memory.c

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