_element_t *pdep;
1197d36db35SAvi Kivity     pt_element_t expected_pde;
1207d36db35SAvi Kivity     pt_element_t ignore_pde;
1217d36db35SAvi Kivity     int expected_fault;
1227d36db35SAvi Kivity     unsigned expected_error;
1237d36db35SAvi Kivity } ac_test_t;
1247d36db35SAvi Kivity 
1257d36db35SAvi Kivity typedef struct {
1267d36db35SAvi Kivity     unsigned short limit;
1277d36db35SAvi Kivity     unsigned long linear_addr;
1287d36db35SAvi Kivity } __attribute__((packed)) descriptor_table_t;
1297d36db35SAvi Kivity 
1307d36db35SAvi Kivity 
1317d36db35SAvi Kivity static void ac_test_show(ac_test_t *at);
1327d36db35SAvi Kivity 
1337d36db35SAvi Kivity void set_cr0_wp(int wp)
1347d36db35SAvi Kivity {
1357d36db35SAvi Kivity     unsigned long cr0 = read_cr0();
1367d36db35SAvi Kivity 
1377d36db35SAvi Kivity     cr0 &= ~CR0_WP_MASK;
1387d36db35SAvi Kivity     if (wp)
1397d36db35SAvi Kivity 	cr0 |= CR0_WP_MASK;
1407d36db35SAvi Kivity     write_cr0(cr0);
1417d36db35SAvi Kivity }
1427d36db35SAvi Kivity 
1437d36db35SAvi Kivity void set_efer_nx(int nx)
1447d36db35SAvi Kivity {
1457d36db35SAvi Kivity     unsigned long long efer;
1467d36db35SAvi Kivity 
1477d36db35SAvi Kivity     efer = rdmsr(MSR_EFER);
1487d36db35SAvi Kivity     efer &= ~EFER_NX_MASK;
1497d36db35SAvi Kivity     if (nx)
1507d36db35SAvi Kivity 	efer |= EFER_NX_MASK;
1517d36db35SAvi Kivity     wrmsr(MSR_EFER, efer);
1527d36db35SAvi Kivity }
1537d36db35SAvi Kivity 
1547d36db35SAvi Kivity static void ac_env_int(ac_pool_t *pool)
1557d36db35SAvi Kivity {
1569c14b4d6SGleb Natapov     setup_idt();
1577d36db35SAvi Kivity 
1587d36db35SAvi Kivity     extern char page_fault, kernel_entry;
1599c14b4d6SGleb Natapov     set_idt_entry(14, &page_fault, 0);
1609c14b4d6SGleb Natapov     set_idt_entry(0x20, &kernel_entry, 3);
1617d36db35SAvi Kivity 
1627d36db35SAvi Kivity     pool->pt_pool = 33 * 1024 * 1024;
1637d36db35SAvi Kivity     pool->pt_pool_size = 120 * 1024 * 1024 - pool->pt_pool;
1647d36db35SAvi Kivity     pool->pt_pool_current = 0;
1657d36db35SAvi Kivity }
1667d36db35SAvi Kivity 
1677d36db35SAvi Kivity void ac_test_init(ac_test_t *at, void *virt)
1687d36db35SAvi Kivity {
1697d36db35SAvi Kivity     wrmsr(MSR_EFER, rdmsr(MSR_EFER) | EFER_NX_MASK);
1707d36db35SAvi Kivity     set_cr0_wp(1);
1717d36db35SAvi Kivity     for (int i = 0; i < NR_AC_FLAGS; ++i)
1727d36db35SAvi Kivity 	at->flags[i] = 0;
1737d36db35SAvi Kivity     at->virt = virt;
1747d36db35SAvi Kivity     at->phys = 32 * 1024 * 1024;
1757d36db35SAvi Kivity }
1767d36db35SAvi Kivity 
1777d36db35SAvi Kivity int ac_test_bump_one(ac_test_t *at)
1787d36db35SAvi Kivity {
1797d36db35SAvi Kivity     for (int i = 0; i < NR_AC_FLAGS; ++i)
1807d36db35SAvi Kivity 	if (!at->flags[i]) {
1817d36db35SAvi Kivity 	    at->flags[i] = 1;
1827d36db35SAvi Kivity 	    return 1;
1837d36db35SAvi Kivity 	} else
1847d36db35SAvi Kivity 	    at->flags[i] = 0;
1857d36db35SAvi Kivity     return 0;
1867d36db35SAvi Kivity }
1877d36db35SAvi Kivity 
1887d36db35SAvi Kivity _Bool ac_test_legal(ac_test_t *at)
1897d36db35SAvi Kivity {
1907d36db35SAvi Kivity     if (at->flags[AC_ACCESS_FETCH] && at->flags[AC_ACCESS_WRITE])
1917d36db35SAvi Kivity 	return false;
1927d36db35SAvi Kivity     return true;
1937d36db35SAvi Kivity }
1947d36db35SAvi Kivity 
1957d36db35SAvi Kivity int ac_test_bump(ac_test_t *at)
1967d36db35SAvi Kivity {
1977d36db35SAvi Kivity     int ret;
1987d36db35SAvi Kivity 
1997d36db35SAvi Kivity     ret = ac_test_bump_one(at);
2007d36db35SAvi Kivity     while (ret && !ac_test_legal(at))
2017d36db35SAvi Kivity 	ret = ac_test_bump_one(at);
2027d36db35SAvi Kivity     return ret;
2037d36db35SAvi Kivity }
2047d36db35SAvi Kivity 
2057d36db35SAvi Kivity void invlpg(void *addr)
2067d36db35SAvi Kivity {
2077d36db35SAvi Kivity     asm volatile ("invlpg (%0)" : : "r"(addr));
2087d36db35SAvi Kivity }
2097d36db35SAvi Kivity 
2107d36db35SAvi Kivity pt_element_t ac_test_alloc_pt(ac_pool_t *pool)
2117d36db35SAvi Kivity {
2127d36db35SAvi Kivity     pt_element_t ret = pool->pt_pool + pool->pt_pool_current;
2137d36db35SAvi Kivity     pool->pt_pool_current += PAGE_SIZE;
2147d36db35SAvi Kivity     return ret;
2157d36db35SAvi Kivity }
2167d36db35SAvi Kivity 
2177d36db35SAvi Kivity _Bool ac_test_enough_room(ac_pool_t *pool)
2187d36db35SAvi Kivity {
2197d36db35SAvi Kivity     return pool->pt_pool_current + 4 * PAGE_SIZE <= pool->pt_pool_size;
2207d36db35SAvi Kivity }
2217d36db35SAvi Kivity 
2227d36db35SAvi Kivity void ac_test_reset_pt_pool(ac_pool_t *pool)
2237d36db35SAvi Kivity {
2247d36db35SAvi Kivity     pool->pt_pool_current = 0;
2257d36db35SAvi Kivity }
2267d36db35SAvi Kivity 
2277d36db35SAvi Kivity void ac_set_expected_status(ac_test_t *at)
2287d36db35SAvi Kivity {
2297d36db35SAvi Kivity     int pde_valid, pte_valid;
2307d36db35SAvi Kivity 
2317d36db35SAvi Kivity     invlpg(at->virt);
2327d36db35SAvi Kivity 
2337d36db35SAvi Kivity     if (at->ptep)
2347d36db35SAvi Kivity 	at->expected_pte = *at->ptep;
2357d36db35SAvi Kivity     at->expected_pde = *at->pdep;
2367d36db35SAvi Kivity     at->ignore_pde = 0;
2377d36db35SAvi Kivity     at->expected_fault = 0;
2387d36db35SAvi Kivity     at->expected_error = PFERR_PRESENT_MASK;
2397d36db35SAvi Kivity 
2407d36db35SAvi Kivity     pde_valid = at->flags[AC_PDE_PRESENT]
2417d36db35SAvi Kivity         && !at->flags[AC_PDE_BIT51]
2427d36db35SAvi Kivity         && !(at->flags[AC_PDE_NX] && !at->flags[AC_CPU_EFER_NX]);
2437d36db35SAvi Kivity     pte_valid = pde_valid
2447d36db35SAvi Kivity         && at->flags[AC_PTE_PRESENT]
2457d36db35SAvi Kivity         && !at->flags[AC_PTE_BIT51]
2467d36db35SAvi Kivity         && !(at->flags[AC_PTE_NX] && !at->flags[AC_CPU_EFER_NX]);
2477d36db35SAvi Kivity     if (at->flags[AC_ACCESS_TWICE]) {
2487d36db35SAvi Kivity 	if (pde_valid) {
2497d36db35SAvi Kivity 	    at->expected_pde |= PT_ACCESSED_MASK;
2507d36db35SAvi Kivity 	    if (pte_valid)
2517d36db35SAvi Kivity 		at->expected_pte |= PT_ACCESSED_MASK;
2527d36db35SAvi Kivity 	}
2537d36db35SAvi Kivity     }
2547d36db35SAvi Kivity 
2557d36db35SAvi Kivity     if (at->flags[AC_ACCESS_USER])
2567d36db35SAvi Kivity 	at->expected_error |= PFERR_USER_MASK;
2577d36db35SAvi Kivity 
2587d36db35SAvi Kivity     if (at->flags[AC_ACCESS_WRITE])
2597d36db35SAvi Kivity 	at->expected_error |= PFERR_WRITE_MASK;
2607d36db35SAvi Kivity 
2617d36db35SAvi Kivity     if (at->flags[AC_ACCESS_FETCH])
2627d36db35SAvi Kivity 	at->expected_error |= PFERR_FETCH_MASK;
2637d36db35SAvi Kivity 
2647d36db35SAvi Kivity     if (!at->flags[AC_PDE_PRESENT]) {
2657d36db35SAvi Kivity 	at->expected_fault = 1;
2667d36db35SAvi Kivity 	at->expected_error &= ~PFERR_PRESENT_MASK;
2677d36db35SAvi Kivity     } else if (!pde_valid) {
2687d36db35SAvi Kivity         at->expected_fault = 1;
2697d36db35SAvi Kivity         at->expected_error |= PFERR_RESERVED_MASK;
2707d36db35SAvi Kivity     }
2717d36db35SAvi Kivity 
2727d36db35SAvi Kivity     if (at->flags[AC_ACCESS_USER] && !at->flags[AC_PDE_USER])
2737d36db35SAvi Kivity 	at->expected_fault = 1;
2747d36db35SAvi Kivity 
2757d36db35SAvi Kivity     if (at->flags[AC_ACCESS_WRITE]
2767d36db35SAvi Kivity 	&& !at->flags[AC_PDE_WRITABLE]
2777d36db35SAvi Kivity 	&& (at->flags[AC_CPU_CR0_WP] || at->flags[AC_ACCESS_USER]))
2787d36db35SAvi Kivity 	at->expected_fault = 1;
2797d36db35SAvi Kivity 
2807d36db35SAvi Kivity     if (at->flags[AC_ACCESS_FETCH] && at->flags[AC_PDE_NX])
2817d36db35SAvi Kivity 	at->expected_fault = 1;
2827d36db35SAvi Kivity 
2837d36db35SAvi Kivity     if (!at->flags[AC_PDE_ACCESSED])
2847d36db35SAvi Kivity         at->ignore_pde = PT_ACCESSED_MASK;
2857d36db35SAvi Kivity 
2867d36db35SAvi Kivity     if (!pde_valid)
2877d36db35SAvi Kivity 	goto fault;
2887d36db35SAvi Kivity 
2897d36db35SAvi Kivity     if (!at->expected_fault)
2907d36db35SAvi Kivity         at->expected_pde |= PT_ACCESSED_MASK;
2917d36db35SAvi Kivity 
2927d36db35SAvi Kivity     if (at->flags[AC_PDE_PSE]) {
2937d36db35SAvi Kivity 	if (at->flags[AC_ACCESS_WRITE] && !at->expected_fault)
2947d36db35SAvi Kivity 	    at->expected_pde |= PT_DIRTY_MASK;
2957d36db35SAvi Kivity 	goto no_pte;
2967d36db35SAvi Kivity     }
2977d36db35SAvi Kivity 
2987d36db35SAvi Kivity     if (!at->flags[AC_PTE_PRESENT]) {
2997d36db35SAvi Kivity 	at->expected_fault = 1;
3007d36db35SAvi Kivity 	at->expected_error &= ~PFERR_PRESENT_MASK;
3017d36db35SAvi Kivity     } else if (!pte_valid) {
3027d36db35SAvi Kivity         at->expected_fault = 1;
3037d36db35SAvi Kivity         at->expected_error |= PFERR_RESERVED_MASK;
3047d36db35SAvi Kivity     }
3057d36db35SAvi Kivity 
3067d36db35SAvi Kivity     if (at->flags[AC_ACCESS_USER] && !at->flags[AC_PTE_USER])
3077d36db35SAvi Kivity 	at->expected_fault = 1;
3087d36db35SAvi Kivity 
3097d36db35SAvi Kivity     if (at->flags[AC_ACCESS_WRITE]
3107d36db35SAvi Kivity 	&& !at->flags[AC_PTE_WRITABLE]
3117d36db35SAvi Kivity 	&& (at->flags[AC_CPU_CR0_WP] || at->flags[AC_ACCESS_USER]))
3127d36db35SAvi Kivity 	at->expected_fault = 1;
3137d36db35SAvi Kivity 
3147d36db35SAvi Kivity     if (at->flags[AC_ACCESS_FETCH] && at->flags[AC_PTE_NX])
3157d36db35SAvi Kivity 	at->expected_fault = 1;
3167d36db35SAvi Kivity 
3177d36db35SAvi Kivity     if (at->expected_fault)
3187d36db35SAvi Kivity 	goto fault;
3197d36db35SAvi Kivity 
3207d36db35SAvi Kivity     at->expected_pte |= PT_ACCESSED_MASK;
3217d36db35SAvi Kivity     if (at->flags[AC_ACCESS_WRITE])
3227d36db35SAvi Kivity 	at->expected_pte |= PT_DIRTY_MASK;
3237d36db35SAvi Kivity 
3247d36db35SAvi Kivity no_pte:
3257d36db35SAvi Kivity fault:
3267d36db35SAvi Kivity     if (!at->expected_fault)
3277d36db35SAvi Kivity         at->ignore_pde = 0;
3287d36db35SAvi Kivity     if (!at->flags[AC_CPU_EFER_NX])
3297d36db35SAvi Kivity         at->expected_error &= ~PFERR_FETCH_MASK;
3307d36db35SAvi Kivity }
3317d36db35SAvi Kivity 
332aca2f8c5SXiao Guangrong void __ac_setup_specific_pages(ac_test_t *at, ac_pool_t *pool, u64 pd_page,
333aca2f8c5SXiao Guangrong 			       u64 pt_page)
334aca2f8c5SXiao Guangrong 
3357d36db35SAvi Kivity {
3367d36db35SAvi Kivity     unsigned long root = read_cr3();
3377d36db35SAvi Kivity 
3387d36db35SAvi Kivity     if (!ac_test_enough_room(pool))
3397d36db35SAvi Kivity 	ac_test_reset_pt_pool(pool);
3407d36db35SAvi Kivity 
3417d36db35SAvi Kivity     at->ptep = 0;
3427d36db35SAvi Kivity     for (int i = 4; i >= 1 && (i >= 2 || !at->flags[AC_PDE_PSE]); --i) {
3437d36db35SAvi Kivity 	pt_element_t *vroot = va(root & PT_BASE_ADDR_MASK);
344988c9e88SXiao Guangrong 	unsigned index = PT_INDEX((unsigned long)at->virt, i);
3457d36db35SAvi Kivity 	pt_element_t pte = 0;
3467d36db35SAvi Kivity 	switch (i) {
3477d36db35SAvi Kivity 	case 4:
3487d36db35SAvi Kivity 	case 3:
349aca2f8c5SXiao Guangrong 	    pte = pd_page ? pd_page : ac_test_alloc_pt(pool);
350aca2f8c5SXiao Guangrong 	    pte |= PT_PRESENT_MASK | PT_WRITABLE_MASK | PT_USER_MASK;
3517d36db35SAvi Kivity 	    break;
3527d36db35SAvi Kivity 	case 2:
3537d36db35SAvi Kivity 	    if (!at->flags[AC_PDE_PSE])
354aca2f8c5SXiao Guangrong 		pte = pt_page ? pt_page : ac_test_alloc_pt(pool);
3557d36db35SAvi Kivity 	    else {
3567d36db35SAvi Kivity 		pte = at->phys & PT_PSE_BASE_ADDR_MASK;
3577d36db35SAvi Kivity 		pte |= PT_PSE_MASK;
3587d36db35SAvi Kivity 	    }
3597d36db35SAvi Kivity 	    if (at->flags[AC_PDE_PRESENT])
3607d36db35SAvi Kivity 		pte |= PT_PRESENT_MASK;
3617d36db35SAvi Kivity 	    if (at->flags[AC_PDE_WRITABLE])
3627d36db35SAvi Kivity 		pte |= PT_WRITABLE_MASK;
3637d36db35SAvi Kivity 	    if (at->flags[AC_PDE_USER])
3647d36db35SAvi Kivity 		pte |= PT_USER_MASK;
3657d36db35SAvi Kivity 	    if (at->flags[AC_PDE_ACCESSED])
3667d36db35SAvi Kivity 		pte |= PT_ACCESSED_MASK;
3677d36db35SAvi Kivity 	    if (at->flags[AC_PDE_DIRTY])
3687d36db35SAvi Kivity 		pte |= PT_DIRTY_MASK;
3697d36db35SAvi Kivity 	    if (at->flags[AC_PDE_NX])
3707d36db35SAvi Kivity 		pte |= PT_NX_MASK;
3717d36db35SAvi Kivity 	    if (at->flags[AC_PDE_BIT51])
3727d36db35SAvi Kivity 		pte |= 1ull << 51;
3737d36db35SAvi Kivity 	    at->pdep = &vroot[index];
3747d36db35SAvi Kivity 	    break;
3757d36db35SAvi Kivity 	case 1:
3767d36db35SAvi Kivity 	    pte = at->phys & PT_BASE_ADDR_MASK;
3777d36db35SAvi Kivity 	    if (at->flags[AC_PTE_PRESENT])
3787d36db35SAvi Kivity 		pte |= PT_PRESENT_MASK;
3797d36db35SAvi Kivity 	    if (at->flags[AC_PTE_WRITABLE])
3807d36db35SAvi Kivity 		pte |= PT_WRITABLE_MASK;
3817d36db35SAvi Kivity 	    if (at->flags[AC_PTE_USER])
3827d36db35SAvi Kivity 		pte |= PT_USER_MASK;
3837d36db35SAvi Kivity 	    if (at->flags[AC_PTE_ACCESSED])
3847d36db35SAvi Kivity 		pte |= PT_ACCESSED_MASK;
3857d36db35SAvi Kivity 	    if (at->flags[AC_PTE_DIRTY])
3867d36db35SAvi Kivity 		pte |= PT_DIRTY_MASK;
3877d36db35SAvi Kivity 	    if (at->flags[AC_PTE_NX])
3887d36db35SAvi Kivity 		pte |= PT_NX_MASK;
3897d36db35SAvi Kivity 	    if (at->flags[AC_PTE_BIT51])
3907d36db35SAvi Kivity 		pte |= 1ull << 51;
3917d36db35SAvi Kivity 	    at->ptep = &vroot[index];
3927d36db35SAvi Kivity 	    break;
3937d36db35SAvi Kivity 	}
3947d36db35SAvi Kivity 	vroot[index] = pte;
3957d36db35SAvi Kivity 	root = vroot[index];
3967d36db35SAvi Kivity     }
3977d36db35SAvi Kivity     ac_set_expected_status(at);
3987d36db35SAvi Kivity }
3997d36db35SAvi Kivity 
400aca2f8c5SXiao Guangrong static void ac_test_setup_pte(ac_test_t *at, ac_pool_t *pool)
401aca2f8c5SXiao Guangrong {
402aca2f8c5SXiao Guangrong 	__ac_setup_specific_pages(at, pool, 0, 0);
403aca2f8c5SXiao Guangrong }
404aca2f8c5SXiao Guangrong 
405aca2f8c5SXiao Guangrong static void ac_setup_specific_pages(ac_test_t *at, ac_pool_t *pool,
406aca2f8c5SXiao Guangrong 				    u64 pd_page, u64 pt_page)
407aca2f8c5SXiao Guangrong {
408aca2f8c5SXiao Guangrong 	return __ac_setup_specific_pages(at, pool, pd_page, pt_page);
409aca2f8c5SXiao Guangrong }
410aca2f8c5SXiao Guangrong 
411988c9e88SXiao Guangrong static void dump_mapping(ac_test_t *at)
412988c9e88SXiao Guangrong {
413988c9e88SXiao Guangrong 	unsigned long root = read_cr3();
414988c9e88SXiao Guangrong 	int i;
415988c9e88SXiao Guangrong 
416988c9e88SXiao Guangrong 	printf("Dump mapping: address: %llx\n", at->virt);
417988c9e88SXiao Guangrong 	for (i = 4; i >= 1 && (i >= 2 || !at->flags[AC_PDE_PSE]); --i) {
418988c9e88SXiao Guangrong 		pt_element_t *vroot = va(root & PT_BASE_ADDR_MASK);
419988c9e88SXiao Guangrong 		unsigned index = PT_INDEX((unsigned long)at->virt, i);
420988c9e88SXiao Guangrong 		pt_element_t pte = vroot[index];
421988c9e88SXiao Guangrong 
422988c9e88SXiao Guangrong 		printf("------L%d: %llx\n", i, pte);
423988c9e88SXiao Guangrong 		root = vroot[index];
424988c9e88SXiao Guangrong 	}
425988c9e88SXiao Guangrong }
426988c9e88SXiao Guangrong 
4277d36db35SAvi Kivity static void ac_test_check(ac_test_t *at, _Bool *success_ret, _Bool cond,
4287d36db35SAvi Kivity                           const char *fmt, ...)
4297d36db35SAvi Kivity {
4307d36db35SAvi Kivity     va_list ap;
4317d36db35SAvi Kivity     char buf[500];
4327d36db35SAvi Kivity 
4337d36db35SAvi Kivity     if (!*success_ret) {
4347d36db35SAvi Kivity         return;
4357d36db35SAvi Kivity     }
4367d36db35SAvi Kivity 
4377d36db35SAvi Kivity     if (!cond) {
4387d36db35SAvi Kivity         return;
4397d36db35SAvi Kivity     }
4407d36db35SAvi Kivity 
4417d36db35SAvi Kivity     *success_ret = false;
4427d36db35SAvi Kivity 
4437d36db35SAvi Kivity     if (!verbose) {
4447d36db35SAvi Kivity         ac_test_show(at);
4457d36db35SAvi Kivity     }
4467d36db35SAvi Kivity 
4477d36db35SAvi Kivity     va_start(ap, fmt);
4487d36db35SAvi Kivity     vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, ap);
4497d36db35SAvi Kivity     va_end(ap);
4507d36db35SAvi Kivity     printf("FAIL: %s\n", buf);
451988c9e88SXiao Guangrong     dump_mapping(at);
4527d36db35SAvi Kivity }
4537d36db35SAvi Kivity 
4547d36db35SAvi Kivity static int pt_match(pt_element_t pte1, pt_element_t pte2, pt_element_t ignore)
4557d36db35SAvi Kivity {
4567d36db35SAvi Kivity     pte1 &= ~ignore;
4577d36db35SAvi Kivity     pte2 &= ~ignore;
4587d36db35SAvi Kivity     return pte1 == pte2;
4597d36db35SAvi Kivity }
4607d36db35SAvi Kivity 
4617d36db35SAvi Kivity int ac_test_do_access(ac_test_t *at)
4627d36db35SAvi Kivity {
4637d36db35SAvi Kivity     static unsigned unique = 42;
4647d36db35SAvi Kivity     int fault = 0;
4657d36db35SAvi Kivity     unsigned e;
4667d36db35SAvi Kivity     static unsigned char user_stack[4096];
4677d36db35SAvi Kivity     unsigned long rsp;
4687d36db35SAvi Kivity     _Bool success = true;
4697d36db35SAvi Kivity 
4707d36db35SAvi Kivity     ++unique;
4717d36db35SAvi Kivity 
4727d36db35SAvi Kivity     *((unsigned char *)at->phys) = 0xc3; /* ret */
4737d36db35SAvi Kivity 
4747d36db35SAvi Kivity     unsigned r = unique;
4757d36db35SAvi Kivity     set_cr0_wp(at->flags[AC_CPU_CR0_WP]);
4767d36db35SAvi Kivity     set_efer_nx(at->flags[AC_CPU_EFER_NX]);
4777d36db35SAvi Kivity 
4787d36db35SAvi Kivity     if (at->flags[AC_ACCESS_TWICE]) {
4797d36db35SAvi Kivity 	asm volatile (
4807d36db35SAvi Kivity 	    "mov $fixed2, %%rsi \n\t"
4817d36db35SAvi Kivity 	    "mov (%[addr]), %[reg] \n\t"
4827d36db35SAvi Kivity 	    "fixed2:"
4837d36db35SAvi Kivity 	    : [reg]"=r"(r), [fault]"=a"(fault), "=b"(e)
4847d36db35SAvi Kivity 	    : [addr]"r"(at->virt)
4857d36db35SAvi Kivity 	    : "rsi"
4867d36db35SAvi Kivity 	    );
4877d36db35SAvi Kivity 	fault = 0;
4887d36db35SAvi Kivity     }
4897d36db35SAvi Kivity 
4907d36db35SAvi Kivity     asm volatile ("mov $fixed1, %%rsi \n\t"
4917d36db35SAvi Kivity 		  "mov %%rsp, %%rdx \n\t"
4927d36db35SAvi Kivity 		  "cmp $0, %[user] \n\t"
4937d36db35SAvi Kivity 		  "jz do_access \n\t"
4947d36db35SAvi Kivity 		  "push %%rax; mov %[user_ds], %%ax; mov %%ax, %%ds; pop %%rax  \n\t"
4957d36db35SAvi Kivity 		  "pushq %[user_ds] \n\t"
4967d36db35SAvi Kivity 		  "pushq %[user_stack_top] \n\t"
4977d36db35SAvi Kivity 		  "pushfq \n\t"
4987d36db35SAvi Kivity 		  "pushq %[user_cs] \n\t"
4997d36db35SAvi Kivity 		  "pushq $do_access \n\t"
5007d36db35SAvi Kivity 		  "iretq \n"
5017d36db35SAvi Kivity 		  "do_access: \n\t"
5027d36db35SAvi Kivity 		  "cmp $0, %[fetch] \n\t"
5037d36db35SAvi Kivity 		  "jnz 2f \n\t"
5047d36db35SAvi Kivity 		  "cmp $0, %[write] \n\t"
5057d36db35SAvi Kivity 		  "jnz 1f \n\t"
5067d36db35SAvi Kivity 		  "mov (%[addr]), %[reg] \n\t"
5077d36db35SAvi Kivity 		  "jmp done \n\t"
5087d36db35SAvi Kivity 		  "1: mov %[reg], (%[addr]) \n\t"
5097d36db35SAvi Kivity 		  "jmp done \n\t"
5107d36db35SAvi Kivity 		  "2: call *%[addr] \n\t"
5117d36db35SAvi Kivity 		  "done: \n"
5127d36db35SAvi Kivity 		  "fixed1: \n"
5137d36db35SAvi Kivity 		  "int %[kernel_entry_vector] \n\t"
5147d36db35SAvi Kivity 		  "back_to_kernel:"
5157d36db35SAvi Kivity 		  : [reg]"+r"(r), "+a"(fault), "=b"(e), "=&d"(rsp)
5167d36db35SAvi Kivity 		  : [addr]"r"(at->virt),
5177d36db35SAvi Kivity 		    [write]"r"(at->flags[AC_ACCESS_WRITE]),
5187d36db35SAvi Kivity 		    [user]"r"(at->flags[AC_ACCESS_USER]),
5197d36db35SAvi Kivity 		    [fetch]"r"(at->flags[AC_ACCESS_FETCH]),
5207d36db35SAvi Kivity 		    [user_ds]"i"(32+3),
5217d36db35SAvi Kivity 		    [user_cs]"i"(24+3),
5227d36db35SAvi Kivity 		    [user_stack_top]"r"(user_stack + sizeof user_stack),
5237d36db35SAvi Kivity 		    [kernel_entry_vector]"i"(0x20)
5247d36db35SAvi Kivity 		  : "rsi");
5257d36db35SAvi Kivity 
5267d36db35SAvi Kivity     asm volatile (".section .text.pf \n\t"
5277d36db35SAvi Kivity 		  "page_fault: \n\t"
5287d36db35SAvi Kivity 		  "pop %rbx \n\t"
5297d36db35SAvi Kivity 		  "mov %rsi, (%rsp) \n\t"
5307d36db35SAvi Kivity 		  "movl $1, %eax \n\t"
5317d36db35SAvi Kivity 		  "iretq \n\t"
5327d36db35SAvi Kivity 		  ".section .text");
5337d36db35SAvi Kivity 
5347d36db35SAvi Kivity     asm volatile (".section .text.entry \n\t"
5357d36db35SAvi Kivity 		  "kernel_entry: \n\t"
5367d36db35SAvi Kivity 		  "mov %rdx, %rsp \n\t"
5377d36db35SAvi Kivity 		  "jmp back_to_kernel \n\t"
5387d36db35SAvi Kivity 		  ".section .text");
5397d36db35SAvi Kivity 
5407d36db35SAvi Kivity     ac_test_check(at, &success, fault && !at->expected_fault,
5417d36db35SAvi Kivity                   "unexpected fault");
5427d36db35SAvi Kivity     ac_test_check(at, &success, !fault && at->expected_fault,
5437d36db35SAvi Kivity                   "unexpected access");
5447d36db35SAvi Kivity     ac_test_check(at, &success, fault && e != at->expected_error,
5457d36db35SAvi Kivity                   "error code %x expected %x", e, at->expected_error);
5467d36db35SAvi Kivity     ac_test_check(at, &success, at->ptep && *at->ptep != at->expected_pte,
5477d36db35SAvi Kivity                   "pte %x expected %x", *at->ptep, at->expected_pte);
5487d36db35SAvi Kivity     ac_test_check(at, &success,
5497d36db35SAvi Kivity                   !pt_match(*at->pdep, at->expected_pde, at->ignore_pde),
5507d36db35SAvi Kivity                   "pde %x expected %x", *at->pdep, at->expected_pde);
5517d36db35SAvi Kivity 
5527d36db35SAvi Kivity     if (success && verbose) {
5537d36db35SAvi Kivity         printf("PASS\n");
5547d36db35SAvi Kivity     }
5557d36db35SAvi Kivity     return success;
5567d36db35SAvi Kivity }
5577d36db35SAvi Kivity 
5587d36db35SAvi Kivity static void ac_test_show(ac_test_t *at)
5597d36db35SAvi Kivity {
5607d36db35SAvi Kivity     char line[5000];
5617d36db35SAvi Kivity 
5627d36db35SAvi Kivity     *line = 0;
5637d36db35SAvi Kivity     strcat(line, "test");
5647d36db35SAvi Kivity     for (int i = 0; i < NR_AC_FLAGS; ++i)
5657d36db35SAvi Kivity 	if (at->flags[i]) {
5667d36db35SAvi Kivity 	    strcat(line, " ");
5677d36db35SAvi Kivity 	    strcat(line, ac_names[i]);
5687d36db35SAvi Kivity 	}
5697d36db35SAvi Kivity     strcat(line, ": ");
5707d36db35SAvi Kivity     printf("%s", line);
5717d36db35SAvi Kivity }
5727d36db35SAvi Kivity 
5737d36db35SAvi Kivity /*
5747d36db35SAvi Kivity  * This test case is used to triger the bug which is fixed by
5757d36db35SAvi Kivity  * commit e09e90a5 in the kvm tree
5767d36db35SAvi Kivity  */
5777d36db35SAvi Kivity static int corrupt_hugepage_triger(ac_pool_t *pool)
5787d36db35SAvi Kivity {
5797d36db35SAvi Kivity     ac_test_t at1, at2;
5807d36db35SAvi Kivity 
5817d36db35SAvi Kivity     ac_test_init(&at1, (void *)(0x123400000000));
5827d36db35SAvi Kivity     ac_test_init(&at2, (void *)(0x666600000000));
5837d36db35SAvi Kivity 
5847d36db35SAvi Kivity     at2.flags[AC_CPU_CR0_WP] = 1;
5857d36db35SAvi Kivity     at2.flags[AC_PDE_PSE] = 1;
5867d36db35SAvi Kivity     at2.flags[AC_PDE_PRESENT] = 1;
5877d36db35SAvi Kivity     ac_test_setup_pte(&at2, pool);
5887d36db35SAvi Kivity     if (!ac_test_do_access(&at2))
5897d36db35SAvi Kivity         goto err;
5907d36db35SAvi Kivity 
5917d36db35SAvi Kivity     at1.flags[AC_CPU_CR0_WP] = 1;
5927d36db35SAvi Kivity     at1.flags[AC_PDE_PSE] = 1;
5937d36db35SAvi Kivity     at1.flags[AC_PDE_WRITABLE] = 1;
5947d36db35SAvi Kivity     at1.flags[AC_PDE_PRESENT] = 1;
5957d36db35SAvi Kivity     ac_test_setup_pte(&at1, pool);
5967d36db35SAvi Kivity     if (!ac_test_do_access(&at1))
5977d36db35SAvi Kivity         goto err;
5987d36db35SAvi Kivity 
5997d36db35SAvi Kivity     at1.flags[AC_ACCESS_WRITE] = 1;
6007d36db35SAvi Kivity     ac_set_expected_status(&at1);
6017d36db35SAvi Kivity     if (!ac_test_do_access(&at1))
6027d36db35SAvi Kivity         goto err;
6037d36db35SAvi Kivity 
6047d36db35SAvi Kivity     at2.flags[AC_ACCESS_WRITE] = 1;
6057d36db35SAvi Kivity     ac_set_expected_status(&at2);
6067d36db35SAvi Kivity     if (!ac_test_do_access(&at2))
6077d36db35SAvi Kivity         goto err;
6087d36db35SAvi Kivity 
6097d36db35SAvi Kivity     return 1;
6107d36db35SAvi Kivity 
6117d36db35SAvi Kivity err:
6127d36db35SAvi Kivity     printf("corrupt_hugepage_triger test fail\n");
6137d36db35SAvi Kivity     return 0;
6147d36db35SAvi Kivity }
6157d36db35SAvi Kivity 
616aca2f8c5SXiao Guangrong /*
617aca2f8c5SXiao Guangrong  * This test case is used to triger the bug which is fixed by
618aca2f8c5SXiao Guangrong  * commit 3ddf6c06e13e in the kvm tree
619aca2f8c5SXiao Guangrong  */
620aca2f8c5SXiao Guangrong static int check_pfec_on_prefetch_pte(ac_pool_t *pool)
621aca2f8c5SXiao Guangrong {
622aca2f8c5SXiao Guangrong 	ac_test_t at1, at2;
623aca2f8c5SXiao Guangrong 
624aca2f8c5SXiao Guangrong 	ac_test_init(&at1, (void *)(0x123406001000));
625aca2f8c5SXiao Guangrong 	ac_test_init(&at2, (void *)(0x123406003000));
626aca2f8c5SXiao Guangrong 
627aca2f8c5SXiao Guangrong 	at1.flags[AC_PDE_PRESENT] = 1;
628aca2f8c5SXiao Guangrong 	at1.flags[AC_PTE_PRESENT] = 1;
629aca2f8c5SXiao Guangrong 	ac_setup_specific_pages(&at1, pool, 30 * 1024 * 1024, 30 * 1024 * 1024);
630aca2f8c5SXiao Guangrong 
631aca2f8c5SXiao Guangrong 	at2.flags[AC_PDE_PRESENT] = 1;
632aca2f8c5SXiao Guangrong 	at2.flags[AC_PTE_NX] = 1;
633aca2f8c5SXiao Guangrong 	at2.flags[AC_PTE_PRESENT] = 1;
634aca2f8c5SXiao Guangrong 	ac_setup_specific_pages(&at2, pool, 30 * 1024 * 1024, 30 * 1024 * 1024);
635aca2f8c5SXiao Guangrong 
636aca2f8c5SXiao Guangrong 	if (!ac_test_do_access(&at1)) {
637aca2f8c5SXiao Guangrong 		printf("%s: prepare fail\n", __FUNCTION__);
638aca2f8c5SXiao Guangrong 		goto err;
639aca2f8c5SXiao Guangrong 	}
640aca2f8c5SXiao Guangrong 
641aca2f8c5SXiao Guangrong 	if (!ac_test_do_access(&at2)) {
642aca2f8c5SXiao Guangrong 		printf("%s: check PFEC on prefetch pte path fail\n",
643aca2f8c5SXiao Guangrong 			__FUNCTION__);
644aca2f8c5SXiao Guangrong 		goto err;
645aca2f8c5SXiao Guangrong 	}
646aca2f8c5SXiao Guangrong 
647aca2f8c5SXiao Guangrong 	return 1;
648aca2f8c5SXiao Guangrong 
649aca2f8c5SXiao Guangrong err:
650aca2f8c5SXiao Guangrong     return 0;
651aca2f8c5SXiao Guangrong }
652aca2f8c5SXiao Guangrong 
6537d36db35SAvi Kivity int ac_test_exec(ac_test_t *at, ac_pool_t *pool)
6547d36db35SAvi Kivity {
6557d36db35SAvi Kivity     int r;
6567d36db35SAvi Kivity 
6577d36db35SAvi Kivity     if (verbose) {
6587d36db35SAvi Kivity         ac_test_show(at);
6597d36db35SAvi Kivity     }
6607d36db35SAvi Kivity     ac_test_setup_pte(at, pool);
6617d36db35SAvi Kivity     r = ac_test_do_access(at);
6627d36db35SAvi Kivity     return r;
6637d36db35SAvi Kivity }
6647d36db35SAvi Kivity 
665aca2f8c5SXiao Guangrong typedef int (*ac_test_fn)(ac_pool_t *pool);
666aca2f8c5SXiao Guangrong const ac_test_fn ac_test_cases[] =
667aca2f8c5SXiao Guangrong {
668aca2f8c5SXiao Guangrong 	corrupt_hugepage_triger,
669aca2f8c5SXiao Guangrong 	check_pfec_on_prefetch_pte,
670aca2f8c5SXiao Guangrong };
671aca2f8c5SXiao Guangrong 
6727d36db35SAvi Kivity int ac_test_run(void)
6737d36db35SAvi Kivity {
6747d36db35SAvi Kivity     ac_test_t at;
6757d36db35SAvi Kivity     ac_pool_t pool;
676aca2f8c5SXiao Guangrong     int i, tests, successes;
6777d36db35SAvi Kivity 
6787d36db35SAvi Kivity     printf("run\n");
6797d36db35SAvi Kivity     tests = successes = 0;
6807d36db35SAvi Kivity     ac_env_int(&pool);
6817d36db35SAvi Kivity     ac_test_init(&at, (void *)(0x123400000000 + 16 * smp_id()));
6827d36db35SAvi Kivity     do {
6837d36db35SAvi Kivity 	++tests;
6847d36db35SAvi Kivity 	successes += ac_test_exec(&at, &pool);
6857d36db35SAvi Kivity     } while (ac_test_bump(&at));
6867d36db35SAvi Kivity 
687aca2f8c5SXiao Guangrong     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(ac_test_cases); i++) {
6887d36db35SAvi Kivity 	++tests;
689aca2f8c5SXiao Guangrong 	successes += ac_test_cases[i](&pool);
690aca2f8c5SXiao Guangrong     }
6917d36db35SAvi Kivity 
6927d36db35SAvi Kivity     printf("\n%d tests, %d failures\n", tests, tests - successes);
6937d36db35SAvi Kivity 
6947d36db35SAvi Kivity     return successes == tests;
6957d36db35SAvi Kivity }
6967d36db35SAvi Kivity 
6977d36db35SAvi Kivity int main()
6987d36db35SAvi Kivity {
6997d36db35SAvi Kivity     int r;
7007d36db35SAvi Kivity 
7017d36db35SAvi Kivity     printf("starting test\n\n");
7027d36db35SAvi Kivity     r = ac_test_run();
7037d36db35SAvi Kivity     return r ? 0 : 1;
7047d36db35SAvi Kivity }
705