memory.c

   1 /*
   2  * Physical memory management
   3  *
   4  * Copyright 2011 Red Hat, Inc. and/or its affiliates
   5  *
   6  * Authors:
   7  *  Avi Kivity <[email protected]>
   8  *
   9  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.  See
  10  * the COPYING file in the top-level directory.
  11  *
  12  */
  13
  14 #include "memory.h"
  15 #include "exec-memory.h"
  16 #include "ioport.h"
  17 #include "bitops.h"
  18 #include "kvm.h"
  19 #include <assert.h>
  20
  21 #define WANT_EXEC_OBSOLETE
  22 #include "exec-obsolete.h"
  23
  24 unsigned memory_region_transaction_depth = 0;
  25 static bool memory_region_update_pending = false;
  26 static bool global_dirty_log = false;
  27
  28 static QLIST_HEAD(, MemoryListener) memory_listeners
  29     = QLIST_HEAD_INITIALIZER(memory_listeners);
  30
  31 typedef struct AddrRange AddrRange;
  32
  33 /*
  34  * Note using signed integers limits us to physical addresses at most
  35  * 63 bits wide.  They are needed for negative offsetting in aliases
  36  * (large MemoryRegion::alias_offset).
  37  */
  38 struct AddrRange {
  39     Int128 start;
  40     Int128 size;
  41 };
  42
  43 static AddrRange addrrange_make(Int128 start, Int128 size)
  44 {
  45     return (AddrRange) { start, size };
  46 }
  47
  48 static bool addrrange_equal(AddrRange r1, AddrRange r2)
  49 {
  50     return int128_eq(r1.start, r2.start) && int128_eq(r1.size, r2.size);
  51 }
  52
  53 static Int128 addrrange_end(AddrRange r)
  54 {
  55     return int128_add(r.start, r.size);
  56 }
  57
  58 static AddrRange addrrange_shift(AddrRange range, Int128 delta)
  59 {
  60     int128_addto(&range.start, delta);
  61     return range;
  62 }
  63
  64 static bool addrrange_contains(AddrRange range, Int128 addr)
  65 {
  66     return int128_ge(addr, range.start)
  67         && int128_lt(addr, addrrange_end(range));
  68 }
  69
  70 static bool addrrange_intersects(AddrRange r1, AddrRange r2)
  71 {
  72     return addrrange_contains(r1, r2.start)
  73         || addrrange_contains(r2, r1.start);
  74 }
  75
  76 static AddrRange addrrange_intersection(AddrRange r1, AddrRange r2)
  77 {
  78     Int128 start = int128_max(r1.start, r2.start);
  79     Int128 end = int128_min(addrrange_end(r1), addrrange_end(r2));
  80     return addrrange_make(start, int128_sub(end, start));
  81 }
  82
  83 struct CoalescedMemoryRange {
  84     AddrRange addr;
  85     QTAILQ_ENTRY(CoalescedMemoryRange) link;
  86 };
  87
  88 struct MemoryRegionIoeventfd {
  89     AddrRange addr;
  90     bool match_data;
  91     uint64_t data;
  92     int fd;
  93 };
  94
  95 static bool memory_region_ioeventfd_before(MemoryRegionIoeventfd a,
  96                                            MemoryRegionIoeventfd b)
  97 {
  98     if (int128_lt(a.addr.start, b.addr.start)) {
  99         return true;
 100     } else if (int128_gt(a.addr.start, b.addr.start)) {
 101         return false;
 102     } else if (int128_lt(a.addr.size, b.addr.size)) {
 103         return true;
 104     } else if (int128_gt(a.addr.size, b.addr.size)) {
 105         return false;
 106     } else if (a.match_data < b.match_data) {
 107         return true;
 108     } else  if (a.match_data > b.match_data) {
 109         return false;
 110     } else if (a.match_data) {
 111         if (a.data < b.data) {
 112             return true;
 113         } else if (a.data > b.data) {
 114             return false;
 115         }
 116     }
 117     if (a.fd < b.fd) {
 118         return true;
 119     } else if (a.fd > b.fd) {
 120         return false;
 121     }
 122     return false;
 123 }
 124
 125 static bool memory_region_ioeventfd_equal(MemoryRegionIoeventfd a,
 126                                           MemoryRegionIoeventfd b)
 127 {
 128     return !memory_region_ioeventfd_before(a, b)
 129         && !memory_region_ioeventfd_before(b, a);
 130 }
 131
 132 typedef struct FlatRange FlatRange;
 133 typedef struct FlatView FlatView;
 134
 135 /* Range of memory in the global map.  Addresses are absolute. */
 136 struct FlatRange {
 137     MemoryRegion *mr;
 138     target_phys_addr_t offset_in_region;
 139     AddrRange addr;
 140     uint8_t dirty_log_mask;
 141     bool readable;
 142     bool readonly;
 143 };
 144
 145 /* Flattened global view of current active memory hierarchy.  Kept in sorted
 146  * order.
 147  */
 148 struct FlatView {
 149     FlatRange *ranges;
 150     unsigned nr;
 151     unsigned nr_allocated;
 152 };
 153
 154 typedef struct AddressSpace AddressSpace;
 155 typedef struct AddressSpaceOps AddressSpaceOps;
 156
 157 /* A system address space - I/O, memory, etc. */
 158 struct AddressSpace {
 159     const AddressSpaceOps *ops;
 160     MemoryRegion *root;
 161     FlatView current_map;
 162     int ioeventfd_nb;
 163     MemoryRegionIoeventfd *ioeventfds;
 164 };
 165
 166 struct AddressSpaceOps {
 167     void (*range_add)(AddressSpace *as, FlatRange *fr);
 168     void (*range_del)(AddressSpace *as, FlatRange *fr);
 169     void (*log_start)(AddressSpace *as, FlatRange *fr);
 170     void (*log_stop)(AddressSpace *as, FlatRange *fr);
 171     void (*ioeventfd_add)(AddressSpace *as, MemoryRegionIoeventfd *fd);
 172     void (*ioeventfd_del)(AddressSpace *as, MemoryRegionIoeventfd *fd);
 173 };
 174
 175 #define FOR_EACH_FLAT_RANGE(var, view)          \
 176     for (var = (view)->ranges; var < (view)->ranges + (view)->nr; ++var)
 177
 178 static bool flatrange_equal(FlatRange *a, FlatRange *b)
 179 {
 180     return a->mr == b->mr
 181         && addrrange_equal(a->addr, b->addr)
 182         && a->offset_in_region == b->offset_in_region
 183         && a->readable == b->readable
 184         && a->readonly == b->readonly;
 185 }
 186
 187 static void flatview_init(FlatView *view)
 188 {
 189     view->ranges = NULL;
 190     view->nr = 0;
 191     view->nr_allocated = 0;
 192 }
 193
 194 /* Insert a range into a given position.  Caller is responsible for maintaining
 195  * sorting order.
 196  */
 197 static void flatview_insert(FlatView *view, unsigned pos, FlatRange *range)
 198 {
 199     if (view->nr == view->nr_allocated) {
 200         view->nr_allocated = MAX(2 * view->nr, 10);
 201         view->ranges = g_realloc(view->ranges,
 202                                     view->nr_allocated * sizeof(*view->ranges));
 203     }
 204     memmove(view->ranges + pos + 1, view->ranges + pos,
 205             (view->nr - pos) * sizeof(FlatRange));
 206     view->ranges[pos] = *range;
 207     ++view->nr;
 208 }
 209
 210 static void flatview_destroy(FlatView *view)
 211 {
 212     g_free(view->ranges);
 213 }
 214
 215 static bool can_merge(FlatRange *r1, FlatRange *r2)
 216 {
 217     return int128_eq(addrrange_end(r1->addr), r2->addr.start)
 218         && r1->mr == r2->mr
 219         && int128_eq(int128_add(int128_make64(r1->offset_in_region),
 220                                 r1->addr.size),
 221                      int128_make64(r2->offset_in_region))
 222         && r1->dirty_log_mask == r2->dirty_log_mask
 223         && r1->readable == r2->readable
 224         && r1->readonly == r2->readonly;
 225 }
 226
 227 /* Attempt to simplify a view by merging ajacent ranges */
 228 static void flatview_simplify(FlatView *view)
 229 {
 230     unsigned i, j;
 231
 232     i = 0;
 233     while (i < view->nr) {
 234         j = i + 1;
 235         while (j < view->nr
 236                && can_merge(&view->ranges[j-1], &view->ranges[j])) {
 237             int128_addto(&view->ranges[i].addr.size, view->ranges[j].addr.size);
 238             ++j;
 239         }
 240         ++i;
 241         memmove(&view->ranges[i], &view->ranges[j],
 242                 (view->nr - j) * sizeof(view->ranges[j]));
 243         view->nr -= j - i;
 244     }
 245 }
 246
 247 static void memory_region_read_accessor(void *opaque,
 248                                         target_phys_addr_t addr,
 249                                         uint64_t *value,
 250                                         unsigned size,
 251                                         unsigned shift,
 252                                         uint64_t mask)
 253 {
 254     MemoryRegion *mr = opaque;
 255     uint64_t tmp;
 256
 257     tmp = mr->ops->read(mr->opaque, addr, size);
 258     *value |= (tmp & mask) << shift;
 259 }
 260
 261 static void memory_region_write_accessor(void *opaque,
 262                                          target_phys_addr_t addr,
 263                                          uint64_t *value,
 264                                          unsigned size,
 265                                          unsigned shift,
 266                                          uint64_t mask)
 267 {
 268     MemoryRegion *mr = opaque;
 269     uint64_t tmp;
 270
 271     tmp = (*value >> shift) & mask;
 272     mr->ops->write(mr->opaque, addr, tmp, size);
 273 }
 274
 275 static void access_with_adjusted_size(target_phys_addr_t addr,
 276                                       uint64_t *value,
 277                                       unsigned size,
 278                                       unsigned access_size_min,
 279                                       unsigned access_size_max,
 280                                       void (*access)(void *opaque,
 281                                                      target_phys_addr_t addr,
 282                                                      uint64_t *value,
 283                                                      unsigned size,
 284                                                      unsigned shift,
 285                                                      uint64_t mask),
 286                                       void *opaque)
 287 {
 288     uint64_t access_mask;
 289     unsigned access_size;
 290     unsigned i;
 291
 292     if (!access_size_min) {
 293         access_size_min = 1;
 294     }
 295     if (!access_size_max) {
 296         access_size_max = 4;
 297     }
 298     access_size = MAX(MIN(size, access_size_max), access_size_min);
 299     access_mask = -1ULL >> (64 - access_size * 8);
 300     for (i = 0; i < size; i += access_size) {
 301         /* FIXME: big-endian support */
 302         access(opaque, addr + i, value, access_size, i * 8, access_mask);
 303     }
 304 }
 305
 306 static void as_memory_range_add(AddressSpace *as, FlatRange *fr)
 307 {
 308     ram_addr_t phys_offset, region_offset;
 309
 310     phys_offset = fr->mr->ram_addr;
 311     region_offset = fr->offset_in_region;
 312     /* cpu_register_physical_memory_log() wants region_offset for
 313      * mmio, but prefers offseting phys_offset for RAM.  Humour it.
 314      */
 315     if ((phys_offset & ~TARGET_PAGE_MASK) == IO_MEM_RAM
 316         || (phys_offset & ~TARGET_PAGE_MASK) == IO_MEM_ROM) {
 317         phys_offset += region_offset;
 318         region_offset = 0;
 319     }
 320
 321     if (!fr->readable) {
 322         phys_offset &= ~TARGET_PAGE_MASK & ~IO_MEM_ROMD;
 323     }
 324
 325     if (fr->readonly) {
 326         phys_offset |= IO_MEM_ROM;
 327     }
 328
 329     cpu_register_physical_memory_log(int128_get64(fr->addr.start),
 330                                      int128_get64(fr->addr.size),
 331                                      phys_offset,
 332                                      region_offset,
 333                                      fr->dirty_log_mask);
 334 }
 335
 336 static void as_memory_range_del(AddressSpace *as, FlatRange *fr)
 337 {
 338     cpu_register_physical_memory(int128_get64(fr->addr.start),
 339                                  int128_get64(fr->addr.size),
 340                                  IO_MEM_UNASSIGNED);
 341 }
 342
 343 static void as_memory_log_start(AddressSpace *as, FlatRange *fr)
 344 {
 345 }
 346
 347 static void as_memory_log_stop(AddressSpace *as, FlatRange *fr)
 348 {
 349 }
 350
 351 static void as_memory_ioeventfd_add(AddressSpace *as, MemoryRegionIoeventfd *fd)
 352 {
 353     int r;
 354
 355     assert(fd->match_data && int128_get64(fd->addr.size) == 4);
 356
 357     r = kvm_set_ioeventfd_mmio_long(fd->fd, int128_get64(fd->addr.start),
 358                                     fd->data, true);
 359     if (r < 0) {
 360         abort();
 361     }
 362 }
 363
 364 static void as_memory_ioeventfd_del(AddressSpace *as, MemoryRegionIoeventfd *fd)
 365 {
 366     int r;
 367
 368     r = kvm_set_ioeventfd_mmio_long(fd->fd, int128_get64(fd->addr.start),
 369                                     fd->data, false);
 370     if (r < 0) {
 371         abort();
 372     }
 373 }
 374
 375 static const AddressSpaceOps address_space_ops_memory = {
 376     .range_add = as_memory_range_add,
 377     .range_del = as_memory_range_del,
 378     .log_start = as_memory_log_start,
 379     .log_stop = as_memory_log_stop,
 380     .ioeventfd_add = as_memory_ioeventfd_add,
 381     .ioeventfd_del = as_memory_ioeventfd_del,
 382 };
 383
 384 static AddressSpace address_space_memory = {
 385     .ops = &address_space_ops_memory,
 386 };
 387
 388 static const MemoryRegionPortio *find_portio(MemoryRegion *mr, uint64_t offset,
 389                                              unsigned width, bool write)
 390 {
 391     const MemoryRegionPortio *mrp;
 392
 393     for (mrp = mr->ops->old_portio; mrp->size; ++mrp) {
 394         if (offset >= mrp->offset && offset < mrp->offset + mrp->len
 395             && width == mrp->size
 396             && (write ? (bool)mrp->write : (bool)mrp->read)) {
 397             return mrp;
 398         }
 399     }
 400     return NULL;
 401 }
 402
 403 static void memory_region_iorange_read(IORange *iorange,
 404                                        uint64_t offset,
 405                                        unsigned width,
 406                                        uint64_t *data)
 407 {
 408     MemoryRegion *mr = container_of(iorange, MemoryRegion, iorange);
 409
 410     if (mr->ops->old_portio) {
 411         const MemoryRegionPortio *mrp = find_portio(mr, offset, width, false);
 412
 413         *data = ((uint64_t)1 << (width * 8)) - 1;
 414         if (mrp) {
 415             *data = mrp->read(mr->opaque, offset + mr->offset);
 416         } else if (width == 2) {
 417             mrp = find_portio(mr, offset, 1, false);
 418             assert(mrp);
 419             *data = mrp->read(mr->opaque, offset + mr->offset) |
 420                     (mrp->read(mr->opaque, offset + mr->offset + 1) << 8);
 421         }
 422         return;
 423     }
 424     *data = 0;
 425     access_with_adjusted_size(offset + mr->offset, data, width,
 426                               mr->ops->impl.min_access_size,
 427                               mr->ops->impl.max_access_size,
 428                               memory_region_read_accessor, mr);
 429 }
 430
 431 static void memory_region_iorange_write(IORange *iorange,
 432                                         uint64_t offset,
 433                                         unsigned width,
 434                                         uint64_t data)
 435 {
 436     MemoryRegion *mr = container_of(iorange, MemoryRegion, iorange);
 437
 438     if (mr->ops->old_portio) {
 439         const MemoryRegionPortio *mrp = find_portio(mr, offset, width, true);
 440
 441         if (mrp) {
 442             mrp->write(mr->opaque, offset + mr->offset, data);
 443         } else if (width == 2) {
 444             mrp = find_portio(mr, offset, 1, false);
 445             assert(mrp);
 446             mrp->write(mr->opaque, offset + mr->offset, data & 0xff);
 447             mrp->write(mr->opaque, offset + mr->offset + 1, data >> 8);
 448         }
 449         return;
 450     }
 451     access_with_adjusted_size(offset + mr->offset, &data, width,
 452                               mr->ops->impl.min_access_size,
 453                               mr->ops->impl.max_access_size,
 454                               memory_region_write_accessor, mr);
 455 }
 456
 457 static const IORangeOps memory_region_iorange_ops = {
 458     .read = memory_region_iorange_read,
 459     .write = memory_region_iorange_write,
 460 };
 461
 462 static void as_io_range_add(AddressSpace *as, FlatRange *fr)
 463 {
 464     iorange_init(&fr->mr->iorange, &memory_region_iorange_ops,
 465                  int128_get64(fr->addr.start), int128_get64(fr->addr.size));
 466     ioport_register(&fr->mr->iorange);
 467 }
 468
 469 static void as_io_range_del(AddressSpace *as, FlatRange *fr)
 470 {
 471     isa_unassign_ioport(int128_get64(fr->addr.start),
 472                         int128_get64(fr->addr.size));
 473 }
 474
 475 static void as_io_ioeventfd_add(AddressSpace *as, MemoryRegionIoeventfd *fd)
 476 {
 477     int r;
 478
 479     assert(fd->match_data && int128_get64(fd->addr.size) == 2);
 480
 481     r = kvm_set_ioeventfd_pio_word(fd->fd, int128_get64(fd->addr.start),
 482                                    fd->data, true);
 483     if (r < 0) {
 484         abort();
 485     }
 486 }
 487
 488 static void as_io_ioeventfd_del(AddressSpace *as, MemoryRegionIoeventfd *fd)
 489 {
 490     int r;
 491
 492     r = kvm_set_ioeventfd_pio_word(fd->fd, int128_get64(fd->addr.start),
 493                                    fd->data, false);
 494     if (r < 0) {
 495         abort();
 496     }
 497 }
 498
 499 static const AddressSpaceOps address_space_ops_io = {
 500     .range_add = as_io_range_add,
 501     .range_del = as_io_range_del,
 502     .ioeventfd_add = as_io_ioeventfd_add,
 503     .ioeventfd_del = as_io_ioeventfd_del,
 504 };
 505
 506 static AddressSpace address_space_io = {
 507     .ops = &address_space_ops_io,
 508 };
 509
 510 static AddressSpace *memory_region_to_address_space(MemoryRegion *mr)
 511 {
 512     while (mr->parent) {
 513         mr = mr->parent;
 514     }
 515     if (mr == address_space_memory.root) {
 516         return &address_space_memory;
 517     }
 518     if (mr == address_space_io.root) {
 519         return &address_space_io;
 520     }
 521     abort();
 522 }
 523
 524 /* Render a memory region into the global view.  Ranges in @view obscure
 525  * ranges in @mr.
 526  */
 527 static void render_memory_region(FlatView *view,
 528                                  MemoryRegion *mr,
 529                                  Int128 base,
 530                                  AddrRange clip,
 531                                  bool readonly)
 532 {
 533     MemoryRegion *subregion;
 534     unsigned i;
 535     target_phys_addr_t offset_in_region;
 536     Int128 remain;
 537     Int128 now;
 538     FlatRange fr;
 539     AddrRange tmp;
 540
 541     if (!mr->enabled) {
 542         return;
 543     }
 544
 545     int128_addto(&base, int128_make64(mr->addr));
 546     readonly |= mr->readonly;
 547
 548     tmp = addrrange_make(base, mr->size);
 549
 550     if (!addrrange_intersects(tmp, clip)) {
 551         return;
 552     }
 553
 554     clip = addrrange_intersection(tmp, clip);
 555
 556     if (mr->alias) {
 557         int128_subfrom(&base, int128_make64(mr->alias->addr));
 558         int128_subfrom(&base, int128_make64(mr->alias_offset));
 559         render_memory_region(view, mr->alias, base, clip, readonly);
 560         return;
 561     }
 562
 563     /* Render subregions in priority order. */
 564     QTAILQ_FOREACH(subregion, &mr->subregions, subregions_link) {
 565         render_memory_region(view, subregion, base, clip, readonly);
 566     }
 567
 568     if (!mr->terminates) {
 569         return;
 570     }
 571
 572     offset_in_region = int128_get64(int128_sub(clip.start, base));
 573     base = clip.start;
 574     remain = clip.size;
 575
 576     /* Render the region itself into any gaps left by the current view. */
 577     for (i = 0; i < view->nr && int128_nz(remain); ++i) {
 578         if (int128_ge(base, addrrange_end(view->ranges[i].addr))) {
 579             continue;
 580         }
 581         if (int128_lt(base, view->ranges[i].addr.start)) {
 582             now = int128_min(remain,
 583                              int128_sub(view->ranges[i].addr.start, base));
 584             fr.mr = mr;
 585             fr.offset_in_region = offset_in_region;
 586             fr.addr = addrrange_make(base, now);
 587             fr.dirty_log_mask = mr->dirty_log_mask;
 588             fr.readable = mr->readable;
 589             fr.readonly = readonly;
 590             flatview_insert(view, i, &fr);
 591             ++i;
 592             int128_addto(&base, now);
 593             offset_in_region += int128_get64(now);
 594             int128_subfrom(&remain, now);
 595         }
 596         if (int128_eq(base, view->ranges[i].addr.start)) {
 597             now = int128_min(remain, view->ranges[i].addr.size);
 598             int128_addto(&base, now);
 599             offset_in_region += int128_get64(now);
 600             int128_subfrom(&remain, now);
 601         }
 602     }
 603     if (int128_nz(remain)) {
 604         fr.mr = mr;
 605         fr.offset_in_region = offset_in_region;
 606         fr.addr = addrrange_make(base, remain);
 607         fr.dirty_log_mask = mr->dirty_log_mask;
 608         fr.readable = mr->readable;
 609         fr.readonly = readonly;
 610         flatview_insert(view, i, &fr);
 611     }
 612 }
 613
 614 /* Render a memory topology into a list of disjoint absolute ranges. */
 615 static FlatView generate_memory_topology(MemoryRegion *mr)
 616 {
 617     FlatView view;
 618
 619     flatview_init(&view);
 620
 621     render_memory_region(&view, mr, int128_zero(),
 622                          addrrange_make(int128_zero(), int128_2_64()), false);
 623     flatview_simplify(&view);
 624
 625     return view;
 626 }
 627
 628 static void address_space_add_del_ioeventfds(AddressSpace *as,
 629                                              MemoryRegionIoeventfd *fds_new,
 630                                              unsigned fds_new_nb,
 631                                              MemoryRegionIoeventfd *fds_old,
 632                                              unsigned fds_old_nb)
 633 {
 634     unsigned iold, inew;
 635
 636     /* Generate a symmetric difference of the old and new fd sets, adding
 637      * and deleting as necessary.
 638      */
 639
 640     iold = inew = 0;
 641     while (iold < fds_old_nb || inew < fds_new_nb) {
 642         if (iold < fds_old_nb
 643             && (inew == fds_new_nb
 644                 || memory_region_ioeventfd_before(fds_old[iold],
 645                                                   fds_new[inew]))) {
 646             as->ops->ioeventfd_del(as, &fds_old[iold]);
 647             ++iold;
 648         } else if (inew < fds_new_nb
 649                    && (iold == fds_old_nb
 650                        || memory_region_ioeventfd_before(fds_new[inew],
 651                                                          fds_old[iold]))) {
 652             as->ops->ioeventfd_add(as, &fds_new[inew]);
 653             ++inew;
 654         } else {
 655             ++iold;
 656             ++inew;
 657         }
 658     }
 659 }
 660
 661 static void address_space_update_ioeventfds(AddressSpace *as)
 662 {
 663     FlatRange *fr;
 664     unsigned ioeventfd_nb = 0;
 665     MemoryRegionIoeventfd *ioeventfds = NULL;
 666     AddrRange tmp;
 667     unsigned i;
 668
 669     FOR_EACH_FLAT_RANGE(fr, &as->current_map) {
 670         for (i = 0; i < fr->mr->ioeventfd_nb; ++i) {
 671             tmp = addrrange_shift(fr->mr->ioeventfds[i].addr,
 672                                   int128_sub(fr->addr.start,
 673                                              int128_make64(fr->offset_in_region)));
 674             if (addrrange_intersects(fr->addr, tmp)) {
 675                 ++ioeventfd_nb;
 676                 ioeventfds = g_realloc(ioeventfds,
 677                                           ioeventfd_nb * sizeof(*ioeventfds));
 678                 ioeventfds[ioeventfd_nb-1] = fr->mr->ioeventfds[i];
 679                 ioeventfds[ioeventfd_nb-1].addr = tmp;
 680             }
 681         }
 682     }
 683
 684     address_space_add_del_ioeventfds(as, ioeventfds, ioeventfd_nb,
 685                                      as->ioeventfds, as->ioeventfd_nb);
 686
 687     g_free(as->ioeventfds);
 688     as->ioeventfds = ioeventfds;
 689     as->ioeventfd_nb = ioeventfd_nb;
 690 }
 691
 692 typedef void ListenerCallback(MemoryListener *listener,
 693                               MemoryRegionSection *mrs);
 694
 695 /* Want "void (&MemoryListener::*callback)(const MemoryRegionSection& s)" */
 696 static void memory_listener_update_region(FlatRange *fr, AddressSpace *as,
 697                                           size_t callback_offset)
 698 {
 699     MemoryRegionSection section = {
 700         .mr = fr->mr,
 701         .address_space = as->root,
 702         .offset_within_region = fr->offset_in_region,
 703         .size = int128_get64(fr->addr.size),
 704         .offset_within_address_space = int128_get64(fr->addr.start),
 705     };
 706     MemoryListener *listener;
 707
 708     QLIST_FOREACH(listener, &memory_listeners, link) {
 709         ListenerCallback *callback
 710             = *(ListenerCallback **)((void *)listener + callback_offset);
 711         callback(listener, &section);
 712     }
 713 }
 714
 715 #define MEMORY_LISTENER_UPDATE_REGION(fr, as, callback) \
 716     memory_listener_update_region(fr, as, offsetof(MemoryListener, callback))
 717
 718 static void address_space_update_topology_pass(AddressSpace *as,
 719                                                FlatView old_view,
 720                                                FlatView new_view,
 721                                                bool adding)
 722 {
 723     unsigned iold, inew;
 724     FlatRange *frold, *frnew;
 725
 726     /* Generate a symmetric difference of the old and new memory maps.
 727      * Kill ranges in the old map, and instantiate ranges in the new map.
 728      */
 729     iold = inew = 0;
 730     while (iold < old_view.nr || inew < new_view.nr) {
 731         if (iold < old_view.nr) {
 732             frold = &old_view.ranges[iold];
 733         } else {
 734             frold = NULL;
 735         }
 736         if (inew < new_view.nr) {
 737             frnew = &new_view.ranges[inew];
 738         } else {
 739             frnew = NULL;
 740         }
 741
 742         if (frold
 743             && (!frnew
 744                 || int128_lt(frold->addr.start, frnew->addr.start)
 745                 || (int128_eq(frold->addr.start, frnew->addr.start)
 746                     && !flatrange_equal(frold, frnew)))) {
 747             /* In old, but (not in new, or in new but attributes changed). */
 748
 749             if (!adding) {
 750                 MEMORY_LISTENER_UPDATE_REGION(frold, as, region_del);
 751                 as->ops->range_del(as, frold);
 752             }
 753
 754             ++iold;
 755         } else if (frold && frnew && flatrange_equal(frold, frnew)) {
 756             /* In both (logging may have changed) */
 757
 758             if (adding) {
 759                 if (frold->dirty_log_mask && !frnew->dirty_log_mask) {
 760                     MEMORY_LISTENER_UPDATE_REGION(frnew, as, log_stop);
 761                     as->ops->log_stop(as, frnew);
 762                 } else if (frnew->dirty_log_mask && !frold->dirty_log_mask) {
 763                     as->ops->log_start(as, frnew);
 764                     MEMORY_LISTENER_UPDATE_REGION(frnew, as, log_start);
 765                 }
 766             }
 767
 768             ++iold;
 769             ++inew;
 770         } else {
 771             /* In new */
 772
 773             if (adding) {
 774                 as->ops->range_add(as, frnew);
 775                 MEMORY_LISTENER_UPDATE_REGION(frnew, as, region_add);
 776             }
 777
 778             ++inew;
 779         }
 780     }
 781 }
 782
 783
 784 static void address_space_update_topology(AddressSpace *as)
 785 {
 786     FlatView old_view = as->current_map;
 787     FlatView new_view = generate_memory_topology(as->root);
 788
 789     address_space_update_topology_pass(as, old_view, new_view, false);
 790     address_space_update_topology_pass(as, old_view, new_view, true);
 791
 792     as->current_map = new_view;
 793     flatview_destroy(&old_view);
 794     address_space_update_ioeventfds(as);
 795 }
 796
 797 static void memory_region_update_topology(MemoryRegion *mr)
 798 {
 799     if (memory_region_transaction_depth) {
 800         memory_region_update_pending |= !mr || mr->enabled;
 801         return;
 802     }
 803
 804     if (mr && !mr->enabled) {
 805         return;
 806     }
 807
 808     if (address_space_memory.root) {
 809         address_space_update_topology(&address_space_memory);
 810     }
 811     if (address_space_io.root) {
 812         address_space_update_topology(&address_space_io);
 813     }
 814
 815     memory_region_update_pending = false;
 816 }
 817
 818 void memory_region_transaction_begin(void)
 819 {
 820     ++memory_region_transaction_depth;
 821 }
 822
 823 void memory_region_transaction_commit(void)
 824 {
 825     assert(memory_region_transaction_depth);
 826     --memory_region_transaction_depth;
 827     if (!memory_region_transaction_depth && memory_region_update_pending) {
 828         memory_region_update_topology(NULL);
 829     }
 830 }
 831
 832 static void memory_region_destructor_none(MemoryRegion *mr)
 833 {
 834 }
 835
 836 static void memory_region_destructor_ram(MemoryRegion *mr)
 837 {
 838     qemu_ram_free(mr->ram_addr);
 839 }
 840
 841 static void memory_region_destructor_ram_from_ptr(MemoryRegion *mr)
 842 {
 843     qemu_ram_free_from_ptr(mr->ram_addr);
 844 }
 845
 846 static void memory_region_destructor_iomem(MemoryRegion *mr)
 847 {
 848     cpu_unregister_io_memory(mr->ram_addr);
 849 }
 850
 851 static void memory_region_destructor_rom_device(MemoryRegion *mr)
 852 {
 853     qemu_ram_free(mr->ram_addr & TARGET_PAGE_MASK);
 854     cpu_unregister_io_memory(mr->ram_addr & ~(TARGET_PAGE_MASK | IO_MEM_ROMD));
 855 }
 856
 857 static bool memory_region_wrong_endianness(MemoryRegion *mr)
 858 {
 859 #ifdef TARGET_BIG_ENDIAN
 860     return mr->ops->endianness == DEVICE_LITTLE_ENDIAN;
 861 #else
 862     return mr->ops->endianness == DEVICE_BIG_ENDIAN;
 863 #endif
 864 }
 865
 866 void memory_region_init(MemoryRegion *mr,
 867                         const char *name,
 868                         uint64_t size)
 869 {
 870     mr->ops = NULL;
 871     mr->parent = NULL;
 872     mr->size = int128_make64(size);
 873     if (size == UINT64_MAX) {
 874         mr->size = int128_2_64();
 875     }
 876     mr->addr = 0;
 877     mr->offset = 0;
 878     mr->enabled = true;
 879     mr->terminates = false;
 880     mr->ram = false;
 881     mr->readable = true;
 882     mr->readonly = false;
 883     mr->destructor = memory_region_destructor_none;
 884     mr->priority = 0;
 885     mr->may_overlap = false;
 886     mr->alias = NULL;
 887     QTAILQ_INIT(&mr->subregions);
 888     memset(&mr->subregions_link, 0, sizeof mr->subregions_link);
 889     QTAILQ_INIT(&mr->coalesced);
 890     mr->name = g_strdup(name);
 891     mr->dirty_log_mask = 0;
 892     mr->ioeventfd_nb = 0;
 893     mr->ioeventfds = NULL;
 894 }
 895
 896 static bool memory_region_access_valid(MemoryRegion *mr,
 897                                        target_phys_addr_t addr,
 898                                        unsigned size,
 899                                        bool is_write)
 900 {
 901     if (mr->ops->valid.accepts
 902         && !mr->ops->valid.accepts(mr->opaque, addr, size, is_write)) {
 903         return false;
 904     }
 905
 906     if (!mr->ops->valid.unaligned && (addr & (size - 1))) {
 907         return false;
 908     }
 909
 910     /* Treat zero as compatibility all valid */
 911     if (!mr->ops->valid.max_access_size) {
 912         return true;
 913     }
 914
 915     if (size > mr->ops->valid.max_access_size
 916         || size < mr->ops->valid.min_access_size) {
 917         return false;
 918     }
 919     return true;
 920 }
 921
 922 static uint32_t memory_region_read_thunk_n(void *_mr,
 923                                            target_phys_addr_t addr,
 924                                            unsigned size)
 925 {
 926     MemoryRegion *mr = _mr;
 927     uint64_t data = 0;
 928
 929     if (!memory_region_access_valid(mr, addr, size, false)) {
 930         return -1U; /* FIXME: better signalling */
 931     }
 932
 933     if (!mr->ops->read) {
 934         return mr->ops->old_mmio.read[bitops_ffsl(size)](mr->opaque, addr);
 935     }
 936
 937     /* FIXME: support unaligned access */
 938     access_with_adjusted_size(addr + mr->offset, &data, size,
 939                               mr->ops->impl.min_access_size,
 940                               mr->ops->impl.max_access_size,
 941                               memory_region_read_accessor, mr);
 942
 943     return data;
 944 }
 945
 946 static void memory_region_write_thunk_n(void *_mr,
 947                                         target_phys_addr_t addr,
 948                                         unsigned size,
 949                                         uint64_t data)
 950 {
 951     MemoryRegion *mr = _mr;
 952
 953     if (!memory_region_access_valid(mr, addr, size, true)) {
 954         return; /* FIXME: better signalling */
 955     }
 956
 957     if (!mr->ops->write) {
 958         mr->ops->old_mmio.write[bitops_ffsl(size)](mr->opaque, addr, data);
 959         return;
 960     }
 961
 962     /* FIXME: support unaligned access */
 963     access_with_adjusted_size(addr + mr->offset, &data, size,
 964                               mr->ops->impl.min_access_size,
 965                               mr->ops->impl.max_access_size,
 966                               memory_region_write_accessor, mr);
 967 }
 968
 969 static uint32_t memory_region_read_thunk_b(void *mr, target_phys_addr_t addr)
 970 {
 971     return memory_region_read_thunk_n(mr, addr, 1);
 972 }
 973
 974 static uint32_t memory_region_read_thunk_w(void *mr, target_phys_addr_t addr)
 975 {
 976     uint32_t data;
 977
 978     data = memory_region_read_thunk_n(mr, addr, 2);
 979     if (memory_region_wrong_endianness(mr)) {
 980         data = bswap16(data);
 981     }
 982     return data;
 983 }
 984
 985 static uint32_t memory_region_read_thunk_l(void *mr, target_phys_addr_t addr)
 986 {
 987     uint32_t data;
 988
 989     data = memory_region_read_thunk_n(mr, addr, 4);
 990     if (memory_region_wrong_endianness(mr)) {
 991         data = bswap32(data);
 992     }
 993     return data;
 994 }
 995
 996 static void memory_region_write_thunk_b(void *mr, target_phys_addr_t addr,
 997                                         uint32_t data)
 998 {
 999     memory_region_write_thunk_n(mr, addr, 1, data);
1000 }
1001
1002 static void memory_region_write_thunk_w(void *mr, target_phys_addr_t addr,
1003                                         uint32_t data)
1004 {
1005     if (memory_region_wrong_endianness(mr)) {
1006         data = bswap16(data);
1007     }
1008     memory_region_write_thunk_n(mr, addr, 2, data);
1009 }
1010
1011 static void memory_region_write_thunk_l(void *mr, target_phys_addr_t addr,
1012                                         uint32_t data)
1013 {
1014     if (memory_region_wrong_endianness(mr)) {
1015         data = bswap32(data);
1016     }
1017     memory_region_write_thunk_n(mr, addr, 4, data);
1018 }
1019
1020 static CPUReadMemoryFunc * const memory_region_read_thunk[] = {
1021     memory_region_read_thunk_b,
1022     memory_region_read_thunk_w,
1023     memory_region_read_thunk_l,
1024 };
1025
1026 static CPUWriteMemoryFunc * const memory_region_write_thunk[] = {
1027     memory_region_write_thunk_b,
1028     memory_region_write_thunk_w,
1029     memory_region_write_thunk_l,
1030 };
1031
1032 void memory_region_init_io(MemoryRegion *mr,
1033                            const MemoryRegionOps *ops,
1034                            void *opaque,
1035                            const char *name,
1036                            uint64_t size)
1037 {
1038     memory_region_init(mr, name, size);
1039     mr->ops = ops;
1040     mr->opaque = opaque;
1041     mr->terminates = true;
1042     mr->destructor = memory_region_destructor_iomem;
1043     mr->ram_addr = cpu_register_io_memory(memory_region_read_thunk,
1044                                           memory_region_write_thunk,
1045                                           mr);
1046 }
1047
1048 void memory_region_init_ram(MemoryRegion *mr,
1049                             const char *name,
1050                             uint64_t size)
1051 {
1052     memory_region_init(mr, name, size);
1053     mr->ram = true;
1054     mr->terminates = true;
1055     mr->destructor = memory_region_destructor_ram;
1056     mr->ram_addr = qemu_ram_alloc(size, mr);
1057 }
1058
1059 void memory_region_init_ram_ptr(MemoryRegion *mr,
1060                                 const char *name,
1061                                 uint64_t size,
1062                                 void *ptr)
1063 {
1064     memory_region_init(mr, name, size);
1065     mr->ram = true;
1066     mr->terminates = true;
1067     mr->destructor = memory_region_destructor_ram_from_ptr;
1068     mr->ram_addr = qemu_ram_alloc_from_ptr(size, ptr, mr);
1069 }
1070
1071 void memory_region_init_alias(MemoryRegion *mr,
1072                               const char *name,
1073                               MemoryRegion *orig,
1074                               target_phys_addr_t offset,
1075                               uint64_t size)
1076 {
1077     memory_region_init(mr, name, size);
1078     mr->alias = orig;
1079     mr->alias_offset = offset;
1080 }
1081
1082 void memory_region_init_rom_device(MemoryRegion *mr,
1083                                    const MemoryRegionOps *ops,
1084                                    void *opaque,
1085                                    const char *name,
1086                                    uint64_t size)
1087 {
1088     memory_region_init(mr, name, size);
1089     mr->ops = ops;
1090     mr->opaque = opaque;
1091     mr->terminates = true;
1092     mr->destructor = memory_region_destructor_rom_device;
1093     mr->ram_addr = qemu_ram_alloc(size, mr);
1094     mr->ram_addr |= cpu_register_io_memory(memory_region_read_thunk,
1095                                            memory_region_write_thunk,
1096                                            mr);
1097     mr->ram_addr |= IO_MEM_ROMD;
1098 }
1099
1100 void memory_region_destroy(MemoryRegion *mr)
1101 {
1102     assert(QTAILQ_EMPTY(&mr->subregions));
1103     mr->destructor(mr);
1104     memory_region_clear_coalescing(mr);
1105     g_free((char *)mr->name);
1106     g_free(mr->ioeventfds);
1107 }
1108
1109 uint64_t memory_region_size(MemoryRegion *mr)
1110 {
1111     if (int128_eq(mr->size, int128_2_64())) {
1112         return UINT64_MAX;
1113     }
1114     return int128_get64(mr->size);
1115 }
1116
1117 const char *memory_region_name(MemoryRegion *mr)
1118 {
1119     return mr->name;
1120 }
1121
1122 bool memory_region_is_ram(MemoryRegion *mr)
1123 {
1124     return mr->ram;
1125 }
1126
1127 bool memory_region_is_logging(MemoryRegion *mr)
1128 {
1129     return mr->dirty_log_mask;
1130 }
1131
1132 bool memory_region_is_rom(MemoryRegion *mr)
1133 {
1134     return mr->ram && mr->readonly;
1135 }
1136
1137 void memory_region_set_offset(MemoryRegion *mr, target_phys_addr_t offset)
1138 {
1139     mr->offset = offset;
1140 }
1141
1142 void memory_region_set_log(MemoryRegion *mr, bool log, unsigned client)
1143 {
1144     uint8_t mask = 1 << client;
1145
1146     mr->dirty_log_mask = (mr->dirty_log_mask & ~mask) | (log * mask);
1147     memory_region_update_topology(mr);
1148 }
1149
1150 bool memory_region_get_dirty(MemoryRegion *mr, target_phys_addr_t addr,
1151                              unsigned client)
1152 {
1153     assert(mr->terminates);
1154     return cpu_physical_memory_get_dirty(mr->ram_addr + addr, 1 << client);
1155 }
1156
1157 void memory_region_set_dirty(MemoryRegion *mr, target_phys_addr_t addr)
1158 {
1159     assert(mr->terminates);
1160     return cpu_physical_memory_set_dirty(mr->ram_addr + addr);
1161 }
1162
1163 void memory_region_sync_dirty_bitmap(MemoryRegion *mr)
1164 {
1165     FlatRange *fr;
1166
1167     FOR_EACH_FLAT_RANGE(fr, &address_space_memory.current_map) {
1168         if (fr->mr == mr) {
1169             MEMORY_LISTENER_UPDATE_REGION(fr, &address_space_memory, log_sync);
1170         }
1171     }
1172 }
1173
1174 void memory_region_set_readonly(MemoryRegion *mr, bool readonly)
1175 {
1176     if (mr->readonly != readonly) {
1177         mr->readonly = readonly;
1178         memory_region_update_topology(mr);
1179     }
1180 }
1181
1182 void memory_region_rom_device_set_readable(MemoryRegion *mr, bool readable)
1183 {
1184     if (mr->readable != readable) {
1185         mr->readable = readable;
1186         memory_region_update_topology(mr);
1187     }
1188 }
1189
1190 void memory_region_reset_dirty(MemoryRegion *mr, target_phys_addr_t addr,
1191                                target_phys_addr_t size, unsigned client)
1192 {
1193     assert(mr->terminates);
1194     cpu_physical_memory_reset_dirty(mr->ram_addr + addr,
1195                                     mr->ram_addr + addr + size,
1196                                     1 << client);
1197 }
1198
1199 void *memory_region_get_ram_ptr(MemoryRegion *mr)
1200 {
1201     if (mr->alias) {
1202         return memory_region_get_ram_ptr(mr->alias) + mr->alias_offset;
1203     }
1204
1205     assert(mr->terminates);
1206
1207     return qemu_get_ram_ptr(mr->ram_addr & TARGET_PAGE_MASK);
1208 }
1209
1210 static void memory_region_update_coalesced_range(MemoryRegion *mr)
1211 {
1212     FlatRange *fr;
1213     CoalescedMemoryRange *cmr;
1214     AddrRange tmp;
1215
1216     FOR_EACH_FLAT_RANGE(fr, &address_space_memory.current_map) {
1217         if (fr->mr == mr) {
1218             qemu_unregister_coalesced_mmio(int128_get64(fr->addr.start),
1219                                            int128_get64(fr->addr.size));
1220             QTAILQ_FOREACH(cmr, &mr->coalesced, link) {
1221                 tmp = addrrange_shift(cmr->addr,
1222                                       int128_sub(fr->addr.start,
1223                                                  int128_make64(fr->offset_in_region)));
1224                 if (!addrrange_intersects(tmp, fr->addr)) {
1225                     continue;
1226                 }
1227                 tmp = addrrange_intersection(tmp, fr->addr);
1228                 qemu_register_coalesced_mmio(int128_get64(tmp.start),
1229                                              int128_get64(tmp.size));
1230             }
1231         }
1232     }
1233 }
1234
1235 void memory_region_set_coalescing(MemoryRegion *mr)
1236 {
1237     memory_region_clear_coalescing(mr);
1238     memory_region_add_coalescing(mr, 0, int128_get64(mr->size));
1239 }
1240
1241 void memory_region_add_coalescing(MemoryRegion *mr,
1242                                   target_phys_addr_t offset,
1243                                   uint64_t size)
1244 {
1245     CoalescedMemoryRange *cmr = g_malloc(sizeof(*cmr));
1246
1247     cmr->addr = addrrange_make(int128_make64(offset), int128_make64(size));
1248     QTAILQ_INSERT_TAIL(&mr->coalesced, cmr, link);
1249     memory_region_update_coalesced_range(mr);
1250 }
1251
1252 void memory_region_clear_coalescing(MemoryRegion *mr)
1253 {
1254     CoalescedMemoryRange *cmr;
1255
1256     while (!QTAILQ_EMPTY(&mr->coalesced)) {
1257         cmr = QTAILQ_FIRST(&mr->coalesced);
1258         QTAILQ_REMOVE(&mr->coalesced, cmr, link);
1259         g_free(cmr);
1260     }
1261     memory_region_update_coalesced_range(mr);
1262 }
1263
1264 void memory_region_add_eventfd(MemoryRegion *mr,
1265                                target_phys_addr_t addr,
1266                                unsigned size,
1267                                bool match_data,
1268                                uint64_t data,
1269                                int fd)
1270 {
1271     MemoryRegionIoeventfd mrfd = {
1272         .addr.start = int128_make64(addr),
1273         .addr.size = int128_make64(size),
1274         .match_data = match_data,
1275         .data = data,
1276         .fd = fd,
1277     };
1278     unsigned i;
1279
1280     for (i = 0; i < mr->ioeventfd_nb; ++i) {
1281         if (memory_region_ioeventfd_before(mrfd, mr->ioeventfds[i])) {
1282             break;
1283         }
1284     }
1285     ++mr->ioeventfd_nb;
1286     mr->ioeventfds = g_realloc(mr->ioeventfds,
1287                                   sizeof(*mr->ioeventfds) * mr->ioeventfd_nb);
1288     memmove(&mr->ioeventfds[i+1], &mr->ioeventfds[i],
1289             sizeof(*mr->ioeventfds) * (mr->ioeventfd_nb-1 - i));
1290     mr->ioeventfds[i] = mrfd;
1291     memory_region_update_topology(mr);
1292 }
1293
1294 void memory_region_del_eventfd(MemoryRegion *mr,
1295                                target_phys_addr_t addr,
1296                                unsigned size,
1297                                bool match_data,
1298                                uint64_t data,
1299                                int fd)
1300 {
1301     MemoryRegionIoeventfd mrfd = {
1302         .addr.start = int128_make64(addr),
1303         .addr.size = int128_make64(size),
1304         .match_data = match_data,
1305         .data = data,
1306         .fd = fd,
1307     };
1308     unsigned i;
1309
1310     for (i = 0; i < mr->ioeventfd_nb; ++i) {
1311         if (memory_region_ioeventfd_equal(mrfd, mr->ioeventfds[i])) {
1312             break;
1313         }
1314     }
1315     assert(i != mr->ioeventfd_nb);
1316     memmove(&mr->ioeventfds[i], &mr->ioeventfds[i+1],
1317             sizeof(*mr->ioeventfds) * (mr->ioeventfd_nb - (i+1)));
1318     --mr->ioeventfd_nb;
1319     mr->ioeventfds = g_realloc(mr->ioeventfds,
1320                                   sizeof(*mr->ioeventfds)*mr->ioeventfd_nb + 1);
1321     memory_region_update_topology(mr);
1322 }
1323
1324 static void memory_region_add_subregion_common(MemoryRegion *mr,
1325                                                target_phys_addr_t offset,
1326                                                MemoryRegion *subregion)
1327 {
1328     MemoryRegion *other;
1329
1330     assert(!subregion->parent);
1331     subregion->parent = mr;
1332     subregion->addr = offset;
1333     QTAILQ_FOREACH(other, &mr->subregions, subregions_link) {
1334         if (subregion->may_overlap || other->may_overlap) {
1335             continue;
1336         }
1337         if (int128_gt(int128_make64(offset),
1338                       int128_add(int128_make64(other->addr), other->size))
1339             || int128_le(int128_add(int128_make64(offset), subregion->size),
1340                          int128_make64(other->addr))) {
1341             continue;
1342         }
1343 #if 0
1344         printf("warning: subregion collision %llx/%llx (%s) "
1345                "vs %llx/%llx (%s)\n",
1346                (unsigned long long)offset,
1347                (unsigned long long)int128_get64(subregion->size),
1348                subregion->name,
1349                (unsigned long long)other->addr,
1350                (unsigned long long)int128_get64(other->size),
1351                other->name);
1352 #endif
1353     }
1354     QTAILQ_FOREACH(other, &mr->subregions, subregions_link) {
1355         if (subregion->priority >= other->priority) {
1356             QTAILQ_INSERT_BEFORE(other, subregion, subregions_link);
1357             goto done;
1358         }
1359     }
1360     QTAILQ_INSERT_TAIL(&mr->subregions, subregion, subregions_link);
1361 done:
1362     memory_region_update_topology(mr);
1363 }
1364
1365
1366 void memory_region_add_subregion(MemoryRegion *mr,
1367                                  target_phys_addr_t offset,
1368                                  MemoryRegion *subregion)
1369 {
1370     subregion->may_overlap = false;
1371     subregion->priority = 0;
1372     memory_region_add_subregion_common(mr, offset, subregion);
1373 }
1374
1375 void memory_region_add_subregion_overlap(MemoryRegion *mr,
1376                                          target_phys_addr_t offset,
1377                                          MemoryRegion *subregion,
1378                                          unsigned priority)
1379 {
1380     subregion->may_overlap = true;
1381     subregion->priority = priority;
1382     memory_region_add_subregion_common(mr, offset, subregion);
1383 }
1384
1385 void memory_region_del_subregion(MemoryRegion *mr,
1386                                  MemoryRegion *subregion)
1387 {
1388     assert(subregion->parent == mr);
1389     subregion->parent = NULL;
1390     QTAILQ_REMOVE(&mr->subregions, subregion, subregions_link);
1391     memory_region_update_topology(mr);
1392 }
1393
1394 void memory_region_set_enabled(MemoryRegion *mr, bool enabled)
1395 {
1396     if (enabled == mr->enabled) {
1397         return;
1398     }
1399     mr->enabled = enabled;
1400     memory_region_update_topology(NULL);
1401 }
1402
1403 void memory_region_set_address(MemoryRegion *mr, target_phys_addr_t addr)
1404 {
1405     MemoryRegion *parent = mr->parent;
1406     unsigned priority = mr->priority;
1407     bool may_overlap = mr->may_overlap;
1408
1409     if (addr == mr->addr || !parent) {
1410         mr->addr = addr;
1411         return;
1412     }
1413
1414     memory_region_transaction_begin();
1415     memory_region_del_subregion(parent, mr);
1416     if (may_overlap) {
1417         memory_region_add_subregion_overlap(parent, addr, mr, priority);
1418     } else {
1419         memory_region_add_subregion(parent, addr, mr);
1420     }
1421     memory_region_transaction_commit();
1422 }
1423
1424 void memory_region_set_alias_offset(MemoryRegion *mr, target_phys_addr_t offset)
1425 {
1426     target_phys_addr_t old_offset = mr->alias_offset;
1427
1428     assert(mr->alias);
1429     mr->alias_offset = offset;
1430
1431     if (offset == old_offset || !mr->parent) {
1432         return;
1433     }
1434
1435     memory_region_update_topology(mr);
1436 }
1437
1438 ram_addr_t memory_region_get_ram_addr(MemoryRegion *mr)
1439 {
1440     return mr->ram_addr;
1441 }
1442
1443 static int cmp_flatrange_addr(const void *addr_, const void *fr_)
1444 {
1445     const AddrRange *addr = addr_;
1446     const FlatRange *fr = fr_;
1447
1448     if (int128_le(addrrange_end(*addr), fr->addr.start)) {
1449         return -1;
1450     } else if (int128_ge(addr->start, addrrange_end(fr->addr))) {
1451         return 1;
1452     }
1453     return 0;
1454 }
1455
1456 static FlatRange *address_space_lookup(AddressSpace *as, AddrRange addr)
1457 {
1458     return bsearch(&addr, as->current_map.ranges, as->current_map.nr,
1459                    sizeof(FlatRange), cmp_flatrange_addr);
1460 }
1461
1462 MemoryRegionSection memory_region_find(MemoryRegion *address_space,
1463                                        target_phys_addr_t addr, uint64_t size)
1464 {
1465     AddressSpace *as = memory_region_to_address_space(address_space);
1466     AddrRange range = addrrange_make(int128_make64(addr),
1467                                      int128_make64(size));
1468     FlatRange *fr = address_space_lookup(as, range);
1469     MemoryRegionSection ret = { .mr = NULL, .size = 0 };
1470
1471     if (!fr) {
1472         return ret;
1473     }
1474
1475     while (fr > as->current_map.ranges
1476            && addrrange_intersects(fr[-1].addr, range)) {
1477         --fr;
1478     }
1479
1480     ret.mr = fr->mr;
1481     range = addrrange_intersection(range, fr->addr);
1482     ret.offset_within_region = fr->offset_in_region;
1483     ret.offset_within_region += int128_get64(int128_sub(range.start,
1484                                                         fr->addr.start));
1485     ret.size = int128_get64(range.size);
1486     ret.offset_within_address_space = int128_get64(range.start);
1487     return ret;
1488 }
1489
1490 void memory_global_sync_dirty_bitmap(MemoryRegion *address_space)
1491 {
1492     AddressSpace *as = memory_region_to_address_space(address_space);
1493     FlatRange *fr;
1494
1495     FOR_EACH_FLAT_RANGE(fr, &as->current_map) {
1496         MEMORY_LISTENER_UPDATE_REGION(fr, as, log_sync);
1497     }
1498 }
1499
1500 void memory_global_dirty_log_start(void)
1501 {
1502     MemoryListener *listener;
1503
1504     cpu_physical_memory_set_dirty_tracking(1);
1505     global_dirty_log = true;
1506     QLIST_FOREACH(listener, &memory_listeners, link) {
1507         listener->log_global_start(listener);
1508     }
1509 }
1510
1511 void memory_global_dirty_log_stop(void)
1512 {
1513     MemoryListener *listener;
1514
1515     global_dirty_log = false;
1516     QLIST_FOREACH(listener, &memory_listeners, link) {
1517         listener->log_global_stop(listener);
1518     }
1519     cpu_physical_memory_set_dirty_tracking(0);
1520 }
1521
1522 static void listener_add_address_space(MemoryListener *listener,
1523                                        AddressSpace *as)
1524 {
1525     FlatRange *fr;
1526
1527     if (global_dirty_log) {
1528         listener->log_global_start(listener);
1529     }
1530     FOR_EACH_FLAT_RANGE(fr, &as->current_map) {
1531         MemoryRegionSection section = {
1532             .mr = fr->mr,
1533             .address_space = as->root,
1534             .offset_within_region = fr->offset_in_region,
1535             .size = int128_get64(fr->addr.size),
1536             .offset_within_address_space = int128_get64(fr->addr.start),
1537         };
1538         listener->region_add(listener, &section);
1539     }
1540 }
1541
1542 void memory_listener_register(MemoryListener *listener)
1543 {
1544     QLIST_INSERT_HEAD(&memory_listeners, listener, link);
1545     listener_add_address_space(listener, &address_space_memory);
1546     listener_add_address_space(listener, &address_space_io);
1547 }
1548
1549 void memory_listener_unregister(MemoryListener *listener)
1550 {
1551     QLIST_REMOVE(listener, link);
1552 }
1553
1554 void set_system_memory_map(MemoryRegion *mr)
1555 {
1556     address_space_memory.root = mr;
1557     memory_region_update_topology(NULL);
1558 }
1559
1560 void set_system_io_map(MemoryRegion *mr)
1561 {
1562     address_space_io.root = mr;
1563     memory_region_update_topology(NULL);
1564 }
1565
1566 uint64_t io_mem_read(int io_index, target_phys_addr_t addr, unsigned size)
1567 {
1568     return _io_mem_read[io_index][bitops_ffsl(size)](io_mem_opaque[io_index],
1569                                                      addr);
1570 }
1571
1572 void io_mem_write(int io_index, target_phys_addr_t addr,
1573                   uint64_t val, unsigned size)
1574 {
1575     _io_mem_write[io_index][bitops_ffsl(size)](io_mem_opaque[io_index],
1576                                                addr, val);
1577 }
1578
1579 typedef struct MemoryRegionList MemoryRegionList;
1580
1581 struct MemoryRegionList {
1582     const MemoryRegion *mr;
1583     bool printed;
1584     QTAILQ_ENTRY(MemoryRegionList) queue;
1585 };
1586
1587 typedef QTAILQ_HEAD(queue, MemoryRegionList) MemoryRegionListHead;
1588
1589 static void mtree_print_mr(fprintf_function mon_printf, void *f,
1590                            const MemoryRegion *mr, unsigned int level,
1591                            target_phys_addr_t base,
1592                            MemoryRegionListHead *alias_print_queue)
1593 {
1594     MemoryRegionList *new_ml, *ml, *next_ml;
1595     MemoryRegionListHead submr_print_queue;
1596     const MemoryRegion *submr;
1597     unsigned int i;
1598
1599     if (!mr) {
1600         return;
1601     }
1602
1603     for (i = 0; i < level; i++) {
1604         mon_printf(f, "  ");
1605     }
1606
1607     if (mr->alias) {
1608         MemoryRegionList *ml;
1609         bool found = false;
1610
1611         /* check if the alias is already in the queue */
1612         QTAILQ_FOREACH(ml, alias_print_queue, queue) {
1613             if (ml->mr == mr->alias && !ml->printed) {
1614                 found = true;
1615             }
1616         }
1617
1618         if (!found) {
1619             ml = g_new(MemoryRegionList, 1);
1620             ml->mr = mr->alias;
1621             ml->printed = false;
1622             QTAILQ_INSERT_TAIL(alias_print_queue, ml, queue);
1623         }
1624         mon_printf(f, TARGET_FMT_plx "-" TARGET_FMT_plx " (prio %d): alias %s @%s "
1625                    TARGET_FMT_plx "-" TARGET_FMT_plx "\n",
1626                    base + mr->addr,
1627                    base + mr->addr
1628                    + (target_phys_addr_t)int128_get64(mr->size) - 1,
1629                    mr->priority,
1630                    mr->name,
1631                    mr->alias->name,
1632                    mr->alias_offset,
1633                    mr->alias_offset
1634                    + (target_phys_addr_t)int128_get64(mr->size) - 1);
1635     } else {
1636         mon_printf(f, TARGET_FMT_plx "-" TARGET_FMT_plx " (prio %d): %s\n",
1637                    base + mr->addr,
1638                    base + mr->addr
1639                    + (target_phys_addr_t)int128_get64(mr->size) - 1,
1640                    mr->priority,
1641                    mr->name);
1642     }
1643
1644     QTAILQ_INIT(&submr_print_queue);
1645
1646     QTAILQ_FOREACH(submr, &mr->subregions, subregions_link) {
1647         new_ml = g_new(MemoryRegionList, 1);
1648         new_ml->mr = submr;
1649         QTAILQ_FOREACH(ml, &submr_print_queue, queue) {
1650             if (new_ml->mr->addr < ml->mr->addr ||
1651                 (new_ml->mr->addr == ml->mr->addr &&
1652                  new_ml->mr->priority > ml->mr->priority)) {
1653                 QTAILQ_INSERT_BEFORE(ml, new_ml, queue);
1654                 new_ml = NULL;
1655                 break;
1656             }
1657         }
1658         if (new_ml) {
1659             QTAILQ_INSERT_TAIL(&submr_print_queue, new_ml, queue);
1660         }
1661     }
1662
1663     QTAILQ_FOREACH(ml, &submr_print_queue, queue) {
1664         mtree_print_mr(mon_printf, f, ml->mr, level + 1, base + mr->addr,
1665                        alias_print_queue);
1666     }
1667
1668     QTAILQ_FOREACH_SAFE(ml, &submr_print_queue, queue, next_ml) {
1669         g_free(ml);
1670     }
1671 }
1672
1673 void mtree_info(fprintf_function mon_printf, void *f)
1674 {
1675     MemoryRegionListHead ml_head;
1676     MemoryRegionList *ml, *ml2;
1677
1678     QTAILQ_INIT(&ml_head);
1679
1680     mon_printf(f, "memory\n");
1681     mtree_print_mr(mon_printf, f, address_space_memory.root, 0, 0, &ml_head);
1682
1683     /* print aliased regions */
1684     QTAILQ_FOREACH(ml, &ml_head, queue) {
1685         if (!ml->printed) {
1686             mon_printf(f, "%s\n", ml->mr->name);
1687             mtree_print_mr(mon_printf, f, ml->mr, 0, 0, &ml_head);
1688         }
1689     }
1690
1691     QTAILQ_FOREACH_SAFE(ml, &ml_head, queue, ml2) {
1692         g_free(ml);
1693     }
1694
1695     if (address_space_io.root &&
1696         !QTAILQ_EMPTY(&address_space_io.root->subregions)) {
1697         QTAILQ_INIT(&ml_head);
1698         mon_printf(f, "I/O\n");
1699         mtree_print_mr(mon_printf, f, address_space_io.root, 0, 0, &ml_head);
1700     }
1701 }